epo1 14 retificador monof sico meia onda a tiristor

8/18/2019 EPO1 14 Retificador Monof Sico Meia Onda a Tiristor

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1

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 14Aula 14 -- Retificadores monofRetificadores monofáásicosico

meia onda a tiristormeia onda a tiristor

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓÓGICASGICAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICACURSO DE ENGENHARIA ELCURSO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICA

Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.Prof. Leandro Michels, Dr. [email protected]@gmail.com

EPO I – Aula 14 – Retificadores monofásicos meia-onda a tiristor


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2

Prof. Leandro Michels

TopologiaTopologia EtapasEtapas

Retificadores 1Retificadores 1ΦΦ meia onda a tiristor (R)meia onda a tiristor (R)

00 ≤≤≤≤≤≤≤≤ ωωωωωωωωtt


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3


Formas de onda:Formas de onda:

11 22 33 11 22 33

R=20R=20ΩΩΩΩΩΩΩΩVoVo=220V=220Vf=50Hzf=50Hzαααααααα=60=60ºº



αααααααα ππππππππ 2π2π2π2π2π2π2π2π


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4


Tensão na cargaTensão na carga

( )( )0.225 1 cos Lmed oV V ≅ + α

( )sen 21

2 2 4 Lef oV V

αα≅ − +

π π

MMéédiodio

EficazEficaz

( ) ( )1

2 sen2 Lmed oV V t d t

π

α= ω ωπ ∫

( ) ( )

2

12 sen

2 Lef oV V t d t

π

α

= ω ω π ∫

v L

V Lm V

Lef

i 1

V

T1

v T1

R v L

i L




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5


Corrente na carga/entradaCorrente na carga/entrada

MMéédiodio

EficazEficaz

i 1

V

T1

v T1

R v

L

i L

I L

I Lm

I Lef

( )( )0.225 1 coso Lmed V

I

R

≅ + α

( ) ( )1 2 sen2

o Lmed

V I t d t R

π

α

= ω ωπ ∫

( )sen 21

2 2 4

o Lef

V I

R

αα≅ − +

π π

( ) ( )

2

1

2 sen2

o

Lef

V

I t d t R

π

α

= ω ω π ∫




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6


Potência na cargaPotência na cargaAtivaAtiva

AparenteAparente

2 L Lef P RI =

Lef Lef Lef S V I =

i 1

V

T1

v T1

R

i L

p L

P Lm

P Lef

( )2 sen 21

2 2 4

o Lef

V P

R

α α≅ − +

π π

( )2 sen 21

2 2 4

o Lef

V S

R

α α≅ − +

π π




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7


Potência na entradaPotência na entradaAtivaAtiva

AparenteAparente

2

1 Lef P RI =

1 1 1ef ef ef

S V I =

i 1

V

T1

v T1

R v

L

i L

p L

P Lm P

Lef

( )2 sen 21

2 2 4

o Lef

V P

R

α α≅ − +

π π

( )21

sen 21

2 2 4

oef

V S

R

αα≅ − +

π π




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8


EsforEsforçços no tiristoros no tiristor

Tensão reversaTensão reversa

max 2

T oV V =

Corrente de picoCorrente de pico

max

2 oT

V I

R=

Corrente mCorrente méédiadia

Corrente eficazCorrente eficaz

v T1p

i T1p I T1m

I T1ef

i 1

V

T1

v T1

R v

L

i L

( )( )0.225 1 cosoTmed V

I R

≅ + α

( )sen 21

2 2 4

oTef

V I

R

αα≅ − +

π π




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9


TopologiaTopologia EtapasEtapasRetificadores 1Retificadores 1ΦΦ meia onda a tiristor (RL)meia onda a tiristor (RL)



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10


Formas de onda:Formas de onda:11 22 33 11 22 33

R=20R=20ΩΩΩΩΩΩΩΩL=200mHL=200mHVoVo=220V=220Vf=50Hzf=50Hzαααααααα=60=60ºº

Retificadores 1Retificadores 1ΦΦ meia onda a tiristor (RL)meia onda a tiristor (RL)


αααααααα

2π2π2π2π2π2π2π2π

ββββββββ

αααααααα ββββββββ



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11




AnAnáálise matemlise matemááticatica DeterminaDeterminaçção do ângulo de extinão do ângulo de extinççãoão ββββββββ→→ UtilizaUtilizaççãoão

dodo ÁÁbaco debaco de PuschlowskiPuschlowski →→ f(f(αααααααα,, ββββββββ,, coscos φφφφφφφφ, a) = 0, a) = 0

CCáálculo dos seguintes parâmetroslculo dos seguintes parâmetros RelaRelaçção entre as fontes (neste caso, E=0)ão entre as fontes (neste caso, E=0)

RelaRelaçção entre a resistência e reatânciaão entre a resistência e reatância

Ângulo de disparo do tiristorÂngulo de disparo do tiristor

Ângulo de extinÂngulo de extinçção da correnteão da corrente

2o

E aV

=

( ) 2 2 2cos R R L

φ =+ω

α

β


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12




ÁÁbaco debaco de PuschlowskiPuschlowski

Exemplo:Exemplo:coscos φφφφφφφφ =0.6=0.6αααααααα=30=30ººa=0a=0

Resulta:Resulta:ββββββββ=235=235oo


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13



( ) ( )( )0.225 cos cos Lmed oV V ≅ α − β

( ) ( )sen 2 sen 2

2 4 Lef o

V V β − αβ−α

≅ −π π

MMéédiodio

EficazEficaz

( ) ( )1

2 sen2 Lmed oV V t d t

β

α= ω ωπ ∫

( ) ( )

2

12 sen

2

Lef oV V t d t

β

α

= ω ω π

∫



V L

V Lm

V Lef

V

T1

R

v L

i L

L


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14



MMéédiodio

EficazEficaz

( ) ( )( )0.225 cos coso Lmed V

I

R

≅ β − α

( ) ( )1 2 sen2

o Lmed

V I t d t R

β

α

= ω ωπ ∫

( ) ( ) ( )

( )

2

2 2 2

21sen sen

2

Rt

o L Lef

V I t e d t

R L

β− ω −αω

α

= ω −φ − α −φ ω

π +ω ∫



I L

I Lm

I Lef

V

T1

R

v L

i L

L

Formula analFormula analí í tica complexatica complexa→→

ÁÁbacobaco


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15


Corrente na carga/entrada eficazCorrente na carga/entrada eficazRetificadores 1Retificadores 1ΦΦ meia onda a tiristor (RL)meia onda a tiristor (RL)


2 2 2

2 o Lef ef

V I I

R L=

+ω

Valor normalizadoValor normalizadoparapara IIefef


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16


Potência na carga/entradaPotência na carga/entrada

AtivaAtiva

AparenteAparente

2

L Lef P RI =

Lef Lef Lef S V I =

Retificadores 1Retificadores 1ΦΦ

meia onda a tiristor (RL)meia onda a tiristor (RL)


i 1

V

T1

R

i L

L

v T1

P L

P Lm

P Lef

AparenteAparente

1 1 1ef ef ef S V I =

AtivaAtiva

2

1 Lef P RI =

IILefLef →→ áábacobaco


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17


EsforEsforçços no tiristoros no tiristor Tensão reversaTensão reversa

max 2

T oV V =

Corrente de picoCorrente de pico

max 2 2 2

2o

T

V

I R L≈ +ωCorrente mCorrente méédiadia

Corrente eficazCorrente eficaz


meia onda a tiristor (RL)meia onda a tiristor (RL)


T1

R

v L

i L

L

v T1p i T1p

I T1m I T1ef

( ) ( )( )0.225 cos cosoTmed V

I

R

≅ β − α

2 2 2

2o Lef ef

V I I

R L=

+ω ÁÁbacobaco


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18


TopologiaTopologia EtapasEtapasRetificadores 1Retificadores 1Φ

Φ

meia onda c/ roda livre (RL)meia onda c/ roda livre (RL)



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19


Formas de onda:Formas de onda:1122 33 22 33



αααααααα


ββββββββ





11 11


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20


TopologiaTopologia EtapasEtapas



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21


Formas de onda:Formas de onda:11 22 11 22 11



αααααααα

2π2π2π2π2π2π2π2παααααααα ππππππππ

ππππππππ





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22


TopologiaTopologia EtapasEtapasRetificadores 1Retificadores 1

ΦΦ

meia onda a tiristor (RLE)meia onda a tiristor (RLE)

00 ≤≤≤≤≤≤≤≤ ωωωωωωωωtt θθθθθθθθ11E > 0E > 0

i 1

V

T1

v T1

E

v L

i L

L

R

+

-

+ -

+ -

+

-

+

-

+

-+ -


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23


Formas de onda:Formas de onda:11 22 11 22

R=0.1R=0.1ΩΩΩΩΩΩΩΩL=30mHL=30mHE=100VE=100VVoVo=220V=220Vf=50Hzf=50Hz

αααααααα=30=30ºº




θθθθθθθθ11111111


ββββββββ


11


αααααααα


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24





AnAnáálise matemlise matemááticatica DeterminaDeterminaçção do ângulo de extinão do ângulo de extinççãoão ββββββββ→→ UtilizaUtilizaççãoão

dodo ÁÁbaco debaco de PuschlowskiPuschlowski →→ f(f(αααααααα,, ββββββββ,, coscos φφφφφφφφ, a) = 0, a) = 0 CCáálculo dos seguintes parâmetroslculo dos seguintes parâmetros

RelaRelaçção entre as fontes (neste caso, E>0)ão entre as fontes (neste caso, E>0)

RelaRelaçção entre a resistência e reatânciaão entre a resistência e reatância

Ângulo de disparo do tiristorÂngulo de disparo do tiristor

Ângulo de extinÂngulo de extinçção da correnteão da corrente

2o

E aV

=

( ) 2 2 2cos R

R Lφ =

+ω

α

β


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25





ÁÁbaco debaco de PuschlowskiPuschlowski

Exemplo:Exemplo:coscos φφφφφφφφ =0.8=0.8αααααααα=60=60ººa=0.8a=0.8

Resulta:Resulta:ββββββββ=150=150oo


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( ) ( )( )0.225 cos cos 12

Lmed oV V E β−α

≅ α − β + − π

( ) ( )2 2sen 2 sen 21

2 4 2 Lef o

V V E β − α β−α β−α

≅ − + − π π π

MMéédiodio

EficazEficaz

( ) ( ) ( )2

12 sen

2 Lmed o

V V t d t E d t

β π

α β−α

= ω ω + ω

π ∫ ∫

( ) ( ) ( )

22

212 sen

2 Lef o

V V t d t E d t

β π

α β−α

= ω ω + ω π

∫ ∫




V LV

Lm V

Lef

T1

E

v L

i L

L

v T1

R


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MMéédiodio

EficazEficaz


I LI Lm

I Lef

Formula analFormula analí í tica complexatica complexa →→

CCáálculo numlculo numééricorico



Lmed Lmed

V E I

R

−=

i 1

V

T1

E

v L

i L

L

v T1

R

O á


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Potência na carga/entradaPotência na carga/entrada

AparenteAparente

Lef Lef Lef S V I =


AparenteAparente

1 1 1ef ef ef S V I =



P L

P Lm

P Lef

V

T1

E

v L

i L

L

v T1

R

i 1

AtivaAtiva

L LmP I E =

AtivaAtiva

1 LmP I E =

epo1 14 retificador monof sico meia onda a tiristor

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