Cycloconverter adalah konverter frekuensi dari satu level ke level lainnya, yang dapat mengubah daya AC dari satu frekuensi ke daya AC di frekuensi lain. Di sini, sebuah Proses konversi AC-AC dilakukan dengan perubahan frekuensi. Oleh karena itu, ini juga disebut sebagai pengubah frekuensi. Biasanya, frekuensi keluaran lebih kecil dari frekuensi masukan. Implementasi rangkaian kontrol rumit karena jumlah SCR yang sangat besar. Mikrokontroler atau DSP atau mikroprosesor digunakan dalam rangkaian kontrol.
CycloConverter
Sebuah cyclo-converter dapat mencapai konversi frekuensi dalam satu tahap dan memastikan bahwa tegangan dan frekuensi dapat dikontrol. Selain itu, kebutuhan untuk menggunakan sirkuit switching tidak perlu karena menggunakan pergantian alami. Transfer daya dalam Cycloconverter terjadi dalam dua arah.
Ada dua jenis Cycloconverters
Step Up Cycloconverter:
Jenis ini menggunakan pergantian normal dan memberikan keluaran pada frekuensi yang lebih tinggi dari pada masukan.
Step Down Cycloconverter:
Jenis ini menggunakan pergantian paksa dan menghasilkan output dengan frekuensi lebih rendah daripada input.
Pengonversi siklo selanjutnya diklasifikasikan menjadi tiga kategori seperti yang dibahas di bawah ini.
Fase tunggal ke Fase tunggal
Cycloconverter ini memiliki dua konverter gelombang penuh yang terhubung kembali ke belakang. Jika satu konverter sedang beroperasi, yang lain dinonaktifkan, tidak ada arus yang melewatinya.
Tiga fase ke fase tunggal
Cycloconverter ini beroperasi dalam empat kuadran yaitu (+ V, + I) dan (−V, −I) menjadi mode rektifikasi dan (+ V, −I) dan (−V, + I) menjadi mode inversi.
Tiga fase ke tiga fase
Cycloconverter ini banyak digunakan dalam sistem mesin AC yang beroperasi pada mesin induksi tiga fasa dan sinkron.
Pengenalan Single Phase ke Single Phase Cycloconverter menggunakan Thyristor
Cycloconverter memiliki empat Thyristor yang dibagi menjadi dua Bank Thyristor , yaitu bank positif dan bank negatif masing-masing. Ketika arus positif mengalir dalam beban, tegangan keluaran dikendalikan oleh kontrol fasa dari dua array Thyristor positif sedangkan, Thyristor array negatif dijaga dan sebaliknya ketika arus negatif mengalir dalam beban.
Ilustrasi operasional Single Phase Cycloconverter
Bentuk gelombang keluaran yang sempurna untuk arus beban sinusoidal dan berbagai sudut fasa beban ditunjukkan pada Gambar di bawah. Penting untuk menjaga agar larik Thyristor non-konduktor mati setiap saat, jika tidak, sumber listrik dapat mengalami korsleting melalui dua larik Thyristor, yang mengakibatkan distorsi bentuk gelombang dan kemungkinan kegagalan perangkat dari arus korsleting.
Bentuk Gelombang Keluaran yang Diidealkan
Masalah kontrol utama cyclo-converter adalah bagaimana menukar antar bank dalam waktu sesingkat mungkin untuk menghindari distorsi sambil memastikan kedua bank tidak berjalan pada saat yang bersamaan.
Penambahan umum ke rangkaian daya yang menghilangkan persyaratan untuk menjaga satu bank off adalah menempatkan induktor yang diketuk pusat yang disebut induktor arus sirkulasi antara output dari dua bank.
Kedua bank sekarang dapat bekerja bersama tanpa korsleting. Juga, arus yang bersirkulasi di induktor membuat kedua bank tetap beroperasi sepanjang waktu, menghasilkan bentuk gelombang keluaran yang lebih baik.
Desain Cycloconverter menggunakan Thyristor
Proyek ini dirancang untuk mengontrol kecepatan a motor induksi fase tunggal dalam tiga langkah dengan menggunakan teknik Cycloconverter oleh Thyristor. Motor AC memiliki keuntungan besar karena relatif murah dan sangat andal.
Diagram Blok CycloConverter Berbasis Thyristor
Persyaratan Komponen Perangkat Keras
Catu daya DC 5V, Mikrokontroler (AT89S52 / AT89C51), Optoisolator (MOC3021), Motor induksi fase tunggal, Tombol tekan, SCR, IC LM358 , Resistor, Kapasitor.
