retificador de onda completa a tiristor

24
1 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I Aula 15 Aula 15 - - Retificadores monof Retificadores monof á á sico onda sico onda completa a tiristor completa a tiristor UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOL CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOL Ó Ó GICAS GICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL É É TRICA TRICA CURSO DE ENGENHARIA EL CURSO DE ENGENHARIA EL É É TRICA TRICA Prof. Leandro Michels, Dr. Eng. Prof. Leandro Michels, Dr. Eng. [email protected] [email protected] EPO I – Aula 15 – Retificadores monofásicos onda completa a tiristor

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Eletrônica de Potência

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    ELETRNICA DE POTNCIA IELETRNICA DE POTNCIA IAula 15 Aula 15 -- Retificadores monofRetificadores monof sico onda sico onda

    completa a tiristorcompleta a tiristor

    UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CINCIAS TECNOLCENTRO DE CINCIAS TECNOL GICASGICAS

    DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL TRICATRICACURSO DE ENGENHARIA ELCURSO DE ENGENHARIA EL TRICATRICA

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

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

  • 2Prof. Leandro Michels

    ControladosControlados

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristoronda completa a tiristor

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iLT1

    vT1

    vT2

    R vLi1

    iT1

    iT2

    1) Meia1) Meia--ponteponte 2) Ponte completa2) Ponte completa

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    Comando:Comando:TT11 Ciclo positivo de VCiclo positivo de V 11TT22 Ciclo negativo de VCiclo negativo de V 11

    Comando:Comando:TT22,T,T33 Ciclo positivo de VCiclo positivo de V 11TT11,T,T44 Ciclo negativo de VCiclo negativo de V 11

  • 3Prof. Leandro Michels

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristoronda completa a tiristor

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vD2vD1

    T2

    D1 D2

    R vL

    iL

    V

    i1

    T1vT1

    vT2vD2

    vD1

    T2

    D1

    D2

    R vL

    iL

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    SemiSemi --controladoscontrolados

    3) Meia3) Meia--ponteponte 4) Ponte completa4) Ponte completa

    Comando:Comando:TT22 Ciclo positivo de VCiclo positivo de V 11TT11 Ciclo negativo de VCiclo negativo de V 11

    Comando:Comando:TT22 Ciclo positivo de VCiclo positivo de V 11TT1 1 Ciclo negativo de VCiclo negativo de V 11

  • 4Prof. Leandro Michels

    TopologiasTopologias EtapasEtapas

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

    0 0 tt < <

    tt < <

    Etapa 1Etapa 1

    Etapa 2Etapa 2

    tt < < ++++++++Etapa 3Etapa 3

    Todas as topologias se Todas as topologias se comportam da mesma comportam da mesma

    forma para carga resistivaforma para carga resistiva

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    - +

    -

    +

    - +

    -

    +

    -

    +

    - +

    -

    +

    - +

    -+

    -+ + + + + + + + tt < 2< 2Etapa 5Etapa 5

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

  • 5Prof. Leandro Michels

    Formas de onda:Formas de onda:11 22 33

    R=50R=50VoVo=220V=220Vefeff=50Hzf=50Hz=60=60

    22222222

    44

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

    ++++++++

  • 6Prof. Leandro Michels

    Tenso na cargaTenso na carga

    ( )( )0.45 1 cosLmed oV V +

    ( )sen 21

    2Lef oV V

    +

    MMdiodio

    EficazEficaz

    ( ) ( )1 2 senLmed oV V t d t

    =

    ( ) ( )2

    12 senLef oV V t d t

    =

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    VLVLmVLef

  • 7Prof. Leandro Michels

    Corrente na carga/entradaCorrente na carga/entrada

    MMdiodio

    EficazEficaz

    ( )( )0.45 1 cosoLmed VI R +

    ( ) ( )1 2 sen2

    oLmed

    VI t d t

    R

    =

    ( )sen 21oLef

    VI

    R

    +

    ( ) ( )2

    12 sen

    2o

    Lef

    VI t d t

    R

    =

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    ILILmILef

  • 8Prof. Leandro Michels

    Potncia na cargaPotncia na cargaAtivaAtiva

    AparenteAparente

    2L LefP RI=

    Lef Lef LefS V I=

    ( )2 sen 21

    2o

    Lef

    VP

    R

    +

    ( )2 sen 21

    2o

    Lef

    VS

    R

    +

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    PLPLmPLef

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

  • 9Prof. Leandro Michels

    Potncia na entradaPotncia na entrada

    AtivaAtiva

    AparenteAparente

    21 LefP RI=

    1 1 1ef ef efS V I=

    ( )21

    sen 21

    2o

    ef

    VS

    R

    +

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    p1P1mP1ef

    ( )21

    sen 21

    2o

    ef

    VP

    R

    + V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

  • 10Prof. Leandro Michels

    EsforEsfor os no tiristoros no tiristor Tenso direta e Tenso direta e reversareversa

    max 2T oV V=

    Corrente de picoCorrente de pico

    max

    2 oT

    VI

    R=

    Corrente mCorrente m diadia

    Corrente eficazCorrente eficazvT1piT1pIT1mIT1ef

    ( )( )0.225 1 cosoTmed VI R +

    2Lef

    Tef

    II =

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    R vL

    iL

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (R)onda completa a tiristor (R)

