AC-AC konbertsore

AC-AC bihurgailua potentzia elektronikoan erabiltzen den bihurgailu bat da. Gailu elektroniko honek sarrerako korronte alterno bat (AC) eraldatzen du, parametro ezberdinak dituen irteerako seinale alterno batean (AC). Bihurgailu mota horiek hiru osagai nagusi dituzte: tentsio alternoko iturria, tiristore-parea eta irteerako erresistentziak. Bihurgailu motaren arabera, osagai bakoitzaren kopurua aldatzen da.

Gailu elektroniko horren funtzionamendua tentsio alternoko kontrolatzaile edo etengailu elektroniko (tiristore-parea) baten bidez egiten da. Kontrolatzaile horrek tentsio alternoko iturri batetik ateratzen den seinalearen parametroak aldatuko ditu (tentsioa, korrontea eta potentzia). Seinale berri hori irteerako kargetara eramango da eta bihurgailutik aterako da.

Tentsio alternoko kontrolatzaile monofasikoa

Tentsio alternoko kontrolatzaile monofasikoa: Karga erresistiboa

AC-AC bihurgailu mota honetan erresistentzia erresistibo bat edukiko dugu. Beste aldetik, bi tiristore antiparaleloan erabiliko dira, hortik igarotzen den seinalearen parametroak aldatzeko^[1].

Seinalea igarotzean, goiko tiristoreak pultsu bat jasoko du α angelu baten bidez. (angelu hau guk ezarritako parametro bat izango da). Horren ondorioz, tiristorea itxiko da eta korrontea noranzko positiboan pasaraziko du. Era berean, beheko tiristoreak π+α angeluan korrontea pasatzen utziko du, noranzko negatiboan. Tiristoreen funtzionamenduaren bidez kontrolatuko da uhinaren forma eta tentsioa.

Kargara helduko den tentsioaren balio efikaza^[2] honela defini daiteke:

$Vrms={\frac {Vmaximoa}{\sqrt {2}}}\cdot {\sqrt {1-{\frac {\alpha }{\Pi }}+{\frac {\sin 2\alpha }{2\Pi }}}}$

Zenbat eta α angelua handiagoa izan, orduan eta txikiagoa izango da tentsio efikaza.

Korronte efikazaren balioa ohm legearen bidez definitu daiteke:

$Irms={\frac {Vrms}{R}}$

Azkenik, potentzia-faktorea definitzeko kargaren eta iturriaren arteko erlazioa garatu behar da, ondoko ekuazioa lortuz:

$fp={\sqrt {1-{\frac {\alpha }{\Pi }}+{\frac {\sin 2\alpha }{2\Pi }}}}$

Potentzia-faktorearen balioa txikitzen joango da. α angelua, aldiz, handitzen joango da.

Tentsio alternoko kontrolatzaile monofasikoa: RL karga

Bihurgailu honetan karga erresistibo baten ordez, karga induktibo bat kokatzen da bihurgailuaren irteeran. Hala ere, zirkuitu honen funtzionamendua karga erresistiboaren berdina da^[3].

Beste zirkuituan bezala, kargara heltzen den tentsioaren balio efikaza tiristoreek duten desarra-angeluarekin (α) kontrolatuko da baina kasu honetan, irteerako tentsioa balio negatiboak izan ditzake. Tentsioak balio negatiboak hartzen dituenean, tiristoreetik igaroko den korronteak karga erresistibo baten antzera jokatuko du, induktantziak korrontea desfasatzen duelako.

Tentsio alternoko kontrolatzaile trifasikoa

Kontrolatzaile trifasikoetan tentsio-iturri baten ordez, hiru tentsio iturri edukiko ditugu. Horren ondorioz, irteerako kargak ere hirukoiztu egingo dira. Kargek edukiko duten konexioaren arabera bi kontrolatzaile trifasiko bereiz ditzakegu: Izar-konexioa eta triangelu-konexioa. Triangeluaren kasuan, oso gutxi erabiltzen den egitura bat da.