Deteksi Silang Tegangan Nol
Deteksi silang tegangan nol berarti bentuk gelombang tegangan suplai yang melewati tegangan nol untuk setiap 10msec dari siklus 20msec. Kami menggunakan sinyal AC 50Hz, periode waktu siklus total adalah 20msec (T = 1 / F = 1/50 = 20msec) di mana, untuk setiap setengah siklus (yaitu 10ms) kami harus mendapatkan sinyal nol.
Deteksi Silang Tegangan Nol
Ini dicapai dengan menggunakan DC berdenyut setelah penyearah jembatan sebelum disaring. Untuk tujuan itu, kami menggunakan dioda pemblokiran D3 antara DC yang berdenyut dan kapasitor filter sehingga kita bisa mendapatkan DC berdenyut untuk digunakan.
DC yang berdenyut diberikan ke pembagi potensial 6,8k dan 6,8K untuk memberikan output sekitar 5V berdenyut dari pulsasi 12V yang terhubung ke input non-pembalik dari pin komparator 3. Di sini, Op-amp digunakan sebagai pembanding.
5V DC diberikan ke a pembagi potensial dari 47k dan 10K yang memberikan output sekitar 1.06V dan terhubung ke inverting input pin no 2. Satu resistansi 1K digunakan dari pin output 1 ke pin input 2untuk umpan balik.
Seperti yang kita ketahui prinsip dari sebuah komparator adalah ketika terminal non inverting lebih besar dari terminal inverting, maka outputnya berlogika tinggi (supply voltage). Jadi DC yang berdenyut pada pin no 3 dibandingkan dengan DC 1.06V tetap pada pin no 2.
Output daya dari komparator ini diumpankan ke terminal pembalik dari komparator lain. Terminal non-pembalik dari pin komparator no 5 ini diberi tegangan referensi tetap, yaitu 2.5V diambil dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh resistor 10k dan 10k.
Jadi kita mendapatkan ZVR (Zero Voltage Reference) terdeteksi. ZVR ini kemudian digunakan sebagai pulsa input ke Mikrokontroler.
Bentuk Gelombang ZVS
Prosedur Kerja Cycloconverter
Koneksi sirkuit ditunjukkan pada diagram di atas. Proyek ini menggunakan referensi tegangan nol seperti yang dijelaskan di atas pada pin no. 13 dari Mikrokontroler. Delapan Opto - Isolator MOC3021 digunakan untuk menggerakkan 8 SCR U2 ke U9.
4 SCR (penyearah terkontrol silikon) digunakan di jembatan penuh adalah antiparalel dengan set 4 SCR lainnya seperti yang ditunjukkan pada diagram. Memicu pulsa yang dihasilkan oleh MC sesuai program yang ditulis memberikan kondisi input ke Opto - isolator yang menggerakkan SCR masing-masing.
Hanya satu Opto U17 yang menggerakkan SCR U2 yang ditampilkan di atas sementara yang lainnya serupa sesuai diagram rangkaian. SCR mendapat konduksi selama 20ms dari jembatan pertama dan selanjutnya 20ms dari jembatan kedua untuk mendapatkan keluaran pada titik no - 25 & 26, total periode waktu satu siklus AC 40ms yaitu 25 Hz.
Jadi F / 2 dikirim ke beban saat sakelar 1 ditutup. Demikian pula, untuk F / 3 konduksi berlangsung selama 30 ms di jembatan pertama dan 30 ms berikutnya dari jembatan berikutnya, sehingga total periode waktu 1 siklus mencapai 60 ms yang pada gilirannya di F / 3 saat sakelar -2 dioperasikan.
Frekuensi Fundamental 50Hz tersedia dengan memicu pasangan dari jembatan pertama selama 10 md pertama dan 10 md berikutnya dari jembatan berikutnya sementara kedua sakelar disimpan dalam kondisi 'OFF'. Arus balik yang mengalir di gerbang SCR adalah keluaran Opto - isolator.
Aplikasi Cycloconverter
Aplikasi termasuk Mengontrol kecepatan mesin AC seperti Ini terutama digunakan dalam traksi listrik, motor AC memiliki kecepatan variabel dan pemanas induksi.
- Motor Sinkron
- Drive Pabrik
- Propulsi kapal
- Pabrik Penggilingan
Saya harap Anda memahami dengan jelas topik Cycloconverter , ini adalah konverter frekuensi dari satu tingkat ke tingkat lainnya, yang dapat mengubah daya AC dari satu frekuensi ke daya AC di frekuensi lain. Jika ada pertanyaan lebih lanjut tentang topik ini atau tentang proyek listrik dan elektronik tinggalkan bagian komentar di bawah ini.
