ตัวแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับใช้สำหรับการแปลงรูปคลื่นกระแสสลับที่มีความถี่และขนาดหนึ่งเป็นรูปคลื่น AC ด้วยความถี่อื่นที่ขนาดอื่น การแปลงนี้ส่วนใหญ่จำเป็นในกรณีของการควบคุมความเร็วของเครื่องจักรสำหรับการใช้งานความถี่ต่ำและขนาดแรงดันไฟฟ้าผันแปรเช่นกัน เราทราบดีว่ามีโหลดหลายประเภทที่ทำงานร่วมกับ แหล่งจ่ายไฟ เช่นเดียวกับเฟสเดียวแหล่งจ่ายสามเฟสและอุปกรณ์สามารถแยกความแตกต่างได้ตามแรงดันไฟฟ้าและช่วงความถี่ด้วย
AC เป็น AC Converter
AC to AC Converter คืออะไร?
เราต้องการแรงดันไฟฟ้าและความถี่เฉพาะสำหรับการใช้งานอุปกรณ์หรือเครื่องจักรพิเศษบางอย่าง สำหรับ การควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ตัวแปลง AC เป็น AC (Cycloconverters) ใช้เป็นหลัก สำหรับการรับแหล่งจ่ายไฟ AC ที่ต้องการจากแหล่งจ่ายไฟจริงเราจำเป็นต้องมีตัวแปลงบางตัวที่เรียกว่าตัวแปลง AC เป็น AC
ประเภทของตัวแปลง AC เป็น AC
ตัวแปลง AC เป็น AC สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ:
- ตัวแปลงไซโคล
- ตัวแปลง AC เป็น AC พร้อมลิงก์ DC
- ตัวแปลงเมทริกซ์
- ตัวแปลงเมทริกซ์ไฮบริด
1. ไซโคลคอนเวอร์เตอร์
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ ส่วนใหญ่เรียกว่าเป็นตัวเปลี่ยนความถี่ที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่อินพุตหนึ่งไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่เอาท์พุทที่แตกต่างกันและสามารถใช้สำหรับการเปลี่ยนขนาดของไฟ AC ได้ด้วย ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เป็นที่ต้องการสำหรับการหลีกเลี่ยงการเชื่อมโยง DC และเพื่อหลีกเลี่ยงหลายขั้นตอนเช่น AC เป็น DC เป็น AC ซึ่งไม่ประหยัดและทำให้เกิดการสูญเสียมากขึ้น ค่าใช้จ่ายของลิงค์ DC ที่ต้องการจะแตกต่างกันไปตามการจัดอันดับของแหล่งจ่ายไฟที่ใช้
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์
รูปด้านบนแสดงหลักการทำงานของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ซึ่งความถี่ของคลื่นอินพุตเปลี่ยนไปโดยการเปลี่ยนมุมยิงที่ใช้กับไทริสเตอร์ ด้วยการสลับไทริสเตอร์แขนขาบวกและลบเราจะได้ความถี่เอาต์พุตที่แปรผันซึ่งอาจเป็นความถี่แบบ step-up หรือ step-down เทียบกับความถี่อินพุต
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆตามเกณฑ์ที่แตกต่างกัน
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ประกอบด้วยสองแขนขาคือแขนขาบวกหรือที่เรียกว่าตัวแปลงบวกและแขนขาลบเรียกอีกอย่างว่าตัวแปลงค่าลบ Positivelimb ทำงานในช่วงครึ่งรอบบวกและแขนขาด้านลบจะทำงานในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบ
การจำแนกประเภทของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ตามโหมดการทำงาน:
Cycloconverters โหมดการปิดกั้น
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องปฏิกรณ์แบบ จำกัด ใด ๆ เนื่องจากในโหมดนี้มีเพียงแขนขาเดียวเท่านั้นไม่ว่าจะเป็นแขนขาบวกหรือลบในแต่ละครั้งและแขนขาอีกข้างจะถูกปิดกั้น ดังนั้นจึงเรียกว่า Blocking Mode Cycloconverters
