ELETRÔNICA DE POTÊNCIA Aula 05 - Retificadores Controladosluis.nodari/Disciplinas/EPO/EPO -...

ELETRÔNICA DE POTÊNCIAELETRÔNICA DE POTÊNCIA

Aula 05 - Retificadores ControladosAula 05 - Retificadores Controlados

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOMINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICASECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICAINSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA

DE SANTA CATARINADE SANTA CATARINA

Prof. Luis M. NodariProf. Luis M. Nodari

Luis.nodari@ifsc.edu.brLuis.nodari@ifsc.edu.br

Prof. Luis Nodari

EPO – Aula 05 - Retificadores Controlados05 - Retificadores Controlados

TopologiaTopologia

EtapasEtapas

Retificador monofásico meia Retificador monofásico meia onda a tiristor com onda a tiristor com carga resistiva (Condução Descontínua)carga resistiva (Condução Descontínua)

0 0 t < t < t < t <

Etapa 1Etapa 1 Etapa 2Etapa 2

t < 2t < 2

Etapa 3Etapa 3

Prof. Luis Nodari

Formas de onda:Formas de onda:

11 22 33 11 22 33

R=20R=20Vo=220VVo=220Vf=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

Tensão na cargaTensão na carga

0.225 1 cosLmed oV V sen 21

2 2 4Lef oV V

MédioMédio EficazEficaz

12 sen

2Lmed oV V t d t

2 sen2Lef oV V t d t

vLVLmVLef

Prof. Luis Nodari

Corrente na carga e entradaCorrente na carga e entrada

ILILmILef

0.225 1 cosoLmed

12 sen

VI t d t

sen 21

2 2 4o

12 sen

VI t d t

Prof. Luis Nodari

Potência na cargaPotência na carga

AtivaAtiva AparenteAparente

2L LefP RI Lef Lef LefS V I

iLpLPLmPLef

2 sen 21

2 2 4o

2 sen 21

2 2 4o

Prof. Luis Nodari

Potência na entradaPotência na entrada

21 LefP RI 1 1 1ef ef efS V I

iL pLPLmPLef

2 sen 21

2 2 4o

sen 21

2 2 4o

Prof. Luis Nodari

Esforços no tiristorEsforços no tiristor

Tensão reversaTensão reversa

max 2T oV V

Corrente de picoCorrente de pico

Corrente médiaCorrente média

Corrente eficazCorrente eficaz

vT1piT1pIT1mIT1ef

0.225 1 cosoTmed

sen 21

2 2 4o

Prof. Luis Nodari

T1vT1 vT2

vT4vT3

R vLi1

Meia-ponteMeia-ponte Ponte completaPonte completa

Comando:Comando:TT11 – Ciclo positivo de V – Ciclo positivo de V11

TT22 – Ciclo negativo de V – Ciclo negativo de V11

Comando:Comando:TT22,T,T33 – Ciclo positivo de V – Ciclo positivo de V11

TT11,T,T44– Ciclo negativo de V– Ciclo negativo de V11

Retificadores monofásicos onda completa a Retificadores monofásicos onda completa a tiristor (controlados e semi-controlados)tiristor (controlados e semi-controlados)