Tentsio alternoko kontrolatzaile trifasikoa. Kargak izarrean konektaturik

Kontrolatzaile monofasikoetan bezala, tiristoreei ematen zaien desarra angelua (α) izango da kargari emandako potentzia kontrolatzen duena. Zirkuitu honetan tiristoreak binaka egongo dira (1-4 tiristoreak, 3-6 tiristoreak eta 2-5 tiristoreak), eta horiek aktibatu egingo dira sekuentzia hau jarraituz: 1-2-3-4-5-6, 60º-ko tartearekin. Aldiuneko tentsioa aktibatuta dauden tiristoreen arabera zehaztuko da.

Aipatutako sekuentzia gertatzen denean, desarra angeluaren balioaren arabera, aktibatuta dauden tiristore kopurua alda daiteke.

0<α<60º. Kasu honetan, bi edo hiru tiristore egongo dira piztuta (piztuta dauden tiristoreak denboran aldatuz). Hiru tiristore eroaten badaude, kargetara heltzen den tentsioa, tentsio iturrien eta kargen artekoa izango da. Bi eroaten badaude, tentsioaren balioaren erdia helduko da kargetara.
60º<α <90º. Kasu honetan, bi tiristorek edo bat ere ez eroango dute aldi berean (piztuta dauden tiristoreak denboran aldatuz). Kasu honetan, bi tiristore piztuta badaude, aurreko kasuan aipatutakoa gertatuko da.
90º<α <150º. Kasu batzuetan bi tiristore eroango dute aldi berean. Beste kasuetan, guztiak desaktibaturik egongo dira.
α>150º. Tiristore guztiak egongo dira desaktibaturik. Kasu honetan kargetara helduko den tentsioaren balioa zero izango da.

Maiztasun aldakorreko AC-AC bihurgailuak

Bihurgailu mota hauek irteerako tentsioaren magnitudea eta maiztasuna aldatzeko erabiltzen dira.

Bihurgailu kateatuak.

Bihurgailu kateatuek bi etapa izaten dituzte. Lehenengo atalean, tentsio alterno finkoko seinalea, tentsio zuzen aldakor seinale batean bihurtuko da. Bigarren etapan tentsio zuzen hori tentsio alterno aldakor bihurtuko da berriro, tentsio eta maiztasunaren balioak aldatuz.

Bi motatako bihurgailuak daude:

Tentsio iturri bihurgailuak: bihurgailu mota hauetan, seinalearen artezketa diodo zubi baten bidez egiten da. Korronte zuzeneko lotura kondentsadore baten bidez egin behar da.
Korronte iturri bihurgailuak: Bihurgailu mota hauetan, artezketa kommutazio zubi batez egiten da eta korronte zuzeneko lotura seriean dauden induktore batzuen bidez egiten da.

Ziklobihurgailuak

Ziklobihurgailuak tentsio alterno finkoko seinale bat tentsio alterno aldakor batean bihurtzen duten bihurgailuak dira, bai magnitudean bai maiztasunean. Hau lortzeko etapa bakarra erabiltzen dute. Bihurgailua sarrerako seinalearen erdiziklo batean lan egiten dute.

Normalean, korronte alternoko oso potentzia altuko motorren abiadura baxuko kontrolean erabiltzen da.

Bihurgailu hauetan lortzen den seinalearen maiztasuna, hasierako seinalearen maiztasuna baino txikiagoa izango da beti. Bihurgailu honetan ere tiristoreak erabiliko ditu seinalearen parametroak aldatzeko.

Bihurgailu matrizialak

Bihurgailu hauek irteerako seinalearen anplitudea eta maiztasuna kontrolatzea ahalbidetzen dute. Bi bihurgailu mota ditugu:

Matrize zuzeneko bihurgailuak: Hauek konbertsio etapa bakarra behar dute seinale baten tentsio eta korronte parametroak aldatzeko.
Zeharkako matrize bihurgailuak: Johann W. Kolar irakasleak asmatua. Bihurgailu kateatuak bezala, hainbat etapa ezberdin erabiltzen dira seinalearen bihurketa osoa egiteko. Hala ere, bihurgailu honetan etapa ezberdinen artean ez da erabiliko energia metatzeko gailu bat. Zeharkako bihurgailuetan metatze elementu hau ezabatzen da, erdieroaleak diren gailu batzuen ordez.

