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Prática-Teórica 01 – Retificadores Monofásicos

Eletrônica de Potência - Laboratório

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA

CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA Eletrônica de Potência

AULA PRÁTICA-TEÓRICA 01 RETIFICADORES MONOFÁSICOS

1 INTRODUÇÃO Esta aula mista entre laboratório e teoria tem por objetivo instigar os estudantes ao

estudo de retificadores monofásicos, por meio de montagem, simulação e de cálculos referentes aos circuitos e elementos em estudo. As medições realizadas e as observações de formas de onda nos circuitos simulados visam motivar o estudante a buscar as respostas teóricas para as questões e problemas relacionados com o assunto em pauta.

Em síntese, objetiva-se: Ensaiar motores de corrente contínua; Realizar cálculos teóricos com retificadores monofásicos; Simular retificadores monofásicos; Comprovar o funcionamento dos circuitos; Analisar criticamente os resultados obtidos.

2 ENSAIO DO MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA 2.1 Dados de Placa

Para o motor de corrente contínua disponível no laboratório, anote abaixo os principais dados de placa. Tensão nominal = ___________ Corrente máxima = __________ Rotação nominal = ___________

2.2 Ensaio do Motor

Ajuste a fonte de alimentação para as tensões conforme indicado na tabela 1. A seguir, meça tensão e corrente no motor, anotando os valores na tabela.

Uma foto da montagem com a fonte ajustada para 24 V e conectada ao motor, é mostrada na Figura 1.

Atente que será aplicada uma tensão um pouco superior no motor, mas não a ponto de danificar o mesmo.

Na tabela 1, calcule a potência que o motor está processando, a partir dos valores medidos.

Note ainda que na tabela 1 receberam destaque as linhas onde a tensão aplicada ao motor é igual a sua tensão nominal (24 V) e onde é a metade deste valor (12 V), indicando duas situações comuns de funcionamento do mesmo.



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Figura 1 - Foto do motor conectado na fonte e em funcionamento.

Tabela 1 – Resultados do ensaio do motor de corrente contínua.

Tensão na fonte VF [V]

Tensão no motor VM [V]

Corrente no motor IM [mA]

Potência no motor PM [W]

0 5 10 12 15 20 24 25

2.3 Obtenção do Circuito Equivalente do Motor

Utilizando uma ponte para medir resistências, indutâncias e capacitâncias (RLC), obtenha a resistência do motor (resistência ôhmica dos enrolamentos) e indutância (com o rotor parado).

A seguir, anote os valores obtidos no circuito equivalente da Figura 2. Calculando a reatância indutiva, determine se o circuito é predominantemente resistivo

ou indutivo. Atente para a frequência utilizada no equipamento de medição (100 Hz).

VM

RM = _______

+

-

M

IM

LM = _______

Figura 2 - Circuito equivalente do motor de corrente contínua.



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3 RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA ONDA 3.1 Retificador Monofásico de Meia Onda

Considerando o circuito mostrado na Figura 3, calcule as variáveis solicitadas na tabela 2. A tensão da fonte de alimentação (vi) é de 16 V (eficazes).

A seguir, simule o circuito e anote os valores obtidos na tabela.

vM

D1

RM

LM

+

-

vi

+

-

iM

Figura 3 - Circuito do retificador de meia onda com carga RL.

Tabela 2 – Resultados para o retificador de meia onda.

Variável Descrição Valor calculado Valor simulado VM_pk Tensão de pico no motor Vavg_pk Tensão média no motor IM_pk Corrente de pico no motor Iavg_pk Corrente média no motor

3.2 Retificador Monofásico de Meia Onda com Diodo de Roda-Livre



vM

D1

RM

LM

+

-

vi

+

-

iD1

D2

iD2

iM

Figura 4 - Circuito do retificador de meia onda com diodo de roda-livre e carga RL.



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Tabela 3 – Resultados para o retificador de meia onda com diodo de roda livre. Variável Descrição Valor calculado Valor simulado

VM_pk Tensão de pico no motor Vavg_pk Tensão média no motor IM_pk Corrente de pico no motor Iavg_pk Corrente média no motor

4 RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA 4.1 Retificador Monofásico de Onda Completa e Derivação Central

Considerando o circuito mostrado na Figura 5, calcule as variáveis solicitadas na tabela 2. A tensão de cada fonte de alimentação (v1 = v2) é de 16 V (eficazes).


v1

+

-

v2

+

-

D1

D2

vM

RM

LM

+

-

iM

Figura 5 - Circuito do retificador de onda completa com derivação central e carga RL.

Tabela 4 – Resultados para o retificador de onda completa e derivação central.


4.2 Retificador Monofásico de Onda Completa em Ponte


A seguir, simule o circuito e anote os valores obtidos na tabela. Tabela 5 – Resultados para o retificador de onda completa e derivação central.




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vM

D1RM

LM

+

-

vi

+

-

iM

D3

D2 D4

Figura 6 - Circuito do retificador de onda completa em ponte com carga RL.

5 RESUMO DE CÁLCULO Para cada circuito a seguir, anote as principais expressões utilizadas no cálculo das

variáveis solicitadas no decorrer desta aula.

5.1 Retificador de Meia Onda com Carga Resistiva

VM _ pk =

I M _ pk =

VM _ avg =

I M _ avg =

5.2 Retificador de Meia Onda com Carga RL

VM _ pk =

I M _ pk =

VM _ avg =

I M _ avg =

5.3 Retificador de Meia Onda com Diodo de Roda-Livre

VM _ pk =

I M _ pk =

VM _ avg =

I M _ avg =



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5.4 Retificador de Onda Completa com Derivação Central

VM _ pk =

I M _ pk =

VM _ avg =

I M _ avg =

5.5 Retificador de Onda Completa em Ponte

VM _ pk =

I M _ pk =

VM _ avg =

I M _ avg =

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