సైక్లోకాన్వర్టర్లు - రకాలు, పని మరియు అనువర్తనాలు

విద్యుత్ సరఫరాను రెండు విస్తృత వర్గాలుగా వర్గీకరించవచ్చు, ఒకటి ఎసి విద్యుత్ సరఫరా మరియు మరొకటి డిసి విద్యుత్ సరఫరా. మనకు తెలిసినట్లుగా AC శక్తిని మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయవచ్చు మరియు ఇది మరింత పొదుపుగా ఉన్నందున మేము ప్రసారం కోసం AC ని ఉపయోగిస్తాము మరియు అందువల్ల చాలా ఎలక్ట్రికల్ మెషీన్లు / పరికరాలు AC శక్తితో నడుస్తాయి. జనరేటింగ్ స్టేషన్ల నుండి సరఫరా చేయబడిన ప్రామాణిక వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కొన్ని పారిశ్రామిక యంత్రాలను నడపడానికి సరిపోకపోవచ్చు. ఆ సందర్భాలలో మేము ఒక రకమైన విద్యుత్ సరఫరాను వేరే వోల్టేజ్ రేటింగ్, ప్రస్తుత రేటింగ్ లేదా ఫ్రీక్వెన్సీ రేటింగ్ వంటి మరొక రూపంలోకి మార్చడానికి కన్వర్టర్లు మరియు ఇన్వర్టర్లను ఉపయోగిస్తాము. సైక్లోకాన్వెటర్ అటువంటి కన్వర్టర్, ఇది ఒక పౌన frequency పున్యంలోని AC శక్తిని సర్దుబాటు చేయగల పౌన.పున్యం యొక్క AC శక్తిగా మారుస్తుంది. ఈ వ్యాసంలో ఈ సైక్లోకాన్వర్టర్స్ వారి పని మరియు అనువర్తనాల గురించి మరింత తెలుసుకుంటాము.

సైక్లోకాన్వర్టర్ అంటే ఏమిటి?

వికీపీడియా నుండి సైక్లోకాన్వర్టర్స్ యొక్క ప్రామాణిక నిర్వచనం ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది “ఒక సైక్లోకాన్వర్టర్ (సిసివి) లేదా సైక్లోఇన్వర్టర్ స్థిరమైన వోల్టేజ్, స్థిరమైన ఫ్రీక్వెన్సీ ఎసి తరంగ రూపాన్ని ఇంటర్మీడియట్ లేకుండా ఎసి సరఫరా యొక్క విభాగాల నుండి అవుట్పుట్ తరంగ రూపాన్ని సంశ్లేషణ చేయడం ద్వారా తక్కువ పౌన frequency పున్యం యొక్క మరొక ఎసి తరంగ రూపంలోకి మారుస్తుంది. DC లింక్ ”

సైక్లోకాన్వర్టర్స్ యొక్క ఒక ప్రత్యేక ఆస్తి ఏమిటంటే, ఇది మార్పిడి ప్రక్రియలో DC లింక్‌ను ఉపయోగించదు, తద్వారా ఇది చాలా సమర్థవంతంగా చేస్తుంది. పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌లు థైరిస్టర్‌లను ఇష్టపడటం మరియు వాటిని తార్కిక పద్ధతిలో మార్చడం ద్వారా మార్పిడి జరుగుతుంది. సాధారణంగా ఈ థైరిస్టర్లు రెండు సగం, పాజిటివ్ సగం మరియు నెగటివ్ హాఫ్ గా విభజించబడతాయి. ప్రతి సగం ఎసి రూపం యొక్క ప్రతి సగం చక్రంలో వాటిని తిప్పడం ద్వారా నిర్వహించడం జరుగుతుంది, తద్వారా ద్వి-దిశాత్మక శక్తి ప్రవాహాన్ని ప్రారంభిస్తుంది. ఇప్పుడు సైక్లోకాన్వర్టర్లను బ్లాక్ బాక్స్‌గా imagine హించుకోండి, ఇది స్థిర వోల్టేజ్ ఫిక్స్‌డ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎసి శక్తిని ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకుంటుంది మరియు వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ, వేరియబుల్ వోల్టేజ్‌ను అవుట్‌పుట్‌గా అందిస్తుంది.