Controlados Controlados

Prof. Luis Nodari

T1vT1 vT2

vD2vD1

vT2vD2

Semi-controladosSemi-controlados

Meia-ponteMeia-ponte Ponte completaPonte completa

TT1 1 – Ciclo negativo de V– Ciclo negativo de V11

Prof. Luis Nodari

TopologiasTopologias

EtapasEtapas

0 0 t < t < t < t <

t < t <

Etapa 3Etapa 3

T1vT1 vT2

vT4vT3

t < 2t < 2

Etapa 4Etapa 4

Prof. Luis Nodari

11 22 33R=50R=50Vo=220VVo=220Vefef

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

2Lef oV V

12 senLmed oV V t d t

2 senLef oV V t d t

VLVLmVLef

T1vT1 vT2

vT4vT3

Prof. Luis Nodari

Corrente na carga/entradaCorrente na carga/entrada

0.45 1 cosoLmed

12 sen

VI t d t

sen 21o

12 sen

VI t d t

T1vT1 vT2

vT4vT3

iL ILILmILef

Prof. Luis Nodari

2L LefP RI

Lef Lef LefS V I

2 sen 21

PLPLmPLef

T1vT1 vT2

vT4vT3

Prof. Luis Nodari

AtivaAtivaAparenteAparente

21 LefP RI

1 1 1ef ef efS V I

sen 21

p1P1mP1ef

sen 21

T1vT1 vT2

vT4vT3

Prof. Luis Nodari

Esforços no tiristorEsforços no tiristor

Tensão direta e reversaTensão direta e reversa

max 2T oV V

Corrente médiaCorrente média Corrente eficazCorrente eficaz

vT1piT1pIT1mIT1ef

0.225 1 cosoTmed

T1vT1 vT2

vT4vT3

Prof. Luis Nodari

T1vT1 vT2

vD2vD1

vT2vD2

Retificadores Semi-controladosRetificadores Semi-controlados

3) Topologia 13) Topologia 1 4) Topologia 24) Topologia 2

TT1 1 – Ciclo negativo de V– Ciclo negativo de V11

Prof. Luis Nodari

Modos de conduçãoModos de condução

1) Descontínua1) Descontínua 2) Contínua2) Contínua

Ângulo de condução crítica Ângulo de condução crítica → →

Prof. Luis Nodari

Topologia 1 - condução contínuaTopologia 1 - condução contínua

0 0 t < t < t < t <

t < t <

Etapa 3Etapa 3

Para condução descontínua, há etapas após as etapas 2 e 4 Para condução descontínua, há etapas após as etapas 2 e 4 onde nenhum dos semicondutores conduzonde nenhum dos semicondutores conduz

t < 2t < 2

Etapa 4Etapa 4

T1vT1 vT2

vD2vD1

Prof. Luis Nodari

11 22 33IL=1AIL=1AVo=220VVo=220Vefef

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

11 22 33 44

Prof. Luis Nodari

IL=1AIL=1AVo=220VVo=220Vefef

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

Topologia 2 - condução contínuaTopologia 2 - condução contínua

0 0 t < t < t < t <

t < t <

Etapa 3Etapa 3

Para condução descontínua, há etapas após as etapas 2 e 4 Para condução descontínua, há etapas após as etapas 2 e 4 onde nenhum dos semicondutores conduzonde nenhum dos semicondutores conduz

t < 2t < 2

Etapa 4Etapa 4

vT2vD2

Prof. Luis Nodari

11 22 33IL=1AIL=1AVo=220VVo=220Vefef

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

11 22 33 44

Prof. Luis Nodari

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

Formas de ondaFormas de onda::

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

2Lef oV V

12 senLmed oV V t d t

2 senLef oV V t d t

VLVLmVLef

T1vT1 vT2

vD2vD1

Prof. Luis Nodari

Corrente na cargaCorrente na carga

0.45 1 cosoLmed

12 sen

VI t d t

sen 21o

12 sen

VI t d t

iLILmILef

T1vT1 vT2

vD2vD1

Prof. Luis Nodari

1 0medI

1 0.45 1 cos 1oef

1ef LmedI I d t

i1I1mI1ef

T1vT1 vT2

vD2vD1

Corrente na entradaCorrente na entrada

Prof. Luis Nodari

AtivaAtivaAparenteAparente

L L LP v t i t d t L Lef LefS V I

T1vT1 vT2

vD2vD1

21 cosL o LmedP V I

pLPLSL

2 sen 21

Prof. Luis Nodari

1 1 1P v t i t d t 1 1 1ef efS V I

p1P1S1

T1vT1 vT2

vD2vD1

1 1o LmedS V I

21 coso LmedP V I

Prof. Luis Nodari

Esforços nos tiristores/diodosEsforços nos tiristores/diodos

max 2T oV V

max maxT D LmedI I I

Tmed Dmed

Tef Def

T1vT1 vT2

vD2vD1

max 2D oV V

Prof. Luis Nodari

Fator de potênciaFator de potência

21 cos

o Lmed

2 1 cosPF

Prof. Luis Nodari

T1vT1 vT2

vD4vD3

Modo de condução contínuaModo de condução contínua

Tensão média de saídaTensão média de saída

Tensão eficaz de saídaTensão eficaz de saída

Lef LmedI I

LmedLmed

Corrente média de saídaCorrente média de saída

Corrente eficaz de saídaCorrente eficaz de saída

0.45 1 cosLmed oV V

sen 21

2Lef oV V

Prof. Luis Nodari

TopologiaTopologia

O ângulo O ângulo é contado a partir do ponto da interceptação de duas é contado a partir do ponto da interceptação de duas tensões da fonte, e não do cruzamento por zerotensões da fonte, e não do cruzamento por zero

