ACからACへのコンバーターは、ある特定の周波数と大きさのAC波形を、別の大きさの別の周波数のAC波形に変換するために使用されます。この変換は、主に機械の速度制御の場合、低周波数および可変電圧の大きさのアプリケーションでも必要です。さまざまなタイプの負荷で機能するさまざまなタイプの負荷があることを私たちは知っています 電源装置 単相、三相電源のように、電源は電圧と周波数範囲にも基づいて区別できます。
ACからACへのコンバーター
AC-ACコンバーターとは何ですか？
一部の特殊なデバイスまたはマシンを操作するには、特定の電圧と特定の周波数が必要です。ために 誘導電動機の速度制御 、ACからACへのコンバーター（サイクロコンバーター）が主に使用されます。実際の電源から目的のAC電源を得るには、ACからACへのコンバーターと呼ばれるいくつかのコンバーターが必要です。
ACからACへのコンバーターの種類
ACからACへのコンバーターは、さまざまなタイプに分類できます。
- サイクルコンバーター
- DCリンク付きAC-ACコンバーター
- マトリックスコンバーター
- ハイブリッドマトリックスコンバーター
1.サイクロコンバーター
サイクロコンバーター 主に、ある入力周波数のAC電力を異なる出力周波数のAC電力に変換する周波数変換器と呼ばれ、AC電力の大きさを変更するためにも使用できます。サイクロコンバータは、DCリンクを回避し、ACからDC、ACのように経済的ではなく、より多くの損失を引き起こす多くの段階を回避するために推奨されます。必要なDCリンクのコストは、使用されている供給電力の定格によって異なります。
サイクロコンバーター
上の図は、サイリスタに適用される点火角度を変更することによって入力波の周波数が変化するサイリスタの動作原理を示しています。正と負の四肢サイリスタを切り替えることにより、入力周波数と比較してステップアップまたはステップダウン周波数になり得る可変出力周波数を得ることができます。
サイクロコンバーターは、さまざまな基準に基づいてさまざまなタイプに分類されます
サイクロコンバーターは、正のコンバーターとも呼ばれる正のリムと負のコンバーターとも呼ばれる負のリムの2つのリムで構成されます。正の四肢は正の半サイクル中に動作し、負の四肢は負の半サイクル中に動作します。
動作モードに基づくサイクロコンバータの分類：
ブロッキングモードサイクロコンバーター
これらのサイクロコンバーターは制限リアクターを必要としません。このモードでは、一度に正または負のいずれかの肢が伝導し、もう一方の肢がブロックされるためです。したがって、これはブロッキングモードサイクロコンバータと呼ばれます。
循環電流モードサイクロコンバータ
これらのサイクロコンバーターは、正の肢と負の肢の両方が同時に伝導するため、限流リアクトルを必要とします。したがって、循環電流を制限するためにリアクターが配置されます。両方の手足が同時に導通するため、システムに循環電流が流れるため、循環電流モードサイクロコンバータと呼ばれます。
出力電圧の相数に基づくサイクロコンバータの分類
単相サイクロコンバーター
これらも、入力フェーズの数に基づいて2つのタイプに分類されます。
1-Øから1-ØのCylcoコンバーター
1-Øから1-ØのCylcoコンバーター
このサイクロコンバータは、入力周波数とtの大きさの単相AC波形を、異なる大きさと周波数の出力AC波形に変換します。
3-Øから1-Øへのフェーズサイクロコンバータ
このサイクロコンバータは、入力周波数と振幅を備えた三相AC電源を備えており、出力周波数または振幅が異なる単相AC波形として出力を生成します。
三相から単相への相サイクロコンバーター
3Øから3Øのフェーズサイクロコンバーター
3Øから3Øのフェーズサイクロコンバーター
このサイクロコンバータは、入力周波数と振幅を備えた三相AC電源を備えており、出力周波数または振幅が異なる三相AC波形として出力を生成します。
正および負の肢の発射角度に基づくサイクロコンバーターの分類
エンベロープサイクロコンバーター
このタイプのサイクロコンバータでは、正の半サイクル中の正と負の半サイクルの両方で点火角度が固定されています。正のコンバーターの場合、発射角度はα= 0°に設定され、負の半サイクルの間、発射角度はα= 180°に設定されます。
同様に、負のコンバーターの場合、正の半サイクルの間、発射角度はα= 180°に設定され、負の半サイクルの間、発射角度はα= 0°に設定されます。
位相制御サイクロコンバーター
このタイプのサイクロコンバータを使用することにより、出力の周波数に加えて出力電圧の大きさを変更することができます。両方とも、コンバーターの点火角度を変えることによって変えることができます。
位相制御サイクロコンバーター
2.DCリンクを備えたACからACへのコンバーター
DCリンクを備えたACからACへのコンバーターは、通常、このプロセスのように、整流器、DCリンク、およびインバーターで構成されます。 ACは整流器を使用してDCに変換されます 。 DCに変換された後、DCリンクはDC電力を蓄積するために使用され、次にインバーターを使用して再びACに変換されます。 DCリンク付きのAC-ACコンバータ回路を図に示します。
DCリンクを備えたACからACへのコンバーターは2つのタイプに分類されます：
電流源インバーターコンバーター
このタイプのインバーターでは、整流器とインバーターの間の接続の一方または両方のリムの間に1つまたは2つの直列インダクターが使用されます。ここで使用されている整流器は、サイリスタブリッジのような位相制御スイッチングデバイスです。
