apresentacao aula 01

Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Santa Catarina!Departamento Acadmico de Eletrnica!

Eletrnica de Potncia!

Introduo Eletrnica de Potncia

Florianpolis, agosto de 2014.

Prof. Clovis Antonio Petry.

Biografia para Esta Aula

www.ProfessorPetry.com.br

Captulo 1: Eletrnica de potncia Introduo; O que eletrnica de potncia; Comutao, etc.

Nesta Aula

Converso de Energia e Eletrnica de Potncia: Converso de energia; Conversores estticos; Eletrnica de potncia; Breve histrico; Diviso da eletrnica de potncia; Aplicaes, etc.

Converso de EnergiaFinalidade da converso de energia:

Aplicaes diferentes conforme a forma; Dificuldades de armazenamento; Dificuldades de transmisso; Alterao/adaptao de amplitudes, formas e quantidades; Reaproveitamento de energia.

Exame de qualificao


Geradores Alto-Falante

Conversores Estticos

Conversor Rotativo Motor + Gerador

Conversor Esttico Inversor de Frequncia

Definio: Conversor rotativo: aquele converte energia usando mecanismos mveis (gerador-motor-

gerador); !

Conversor esttico: dispositivo eletrnico que converte energia sem usar componentes mveis (giratrios).

Eletrnica de Potncia

Conversores estticos x eletrnica de potncia: Conversores estticos: termo usado no comeo do processamento eletrnico de energia,

muito ligado acionamento de mquinas eltricas e gerao de eletricidade; !

Eletrnica de potncia: termo mais moderno e genrico, para designar toda gama de dispositivos de potncia que controlam o fluxo de energia.

Grande rea: Engenharias rea: Engenharia eltrica Subrea: Eletrnica industrial Especialidades: Acionamentos, etc.


Definies: Eletrnica de Potncia a tecnologia associada com converso eficiente, controle e

condicionamento de potncia eltrica atravs de interruptores estticos de uma fonte disponvel na entrada numa sada desejada; !

Eletrnica de Potncia pode ser definida como uma cincia aplicada dedicada ao estudo dos conversores estticos de energia eltrica. Este ltimo pode ser definido com um sistema, constitudo por elementos passivos (resistores, capacitores e indutores) e elementos ativos (interruptores), tais como Diodos, Tiristores, Transistores, GTOs, Triacs, IGBTs e MOSFETs, associados segundo uma lei pr-estabelecida. !

Entende-se que Eletrnica de Potncia uma rea da Engenharia Eltrica que tem a finalidade de estudar e construir conversores de potncia visando o controle de energia eltrica.

Eletrnica de PotnciaPrincpio:

Os circuitos em eletrnica de potncia so denominados no-lineares, pois utilizam os semicondutores como chaves, ligadas ou desligadas.


Objetivo maior: Busca da mxima eficincia.

=PoutPin

Componentes utilizados

Evitar Perdas Evitar Interferncias Evitar Perdas



Circuitos lineares x no-lineares

Exemplo: Fontes de tenso lineares e chaveadas: As fontes lineares convertem a tenso alternada da rede em tenses contnuas,

normalmente de baixa amplitude, sem o uso de componentes chaveados (comutados); ! Fontes chaveadas exercem a mesma funo, mas utilizando componentes comutados

(chaveados).

+

-Vin

Rs

Rc+

-Vout

I

+

-Vin

S

Rc+

-Vout

I

Regulador Linear Regulador Chaveado


Fontes de tenso lineares x chaveadas: Fontes lineares: so mais robustas, simples e fceis de projetar, podem ser mais baratas

ou no, so muito volumosas e pesadas. ! Fontes chaveadas: no so to robustas, mais difceis de projetar e consertar, podem ser

mais baratas ou no, so pequenas e leves.

Fonte chaveada de 65 W

Fonte linear de 29 W

Vantagens x desvantagens

Exemplo: Como realizar esta converso?



Exemplo: Como realizar esta converso? Usando resistores.


Exemplo: Como realizar esta converso? Usando reguladores lineares.


Exemplo: Como realizar esta converso? Usando comutao em alta frequncia.


Diagrama de blocos completo

Interdisciplinaridade da Eletrnica de Potncia

Eletrnica de

Potncia

Circuitos

Fsica de estado slido

Simulao e

computao Mquinas eltricas

Sistemas de

potncia

Eletromagnetismo

Eletrnica analgica e digital

Processamento de

sinais

Sistemas e teoria de controle

Breve Histrico da Eletrnica de Potncia

Disponvel em:

Pesquisa

Divulgao

Exame de qualificao



Leia o artigo

Diviso da Eletrnica de Potncia

1E ( )1 1v ,f

2E ( )2 2v ,f

ConversorCC-CC

Retificador

Inversor

Conversorindireto de

tenso

Conversorindireto defreqncia

Conversores CA-CC: Denominados de retificadores: convertem a tenso alternada da rede de energia eltrica em uma tenso contnua. !

Conversores CA-CA: Denominados de choppers CA: convertem a tenso alternada da rede de energia eltrica em tenso alternada estabilizada, por exemplo. !

Conversores CC-CC: Denominados de choppers: convertem tenso contnua em tenso contnua. !

Conversores CC-CA: Denominados de inversores: convertem tenso contnua em alternada, muito usados em acionamento.

Diviso da Eletrnica de Potncia

Aplicaes da Eletrnica de Potncia

Aplicaes: Fontes chaveadas; Controle de motores de corrente contnua e alternada; Conversores para soldagem; Alimentao de emergncia; Carregadores de bateria; Retificadores para eletroqumica; Transmisso em corrente contnua; Reatores eletrnicos; Filtros ativos; Compensadores estticos; Processamento de energias alternativas; Amplificadores de potncia; Controles de temperatura; Entre outras.


Aplicaes: Fontes Chaveadas.


Aplicaes: Sistema de Alimentao de Avies.


Aplicaes: Acionamento de Motores CA.

Exemplos:

Exemplo: Em uma fonte de 12 V devem ser ligados LEDs de potncia, cada um com tenso de 3 V e corrente de 500 mA. Determine, considerando 1, 2 ou 3 LEDs ligados:

A. A potncia processada pelos LEDs; B. A potncia dissipada no resistor srie; C. A potncia fornecida pela fonte; D. A eficincia do circuito.

Tarefa: 1. Resolver o exemplo1.1 da pgina 16 do livro Eletrnica de Potncia do Ahmed; 2. Resolver o exemplo1.2 da pgina 17 do livro Eletrnica de Potncia do Ahmed.

Tarefas

Prxima Aula


Componentes Semicondutores: Diodos e Tiristores.

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