تُستخدم محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد لتحويل أشكال موجة التيار المتردد بتردد معين وحجم إلى شكل موجة متناوبة بتردد آخر عند مقدار آخر. هذا التحويل مطلوب بشكل أساسي في حالة التحكم في سرعة الماكينات ، وكذلك تطبيقات التردد المنخفض والجهد المتغير. نحن نعلم أن هناك أنواعًا مختلفة من الأحمال التي تعمل مع أنواع مختلفة من مزودات الطاقة مثل الإمداد أحادي الطور ، وثلاثي الطور ، ويمكن تمييز الإمدادات بناءً على نطاق الجهد والتردد أيضًا.
AC لتحويل التيار المتردد
ما هو محول التيار المتردد إلى التيار المتردد؟
نحتاج إلى جهد معين وتردد معين لتشغيل بعض الأجهزة أو الآلات الخاصة. بالنسبة التحكم في سرعة المحركات التعريفي ، محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد (Cycloconverters) تستخدم بشكل رئيسي. للحصول على مصدر طاقة التيار المتردد المطلوب من مصدر الطاقة الفعلي ، نحتاج إلى بعض المحولات التي تسمى محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد.
أنواع محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد
يمكن تصنيف محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد إلى أنواع مختلفة:
- محولات الدوران
- محولات AC إلى AC مع وصلة DC
- محولات المصفوفة
- محولات المصفوفة الهجينة
1. Cycloconverters
Cycloconverters تسمى بشكل رئيسي كمغيرات التردد التي تحول طاقة التيار المتردد بتردد إدخال واحد إلى طاقة تيار متردد بتردد خرج مختلف ويمكن استخدامها لتغيير حجم طاقة التيار المتردد أيضًا. تُفضل المحولات الحلقية لتجنب وصلات التيار المستمر ولتجنب العديد من المراحل مثل التيار المتردد إلى التيار المتردد إلى التيار المتردد التي لا تعتبر اقتصادية وتسبب المزيد من الخسائر. ستختلف تكلفة ارتباط التيار المباشر المطلوبة وفقًا لتصنيفات طاقة الإمداد المستخدمة.
Cycloconverters
يوضح الشكل أعلاه مبدأ عمل المحول الحلقي حيث يتغير تردد موجة الإدخال عن طريق تغيير زاوية إطلاق النار المطبقة على الثايرستور. من خلال تبديل الثايرستور الموجب والسالب ، يمكننا الحصول على تردد خرج متغير يمكن أن يكون ترددًا تصاعديًا أو تنحيًا مقارنة بتردد الإدخال.
يتم تصنيف المحولات الحلقية إلى أنواع مختلفة بناءً على معايير مختلفة
تتكون المحولات الحلقية من طرفين هما الطرف الموجب ويسمى أيضًا المحول الإيجابي والطرف السالب يسمى أيضًا المحول السلبي. يعمل Positivelimb خلال دورة النصف الموجب ويعمل الطرف السالب خلال دورة النصف السالب.
تصنيف Cycloconverters على أساس طريقة التشغيل:
منع تحويل الوضع السيكلوني
لا تحتاج المحولات الحلقية هذه إلى أي مفاعل مقيد كما هو الحال في هذا الوضع ، ينفذ طرف واحد فقط إما طرفًا إيجابيًا أو سالبًا في كل مرة ، والطرف الآخر مسدود. ومن ثم ، يُطلق على ذلك اسم المحولات الحلقية لوضع الحظر.
تعميم الوضع الحالي Cycloconverter
هذه Cycloconverters تحتاج إلى مفاعل محدد كطرف موجب وطرف سلبي في وقت واحد ، وبالتالي يتم وضع مفاعل للحد من التيار المتداول. نظرًا لأن كلا الطرفين يعملان في نفس الوقت ، سيكون هناك تيار متداول في النظام ، وبالتالي ، يطلق عليه اسم المحول الدائري للوضع الحالي.
تصنيف المحولات الحلقية على أساس عدد مراحل الجهد الناتج
محولات دورانية أحادية الطور
يتم تصنيفها مرة أخرى إلى نوعين بناءً على عدد مراحل الإدخال.
1-Ø إلى 1- Ø محول Cylco
1-Ø إلى 1- Ø محول Cylco
يحول Cycloconverter شكل موجة التيار المتردد أحادية الطور بتردد الإدخال وحجم t لإخراج شكل الموجة AC بحجم وتردد مختلفين.
3-Ø إلى 1- Ø المرحلة Cycloconverter
يحتوي Cycloconverter هذا على مصدر تيار متردد ثلاثي الأطوار مع تردد إدخال وحجم وينتج خرجًا على شكل موجة أحادية الطور AC بتردد إخراج مختلف أو حجم.