మేము వ్యాసం ద్వారా వెళ్ళేటప్పుడు ఈ బ్లాక్ బాక్స్ లోపల ఏమి జరుగుతుందో నేర్చుకుంటాము.

మనకు సైక్లోకాన్వర్టర్లు ఎందుకు అవసరం?

సరే, సైక్లోకాన్వెటర్లు స్థిర పౌన frequency పున్యం యొక్క AC శక్తిని వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క AC పవర్‌గా మారుస్తాయని ఇప్పుడు మనకు తెలుసు. కానీ మనం ఎందుకు చేయాలి? ఏ వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఉన్న ఎసి విద్యుత్ సరఫరా వల్ల ప్రయోజనం ఏమిటి?

ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం స్పీడ్ కంట్రోల్. రోలింగ్ మిల్లులు, బాల్ మిల్లులు సిమెంట్ కిల్స్ వంటి పెద్ద మోటార్లు నడపడానికి సైక్లోకాన్వెటర్లను విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. సైక్లోకాన్వర్టర్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని సున్నా వరకు తగ్గించవచ్చు, ఇది కనీస వేగంతో పూర్తి లోడ్‌తో చాలా పెద్ద మోటార్లు ప్రారంభించడానికి సహాయపడుతుంది. అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం ద్వారా క్రమంగా మోటారు వేగాన్ని పెంచుతుంది. సైక్లోకాన్వర్టర్స్ యొక్క ఆవిష్కరణకు ముందు, ఈ పెద్ద మోటార్లు పూర్తిగా అన్‌లోడ్ చేయబడాలి మరియు తరువాత మోటారును ప్రారంభించిన తరువాత క్రమంగా లోడ్ చేయాలి, దీని వలన సమయం మరియు మనిషి విద్యుత్ వినియోగం జరుగుతుంది.

సైక్లోకాన్వెటర్స్ రకాలు:

ఇన్పుట్ ఎసి పవర్ సోర్స్లో అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు దశల సంఖ్య ఆధారంగా సైక్లోకాన్వర్టర్లను ఈ క్రింది విధంగా వర్గీకరించవచ్చు

1. స్టెప్-అప్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్

2. స్టీ-డౌన్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్

1. సింగిల్-ఫేజ్ నుండి సింగిల్-ఫేజ్ సైక్లోకాన్వర్టర్
2. సింగిల్-ఫేజ్ సైక్లోకాన్వర్టర్ నుండి మూడు దశలు
3. మూడు దశల నుండి మూడు-దశల సైక్లోకాన్వర్టర్

స్టెప్-అప్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్: స్టెప్-అప్ సిసివి, పేరు సూచించినట్లుగా ఈ రకమైన సిసివి ఇన్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంటే అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని అందిస్తుంది. ఇది ఎక్కువ కణ అనువర్తనాన్ని కలిగి లేనందున ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడదు. చాలా అనువర్తనానికి భారతదేశంలో డిఫాల్ట్ ఫ్రీక్వెన్సీ అయిన 50Hz కంటే తక్కువ పౌన frequency పున్యం అవసరం. స్టెప్-అప్ CCV కి బలవంతంగా మార్పిడి అవసరం, ఇది సర్క్యూట్ యొక్క సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది.

స్టెప్-డౌన్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్: స్టెప్-డౌన్ సిసివి, మీరు ఇప్పటికే బాగా have హించినట్లుగా ఉండవచ్చు.. ఇన్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని తక్కువగా ఉన్న అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని అందిస్తుంది. ఇవి సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సహజ మార్పిడి సహాయంతో పనిచేస్తాయి, అందువల్ల నిర్మించడం మరియు పనిచేయడం చాలా సులభం. క్రింద చూపిన విధంగా స్టెప్-డౌన్ సిసివిని మూడు రకాలుగా వర్గీకరించారు, ఈ వ్యాసంలో ఈ రకాలను వివరంగా పరిశీలిస్తాము.

