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RetificadoresTr i fás icosControlados

CEPEP - FOX MECATRÔNICA

NatanaelE levador

Renyer Renato

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Eletrônica de Potência - Prof.º Douglas Fernandes

Grupo 2:

TIRISTORES

O Tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores multicamadas, que operam em regime de chaveamento, tendo em comum uma estrutura de no mínimo quatro camadas semicondutoras numa seqüência P-N-P-N (três junções semicondutoras), apresentando um comportamento funcional biestável.

A principal vantagem dos tiristores é o controle de grande quantidade de energia. Essa característica faz com que esses dispositivos sejam utilizados tanto no controle eletrônico de potência quanto na conversão de energia.

Os tiristores permitem por meio da adequada ativação do terminal de controle, o chaveamento do estado de bloqueio para estado de condução, sendo que alguns tiristores (mas não todos) permitem também o chaveamento do estado de condução para estado de bloqueio, também pelo terminal de controle.

Como exemplo de TIRISTORES, podemos citar o SCR, o TRIAC e o DIAC.

SCR

Os SCRs são dispositivos semicondutores cuja condição de sentido direto é comandável através da aplicação de um pulso de corrente ao terminal de Porta (ou gate em inglês).

A condução, uma vez iniciada se mantém, mesmo na ausência do sinal no terminal de porta, até que a corrente que o atravessa caia abaixo de um determinado valor, o qual denominamos de Corrente de Manutenção de Condução.

Em sentido inverso, o SCR comporta-se como um diodo normal.

são empregados em corrente alternada como retificadores controlados, e quando utilizados em corrente contínua comportam-se como chaves.

O SCR é apenas um tipo de tiristor, mas devido ao seu disseminado uso na indústria, muitas vezes os termos tiristor e SCR são confundidos.

TRIAC

O TRIAC, é um componente eletrônico equivalente a dois retificadores controlados de silício (SCR/tiristores) ligados em antiparalelo e com o terminal de disparo (ou gatilho - gate) ligados juntos. Este tipo de ligação resulta em uma chave electrónica bidirecional que pode conduzir a corrente elétrica nos dois sentidos.

Seu disparo é feito da mesma forma do SCR já visto anteriormente mantendo as características de acionamento de grandes potencias usando-se apenas correntes de ordens de miliampere.

O TRIAC de baixa potência é utilizado em várias aplicações como controles de potência para lâmpadas dimmers, controles de velocidade para ventiladores entre outros. Contudo, quando usado com cargas indutivas, como motores elétricos, é necessário que se assegure que o TRIAC seja desligado corretamente, no final de cada semi-ciclo de alimentação elétrica.

Para circuitos de maior potência, podemos utilizar dois SCRs ligados em antiparalelo, o que garante que cada SCR estará controlando um semi-ciclo independente, não importando a natureza da carga geral.

RETIFICADOR TRIFASICO CONTROLADO


É composto de seis tiristores e difere parcialmente de funcionamento em relação ao retificador unidirecional devido à ausência de conexão com o neutro.

No entanto pode operar igualmente como retificador, transmitindo energia da rede à carga ou como inversor, devolvendo energia da carga para a rede.

O instante de comutação natural (θ =30º) é a referência para o ângulo de disparo (α = 0º), ou seja, α=0º no instante do período da CA em que um diodo no lugar do tiristor assumiria a condução natural.

Alimentando um motor C, a corrente de saída do retificador é praticamente constante, mas a tensão é dependente do ângulo de disparo.

Primeiramente o tiristor T1 é disparado (G1) em αR=0º, ou seja, no instante em que a fase em que o mesmo está ligado (R) se torna a mais positiva dentre as três fases. No entanto como nenhum tiristor da parte superior da ponte poderia conduzir sem que um tiristor da parte inferior conduza juntamente, dispara-se então também o tiristor T6 (G6), que está ligado à fase (S) que ora é a mais negativa dentre as três fases. Assim teremos corrente vindo da fase R, passando por T1, pela carga e retornando por T6, para a fase S.

ACIONAMENTO TIRISTORES SCR


Decorridos 60º, ocorre da fase T se tornar mais negativa que a fase S, assim, dispara-se o tiristor T2 (G2). O disparo de T2 provoca tensão reversa em T6, e por falta de corrente de manutenção T6 corta automaticamente. Simultaneamente, um novo pulso de disparo é dado em T1 (G1) para garantir que na troca de caminho de T6 por T2, T1 não deixe de conduzir. Agora temos corrente vindo da fase R, passando por T1, pela carga e retornando por T4 à fase T.

Assim, o tiristor T1 sofreu dois disparos, um inicial em α=0º e outro de garantia em α=60º. O tiristor T1 não mais sofrerá disparos até que se termine totalmente o atual ciclo da CA.

Repare que no instante em que a fase S se torna mais positiva (αS=0º) que a fase R, T3 será disparado (G3). Com T3 disparando, automaticamente faz com que T1 corte. Simultaneamente a re-ignição de T2 é feita para garantir a manutenção de sua condução.

Repare que, seguindo essa lógica, a cada 60º um par de tiristores é disparado, ou seja há sempre dois tiristores conduzindo conjuntamente, e que cada tiristor e mantido em condução por dois intervalos consecutivos de 60º de duração cada. Em cada um dos dois intervalos de 60º que lhe compete conduzir, um dado tiristor usa diferentes “parceiros condutores”. Ex: o tiristor T1 conduz por 120º, sendo que os primeiros 60º a condução ocorre em conjunto com o tiristor T6 e os 60º restantes a condução ocorre junto com o tiristor T2.

ACIONAMENTO TIRISTORES SCR


O retificador em ponte completa a tiristores pode prover uma tensão de saída DC controlada de um circuito trifásico utilizando uma única unidade em vez de três autotransformadores e uma ponte de diodo retificadora.

O controle da tensão de saída é obtido controlando-se o intervalo de condução de cada tiristor. Além disso, uma vez que os tiristores podem bloquear a tensão em ambas as direções, o circuito pode operar como retificador ou inversor, dependendo do ângulo de disparo utilizado. Dessa forma, é possível reverter a polaridade da tensão de saída DC e transferir potência da carga para a fonte alternada (apenas se a carga for indutiva).

Apesar do retificador controlado nos prover de controle sobre a tensão média na carga, a medida que reduzimos o valor médio da tensão de saída, aumentamos a quantidade de harmônicas na carga. Uma outra desvantagem é quando existe uma alta indutância do lado da fonte1, ou quando opera para sinais de alta frequência. Para tais casos, o intervalo de comutação pode reduzir significativamente o valor médio de saída além de introduzir harmônicas indesejadas.

RESUMO

FIM

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