محول حلزوني من 3 مراحل إلى مرحلة واحدة
3-Ø إلى 3- Ø المرحلة Cycloconverter
3-Ø إلى 3- Ø المرحلة Cycloconverter
هذا المحول الحلقي لديه مصدر تيار متردد ثلاثي الأطوار مع تردد الإدخال والحجم وينتج مخرجات مثل شكل موجة AC ثلاثية الطور بتردد إخراج مختلف أو حجم.
تصنيف المحولات الدائرية على أساس زاوية إطلاق النار للأطراف الإيجابية والسلبية
مغلف Cycloconverters
في هذا النوع من Cycloconverters ، تكون زاوية إطلاق النار ثابتة لكل من الدورات النصف الموجبة والسالبة خلال نصف الدورة الموجبة. بالنسبة للمحول الموجب ، يتم ضبط زاوية إطلاق النار على α = 0 ° ، وأثناء الدورة النصف السلبية ، يتم ضبط زاوية إطلاق النار على α = 180 درجة.
وبالمثل ، بالنسبة للمحول السلبي ، يتم ضبط زاوية إطلاق النار على α = 180 درجة ، أثناء دورة النصف الموجبة ، وأثناء نصف الدورة السلبية ، يتم ضبط زاوية إطلاق النار على α = 0 °.
Cycloconverters التي تسيطر عليها المرحلة
باستخدام هذا النوع من Cycloconverters ، يمكننا تغيير حجم جهد الخرج بالإضافة إلى تردد الخرج. يمكن تغيير كلاهما من خلال تغيير زاوية إطلاق المحول.
Cycloconverters التي تسيطر عليها المرحلة
2. محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد مع وصلة DC
تتكون محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد بوصلة DC بشكل عام من مقوم ووصلة DC وعاكس كما في هذه العملية يتم تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر باستخدام المقوم . بعد تحويله إلى DC ، يتم استخدام رابط DC لتخزين طاقة التيار المستمر ، ثم يتم تحويله مرة أخرى إلى تيار متردد باستخدام العاكس. يظهر في الشكل دارة محول التيار المتردد إلى التيار المتردد بوصلة DC.
يتم تصنيف محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد التي تحتوي على رابط تيار مستمر إلى نوعين:
محول العاكس المصدر الحالي
في هذا النوع من العاكس ، يتم استخدام سلسلة واحدة أو اثنتين من المحاثات بين أحد طرفي الاتصال بين المقوم والعاكس. المعدل المستخدم هنا هو جهاز تبديل يتم التحكم فيه في الطور مثل Thyristor Bridge.
محول العاكس المصدر الحالي
محول العاكس مصدر الجهد
في هذا النوع من المحولات ، يتكون رابط التيار المباشر من مكثف تحويل ويتكون المعدل من جسر ديود. تُفضل جسور الصمام الثنائي للحمل المنخفض نظرًا لأن تشوه خط التيار المتردد وعامل الطاقة المنخفض الناجم عن جسر الصمام الثنائي أقل من جسر الثايرستور.
ومع ذلك ، لا يُنصح باستخدام محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد التي تحتوي على رابط تيار مستمر لتصنيفات الطاقة العالية مثل ارتباط التيار المستمر المكون السلبي تزداد السعة المطلوبة مع الزيادة في تصنيف الطاقة. لتخزين الطاقة العالية ، نحتاج إلى مكونات سلبية كبيرة الحجم لتخزين التيار المستمر وهي غير اقتصادية وفعالة حيث تزداد الخسائر أيضًا لتحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر والتيار المستمر إلى عملية التيار المتردد.
محول العاكس مصدر الجهد
3. محولات المصفوفة
تُستخدم محولات المصفوفة لتحويل التيار المتردد إلى تيار متردد مباشرة دون استخدام أي رابط تيار مباشر لزيادة موثوقية وكفاءة النظام عن طريق تقليل التكلفة والخسائر لعنصر تخزين رابط DC.
يتكون محول المصفوفة من محولات ثنائية الاتجاه غير موجودة عمليًا في الوقت الحالي ولكن يمكن تحقيقها باستخدام IGBTs ، وهي قادرة على توصيل التيار الكهربائي ومنع كلا القطبين.
محولات المصفوفة
يتم تصنيف محولات المصفوفة مرة أخرى إلى أنواع مختلفة بناءً على عدد المكونات المستخدمة.
محول المصفوفة المتفرقة
تتطابق وظيفة محول المصفوفة المتناثر مع محول المصفوفة المباشر ، ولكن هنا يكون عدد المفاتيح المطلوبة أقل من محول المصفوفة المباشر ، وبالتالي يمكن تحسين موثوقية النظام عن طريق تقليل تعقيد التحكم.
يلزم 18 صمامًا ثنائيًا و 15 ترانزستورًا و 7 إمكانات تشغيل معزولة لمحول المصفوفة المتناثر.