సైక్లోకాన్వర్టర్స్ వెనుక ప్రాథమిక సూత్రం:

మూడు వేర్వేరు రకాల సైక్లోకాన్వర్టర్లు ఉన్నప్పటికీ, సర్క్యూట్లో ఉన్న పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ల సంఖ్య మినహా వాటి పని చాలా పోలి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, సింగిల్ ఫేజ్ సిసివికి ఒకే దశలో 6 పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌లు (ఎస్‌సిఆర్) మాత్రమే ఉంటాయి, మూడు ఫేజ్ సిసివికి 32 స్విచ్‌లు ఉండవచ్చు.

సైక్లోకాన్వర్టర్ కోసం కనీస పైన చూపబడింది. ఇది లోడ్ యొక్క ఇరువైపులా స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్ కలిగి ఉంటుంది, ఒక సర్క్యూట్ ఎసి పవర్ సోర్స్ యొక్క సానుకూల సగం చక్రంలో పనిచేస్తుంది మరియు మరొక సర్క్యూట్ ప్రతికూల సగం చక్రంలో పనిచేస్తుంది. సాధారణంగా స్విచింగ్ సర్క్యూట్ SCR ను పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరంగా ఉపయోగించి ప్రదర్శించబడుతుంది, అయితే ఆధునిక CCV లో మీరు SCR ను IGBT మరియు కొన్నిసార్లు MOSFETS ద్వారా భర్తీ చేయడాన్ని కనుగొనవచ్చు.

స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్‌లకు కంట్రోల్ సర్క్యూట్ కూడా అవసరం, ఇది ఎప్పుడు నిర్వహించాలో మరియు ఎప్పుడు ఆపివేయాలో పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాన్ని నిర్దేశిస్తుంది. ఈ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ సాధారణంగా మైక్రోకంట్రోలర్‌గా ఉంటుంది మరియు క్లోజ్డ్ లూప్ సిస్టమ్‌ను రూపొందించడానికి అవుట్‌పుట్ నుండి ఫీడ్‌బ్యాక్ కూడా కలిగి ఉండవచ్చు. కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లోని పారామితులను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా వినియోగదారు అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ విలువను నియంత్రించవచ్చు. పై రేఖాచిత్రంలోని డయోడ్‌లు ఉపయోగించబడతాయి ప్రస్తుత ప్రవాహం యొక్క దిశను సూచించడానికి. పాజిటివ్ స్విచింగ్ సర్క్యూట్ ఎల్లప్పుడూ లోడ్‌లోకి కరెంట్‌ను అందిస్తుంది మరియు నెగటివ్ స్విచింగ్ సర్క్యూట్ ఎల్లప్పుడూ లోడ్ నుండి కరెంట్‌ను ముంచివేస్తుంది.

సింగిల్ ఫేజ్ నుండి సింగిల్ ఫేజ్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్:

సింగిల్ ఫేజ్ టు సింగిల్ ఫేజ్ సిసివి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది, కాని సిసివి యొక్క ఆపరేషన్ అర్థం చేసుకోవడానికి దీనిని మొదట అధ్యయనం చేయాలి, తద్వారా మనం మూడు ఫేజ్ సిసివిని అర్థం చేసుకోవచ్చు. సింగిల్ ఫేజ్ టు సింగిల్ ఫేజ్ సిసివిలో రెండు జతల పూర్తి వేవ్ రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ ఉంది, ఒక్కొక్కటి నాలుగు ఎస్సిఆర్ కలిగి ఉంటుంది. ఒక సెట్ నిటారుగా ఉంచగా, మరొకటి దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా సమాంతర వ్యతిరేక దిశలో ఉంచబడుతుంది.

