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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
1
Aula 09 – Controladores de tensão CA
Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV
Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep
www.gesep.ufv.br
TEL: +55 (31) 3899-3266
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Se uma chave com tiristor for conectada entre umaalimentação CA e a carga, o fluxo de potência poderá sercontrolado variando-se o valor rms da tensão CA aplicadasobre a carga.
� Esse tipo de circuito de potência é conhecido comocontrolador de tensão CA.
Introdução
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� As aplicações mais comuns dos controladores de tensãoCA são:
� aquecimento industrial;� comutação de conexões de transformadores em carga;� controles de iluminação;� controle de velocidade de motores de indução polifásicos e� controle de eletroímãs CA.
� Para a transferência de potência, normalmente sãoutilizados dois tipos de controle:
� Controle liga-desliga (on-off).� Controle do ângulo de fase.
Introdução
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� Com cargas resistivas� Acionamento isolado
Controladores monofásicos de onda completa
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Tensão de alimentação deentrada,
tensão de saída,
pulso de disparo para T1 epulso de disparo para T2:
� Com cargas resistivas
Controladores monofásicos de onda completa
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� Questões:
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Controladores monofásicos de onda completa
� Com cargas resistivas e catodo em comum� Acionamento com um circuito de isolação
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Controladores monofásicos de onda completa
� Com cargas resistivas e um tiristor: α=45º
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Controladores monofásicos de onda completa
� Com carga RL
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� Tensão de entrada,
� pulsos de disparo para T1 eT2
� corrente através do tiristor T1:
Controladores monofásicos de onda completa
� Com carga RL
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� Pulsos contínuos dedisparo para T1 e T2
� Trem de pulsos dedisparo para T1 e T2:
Controladores monofásicos de onda completa
� Com carga indutiva
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� Controlador trifásico bidirecional:
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Controladores trifásico de onda completa
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Tensões de linha deentrada
tensões de fase deentrada,
pulsos de disparo dostiristores
tensão de fase de saída:
Controladores trifásico de onda completa
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� Controlador trifásico conectado em delta (triângulo):
Controladores trifásico de onda completa
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Controladores trifásico de onda completa
� Com cargas resistivas: α=120º
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Controladores trifásico de onda completa
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Comutadores de conexões de transformadores monofásicos
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Comutadores de conexões de transformadores monofásicos
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� Formas de onda de tensão e corrente para carga RL:
Comutadores de conexões de transformadores monofásicos
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PWM Hibrido
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� Um cicloconversor é um variador de frequência direta que converteenergia CA em uma frequência em energia CA em outra porconversão CA-CA, sem estágio intermediário.
� A maioria dos cicloconversores é com comutação natural, e afrequência máxima de saída é limitada a um valor que é apenasuma fração da frequência da fonte de alimentação.
� Consequentemente, as principais aplicações dos cicloconversoresocorrem em acionamentos de motores CA de baixa velocidade, nafaixa de até 15.000 kW com frequências de 0 a 20 Hz.
Cicloconversores
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Cicloconversor do tipo monofásico/monofásico:
Cicloconversores
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� Cicloconversor do tipo monofásico/monofásico:
Cicloconversores
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� Cicloconversor do tipo monofásico/monofásico:
Cicloconversores
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Cicloconversor trifásico/monofásico:
Cicloconversores
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Cicloconversor trifásico/monofásico:
Cicloconversores
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Controladores de tensão CA com controle PWM
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Tensão de saída e corrente de carga de um controlador de tensãoCA. Tensão de saída:
Controladores de tensão CA com controle PWM
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� O conversor matricial utiliza chaves bidirecionais totalmentecontroladas para conversão direta de CA em CA.
� Trata-se de um conversor de estágio único que necessitaapenas de 9 chaves para a conversão de trifásico paratrifásico.
� É uma alternativa para o inversor-retificador de tensão PWMde dupla face.
Conversor matricial
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
Fonte: https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjDnb2FoJfUAhVJhZAKHYyGBCQQFggwMAE&url=http%3A%2F%2Fwww.springer.com%2Fcda%2Fcontent%2Fdocument%2Fcda_downloaddocument%2F9781447148951-c2.pdf%3FSGWID%3D0-0-45-1381710-p174739628&usg=AFQjCNGyW0mqjZElnkqQ8K2XzETTm4t-mA&sig2=-oOASxjBKPkNUQoc4XW2nQ
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
Fonte: https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjDnb2FoJfUAhVJhZAKHYyGBCQQFggwMAE&url=http%3A%2F%2Fwww.springer.com%2Fcda%2Fcontent%2Fdocument%2Fcda_downloaddocument%2F9781447148951-c2.pdf%3FSGWID%3D0-0-45-1381710-p174739628&usg=AFQjCNGyW0mqjZElnkqQ8K2XzETTm4t-mA&sig2=-oOASxjBKPkNUQoc4XW2nQ
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� Vantagens:� Tensão de saída e entrada senoidal� Mínimo componentes harmônicas de ordem elevada� Sem subharmôminocs� É um conversor bidirectional natural� Fator de potência de entrada pode ser totalmente controlado� Mínimo armazenamento de energia� Aumento na vida útil do conversor
Conversor matricial
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
� Desvantagens:� Transferência máxima de tensão entrada-saída de 87 %
(região linear).� Necessita de mais chaves semicondutoras que outros
conversores ac/ac� Necessidade de chave bidirecionais construídas a partir de
chaves unidirecionais.
Conversor matricial
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
Fonte: http://www.die.ing.unibo.it/dottorato_it/Matteini/Matteini_PhD_part2.pdf
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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
Fonte: http://www.die.ing.unibo.it/dottorato_it/Matteini/Matteini_PhD_part2.pdf
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Conversor matricial
Fonte: http://www.die.ing.unibo.it/dottorato_it/Matteini/Matteini_PhD_part2.pdf
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Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Conversor matricial
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=Dh3tEb8GDnE