محول مصفوفة متفرقة للغاية
يتم زيادة عدد الثنائيات مع انخفاض عدد الترانزستورات مقارنة بمحول المصفوفة المتناثر ، وبالتالي ، نظرًا لزيادة عدد الثنائيات ، تكون خسائر التوصيل عالية. تشبه وظيفة محول المصفوفة المتناثر للغاية محول المصفوفة المتناثر / المباشر.
يلزم وجود 30 صمامًا ثنائيًا و 12 ترانزستورًا و 10 إمكانات تشغيل معزولة لمحول مصفوفة متناثر جدًا.
محول مصفوفة متفرقة للغاية
تُستخدم هذه لمحركات السرعة المتغيرة ذات الديناميكيات المنخفضة حيث أن مرحلة الإدخال لهذا المحول أحادية الاتجاه ، ونتيجة لذلك ، هناك إزاحة طور مسموح بها بين تيار الإدخال الأساسي والجهد المدخل. وبالمثل ، بالنسبة لجهد الخرج الأساسي والتيار الناتج هو 30 درجة ، وبالتالي فهي تستخدم بشكل رئيسي لمحركات PSM متغيرة السرعة ذات ديناميكيات منخفضة.
يلزم وجود 12 صمامًا ثنائيًا و 9 ترانزستورات و 7 إمكانات تشغيل معزولة لمحول المصفوفة المتناثر للغاية.
محول المصفوفة الهجينة
يطلق على محولات المصفوفة التي تحول التيار المتردد / التيار المستمر / التيار المتردد محولات المصفوفة الهجينة ، ومثل محولات المصفوفة ، لا تستخدم هذه المحولات الهجينة أيضًا أي مكثف أو محث أو رابط DC.
يتم تصنيفها مرة أخرى إلى نوعين بناءً على عدد المراحل التي يستغرقونها للتحويل ، إذا تم تحويل الجهد والتيار في مرحلة واحدة ، فيمكن تسمية هذا المحول كمحول Hybrid Direct Matrix.
إذا تم تحويل الجهد والتيار في مرحلتين مختلفتين ، فيمكن تسمية هذا المحول بمحول Hybrid Indirect Matrix.
مثال:
Cycloconverter باستخدام الثايرستور
يتعلق مشروع Cycloconverter بالتحكم في سرعة المحرك الحثي أحادي الطور باستخدام تقنية Cycloconverter مع الثايرستور. المحركات الحثية هي آلات ذات سرعة ثابتة تُستخدم بشكل متكرر في العديد من الأجهزة المنزلية مثل الغسالات ومضخات المياه والمكانس الكهربائية.
تتكون الدائرة من نظام إمداد (مع محول ومقوم ومنظم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر) متصل بالمتحكم الدقيق ويتم الحفاظ على مصدر التيار المتردد في المحول الدائري. الميكروكونترولر متصل مع optoisolator واختيار الوضع. المحول الحلزوني متصل بالمحرك.
Cycloconverter باستخدام الثايرستور
يمكن أن تتغير سرعة المحرك التعريفي في ثلاث خطوات مثل F و F / 2 و F / 3. يتم توصيل المتحكم الدقيق بمفاتيح منزلقة ويمكن أن تتنوع حالة هذه المفاتيح بحيث يقوم المتحكم الدقيق بتسليم نبضات التشغيل المناسبة لجسر الثايرستور ثنائي المحور Cycloconverter. مع الاختلاف في إطلاق النبضات ، يمكن تغيير تردد شكل الموجة الناتج من Cycloconverter. وبالتالي ، يمكن تحقيق التحكم في سرعة المحرك الحثي أحادي الطور.
هذا كل شيء عن بعض محولات التيار المتردد إلى التيار المتردد جنبًا إلى جنب مع المناقشة الموجزة ومبادئ العمل. توجد هذه المحولات في الغالب في معدات تحويل عالية الطاقة ذات صلة بـ تطبيقات التحكم الإلكتروني في الطاقة . إذا كنت تريد المزيد من المعلومات والتنفيذ العملي لهذه المحولات ، فيمكنك الكتابة إلينا من خلال التعليق أدناه.
اعتمادات الصورة:
- AC إلى محولات التيار المتردد سيمنز
- Cycloconverters بواسطة حلول Pantechsolutions
- Cycloconverters التي تسيطر عليها المرحلة nctu
- مصدر الجهد والمصدر الحالي العاكس بواسطة أبو بريص البحث
- محولات المصفوفة بواسطة ياسكاوا
- 3-Ø إلى 3- Ø المرحلة Cycloconverter بواسطة حلول Pantechsolutions
- 1-Ø إلى 1- Ø Cylcoconverter بواسطة الملفات
- 3-Ø إلى 1-ØPhaseCycloconverter بواسطة