  • Exerccio:Vo = 400R = 5 OhmsAlfa: 23 graus

    Calcular:VLmedILmedCorrente mdia mxima no tiristor (pior caso)Corrente eficaz mxima no tiristor (pior caso)

  • 12Prof. Leandro Michels

    Modos de conduModos de condu oo

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    1) Descont1) Descont nuanua 2) Cont2) Cont nuanua

    ngulo de condungulo de condu o cro cr tica tica =+=+=+=+=+=+=+=+

  • 13Prof. Leandro Michels

    ngulo de condungulo de condu o cro cr ticatica

    DeterminaDetermina o da indutncia cro da indutncia cr ticatica UtilizaUtiliza o do o do baco de baco de PuschlowskiPuschlowski f(f(, , , , coscos , a) = 0, a) = 0

    CClculo dos seguintes parmetroslculo dos seguintes parmetros RelaRelao entre as fontes (neste caso, E=0)o entre as fontes (neste caso, E=0)

    RelaRelao entre a resistncia e reatnciao entre a resistncia e reatncia

    ngulo de disparo do tiristorngulo de disparo do tiristor

    ngulo de extinngulo de extin o da correnteo da corrente

    2 o

    Ea

    V=

    ( )2 2 2

    cosR

    R L =

    +

    = +

    = +

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

  • 14Prof. Leandro Michels

    baco de baco de PuschlowskiPuschlowski

    Exemplo:Exemplo:=30=30=210=210a=0a=0

    Resulta:Resulta:coscos =0.87=0.87

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

  • 15Prof. Leandro Michels

    ConduCondu o conto cont nuanua EtapasEtapas

    tt < < ++++++++

    + + + + + + + + tt < 2< 2++++++++

    Etapa 1Etapa 1

    Etapa 2Etapa 2Comando:Comando:TT22,T,T33 Ciclo positivo de VCiclo positivo de V 11TT11,T,T44 Ciclo negativo de VCiclo negativo de V 11

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    I vL

    iL

    +

    -

    +

    - +

    -

    +

    - +

    -+

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

  • 16Prof. Leandro Michels

    Modos de operaModos de opera o o cond. contcond. cont nua (2 quadrantes)nua (2 quadrantes)

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    1) Retificador (1) Retificador ( 90oo))

    =30=30=30=30=30=30=30=30

    Bidirecionais em tenso e Bidirecionais em tenso e unidirecional em correnteunidirecional em corrente

    Inversor noInversor no --autnomo (precisa autnomo (precisa de tenso CA externa)de tenso CA externa)

  • 17Prof. Leandro Michels

    Formas de onda:Formas de onda:11 22 11

    R=10R=10L=500mHL=500mHVoVo=220V=220Vf=50Hzf=50Hz=60=60 22222222

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    ++++++++

  • 18Prof. Leandro Michels

    Tenso na cargaTenso na carga

    ( ) ( )( )0.45 cos cosLmed oV V

    Lef oV V=

    MMdiodio

    EficazEficaz

    ( ) ( )1 2 senLmed oV V t d t+

    =

    ( ) ( )2

    12 sen

    a

    Lef oV V t d t+

    =

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    I vL

    iL

  • 19Prof. Leandro Michels

    Tenso mTenso m dia de sadia de sa da em funda em fun o de o de

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

  • 20Prof. Leandro Michels

    Corrente na cargaCorrente na cargaMMdiodio

    EficazEficaz

    ( ) ( )1 2 senoLmedV

    I t d tR

    +

    =

    Lef LmedI I

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    ( )0.9 cosoLmedV

    IR

    V

    i1

    T1vT1 vT2

    vT4vT3

    T2

    T3 T4

    I vL

    iL

    MMdiodio

    EficazEficaz

    Lef LmedI I

    0LmedI

    Corrente na entradaCorrente na entrada

  • 21Prof. Leandro Michels

    =30=30=30=30=30=30=30=30

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    Fator de deslocamentoFator de deslocamento

    coscos (()=)=coscos (())

    DF=0.866DF=0.866

  • 22Prof. Leandro Michels

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    =90=90=90=90=90=90=90=90

    Fator de deslocamentoFator de deslocamento

    coscos (()=)=coscos (())

    DF=0DF=0

  • 23Prof. Leandro Michels

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    =150=150=150=150=150=150=150=150

    Fator de deslocamentoFator de deslocamento

    coscos (()=)=coscos (())

    DF=DF=--0.8660.866

  • 24Prof. Leandro Michels

    Potncia ativa (P) e reativa (Q) em funPotncia ativa (P) e reativa (Q) em fun o de o de

    Retificadores 1Retificadores 1 onda completa a tiristor (RL)onda completa a tiristor (RL)

    EPO I Aula 15 Retificadores monofsicos onda comp leta a tiristor

    ( )0.9cosPF =