Was ist ein Cycloconverter?
Ein Zyklokonverter ist ein Gerät, das Wechselstrom oder Wechselstrom mit einer Frequenz in Wechselstrom mit einer einstellbaren, aber niedrigeren Frequenz umwandelt, ohne dass sich dazwischen Gleichstrom oder Gleichstrom befindet. Es kann auch als statischer Frequenzwandler betrachtet werden und enthält typischerweise siliziumgesteuerte Gleichrichter. Das Gerät besteht aus einem Array, das parallele, hintereinander geschaltete Schalter enthält, mit denen die gewünschten AC-Ausgangswellenformen erstellt werden. Es ist möglich, die Frequenz dieser AC-Ausgangswellenformen durch kontrolliertes Öffnen und Schließen der Schalter zu steuern.
Dieser Wandler wandelt einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom in einphasigen oder dreiphasigen Strom mit variabler Frequenz und Größe um. Typischerweise ist die Ausgangsfrequenz des Wechselstroms niedriger als die Eingangsfrequenz. Ein Zyklokonverter kann mit Lasten variabler Leistungsfaktoren betrieben werden und ermöglicht auch einen bidirektionalen Leistungsfluss. Sie können grob in zwei Typen eingeteilt werden - phasengesteuerte Cyclokonverter und Hüllkurvencyclokonverter. Bei der ersteren wird die Steuerung des Zündwinkels durch einstellbare Torimpulse erreicht, während bei der letzteren die Schalter in einem eingeschalteten Zustand bleiben und in aufeinanderfolgenden Halbzyklen leiten.
Sie werden hauptsächlich zur Drehzahlregelung von Antrieben und zur Umwandlung von Leistung mit variabler Eingangsfrequenz in Leistung mit konstanter Frequenz verwendet, z. B. bei Anwendungen mit sehr hoher Leistung, einschließlich des Antriebs von Synchronmotoren und Induktionsmotoren. Einige der Orte, an denen Zyklokonverter eingesetzt werden, umfassen Zementmühlenantriebe, Minenwickler und Erzmühlen. Sie werden auch in Schiffsantrieben, Scherbius-Antrieben und Walzwerksantrieben eingesetzt.
Ein Zyklokonverter bietet viele Vorteile und kann in vielen langsamen Anwendungen eingesetzt werden. Außerdem ist er ein kompaktes System. Ein weiterer großer Vorteil ist die Möglichkeit, die Frequenzumwandlung von Leistung ohne Zwischenstufe mit Gleichstrom direkt zu beeinflussen. Wenn der Zyklokonverter einen Kommutierungsfehler aufweist, sind die Ergebnisse minimal, z. B. das Auslösen einzelner Sicherungen.
Es hat auch die Fähigkeit der Regeneration und deckt den gesamten Geschwindigkeitsbereich ab. Ein weiterer großer Vorteil des Zyklokonverters ist seine Fähigkeit, eine sinusförmige Wellenform bei einer niedrigeren Ausgangsfrequenz zu liefern. Dieser Vorteil ergibt sich aus seiner Fähigkeit, die Ausgangswellenform unter Verwendung einer großen Anzahl von Segmenten der Eingangswellenform zu synthetisieren.
Diese Technologie hat jedoch einige Nachteile. Erstens beträgt die Frequenz der Ausgangsleistung etwa ein Drittel oder weniger der Eingangsfrequenz. Es ist möglich, die Qualität der Ausgangswellenform zu verbessern, wenn eine größere Anzahl von Schaltgeräten verwendet wird. Ein Zyklokonverter erfordert einen ziemlich komplexen Steuermechanismus und verwendet auch eine große Menge von Thyristoren. Seine Verwendung ist auch durch starke Oberschwingungen und den niedrigen Ausgangsfrequenzbereich begrenzt.