Циклоконвертор ( CCV ) или циклоинвертор преобразует переменный ток с постоянной амплитудой и постоянной частотой в другой переменный ток с более низкой частотой путем синтеза выходного сигнала из сегментов источника переменного тока без промежуточного звена постоянного тока (Dorf 1993, стр. 2241–2243 и Lander 1993, стр. 181). Существует два основных типа CCV: циркулирующий ток или блокирующий режим, большинство коммерческих мощных продуктов относятся к блокирующему режиму. [2]
В то время как фазоуправляемые полупроводниковые управляемые выпрямительные устройства (SCR) могут использоваться во всем диапазоне CCV, недорогие маломощные CCV на основе TRIAC изначально зарезервированы для приложений с резистивной нагрузкой. Амплитуда и частота выходного напряжения преобразователей являются переменными. Отношение выходной частоты к входной частоте трехфазного CCV должно быть меньше, чем примерно одна треть для CCV с циркулирующим током или половина для CCV с блокирующим режимом. (Ландер, 1993, стр. 188) [3] Качество формы выходного сигнала улучшается по мере увеличения числа импульсов мостов коммутационного устройства в фазосмещенной конфигурации на входе CCV. В общем, CCV могут быть с 1-фазной/1-фазной, 3-фазной/1-фазной и 3-фазной/3-фазной конфигурациями входа/выхода, однако большинство приложений являются 3-фазными/3-фазными. [1]
Диапазон конкурентоспособной мощности стандартизированных CCV колеблется от нескольких мегаватт до многих десятков мегаватт. CCV используются для привода шахтных подъемников , главных двигателей прокатных станов, [4] шаровых мельниц для переработки руды, цементных печей , судовых пропульсивных систем, [5] асинхронных двигателей с фазным ротором и рекуперацией мощности скольжения (например, приводов Шербиуса) и авиационных генераторов 400 Гц. [6] Выход переменной частоты циклоконвертора может быть существенно снижен до нуля. Это означает, что очень большие двигатели можно запускать при полной нагрузке на очень медленных оборотах и постепенно доводить до полной скорости. Это бесценно, например, для шаровых мельниц , позволяя запускать с полной нагрузкой, а не альтернативой необходимости запускать мельницу с пустым барабаном, а затем постепенно загружать ее до полной мощности. Полностью загруженный «жесткий пуск» для такого оборудования по сути будет подачей полной мощности на заглохший двигатель. Переменная скорость и реверсирование необходимы для таких процессов, как прокатка стали на горячих прокатных станах. Ранее использовались двигатели постоянного тока с тиристорным управлением, которым требовалось регулярное обслуживание щеток/коммутатора и которые обеспечивали более низкую эффективность. Синхронные двигатели с циклоконверторным приводом требуют меньшего обслуживания и обеспечивают большую надежность и эффективность. Однофазные мостовые CCV также широко использовались в электротяговых приложениях, например, для производства мощности 25 Гц в США и мощности 16 2/3 Гц в Европе. [7] [8]
В то время как преобразователи с фазовым управлением, включая CCV, постепенно заменяются более быстрыми ШИМ -преобразователями с самостоятельным управлением на основе IGBT, GTO, IGCT и других коммутационных устройств, эти старые классические преобразователи по-прежнему используются в верхней части диапазона номинальной мощности этих приложений. [3]
Работа CCV создает гармоники тока и напряжения на входе и выходе CCV. Гармоники переменного тока создаются на входе CCV в соответствии с уравнением,
где
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )