chaves estácticas

8/19/2019 Chaves Estácticas

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CHAVES ESTÁTICAS AC

Grupo 4

Nomes Docentes

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Tetine, Osvaldo Eng Lugones• Tembe, Cortes Eng Anacleto

• Pelembe, Levi

•Paulo, Hario

• N!abanga, Narciso

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INTRODUÇÃO

• "ma c!ave est#tica comuta a pot$ncia para a carga, liga e desliga,

mas n%o a modiica em nen!um outro aspecto& A caracter'stica

duplamente est#vel dos dispositivos semicondutores (como os

tiristores) *ue possuem dois est#gios (condu+%o e n%o condu+%o),

sugerese *ue esses dispositivos podem ser usados como c!aves

sem contactos& As aplica+-es no campo do c!aveamento est#tico

incluem c!aves Ligadesliga, dis.untores, contactores, rel/s de

estado s0lido e assim por diante&

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OBJECTIVOS

• Deinir o termo c!ave est#tica

• Enumerar as vantagens e desvantagens de uma

c!ave est#tica, *uando comparada a uma

c!ave mec1nica2

• E3plicar a opera+%o de c!aves est#ticas

mono#sicas e tri#sicas

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CHAVES ESTÁTICAS AC

• As c!aves est#ticas s%o usadas tanto para opera+-es de c!aveamento

AC como DC& O c!aveamento AC re*uer controlo bidireccional, cu.a

implementa+%o, em geral, se d# com o uso de um triac ou de dois

C5s (rectiicadores controlados de sil'cio) controlados de orma

antiparalelas& "ma ve6 *ue o dispositivo passa para o estadodesligado naturalmente, o limite de re*u$ncia superior / determinado

pelo tipo de dispositivo usado& Para aplica+-es de c!aveamento com

re*u$ncia bai3a, um 7nico T58AC pode ser usado& Para aplica+-es

de re*u$ncia alta / empregada a conigura+%o de dois C5s em anti

paralelo& O c!aveamento DC re*uer controlo para somente emdirec+%o de lu3o de corrente, e o dispositivo de c!aveamento

costuma ser um C5& A velocidade de c!aveamento / limitada pelo

circuito de comuta+%o e pelo tempo de recupera+%o reverso do C5&

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LIGAÇÃO ANTIPARALELA COM SCR

• Para aplica+%o de c!aveamento em alta pot$ncia, a c!ave

mono#sica AC mais simples / pro.ectada a partir de dois C5s

antiparalelos, como mostra a igura&9& Para ligar a pot$ncia a carga,

C5 9 deve passar para o estado ligado no come+o do semiciclo

positivo& :# C5 ; deve passar para o estado ligado no come+o do

semiciclo negativo, para correntes negativas& A c!ave C5 passar#

de imediato para o estado ligado se um pulso de disparo or

recebido na porta& Para mant$la assim, s%o necess#rios pulsoscont'nuos de disparo na porta, uma ve6 *ue o tiristor passa

naturalmente para o estado desligado no cru6amento do 6ero&

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• Fig


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LIGAÇÃO COM TRIAC

• Ainda n%o !# triacs com valores nominais de tens%o, corrente

e re*u$ncia muito altos como os .# e3istentes para C5s&

Entretanto, para aplica+-es de bai3a pot$ncia, desde *ue o

valor nominal da corrente n%o se.a ultrapassado, um 7nico

triac / mais econ0mico do *ue um par de C5s& O triac

tamb/m elimina a necessidade de um segundo circuito dedisparo& A igura&4 mostra uma c!ave Ac ao se usar um triac &

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LIGAÇÃO COM TRIAC

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IMPLEMENTAÇÃO DE CHAVES ALTERNATIVAS

A igura&= mostra duas outras maneiras de implementa+%o de c!aves est#ticas

mono#sicas AC, com uso de combina+-es de C5s e diodos& Os diodos s%o mais

baratos do *ue os 5Cs e n%o re*uerem circuito de disparo& A igura&=a mostra um

arran.o em *ue apenas um C5 e e3igido para controlar ambas as metades do ciclo

AC& O dispositivo e ligado nos terminais DC de um rectiicador de onda completa com

diodo em ponte& O camin!o da corrente positiva segue pelos diodos D9, D4 e do 5C,en*uanto a corrente negativa lui atrav/s de D; D> e ?do 5C & A corrente e AC na

carga e DC no 5C& A carga pode ser resistiva ou indutiva& O circuito de disparo da

porta e simples, uma ve6 *ue !# somente um 5C a ser disparado para o semiciclo

positivo ou negativo& Entretanto, uma ve6 *ue a corrente lui atrav/s dos tr$s

dispositivos, a perda de potencia e mais alta, por causa da *ueda de tens%o directa&

Na igura&=b, C59 e D; condu6em no semiciclo positivo en*uanto C5; e D9, nosemiciclo negativo& "ma ve6 *ue os dois c#todos dos C5s s%o comuns nesse

es*uema, as duas portas podem ser ligadas entre si para ornecer o controlo comum de

disparo de porta& A corrente tem de luir atrav/s de um C5 e de um d'odo, o *ue

provoca uma perda adicional de pot$ncia&

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IMPLEMENTAÇÃO DE CHAVESALTERNATIVAS

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CHAVES ESTÁTICAS TRIFÁSICAS

• Os circuitos AC tri#sicos podem ser ligados e desligados da mesma maneira *ue os

circuitos AC mono#sicos& A igura& mostra v#rias conigura+-es de c!aves tri#sicas

controlando cargas tri#sicas&

• Nas iguras a e b, a c!ave semicondutora pro.ectada com C5s em antiparalelo /

ligada em serie com cada lin!a AC de uma carga conectada em B ou em & Com uma

carga conectada em , os arran.os alternativos s%o mostrados na igura c podem ser

usados se a ase de cada uma das cargas puder ser acessada& Nesse circuito, as c!aves

est%o em serie com a carga, e essa combina+%o est# conectada em & A corrente em cada

c!ave / ve6es menor do *ue a corrente de lin!a& Portanto, o valor nominal da corrente

do C5 / menor do *ue o re*uerido para os dois circuitos anteriores&

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• Em um sistema tri#sico sem neutro, podemos redu6ir o custo ao substituir um

diodo por um C5 em cada circuito conectado em antiparalelo das iguras a e

b& O circuito mostrado na igura d / denominado c!ave semicontrolada& e

or permitida a opera+%o com a tens%o n%o e*uilibrada, os custos podem serredu6idas ainda mais@ removese um par de C5s, como mostra a igura e&

• A liga+%o em pol'gono da igura usa seis C5s conectados em atrav/s de uma

carga tri#sica& Esse n7mero pode ser redu6ido a tr$s, como mostra a igura g&

Entretanto, as cargas de trabal!o de tens%o e de corrente em cada C5 seriam

mais pesadas& O valor nominal de corrente nos C5s / 9,= ve6 maior do *ue o

das outras liga+-es da igura &

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a)C!aves de lin!a em serie, carga ligada em B2

b)C!aves de lin!a em serie, carga ligada em 2

c)c!aveamento em serie, carga ligada em 2

d)C!ave tri#sica semicontrolada2

e)Controle bi#sico2

) Liga+%o poligonal com seis C5s2

g)Liga+%o poligonal com tr$s C5s&

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REVERSÃO DE LIGAÇES• As c!aves est#ticas s%o usadas com re*u$ncia em aplica+-es *ue e3igem re*u$ncias altas

se c!aveamento, como na revers%o de liga+-es em *ue ma*uinas AC s%o c!aveadas de uma

direc+%o de rota+%o para outra, o *ue reverte o campo rotativo& O circuito mostrado na igura

reverte a pot$ncia tri#sica ornecida a carga& uanto as c!aves , e est%o ligas, alin!a A

alimentada a, a lin!a , b, e a lin!a C, c, para uma direc+%o de rota+%o o desligamento das

c!aves e e o ligamento de e resultam em @ lin!a A alimentando a, lin!a alimentando c e

lin!a C alimentando b& Obt/mse, assim, uma revers%o da se*u$ncia de ase das tens-es

ornecidas a carga& Devese tomar cuidado para garantir *ue e ao mesmo tempo, pois do

contrario ocorrera um curtocircuito entre as lin!as e C& o mesmo se aplicadas as c!aves >

e 4& Observe tamb/m *ue nesse circuito todas as c!aves devem ser C5s, por*ue os diodos

provocariam curtocircuito entre as principais ases&

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REVERSÃO DE LIGAÇES

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VANTAGENS

Permitem um n7mero elevado de manobras2

N%o podem ser empregados em circuitos com corrente continua, ou se.a, dependem da

revers%o da tens%o para abrir (com e3cep+%o das 5 a trans'stor ou com comuta+%o

orcada)2

%o robustos e resistentes a c!o*ues, vibra+-es e campos electromagn/ticos (n%o possuem

partes moveis)2

Operam em ambientes !7midos e su.os

Operam sem orma+-es de arcosvoltaicos (ade*uados para ambientes e3plosivos)2

O tempo de ec!o do circuito / r#pido2

Opera+%o silenciosa2

8nclui protec+%o interna&

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• DESVANTAGENS

O tempo de abertura do circuito / bem mais lento *ue o de ec!o2

A*uecem e possuem perdas bem maiores *ue as conectoras mec1nicas2

Possuem corrente de uga&

• APLICAÇÕES

Cargas com muitas manobras2

istemas de bFpass (nobreas)2

Comuta+%o de bancos de capacitores (cru6amento por 6ero)2

Aplica+-es em ambientes e3plosivos2

Aplica+-es com e3ig$ncia de redu6ido tempo de comuta+%o2

Aplica+-es com e3ig$ncia de redu6ido barul!o (medicas, residenciais, etc)2

Aplica+-es com controlo de pot$ncia (actuando como gradador)&

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