Un cicloconvertitore è un dispositivo che converte la corrente alternata, o CA, potenza a una frequenza in potenza CA di una frequenza regolabile ma inferiore senza alcuna corrente continua, o CC, stadio intermedio. Può anche essere considerato un variatore di frequenza statico e in genere contiene raddrizzatori controllati al silicio. Il dispositivo è costituito da un array contenente interruttori collegati back-to-back, paralleli, che vengono utilizzati per fabbricare le forme d’onda CA di uscita desiderate. È possibile controllare la frequenza di queste forme d’onda CA in uscita aprendo e chiudendo gli interruttori in modo controllato.
Questo convertitore converte l’alimentazione CA monofase o trifase in alimentazione monofase o trifase con frequenza e ampiezza variabili. In genere, la frequenza di uscita dell’alimentazione CA è inferiore alla frequenza di ingresso. Un cicloconvertitore ha la capacità di funzionare con carichi di fattori di potenza variabili e consente anche un flusso di potenza bidirezionale. Possono essere ampiamente classificati in due tipi: cicloconvertitori a controllo di fase e cicloconvertitori a busta. Nel primo, il controllo dell’angolo di sparo è realizzato tramite impulsi di gate regolabili, mentre nel secondo gli interruttori rimangono in uno stato acceso e conducono in semicicli consecutivi.
Sono principalmente utilizzati per controllare la velocità degli azionamenti e per convertire la potenza a frequenza di ingresso variabile in uscita a frequenza costante, come nelle applicazioni ad altissima potenza, tra cui l’azionamento di motori sincroni e motori a induzione. Alcuni dei luoghi in cui vengono impiegati i cicloconvertitori includono azionamenti per mulini per cemento, avvolgitori per miniere e mulini per la macinazione del minerale. Sono anche utilizzati nelle trasmissioni di propulsione navale, nelle trasmissioni scherbius e nei laminatoi.
Offrendo molti vantaggi, un cicloconvertitore può essere utilizzato in alcune applicazioni a bassa velocità ed è anche un sistema compatto. La sua capacità di influenzare direttamente la conversione di frequenza della potenza senza alcuno stadio intermedio che coinvolga la corrente continua è un altro enorme vantaggio. Se il cicloconvertitore subisce un errore di commutazione, i risultati sono minimi, come lo spegnimento dei singoli fusibili.
Ha anche la capacità di rigenerazione, coprendo l’intera gamma di velocità. Un altro enorme vantaggio del cicloconvertitore è la sua capacità di fornire una forma d’onda sinusoidale a una frequenza di uscita inferiore. Questo vantaggio deriva dalla sua capacità di sintetizzare la forma d’onda in uscita utilizzando un gran numero di segmenti della forma d’onda in ingresso.
Questa tecnologia ha però alcuni svantaggi. Innanzitutto, la frequenza della potenza di uscita è circa un terzo o meno della frequenza di ingresso. È possibile migliorare la qualità della forma d’onda in uscita se viene impiegato un numero maggiore di dispositivi di commutazione. Un cicloconvertitore richiede un meccanismo di controllo piuttosto complesso e utilizza anche una grande quantità di tiristori. Il suo utilizzo è inoltre limitato da forti armoniche e dalla gamma di frequenze a bassa uscita.