Sådan styres vekselstrøm?

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





De fleste af de elektriske apparater, der bruges derhjemme, har vekselstrøm til deres drift. Denne vekselstrøm eller vekselstrøm gives til apparaterne gennem skifteoperationen af ​​nogle strømelektroniske afbrydere. For en jævn drift af belastningerne er det nødvendigt at kontrollere AC-strøm anvendt til dem. Dette opnås igen ved at styre skifteoperationen af ​​de elektroniske strømafbrydere, som en SCR.

To metoder til kontrol af skiftedrift af SCR

  • Fasekontrolmetode : Dette refererer til at styre omskiftningen af ​​SCR med en reference til AC-signalets fase. Normalt Thyristor udløses ved 180 grader fra begyndelsen af ​​AC-signalet. Eller med andre ord ved nulkrydsningerne af AC-signalbølgeformen påføres udløsende impulser til tyristorens portterminal. I tilfælde af styring af vekselstrøm til SCR forsinkes anvendelsen af ​​disse impulser ved at øge tiden mellem impulser, og dette kaldes styringen ved forsinkelse med affyringsvinklen. Imidlertid forårsager disse kredsløb overordnede harmoniske og genererer radiofrekvens RFI og tung indgangsstrøm og ved større effektniveauer kræver det flere filtre for at reducere RFI.
  • Integreret cyklusomskiftning: Integreret cyklusstyring er en anden metode, der anvendes til direkte konvertering af AC til AC, kendt som nulskift eller cyklusvalg. Integreret cyklusudløsning vedrører vekselstrømskoblingskredsløb og især integrerede cyklus nulspændingskoblingskredsløb. Når der anvendes en nulspændingsafbryder til at skifte en lav effektfaktor (induktiv belastning), såsom en motor eller effekttransformator, forårsager overophedning af en effekttransformator på forsyningslinjerne. Derfor er mætningen af ​​belastningens strøm alt for høje startstrømme. En anden tilgang til integreret cyklus nul-spændingskobling involverer brugen af ​​relativt komplekse arrangementer af bi-stabile lagerelementer og logiske kredsløb, der faktisk tæller antallet af halve cykler af belastningsstrøm. Integreret cyklusomskiftning består i at tænde forsyningen for at indlæse et helt antal cykler og derefter afbryde forsyningen til et yderligere antal integrerede cykler. På grund af nul spænding og nul strømskift af tyristorer reduceres de genererede harmoniske. Brug af integreret cyklus skifte glat spænding er ikke mulig, og frekvensen er variabel. Integreret cyklusomskiftning ved bustudløsning af tyristorer som en metode til at fjerne hele cyklus, cyklusser eller dele af cyklusser af et AC-signal, er en velkendt og gammel metode til at kontrollere vekselstrøm, især på tværs af AC-varmelegemer. Imidlertid kan konceptet med at opnå cyklus stjæling af spændingsbølgeform ved brug af mikrokontroller være meget præcist i henhold til det program, der er skrevet på Assembly / C sprog. Således at den gennemsnitlige spændingstid eller i øjeblikket opleves ved belastningen er forholdsmæssigt mindre end hvis hele signalet skal forbindes til belastningen.

Én bivirkning ved at bruge dette skema er en ubalance i indgangsstrømmen eller spændingsbølgeformen, når cyklusser tændes og slukkes over belastningen, og de er derfor velegnede til specifikke belastninger i forhold til skydevinkelstyret metode for at minimere THD.




to

Før vi går i eksempler på hver type kontrol, lad os kort orientere lidt om nulkrydsningsregistrering.



Zero-Crossing Detection eller Zero Voltage Crossing

Ved udtrykket Zero Voltage Crossing mener vi det punkt ved AC-signalbølgeformen, hvor signalet krydser nulreferencen for bølgeformen eller med andre ord, hvor signalbølgeformen krydser x-aksen. Det bruges til at måle frekvensen eller perioden for et periodisk signal. Det kan også bruges til at generere synkroniserede impulser, som kan bruges til at udløse portterminalen på den siliciumstyrede ensretter for at få den til at lede i 180 graders affyringsvinkel.

En sinusbølge af natur har knudepunkter, hvor spændingen krydser nulpunktet, vender retning og afslutter sinusbølgen.

Zero Cross Sensing 1

Ved at skifte vekselstrøm ved nul spændingspunkt eliminerer vi næsten spændingsinducerede tab og spændinger.