Erreferentziak

↑ (Frantsesez) Séguier, Guy. Electrónica de Potencia. Los convertidores estáticos de energía. Conversión Alterna-Continua.. Gustavo Gili.
↑ https://web.archive.org/web/20181222214724/http://docentes.uto.edu.bo/ocondoric/wp-content/uploads/TEMA_6.pdf
↑ https://web.archive.org/web/20200716161927/http://www.amperonline.com/sites/library/Electronica%20de%20Potencia.%201ra-Edicion-Daniel-W-Hart.pdf
↑ Abe, Kodai; Kada, Haruya; Ohishi, Kiyoshi; Haga, Hitoshi; Yokokura, Yuki. (2018-05). «Copper Loss Minimization Control at Zero Output Voltage for Electrolytic Capacitor-Less Inverter» 2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia) (IEEE) doi:10.23919/ipec.2018.8507389. ISBN 978-4-88686-405-5. (Noiz kontsultatua: 2020-11-08).
↑ Salo, M.; Tuusa, H.. «A high performance PWM current source inverter fed induction motor drive with a novel motor current control method» 30th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference. Record. (Cat. No.99CH36321) (IEEE) doi:10.1109/pesc.1999.789054. ISBN 0-7803-5421-4. (Noiz kontsultatua: 2020-11-08).
↑ Holtz, J.; Boelkens, U.. (1989). «Direct frequency convertor with sinusoidal line currents for speed-variable AC motors» IEEE Transactions on Industrial Electronics 36 (4): 475–479. doi:10.1109/41.43005. ISSN 0278-0046. (Noiz kontsultatua: 2020-11-18).
↑ ROZHANSKII, L.L.. (1963). «THE PRINCIPLES AND CONSTRUCTION OF STATIC ELECTROMAGNETIC FREQUENCY CHANGERS» Static Electromagnetic Frequency Changers (Elsevier): 1–22. ISBN 978-1-4831-6726-8. (Noiz kontsultatua: 2020-11-18).

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Datuak: Q2478612

[1] (Frantsesez) Séguier, Guy. Electrónica de Potencia. Los convertidores estáticos de energía. Conversión Alterna-Continua.. Gustavo Gili.

[2] ttps://web.archive.org/web/20181222214724/http://docentes.uto.edu.bo/ocondoric/wp-content/uploads/TEMA_6.pdf

[3] ttps://web.archive.org/web/20200716161927/http://www.amperonline.com/sites/library/Electronica%20de%20Potencia.%201ra-Edicion-Daniel-W-Hart.pdf

[4] Abe, Kodai; Kada, Haruya; Ohishi, Kiyoshi; Haga, Hitoshi; Yokokura, Yuki. (2018-05). «Copper Loss Minimization Control at Zero Output Voltage for Electrolytic Capacitor-Less Inverter» 2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia) (IEEE) doi:10.23919/ipec.2018.8507389. ISBN 978-4-88686-405-5. (Noiz kontsultatua: 2020-11-08).

[5] Salo, M.; Tuusa, H.. «A high performance PWM current source inverter fed induction motor drive with a novel motor current control method» 30th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference. Record. (Cat. No.99CH36321) (IEEE) doi:10.1109/pesc.1999.789054. ISBN 0-7803-5421-4. (Noiz kontsultatua: 2020-11-08).

[6] Holtz, J.; Boelkens, U.. (1989). «Direct frequency convertor with sinusoidal line currents for speed-variable AC motors» IEEE Transactions on Industrial Electronics 36 (4): 475–479. doi:10.1109/41.43005. ISSN 0278-0046. (Noiz kontsultatua: 2020-11-18).

[7] ROZHANSKII, L.L.. (1963). «THE PRINCIPLES AND CONSTRUCTION OF STATIC ELECTROMAGNETIC FREQUENCY CHANGERS» Static Electromagnetic Frequency Changers (Elsevier): 1–22. ISBN 978-1-4831-6726-8. (Noiz kontsultatua: 2020-11-18).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

i e a Ingeniaritza elektriko
Potentzia-transformazio	AC-AC konbertsore Artezgailu DC-DC konbertsore HVDC konbertsio estazio Tentsio konbertsio Potentziaren konbertsio
Azpiegiturak	Eskariari erantzuna Interkonektore Sare elektriko Potentzia sistema elektriko Zentral elektriko
Osagaiak	Barra hodi Bus hodi Energiaren metaketa Errele babesgarri Grid-Tie inbertsore RMU Sistemaren itxiera automatiko