Cycloconverter โหมดกระแสหมุนเวียน
เครื่องปฏิกรณ์ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้จำเป็นต้อง จำกัด เป็นทั้งแขนขาบวกและแขนขาด้านลบในแต่ละครั้งและด้วยเหตุนี้เครื่องปฏิกรณ์จึงถูกวางไว้เพื่อ จำกัด กระแสหมุนเวียน เนื่องจากแขนขาทั้งสองทำหน้าที่ในเวลาเดียวกันจะมีกระแสหมุนเวียนในระบบดังนั้นจึงเรียกว่าไซโคลคอนเวอร์เตอร์โหมดหมุนเวียน
การจำแนกประเภทของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ตามจำนวนเฟสของแรงดันขาออก
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เฟสเดียว
สิ่งเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทอีกครั้งตามจำนวนเฟสอินพุต
1-Øถึง 1- Øตัวแปลง Cylco
1-Øถึง 1- Øตัวแปลง Cylco
Cycloconverter นี้จะแปลงรูปคลื่น AC เฟสเดียวที่มีความถี่อินพุตและขนาด t เพื่อส่งออกรูปคลื่น AC ที่มีขนาดและความถี่แตกต่างกัน
3-Øถึง 1- Ø Phase Cycloconverter
Cycloconverter นี้มีแหล่งจ่ายไฟ AC สามเฟสที่มีความถี่และขนาดอินพุตและสร้างเอาต์พุตเป็นรูปคลื่น AC เฟสเดียวที่มีความถี่หรือขนาดเอาต์พุตที่แตกต่างกัน
Cycloconverter 3 เฟสถึง 1 เฟส
3-Øถึง 3- Ø Phase Cycloconverter
3-Øถึง 3- Ø Phase Cycloconverter
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์นี้มีแหล่งจ่ายไฟ AC สามเฟสที่มีความถี่และขนาดอินพุตและสร้างเอาต์พุตเป็นรูปคลื่น AC สามเฟสที่มีความถี่หรือขนาดเอาต์พุตที่แตกต่างกัน
การจำแนกประเภทของไซโคลคอนเวอร์เตอร์ตามมุมการยิงของแขนขาที่เป็นบวกและลบ
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบซอง
ในไซโคลคอนเวอร์เตอร์ประเภทนี้มุมการยิงจะคงที่สำหรับทั้งครึ่งรอบบวกและลบในช่วงครึ่งรอบบวก สำหรับตัวแปลงบวกมุมการยิงจะถูกตั้งไว้ที่α = 0 °และในช่วงครึ่งรอบเชิงลบมุมการยิงจะถูกตั้งไว้ที่α = 180 °
ในทำนองเดียวกันสำหรับตัวแปลงค่าลบมุมการยิงจะถูกตั้งค่าเป็นα = 180 °ในช่วงครึ่งรอบบวกและในช่วงครึ่งรอบเชิงลบมุมการยิงจะถูกตั้งค่าเป็นα = 0 °
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบควบคุมเฟส
ด้วยการใช้ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ประเภทนี้เราสามารถเปลี่ยนขนาดของแรงดันไฟฟ้าขาออกนอกเหนือจากความถี่ของเอาต์พุตได้ ทั้งสองอย่างสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนมุมยิงของคอนเวอร์เตอร์
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์แบบควบคุมเฟส
2. ตัวแปลง AC เป็น AC พร้อม DC Link
ตัวแปลง AC เป็น AC ที่มีลิงก์ DC โดยทั่วไปประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสลิงก์ DC และอินเวอร์เตอร์เช่นเดียวกับในกระบวนการนี้ AC ถูกแปลงเป็น DC โดยใช้วงจรเรียงกระแส . หลังจากแปลงเป็น DC แล้วลิงก์ DC จะถูกใช้เพื่อเก็บพลังงาน DC จากนั้นจะแปลงเป็น AC อีกครั้งโดยใช้อินเวอร์เตอร์ วงจรแปลง AC เป็น AC พร้อมลิงค์ DC แสดงดังรูป
ตัวแปลง AC เป็น AC ที่มีลิงค์ DC แบ่งออกเป็นสองประเภท:
แหล่งที่มาปัจจุบันตัวแปลงอินเวอร์เตอร์