SCR యొక్క అన్ని గేట్ టెర్మినల్స్ పైన ఉన్న సర్క్యూట్లో చూపబడని కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానించబడతాయి. ఈ నియంత్రణ సర్క్యూట్ SCR లను ప్రేరేపించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. సర్క్యూట్ యొక్క పనిని అర్థం చేసుకోవడానికి, అతను ఇన్పుట్ ఎసి సరఫరా 50 హెర్ట్జ్ పౌన frequency పున్యం మరియు లోడ్ స్వచ్ఛమైన రెసిస్టివ్ లోడ్ అని మరియు SCR (α) యొక్క ఫైరింగ్ కోణం 0 be అని అనుకుందాం. ఫైరింగ్ కోణం 0 at వద్ద ఉన్నందున SCR ఆన్ చేసినప్పుడు ఫార్వర్డ్ దిశలో డయోడ్ లాగా పనిచేస్తుంది మరియు ఆపివేయబడినప్పుడు రివర్స్ దిశలో డయోడ్ లాగా పనిచేస్తుంది. CCV ని ఉపయోగించి ఫ్రీక్వెన్సీ ఎలా పదవీవిరమణ చేయబడుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి దిగువ తరంగ రూపాన్ని విశ్లేషిద్దాం

సరఫరా వోల్టేజ్ పౌన frequency పున్యం యొక్క తరంగ రూపాన్ని Vs చేత సూచిస్తారు మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ పౌన frequency పున్యం యొక్క తరంగ రూపాన్ని Vo చే సూచిస్తారు. ఇక్కడ మేము సరఫరా వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీని దాని విలువలో 1/4 ^వ వంతుగా మార్చడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము. కాబట్టి సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క మొదటి రెండు చక్రాల కోసం మేము సానుకూల వంతెన రెక్టిఫైయర్ను ఉపయోగిస్తాము మరియు క్రింది రెండు చక్రాల కోసం మేము ప్రతికూల వంతెన రెక్టిఫైయర్ను ఉపయోగిస్తాము. ఈ విధంగా మనకు సానుకూల ప్రాంతంలో నాలుగు పాజిటివ్ పప్పులు ఉన్నాయి, ఆపై అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ వేవ్‌ఫార్మ్ Vo లో చూపిన విధంగా ప్రతికూల ప్రాంతంలో నాలుగు ఉన్నాయి. ఈ సర్క్యూట్ కోసం ప్రస్తుత తరంగ రూపం వోల్టేజ్ తరంగ రూపంతో సమానంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే లోడ్ పూర్తిగా నిరోధకమని భావించబడుతుంది. లోడ్ యొక్క ప్రతిఘటన విలువ ఆధారంగా తరంగ రూపం యొక్క పరిమాణం మారుతుంది.

వో వేవ్‌ఫార్మ్‌పై చుక్కల రేఖను ఉపయోగించి అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది ఇన్పుట్ తరంగ రూపంలోని ప్రతి రెండు చక్రాలకు మాత్రమే ధ్రువణతను మారుస్తుంది కాబట్టి అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఇన్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీలో 1/4 ^వ వంతుతో మారుస్తుంది, మా విషయంలో 50Hz ఇన్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ 12.5Hz చుట్టూ (1/4 * 50) ఉంటుంది. కంట్రోల్ సర్క్యూట్లో ట్రిగ్గర్ యంత్రాంగాన్ని మార్చడం ద్వారా ఈ అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించవచ్చు.

సింగిల్ ఫేజ్ సైక్లోకాన్వర్టర్లకు మూడు దశలు:

మూడు దశల నుండి ఒకే దశ CCV కూడా సింగిల్ ఫేజ్ నుండి సింగిల్ ఫేజ్ CCV కి సమానంగా ఉంటుంది, అయితే ఇక్కడ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 3 దశల సరఫరా మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఒకే దశ సరఫరా. సర్క్యూట్ కూడా చాలా సారూప్యంగా కనిపిస్తుంది, మనకు 3 ఫేజ్ ఎసి వోల్టేజ్‌ను సరిదిద్దాలి కాబట్టి ప్రతి రెక్టిఫైయర్‌లో 6 ఎస్‌సిఆర్ అవసరం.