Zero Cross Sensing eller Zero Voltage Sensing ZVS eller ZVR Circuit

ZCS mod ZVS

Normalt fungerer OPAMP'en, der anvendes til nulkrydsningsdetektering, som en komparator, der sammenligner det pulserende jævnstrømsignal (opnået ved at rette op på vekselstrømssignalet) med en referencestrømsspænding (opnået ved filtrering af det pulserende jævnstrømsignal). Henvisningssignalet gives til den ikke-inverterende terminal, hvorimod den pulserende spænding gives til den inverterende terminal.

I tilfælde af at den pulserende jævnstrømsspænding er mindre end referencesignalet, udvikles et logisk højt signal ved udgangen af ​​komparatoren. Således genereres impulser for hvert nul-krydsningspunkt i AC-signalet fra output fra Zero Crossing Detector.

En video om nulkrydsningsdetektorer

Integral Switching Cycle Control (ISCC):

For at fjerne ulemperne ved integreret cyklusomskiftning og fasestyring anvendes integreret omskiftercyklusstyring til styring af varmebelastningen. ISCC kredsløb har 3 sektioner. Den første består af en strømforsyning til at drive alle interne forstærkere og føde gateenergien til strømhalvledere. Den anden sektion består af nul spændingsdetektion ved at registrere forekomsten af ​​nul forsyningsspænding og tilvejebringer en faseforsinkelse. I det tredje afsnit er der brug for et forstærkertrin, som forstørres kontrolsignalet for at levere det drev, der er nødvendigt for at tænde afbryderen. ISCC-kredsløb består af fyringskredsløb og effektforstærker (FCPA) og strømforsyning til styring af belastningen.

FCPA består af portdrivere til thyristor, og TRIAC bruges som strømforsyning i det foreslåede design. Triac kan lede strøm i begge retninger, når den er tændt, og den kaldes tidligere en tovejstriode-tyristor eller en bilateral triode-tyristor. Triac er en praktisk afbryder til vekselstrømskredsløb, der muliggør styring af store effektstrømme med milliampestyringsstrømme.

En anvendelse af integreret cyklusskift - industriel strømstyring ved integreret skift

Denne metode kan bruges til at styre vekselstrøm, især på tværs af lineære belastninger, såsom varmeovne, der anvendes i en elektrisk ovn. I dette leverer mikrokontrolleren output baseret på modtaget afbrydelse som reference for en generation af udløsende impulser.

Ved hjælp af disse udløsende impulser kan vi drive optoisolatorerne til at udløse Triac for at opnå integreret cyklusstyring pr. Kontakter, der er grænseflade med mikrokontrolleren. I stedet for en motor er der tilvejebragt en elektrisk lampe til observation af dens funktion.

Blokdiagram over strømstyring ved integreret cyklusskift

Blokdiagram over strømstyring ved integreret cyklusskift

Her bruges en nulkrydsningsdetektor til at tilvejebringe udløsende impulser til portimpulser fra Thyristor. Anvendelsen af ​​disse impulser styres via en mikrocontroller og en optoisolator. Mikrocontrolleren er programmeret til at påføre impulser til optoisolatoren i en fast tidsperiode og derefter stoppe påføringen af ​​impulser i en anden fast periode. Dette resulterer i fuldstændig eliminering af et par cyklusser af AC-signalbølgeform anvendt på belastningen. Optoisolatoren driver følgelig thyristor-baseret på input fra mikrocontrolleren. Således styres vekselstrømmen til lampen.

En anvendelse af fasestyret skift - Programmerbar vekselstrømskontrol

Blokdiagram over strømstyring efter fase kontrolmetode

Blokdiagram over strømstyring efter fase kontrolmetode

Denne metode bruges til at kontrollere lampens intensitet ved at kontrollere vekselstrømmen til lampen. Dette gøres ved at forsinke anvendelsen af ​​udløsende impulser til TRIAC eller ved hjælp af forsinkelsesmetoden for affyringsvinklen. Nulkrydsningsdetektoren leverer impulser ved hver nulkrydsning af AC-bølgeformen, der påføres mikrokontrolleren. Oprindeligt giver mikrokontrolleren disse impulser til optoisolatoren, som derfor udløser tyristoren uden nogen forsinkelse, og lampen lyser således med fuld intensitet. Brug nu tastaturet, der er grænseflade med mikrokontrolleren, og den påkrævede intensitet i procent anvendes til mikrocontrolleren, og det er programmeret til derfor at forsinke anvendelsen af ​​impulser til optoisolatoren. Således er udløsningen af ​​tyristoren forsinket, og følgelig styres lampens intensitet.