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

Retificador trifásico a tiristor com carga resistivaRetificador trifásico a tiristor com carga resistiva

Prof. Luis Nodari

Modo de condução contínua (0Modo de condução contínua (0oo<<<60<60oo))

t < t <

Etapa 1Etapa 1 Etapa 3Etapa 3Etapa 2Etapa 2

t < t < t < t <

6 Etapas de operação 6 Etapas de operação

Prof. Luis Nodari

Modo de condução contínua (0Modo de condução contínua (0oo<<<60<60oo))

Etapa 5Etapa 5

t < t <

Etapa 4Etapa 4 Etapa 6Etapa 6iL

+ -iLiL

t < t < t < t <

Prof. Luis Nodari

Formas de onda Formas de onda → condução contínua → condução contínua (0(0oo<<<60<60oo))

R=10R=10Vo=380VVo=380Vefef(linha)(linha)

f=50Hzf=50Hz=0º =0º

41Prof. Luis Nodari

f=50Hzf=50Hz=30º =30º

22 33 44 5566

Prof. Luis Nodari

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

f=50Hzf=50Hz=90º =90º

Formas de onda Formas de onda → condução decontínua → condução decontínua ((<60<60oo))

Prof. Luis Nodari

Tensão na cargaTensão na carga→ condução contínua→ condução contínua

2.34 cosLmed oV V

12 3 sen

2 / 6Lmed oV V t d t

12 3 sen

2 / 6Lef oV V t d t

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

9 2 43 sen 2 sen 22 3 3Lef oV V

Prof. Luis Nodari

Tensão na cargaTensão na carga→ condução descontínua→ condução descontínua

2.34 1 cos3Lmed oV V

12 3 sen

2 / 6Lef oV V t d t

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

Prof. Luis Nodari

Tensão na cargaTensão na carga→ condução contínua→ condução contínua

2.34 cosLmed oV V

12 3 sen

2 / 6Lef oV V t d t

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

18 9 2sen 2

3 2 3Lef oV V

Prof. Luis Nodari

Tensão média na cargaTensão média na carga

Prof. Luis Nodari

Corrente na cargaCorrente na carga

MédioMédio

EficazEficaz

LmedLmed

LefLef

(em cada fase)(em cada fase)

MédioMédio

EficazEficaz

1 0medI

3ef LefI I

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

Prof. Luis Nodari

Esforços nos tiristoresEsforços nos tiristores

max 3 2T oV V

max 2 3 oT

T1 T2 T3

T4 T5 T6

iT1 iT2 iT3

iT4 iT6iT5

vT3vT2vT1

vT4 vT5 vT6

Prof. Luis Nodari

Modos de conduçãoModos de condução

1) Condução descontínua1) Condução descontínua 2) Condução contínua2) Condução contínua

Ângulo de condução crítica Ângulo de condução crítica → →

Prof. Luis Nodari

Ábaco de PuschlowskiÁbaco de Puschlowski

Exemplo:Exemplo:=30º =30º =90º =90º

coscos=0.6=0.6a=0a=0cc=150=150oo

Resultado:Resultado:= 228= 228º º (condução contínua)(condução contínua)

= = + 60º+ 60º

Ângulo críticoÂngulo crítico

cc = 60 = 60oo + + 11

Prof. Luis Nodari

IILL=100A=100A

Vo=380VVo=380Vefef(linha)(linha)

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Formas de onda Formas de onda → condução contínua→ condução contínua

Prof. Luis Nodari

Prof. Leandro Michels

IILL=100A=100A

f=50Hzf=50Hz=60º =60º

Prof. Luis Nodari

IILL=100A=100A

f=50Hzf=50Hz=90º =90º

Prof. Luis Nodari

IILL=100A=100A

f=50Hzf=50Hz=90º =90º

Prof. Luis Nodari

IILL=100A=100A

f=50Hzf=50Hz=120º =120º

Prof. Luis Nodari

IILL=100A=100A

f=50Hzf=50Hz=120º =120º

Prof. Luis Nodari

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