電流源インバーターコンバーター
電圧源インバーターコンバーター
このタイプのコンバータでは、DCリンクはシャントコンデンサで構成され、整流器はダイオードブリッジで構成されます。ダイオードブリッジによって引き起こされるACラインの歪みと低力率はサイリスタブリッジよりも小さいため、低負荷にはダイオードブリッジが推奨されます。
ただし、DCリンクを備えたACからACへのコンバーターは、DCリンクとしての高電力定格には推奨されません。 受動部品 必要な容量は、電力定格の増加とともに増加します。高電力を貯蔵するには、ACからDCへの変換およびDCからACへのプロセスの損失も増加するため、経済的で効率的ではない高DC貯蔵のかさばる受動部品が必要です。
電圧源インバーターコンバーター
3.マトリックスコンバーター
マトリックスコンバーターは、DCリンクを使用せずにACをACに直接変換するために使用され、DCリンクストレージエレメントのコストと損失を削減してシステムの信頼性と効率を向上させます。
マトリックスコンバータは、現在は実際には存在しないが、IGBTを使用して実現できる双方向スイッチで構成されており、これらは両方の極性の電流を伝導し、電圧を遮断することができます。
マトリックスコンバーター
マトリックスコンバーターは、使用されるコンポーネントの数に基づいて、さまざまなタイプに分類されます。
スパース行列コンバーター
スパース行列コンバーターの機能は直接行列コンバーターと同じですが、ここでは必要なスイッチの数が直接行列コンバーターよりも少ないため、制御の複雑さを軽減することでシステムの信頼性を向上させることができます。
スパース行列コンバーターには、18個のダイオード、15個のトランジスター、および7個の絶縁ドライバー電位が必要です。
非常にスパースな行列コンバータ
スパース行列コンバータに比べてトランジスタ数が少ないほどダイオード数が多くなるため、ダイオード数が多いため導通損失が大きくなります。非常にスパースな行列コンバーターの機能は、スパース/直接行列コンバーターに似ています。
非常にスパースなマトリックスコンバーターには、30個のダイオード、12個のトランジスタ、および10個の絶縁ドライバー電位が必要です。
超スパース行列コンバーター
このコンバータの入力段は単方向であるため、これらは低ダイナミクスの可変速ドライブに使用されます。これにより、入力電流の基本波と入力電圧の間に許容可能な位相変位があります。同様に、出力電圧の場合、基本波と出力電流は30°であるため、これらは主に低ダイナミクスの可変速PSMドライブに使用されます。
超スパース行列コンバーターには、12個のダイオード、9個のトランジスター、および7個の絶縁ドライバー電位が必要です。
ハイブリッドマトリックスコンバーター
AC / DC / ACを変換するマトリックスコンバーターは次のように呼ばれます。 ハイブリッドマトリックスコンバーター 、およびマトリックスコンバーターと同様に、これらのハイブリッドコンバーターもコンデンサー、インダクター、またはDCリンクを使用しません。
これらは、変換にかかるステージ数に基づいて2つのタイプに分類されます。電圧と電流の両方が単一のステージで変換される場合、そのコンバーターはハイブリッドダイレクトマトリックスコンバーターと呼ばれます。
電圧と電流が2つの異なるステージで変換される場合、そのコンバーターはハイブリッド間接マトリックスコンバーターと呼ばれます。
例：
サイリスタを使用したサイロコンバータ
サイリスタプロジェクトは、サイリスタを備えたサイロコンバータ技術を使用した単相誘導電動機の速度制御に関するものです。誘導電動機は、洗濯機、ウォーターポンプ、掃除機などの多くの家庭用電化製品で頻繁に使用される定速機です。
この回路は、電源システム（ACをDCに変換するための変圧器、整流器、およびレギュレーターを備えた）で構成され、マイクロコントローラーに接続され、AC電源はサイクロコンバーターで維持されます。マイクロコントローラは、オプトアイソレータとモード選択に接続されています。サイクロコンバーターはモーターに接続されています。
サイリスタを使用したサイロコンバータ
誘導電動機の速度は、F、F / 2、F / 3の3段階で変えることができます。マイクロコントローラーはスライドスイッチに接続されており、これらのスイッチのステータスは、マイクロコントローラーが適切なトリガーパルスをCycloconverterサイリスタデュアルブリッジに配信するように変更できます。トリガーパルスの変化により、サイクロコンバータの出力波形の周波数を変化させることができます。これにより、単相誘導電動機の速度制御が可能になります。
これは、ACからACへのコンバーターのいくつかとその簡単な説明および動作原理に関するものです。これらのコンバーターは、主に関連する高電力変換機器に見られます パワーエレクトロニクス制御アプリケーション 。これらのコンバーターの詳細と実際の実装が必要な場合は、以下にコメントしてください。
写真クレジット：
- ACからACへのコンバーター シーメンス
- サイクロコンバーター pantechsolutions
- による位相制御サイクロコンバータ nctu
- 電圧源および電流源インバーター ヤモリ-研究
- によるマトリックスコンバーター 安川
- 3-Øから3-Øへのフェーズサイクロコンバーター pantechsolutions
- 1-Øから1-ØのCylcoconverterby ファイル
- 3-Øから1-ØPhaseCycloconverterby
