AC-AC 변환기는 특정 주파수와 크기를 가진 AC 파형을 다른 크기의 다른 주파수를 가진 AC 파형으로 변환하는 데 사용됩니다. 이 변환은 주로 기계의 속도 제어, 저주파 및 가변 전압 크기 애플리케이션의 경우에 필요합니다. 다양한 유형의 부하에서 작동하는 다양한 유형의 부하가 있다는 것을 알고 있습니다. 전원 공급 장치 단상, 3 상 공급과 같이 전압 및 주파수 범위에 따라 공급 장치를 차별화 할 수 있습니다.
AC-AC 변환기
AC-AC 변환기는 무엇입니까?
일부 특수 장치 또는 기계를 작동하려면 특정 전압과 특정 주파수가 필요합니다. 에 대한 유도 전동기의 속도 제어 , AC-AC 컨버터 (사이클로 컨버터)가 주로 사용됩니다. 실제 전원 공급 장치에서 원하는 AC 전원 공급 장치를 얻으려면 AC-AC 변환기라는 변환기가 필요합니다.
AC-AC 컨버터의 유형
AC-AC 컨버터는 여러 유형으로 분류 할 수 있습니다.
- 사이클 컨버터
- DC 링크가있는 AC-AC 컨버터
- 매트릭스 컨버터
- 하이브리드 매트릭스 컨버터
1. 사이클로 컨버터
사이클로 컨버터 주로 하나의 입력 주파수를 가진 AC 전원을 다른 출력 주파수를 가진 AC 전원으로 변환하는 주파수 변환기라고하며 AC 전원의 크기를 변경하는 데에도 사용할 수 있습니다. 사이클로 컨버터는 DC 링크를 피하고 경제적이지 않고 더 많은 손실을 유발하는 AC-DC-AC와 같은 여러 단계를 방지하는 데 선호됩니다. 필요한 DC 링크 비용은 사용중인 공급 전원의 등급에 따라 다릅니다.
사이클로 컨버터
위의 그림은 사이리스터에 적용되는 발사 각도를 변경하여 입력 파동 주파수가 변경된 사이클로 컨버터의 작동 원리를 보여줍니다. 포지티브 및 네거티브 림 사이리스터를 전환하면 입력 주파수에 비해 스텝 업 또는 스텝 다운 주파수가 될 수있는 가변 출력 주파수를 얻을 수 있습니다.
사이클로 컨버터는 다양한 기준에 따라 다양한 유형으로 분류됩니다.
사이클로 컨버터는 두 개의 팔다리로 구성됩니다. Positivelimb은 양의 반주기 동안 작동하고 음의 팔은 음의 반주기 동안 작동합니다.
작동 모드에 따른 사이클로 컨버터 분류 :
차단 모드 사이클로 컨버터
이 Cycloconverter는 제한 반응기가 필요하지 않습니다.이 모드에서는 한 번에 양수 또는 음수 사지 중 하나만 전도하고 다른 사지가 차단되기 때문입니다. 따라서 이것을 Blocking Mode Cycloconverters라고합니다.
순환 전류 모드 Cycloconverter
이 Cycloconverters는 양극과 음극이 동시에 전도되기 때문에 원자로를 제한해야하므로 순환 전류를 제한하기 위해 원자로가 배치됩니다. 두 팔다리가 동시에 전도하기 때문에 시스템에 순환 전류가 있으므로 순환 전류 모드 사이클로 컨버터라고합니다.
출력 전압의 위상 수에 따른 사이클로 컨버터 분류
단상 사이클로 컨버터
이들은 다시 입력 단계 수에 따라 두 가지 유형으로 분류됩니다.
1-Ø-1-Ø Cylco 변환기
1-Ø-1-Ø Cylco 변환기
이 Cycloconverter는 입력 주파수 및 t 크기의 단상 AC 파형을 변환하여 크기와 주파수가 다른 AC 파형을 출력합니다.
3-Ø ~ 1-Ø 위상 사이클로 컨버터
이 Cycloconverter는 입력 주파수 및 크기가있는 3 상 AC 공급 장치가 있으며 출력 주파수 또는 크기가 다른 단상 AC 파형으로 출력을 생성합니다.
