El cicloconvertidor elevador es un dispositivo monofásico a monofásico que convierte la potencia de CA de entrada a una frecuencia en potencia de salida a una frecuencia diferente. La frecuencia de salida es mayor que la frecuencia de entrada para este cicloconvertidor. Monofásico a monofásico significa que tanto la potencia de entrada como la potencia de salida son monofásicas. Este artículo presenta el principio de funcionamiento del cicloconvertidor elevador con diagrama de circuito y formas de onda relevantes.
Índice de contenidos
Principio de funcionamiento del cicloconvertidor elevador:
El principio de funcionamiento de un cicloconvertidor elevador se basa en la conmutación de los tiristores en una secuencia adecuada. El tiristor actúa como un interruptor de potencia. Estos interruptores están dispuestos en un patrón específico para que la potencia de salida esté disponible tanto para la mitad positiva como para la negativa de la fuente de alimentación de entrada. Forzado técnica de conmutación se usa para girar APAGUE el tiristor conductor.
Dos configuraciones de circuito son posibles para el cicloconvertidor elevador: Tipo de punto medio y tipo de puente. En este artículo, consideraremos el tipo de arreglo de circuito de punto medio para una mejor comprensión del principio de funcionamiento.
Diagrama de circuito:
La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del cicloconvertidor elevador de punto medio:
El circuito consta de un transformador monofásico con derivación media en el devanado secundario y cuatro tiristores. Dos de estos tiristores P1 y P2 son para grupo positivo. Aquí, el grupo positivo significa que cuando conduce P1 o P2, el voltaje de carga es positivo. Otros dos tiristores N1 y N2 son para el grupo negativo. Carga está conectado entre el punto medio O del devanado secundario y el terminal A. La carga se supone resistiva por simplicidad. La dirección positiva asumida para el voltaje y la corriente está marcada en el diagrama del circuito.
Funcionamiento del cicloconvertidor elevador:
Durante el semiciclo positivo de la tensión de alimentación de entrada, los tiristores de grupo positivo P1 y N2 están polarizados directamente para ωt = 0 a ωt = π. Como tal, SCR P1 se dispara para encenderlo en ωt = 0, de modo que el voltaje de carga sea positivo con la terminal A positiva y la O negativa. La tensión de carga, por lo tanto, sigue la envolvente positiva de la tensión de alimentación de entrada. En algún instante de tiempo ωt = ωt1, el tiristor conductor P1 se conmuta a la fuerza y el tiristor N2 con polarización directa se dispara para encenderlo. Durante el período que conduce N2, el voltaje de carga es negativo porque O es positivo y A es negativo esta vez. La tensión de carga o de salida sigue la envolvente negativa de la tensión de alimentación. Esto se muestra en la figura a continuación.
En ωt = ωt2, N2 se fuerza a conmutar y P1 se enciende. El voltaje de carga ahora es positivo y sigue la envolvente positiva del voltaje de suministro. En ωt = π, la terminal “b” es positiva con respecto a la terminal “a”; por lo tanto, ambos SCR, P2 y N1, están polarizados directamente desde ωt = π hasta ωt = 2π. En ωt = π, N2 se fuerza a conmutar y el SCR P2 con polarización directa se activa. La tensión de carga es positiva y sigue la envolvente positiva de la tensión de alimentación.
Si la frecuencia de alimentación es fs y la frecuencia de salida es fo, P2 se conmutará a la fuerza en ωt = (1/2fs) + (1/2fo). Fíjese cuidadosamente en esto de la forma de onda que se muestra en la figura 2.
Cuando P2 se conmuta a la fuerza, el SCR N1 con polarización directa se enciende. Esta vez, el voltaje de carga es negativo y sigue la envolvente negativa de la entrada de suministro.
De esta forma, los SCRs P1, N2 para el primer medio ciclo; P2, N1 en el segundo medio ciclo y así sucesivamente se conmutan alternativamente entre envolventes positivas y negativas a alta frecuencia. Esto da como resultado una frecuencia de salida fo mayor que la frecuencia de suministro de entrada fs. En nuestro ejemplo de la figura 2, tenga en cuenta que hay un total de 6 ciclos de salida en un ciclo de suministro de entrada. Esto significa que la frecuencia del voltaje de salida es 6 veces la frecuencia de entrada, es decir, fo = 6fs.
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