ในอินเวอร์เตอร์ประเภทนี้จะใช้ตัวเหนี่ยวนำหนึ่งหรือสองชุดระหว่างแขนขาหนึ่งหรือทั้งสองข้างของการเชื่อมต่อระหว่างวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ วงจรเรียงกระแสที่ใช้ที่นี่คืออุปกรณ์สวิตชิ่งแบบควบคุมเฟสเช่นไทริสเตอร์บริดจ์
แหล่งที่มาปัจจุบันตัวแปลงอินเวอร์เตอร์
ตัวแปลงอินเวอร์เตอร์แหล่งแรงดันไฟฟ้า
ในตัวแปลงประเภทนี้ลิงค์ DC ประกอบด้วยตัวเก็บประจุแบบแบ่งและวงจรเรียงกระแสประกอบด้วยสะพานไดโอด สะพานไดโอดเป็นที่ต้องการสำหรับโหลดต่ำเนื่องจากความผิดเพี้ยนของสาย AC และปัจจัยด้านพลังงานต่ำที่เกิดจากสะพานไดโอดนั้นน้อยกว่าสะพานไทริสเตอร์
อย่างไรก็ตามไม่แนะนำให้ใช้ตัวแปลง AC เป็น AC ที่มีลิงก์ DC สำหรับการจัดอันดับพลังงานสูงเหมือนกับลิงก์ DC ส่วนประกอบแฝง ความจุที่ต้องการจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของอัตรากำลัง สำหรับการจัดเก็บพลังงานสูงเราจำเป็นต้องมีส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่เก็บข้อมูล DC ขนาดใหญ่ซึ่งไม่ประหยัดและมีประสิทธิภาพเนื่องจากการสูญเสียเพิ่มขึ้นสำหรับการแปลง AC เป็น DC และ DC เป็นกระบวนการ AC
ตัวแปลงอินเวอร์เตอร์แหล่งแรงดันไฟฟ้า
3. ตัวแปลงเมทริกซ์
ตัวแปลงเมทริกซ์ใช้สำหรับการแปลง AC เป็น AC โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ลิงก์ DC ใด ๆ เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบโดยการลดต้นทุนและการสูญเสียขององค์ประกอบหน่วยเก็บข้อมูล DC-link
เมทริกซ์คอนเวอร์เตอร์ประกอบด้วยสวิตช์สองทิศทางที่แทบไม่มีอยู่ในปัจจุบัน แต่สามารถรับรู้ได้โดยใช้ IGBT และสิ่งเหล่านี้สามารถนำกระแสและแรงดันไฟฟ้าบล็อกของทั้งสองขั้วได้
ตัวแปลงเมทริกซ์
ตัวแปลงเมทริกซ์ถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆอีกครั้งตามจำนวนส่วนประกอบที่ใช้
ตัวแปลงเมทริกซ์กระจัดกระจาย
ฟังก์ชันของตัวแปลงเมทริกซ์แบบกระจัดกระจายจะเหมือนกับตัวแปลงเมทริกซ์โดยตรง แต่ที่นี่จำนวนสวิตช์ที่ต้องการน้อยกว่าตัวแปลงเมทริกซ์โดยตรงดังนั้นความน่าเชื่อถือของระบบจึงสามารถปรับปรุงได้โดยการลดความซับซ้อนในการควบคุม
จำเป็นต้องมีไดโอด 18 ตัวทรานซิสเตอร์ 15 ตัวและศักยภาพของไดรเวอร์ที่แยกได้ 7 ตัวสำหรับคอนเวอร์เตอร์เมทริกซ์แบบกระจัดกระจาย
ตัวแปลงเมทริกซ์เบาบางมาก
จำนวนไดโอดจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนทรานซิสเตอร์ที่ลดลงเมื่อเทียบกับตัวแปลงเมทริกซ์แบบกระจัดกระจายดังนั้นเนื่องจากไดโอดมีจำนวนมากขึ้นจึงทำให้สูญเสียการนำไฟฟ้าสูง ฟังก์ชั่นของตัวแปลงเมทริกซ์ที่กระจัดกระจายมากนั้นคล้ายกับตัวแปลงเมทริกซ์แบบกระจัดกระจาย / โดยตรง
จำเป็นต้องมีไดโอด 30 ตัวทรานซิสเตอร์ 12 ตัวและศักยภาพของไดรเวอร์แยก 10 ตัวสำหรับตัวแปลงเมทริกซ์ที่เบาบางมาก
Ultra Sparse Matrix Converter
สิ่งเหล่านี้ใช้สำหรับไดรฟ์ความเร็วตัวแปรที่มีพลวัตต่ำเนื่องจากขั้นตอนการป้อนข้อมูลของตัวแปลงนี้เป็นแบบทิศทางเดียวและด้วยเหตุนี้จึงมีการกระจัดเฟสที่ยอมรับได้ระหว่างปัจจัยพื้นฐานของกระแสอินพุตและแรงดันไฟฟ้าอินพุต ในทำนองเดียวกันสำหรับแรงดันไฟฟ้าขาออกพื้นฐานและกระแสเอาต์พุตคือ 30 °และด้วยเหตุนี้จึงใช้เป็นหลักสำหรับไดรฟ์ PSM ความเร็วตัวแปรที่มีพลวัตต่ำ