SCR యొక్క గేట్ టెర్మినల్స్ వాటిని ప్రేరేపించడానికి కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానించబడతాయి మరియు పనిని సులభంగా అర్థం చేసుకోవడానికి అదే అంచనాలు మళ్లీ చేయబడతాయి. మూడు దశల నుండి సింగిల్ ఫేజ్ సిసివిలు కూడా ఉన్నాయి, మొదటి రకం పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ బ్రిడ్జ్ రెండింటికీ సగం వేవ్ రెక్టిఫైయర్ కలిగి ఉంటుంది మరియు రెండవ రకం పైన చూపిన విధంగా పూర్తి-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ ఉంటుంది. మొదటి రకం దాని సామర్థ్యం తక్కువగా ఉన్నందున తరచుగా ఉపయోగించబడదు. పూర్తి-తరంగ రకంలో వంతెన రెక్టిఫైయర్లు ధ్రువణత రెండింటిలోనూ వోల్టేజ్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలవు, కాని సానుకూల కన్వర్టర్ ప్రస్తుత (మూలం) ను సానుకూల దిశలో మాత్రమే సరఫరా చేయగలదు మరియు ప్రతికూల కన్వర్టర్ ప్రతికూల దిశలో మాత్రమే విద్యుత్తును హరించగలదు. ఇది సిసివి నాలుగు క్వాడ్రాంట్లలో పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ నాలుగు క్వాడ్రాంట్లు (+ V, + i) మరియు (-V, -i) సరిదిద్దే మోడ్‌లో మరియు (+ V, -i) మరియు (-V,-i) విలోమ మోడ్‌లో.

మూడు దశల నుండి మూడు దశల సైక్లోకాన్వర్టర్లు:

మూడు దశల నుండి మూడు దశల సిసివి ఎక్కువగా ఉపయోగించేవి ఎందుకంటే అవి మోటార్లు వంటి మూడు దశల లోడ్లను నేరుగా నడపగలవు. మూడు దశల సిసివి కోసం లోడ్ సాధారణంగా మోటారు యొక్క స్టేటర్ వైండింగ్ వంటి మూడు దశల స్టార్ కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ అవుతుంది. ఈ కన్వర్టర్లు త్రీ ఫేజ్ ఎసి వోల్టేజ్‌ను ఫిక్స్‌డ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకుంటాయి మరియు వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీతో మూడు ఫేజ్ ఎసి వోల్టేజ్‌ను అందిస్తుంది.

త్రీ ఫేజ్ సిసివిలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి, ఒకటి సగం వేవ్ కన్వర్టర్ మరియు మరొకటి పూర్తి వేవ్ కన్వర్టర్ కలిగి ఉంటుంది. హాఫ్ వేవ్ కన్వర్టర్ మోడల్‌ను 18-థైరిస్టర్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్ లేదా 3-పల్స్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్ అని కూడా పిలుస్తారు. పూర్తి వేవ్ కన్వర్టర్‌ను 6-పల్స్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్ లేదా 36-థైరిస్టర్ సైక్లోకాన్వర్టర్స్ అంటారు. 3-పల్స్ సైక్లోకాన్వర్టర్ క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది

ఇక్కడ మనకు ఆరు సెట్ల రెక్టిఫైయర్లు ఉన్నాయి, వీటిలో ప్రతి దశకు రెండు కేటాయించబడతాయి. ఈ సిసివి యొక్క పని సింగిల్ ఫేజ్ సిసివి మాదిరిగానే ఉంటుంది తప్ప ఇక్కడ రెక్టిఫైయర్లు సగం తరంగాన్ని మాత్రమే సరిచేయగలవు మరియు మూడు దశలకు కూడా అదే జరుగుతుంది

అప్లికేషన్స్:

సైక్లోకాన్వర్టర్లలో పెద్ద పారిశ్రామిక అనువర్తనం ఉంది, ఈ క్రిందివి కొన్ని

• గ్రౌండింగ్ మిల్లులు
• భారీ వాషింగ్ మెషీన్లు
• మైన్ విండర్స్
• హెచ్‌విడిసి విద్యుత్ లైన్లు
• విమానం విద్యుత్ సరఫరా
• SVG (స్టాటిక్ VAR జనరేటర్లు)
• షిప్ ప్రొపల్షన్ సిస్టమ్