3 상 ~ 1 상 사이클로 컨버터
3-Ø ~ 3-Ø 위상 사이클로 컨버터
3-Ø ~ 3-Ø 위상 사이클로 컨버터
이 Cycloconverter는 입력 주파수 및 크기가있는 3 상 AC 공급 장치를 가지고 있으며 출력 주파수 또는 크기가 다른 3 상 AC 파형으로 출력을 생성합니다.
포지티브 및 네거티브 사지의 발사 각도를 기반으로 한 사이클로 컨버터 분류
엔벨로프 사이클로 컨버터
이러한 유형의 Cycloconverter에서는 포지티브 하프 사이클 동안 포지티브 및 네거티브 하프 사이클 모두에 대해 발사 각도가 고정됩니다. 포지티브 컨버터의 경우 발사 각도는 α = 0 °로 설정되고, 마이너스 하프 사이클 동안 발사 각도는 α = 180 °로 설정됩니다.
유사하게, 네거티브 컨버터의 경우, 포지티브 하프 사이클 동안 발사 각도가 α = 180 °로 설정되고 네거티브 하프 사이클 동안 발사 각도가 α = 0 °로 설정됩니다.
위상 제어 사이클로 컨버터
이러한 유형의 Cycloconverter를 사용하면 출력 주파수 외에도 출력 전압의 크기를 변경할 수 있습니다. 둘 다 변환기의 발사 각도를 변경하여 변경할 수 있습니다.
위상 제어 사이클로 컨버터
“파장과 주파수의 관계 ”
2. DC 링크가있는 AC-AC 컨버터
DC 링크가있는 AC-AC 컨버터는 일반적으로이 프로세스에서와 같이 정류기, DC 링크 및 인버터로 구성됩니다. AC는 정류기를 사용하여 DC로 변환됩니다. . DC로 변환 된 후 DC 링크는 DC 전원을 저장하는 데 사용되며 다시 인버터를 사용하여 AC로 변환됩니다. DC 링크가있는 AC-AC 컨버터 회로가 그림에 나와 있습니다.
DC 링크가있는 AC-AC 컨버터는 두 가지 유형으로 분류됩니다.
전류 소스 인버터 컨버터
이 유형의 인버터에서 하나 또는 두 개의 직렬 인덕터는 정류기와 인버터 사이의 연결의 한쪽 또는 양쪽 다리 사이에 사용됩니다. 여기에 사용되는 정류기는 사이리스터 브리지와 같은 위상 제어 스위칭 장치입니다.
전류 소스 인버터 컨버터
전압원 인버터 컨버터
이 유형의 컨버터에서 DC 링크는 션트 커패시터로 구성되고 정류기는 다이오드 브리지로 구성됩니다. 다이오드 브리지는 다이오드 브리지로 인한 AC 라인 왜곡 및 낮은 역률이 사이리스터 브리지보다 작기 때문에 저 부하에 선호됩니다.
그러나 DC 링크가있는 AC-AC 컨버터는 DC 링크로 고전력 정격에 권장되지 않습니다. 수동 부품 필요한 용량은 정격 전력이 증가함에 따라 증가합니다. 고전력을 저장하려면 AC를 DC로 변환하고 DC를 AC 프로세스로 변환 할 때 손실이 증가하므로 경제적이고 효율적이지 않은 대용량 DC 스토리지 대용량 수동 부품이 필요합니다.
전압원 인버터 컨버터
3. 매트릭스 컨버터
매트릭스 컨버터는 DC 링크 저장 요소의 비용과 손실을 줄여 시스템의 신뢰성과 효율성을 높이기 위해 DC 링크를 사용하지 않고 AC를 AC로 직접 변환하는 데 사용됩니다.
매트릭스 컨버터는 현재 존재하지 않지만 IGBT를 사용하여 구현할 수있는 양방향 스위치로 구성되어 있으며 두 극성의 전류를 전도하고 전압을 차단할 수 있습니다.
매트릭스 컨버터
매트릭스 변환기는 사용 된 구성 요소의 수에 따라 다시 다른 유형으로 분류됩니다.