จำเป็นต้องมีไดโอด 12 ตัวทรานซิสเตอร์ 9 ตัวและศักยภาพของไดรเวอร์แยก 7 ตัวสำหรับตัวแปลงเมทริกซ์แบบกระจัดกระจายพิเศษ
Hybrid Matrix Converter
ตัวแปลงเมทริกซ์ที่แปลง AC / DC / AC เรียกว่าเป็น ตัวแปลงเมทริกซ์ลูกผสม และเช่นเดียวกับตัวแปลงเมทริกซ์ตัวแปลงไฮบริดเหล่านี้ยังไม่ใช้ตัวเก็บประจุหรือตัวเหนี่ยวนำหรือลิงก์ DC
สิ่งเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทอีกครั้งตามจำนวนขั้นตอนที่ใช้ในการแปลงหากแรงดันและกระแสทั้งสองถูกแปลงในขั้นตอนเดียวตัวแปลงนั้นสามารถเรียกได้ว่าเป็น Hybrid Direct Matrix Converter
หากแรงดันและกระแสถูกแปลงในสองขั้นตอนที่แตกต่างกันตัวแปลงนั้นสามารถเรียกว่า Hybrid Indirect Matrix Converter
ตัวอย่าง:
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์โดยใช้ไทริสเตอร์
โครงการไซโคลคอนเวอร์เตอร์เกี่ยวกับการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวโดยใช้เทคนิคไซโคลคอนเวอร์เตอร์กับไทริสเตอร์ มอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นเครื่องจักรความเร็วคงที่ซึ่งมักใช้ในเครื่องใช้ในบ้านหลายชนิดเช่นเครื่องซักผ้าปั๊มน้ำและเครื่องดูดฝุ่น
วงจรประกอบด้วยระบบจ่าย (พร้อมหม้อแปลงวงจรเรียงกระแสและตัวควบคุมเพื่อแปลง AC เป็น DC) เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์และแหล่งจ่ายไฟ AC จะถูกบำรุงรักษาที่ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์เชื่อมต่อกับ optoisolator และการเลือกโหมด ไซโคลคอนเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับมอเตอร์
ไซโคลคอนเวอร์เตอร์โดยใช้ไทริสเตอร์
ความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถเปลี่ยนแปลงได้สามขั้นตอนคือ F, F / 2 และ F / 3 ไมโครคอนโทรลเลอร์เชื่อมต่อกับสวิตช์สไลด์และสถานะของสวิตช์เหล่านี้อาจแตกต่างกันไปเพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่งพัลส์ทริกเกอร์ที่เหมาะสมไปยัง Cycloconverter thyristors dual bridge ด้วยความแปรผันของพัลส์ทริกเกอร์ความถี่ของรูปคลื่นเอาท์พุตของไซโคลคอนเวอร์เตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวได้
ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับตัวแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับพร้อมกับการอภิปรายสั้น ๆ และหลักการทำงาน ตัวแปลงเหล่านี้มักพบในอุปกรณ์แปลงกำลังสูงที่เกี่ยวข้องกับ แอพพลิเคชั่นควบคุมไฟฟ้ากำลัง . หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมและการนำตัวแปลงเหล่านี้ไปใช้งานจริงคุณสามารถเขียนถึงเราโดยการแสดงความคิดเห็นด้านล่าง
เครดิตภาพ:
- ตัวแปลง AC เป็น AC โดย ซีเมนส์
- ไซโคลคอนเวอร์เตอร์โดย pantechsolutions
- ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ควบคุมเฟสโดย nctu
- แหล่งจ่ายแรงดันและแหล่งกระแสอินเวอร์เตอร์โดย การวิจัยตุ๊กแก
- ตัวแปลงเมทริกซ์โดย Yaskawa
- 3-Øถึง 3- Ø Phase Cycloconverter by pantechsolutions
- 1-Øถึง 1- Ø Cylcoconverter โดย ไฟล์
- 3-Øถึง 1-ØPhaseCycloconverterโดย
