是否有将任何交流频率转换为 60 赫兹的设备?

电器工程 频率 交流 发电机
2022-02-07 02:33:15

如果我有类似风车发电机的东西,它可以产生交流电流,但频率可变,我需要什么设备将该可变频率转换为恒定的 60hz 频率,以便将电力用于净计量?

4个回答

正如一些人所指出的,AC->DC-> AC 是最简单的方法,也是最正常的方法。

但 -

Cycloconverter - Olde 技术系统 - 需要更多技术知识的人考虑。

但是,如果您的风力涡轮机交流频率始终高于交流电,您可以通过使用所谓的循环转换器获得中等好的结果。

这是我没有听说过在国内 WT 市场使用过的选项,通常与高功率或 Olde 技术相关,但是
在 100 W - 30 KW 尺寸范围内,使用现代技术可以非常容易地以良好的成本实现循环转换器电子产品。

在网络上的许多地方都指出,本田在他们的一些便携式电动发电机组中使用了循环变流器。这不是确定的,但很可能是真的,因为这将允许他们使用高频并随之减小尺寸的磁体,并且还将允许一定程度的频率稳定。我注意到他们的单位在功率水平上非常小,并想知道他们发挥了什么魔力。

循环转换器获取可用波形并将它们与参考的所需输出波形进行比较。然后它从最接近所需波形的波形中汲取能量。

显然会出现波形失真,但如果相对频率较高且有多个相位可用,则在许多情况下,相当适度的输出滤波可能会产生可接受的结果。

一个优点是效率可以非常高,因为“最佳”交流发电机相位只是随时切换到输出,损耗主要是开关(通常是 MOSFET)耗散损耗加上开关损耗。开关损耗适中,即使在 10:1 的输入到输出频率下,开关速率也只有几 kHz 左右。(每个输出周期的多次开关平均开关速率 > N x fout)

下图显示了 3 相进和 1 相出的基本操作。一个主要优点是,因为输入和输出相对于彼此浮动,并且如果需要,给定的输入相位可以相对于输出立即反转极性。这显着增加了可供选择的波形段的数量,从而增加了给定输入:输出排列的可用频谱纯度。

需要从多个输入相位中进行选择 - 越多越好。由于 WT 通常有 3 相输出并且可能有更多,这种方法可能非常符合要求。(可用数量通过极性反转有效地增加 - 见下文)。

在此处输入图像描述

从这里

技术评论 - 与提问者无关:

这非常 BOTE,但看起来还可以 - 可变输入频率很容易处理,但对频谱纯度有一些影响。只要频率的变化率与频率相比较小,这不会是一个大问题。典型的负载转子惯量通常不会成为问题。例如,在上图中,fin_3 相位约为 3 x Fout_1 相位。开关之间的最短时间周期约为 fin 的 10%。最长的是大约 25% 鳍。如果 fout = 50 Hz,则最长段的时间段 ~~= 1/(50 x 3 x 10) = < 1 mS。WT 螺旋桨在 3000 RPM = 50 RPS = 20 mS 每转 = 20 倍最长段。刀片惯性需要使得刀片速度不会在例如 1 圈内发生很大变化。如果 WT 旋转速度在 1 秒内翻倍(哇),那么速度将改变 ~= 2%/revolution = OK。

请注意,以上涉及频率而不是电压变化。在许多情况下,AC-DC-AC 系统将是首选,因为我提供了改变比特频率和电压的自由度。

维基百科 - 循环转换器

[书,1972 年,麻省理工学院出版社循环变流器的理论和设计

约 20 页纸 UoTK,诺克斯维尔。关于2000 Cycloconverter教程

链接到页面的图像。许多许多许多...

您需要将电源整流为直流电,然后使用逆变器生成 60Hz 波形。

除了标准的整流器 + 逆变器解决方案和循环转换器之外,还有不太知名的矩阵转换器(它们有一个开关矩阵,可以将任何输入连接到任何输出),它与整流器 + 逆变器一样,使用电力电子设备从一个交流输入到另一个,但中间没有直流链路。

将交流风车发电机的输出转换为直流。然后将直流馈入 GRID-TIE 逆变器。

您可以在大多数为太阳能电池板和风力发电机供电的地方购买并网逆变器。

另一个廉价的并网逆变器来源是 eBay。我以不到 80 美元的价格购买了几个 250 瓦的设备。它们也有更大的尺寸,但我决定将我的大型系统分成几个较小的系统。这样,一个单一的故障不会导致整个系统发生故障。

来自:https ://en.wikipedia.org/wiki/Grid-tie_inverter

“并网逆变器 (GTI) 或同步逆变器是一种特殊类型的功率逆变器,可将直流 (DC) 电转换为交流 (AC) 并将其馈入现有电网。GTI 通常用于转换直流电许多可再生能源(例如太阳能电池板或小型风力涡轮机)产生的电能转化为用于为家庭和企业供电的交流电。”

注意: “系统操作说明”已删除,此类消息应进入Meta Electronics而不是答案。