희소 행렬 변환기
희소 행렬 변환기의 기능은 직접 행렬 변환기와 동일하지만 여기서 필요한 스위치 수가 직접 행렬 변환기보다 적으므로 제어 복잡성을 줄여 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
희소 매트릭스 컨버터에는 18 개의 다이오드, 15 개의 트랜지스터 및 7 개의 절연 드라이버 전위가 필요합니다.
매우 희소 행렬 변환기
희소 매트릭스 컨버터에 비해 트랜지스터 수가 감소함에 따라 다이오드 수가 증가하므로 더 많은 다이오드 수로 인해 전도 손실이 높습니다. 희소 행렬 변환기의 기능은 희소 / 직접 행렬 변환기와 유사합니다.
매우 희소 한 매트릭스 컨버터에는 30 개의 다이오드, 12 개의 트랜지스터 및 10 개의 절연 드라이버 전위가 필요합니다.
Ultra Sparse Matrix Converter
이 컨버터의 입력 단계가 단방향이기 때문에 저 역학의 가변 속도 드라이브에 사용되며, 이로 인해 입력 전류 기본 전압과 입력 전압 사이에 허용 가능한 위상 변위가 있습니다. 마찬가지로 출력 전압의 경우 기본 및 출력 전류는 30 °이므로 주로 저 역학의 가변 속도 PSM 드라이브에 사용됩니다.
울트라 희소 매트릭스 컨버터에는 12 개의 다이오드, 9 개의 트랜지스터 및 7 개의 절연 드라이버 전위가 필요합니다.
하이브리드 매트릭스 컨버터
AC / DC / AC를 변환하는 매트릭스 컨버터는 하이브리드 매트릭스 컨버터 , 매트릭스 컨버터와 유사하게 이러한 하이브리드 컨버터는 커패시터, 인덕터 또는 DC 링크를 사용하지 않습니다.
이들은 다시 변환을 위해 취하는 단계 수에 따라 두 가지 유형으로 분류되며 전압과 전류가 모두 단일 단계로 변환되면 해당 변환기를 Hybrid Direct Matrix Converter라고 할 수 있습니다.
전압과 전류가 서로 다른 두 단계로 변환되면 해당 컨버터를 Hybrid Indirect Matrix Converter라고 부를 수 있습니다.
예:
사이리스터를 사용하는 사이클로 컨버터
사이클로 컨버터 프로젝트는 사이리스터와 함께 사이클로 컨버터 기술을 사용하여 단상 유도 전동기의 속도 제어에 관한 것입니다. 인덕션 모터는 세탁기, 워터 펌프, 진공 청소기와 같은 많은 가전 제품에 자주 사용되는 정속 기계입니다.
회로는 공급 시스템 (변압기, 정류기 및 AC를 DC로 변환하는 레귤레이터 포함)이 마이크로 컨트롤러에 연결되고 AC 공급이 사이클로 컨버터에서 유지됩니다. 마이크로 컨트롤러는 광 분리기 및 모드 선택과 연결됩니다. 사이클로 컨버터는 모터와 연결되어 있습니다.
사이리스터를 사용하는 사이클로 컨버터
유도 전동기의 속도는 F, F / 2, F / 3의 3 단계로 변경할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러는 슬라이드 스위치와 연결되며 이러한 스위치의 상태는 마이크로 컨트롤러가 적절한 트리거링 펄스를 Cycloconverter 사이리스터 듀얼 브리지에 전달하도록 변경 될 수 있습니다. 트리거링 펄스의 변화에 따라 Cycloconverter의 출력 파형 주파수가 달라질 수 있습니다. 따라서 단상 유도 전동기의 속도 제어가 가능합니다.
이것은 AC-AC 컨버터 중 일부에 대한 간략한 설명과 작동 원리에 관한 것입니다. 이 변환기는 주로 다음과 관련된 고전력 변환 장비에서 발견됩니다. 전력 전자 제어 애플리케이션 . 이러한 변환기에 대한 더 많은 정보와 실제 구현을 원하시면 아래에 의견을 보내주십시오.
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