epo1 10 retificador monof sico a diodo com filtro capacitivo

8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo

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1

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 10 - Retificadores monofásicos

a diodo com filtro capacitivo

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Prof. Leandro Michels, Dr. [email protected]

EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo


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2Prof. Leandro Michels

Principais topologias

Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo


V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i L

i D2

i D4i D3

i D1v LR

C 1v C

i C

Meia-onda Onda completa c/ ponto médio

Onda completa em ponte

Onda completa dobrador de tensão

V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i L

i D2

i D4i D3

i D1v LR

C 2

C 1v C

v C

1

2 i C

v 1

v D1

i CC

i D1

v LR C 1

v C

i C

i L

v D1

i D1

v LR C 1 v C

i C

i L

v D2

v 1

i 1

i D2

i cc


3/30


Análise qualitativa

Etapas

Retificadores 1 Φ onda completa

Etapa 1

q1 w t < q Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

q

2 w t < q3

q3 w t < q4

q4 wt < q


V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i L

i D2

i D4i D3

i D1v LR

C 1v C

i C

+ - +-

+

-

+-

+

-

+-

C 1

+

-

+ - +-

+

-

+

-

+

-

+

-

C 1

+

-

+ - +-

+

-

+

- +

-

+

-

C 1

+

-

+ - +-

+

-+

-

+

-+

-

C 1

+

-


4/30

4

Prof. Leandro Michels

Formas de onda:1 2 3 4



q1 q 2 q 3 q 4

1Etapas


5/30


Formas de onda:

R=50WC=3300mH

Vo=220Vf=50HzP~1800W



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


6/30


Formas de onda

R=50WC=3300mH




V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


7/30


Formas de onda

R=50WC=3300mH




V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


8/30


Formas de onda

R=50WC=3300mH




V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


9/30


Análise quantitativa



1 11

cos1 cos cos 1 exp 0

2 RC RC

RC

w w w

1 1min minsen sen2 2 2

C C

p o

V V

V V

1 1tan2 RC w

V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1v LR

C 1 v C

i C

Equacionamento:

Tensão de saída

wt

V p

|v1(t )|

vC (t )

/2

V Cmin

wt /2

I 1 p

icc(t )

t C


10/30





min1

C

p

V RC f

V

w

Tensão de saída


11/30





1C t w

1 1 sin sin

o p

C p

P I

f t V

Corrente de saída

Equacionamento:

V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i CC

i D2

i D4i D3

i D1v LR

C 1v C

i C

i L

2omed

o

V P

R

wt

V p

|v 1(t )|

vC (t )

/2

V Cmin

wt /2

I 1 p

icc(t )

t C


12/30


Tensão na cargaMédio

Eficaz

sen sen

cos cos2

p Lmed

V V

v LV LmV Lef

Lef Lmed V V



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C



13/30


Corrente na cargaMédio

Eficaz

I LI LmI Lef

Lmed Lmed

V I

R

Lef Lef

V I R

Ativa

Aparente

22 Lef

L Lef V P RI

R

L Lef Lef S V I

Potência na carga



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C



14/30


Corrente na entradaMédio

Eficaz

1 0med I

1 11

12 2 p C p C

med

I t I t I

T

i 1pI 1mI 1ef

2

1 11 0

1 1/ 2

ct

ef pC

t I I dt T t

1 1

1

2

3

C ef p

t I I

T



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C



15/30


Potência na entradaAtiva

Aparente

11 sen sen2 p pV I P

1 1 1ef ef S V I

p1P 1mP 1ef



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C

1 10

1 P p t d t w w

1 11

23

C o p

t S V I

T



16/30


Esforços nos diodosTensão reversa

max 2 D p oV V V Corrente de pico

max 1 D p I I

Corrente média

112 p C

Dmed

I t I T i D1pI D1m

I D1ef

v D1p



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


1

2

ef Def

I I

Corrente eficaz


17/30


Esforços no capacitor Tensão máxima

max 2C pk oV V V Corrente eficaz



v C i C I Cef

2C SE C P R I

Perdas de condução

V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4i D3

i D1

v LR

C 1

v C

i C


1Cef p

R I f RC

V

w


18/30




Harmônicas (normalizadas): 0.5 < Vc min /Vp < 0.85

1

2 p hh

V c I

R

minC h

p

V c f V


19/30




Harmônicas (normalizadas): 0.8 < Vc min /Vp < 0.98

12 p h

hV c I

R

minC

h p

V c f V

f f f


20/30




Taxa de distorção harmônica (normalizado)

minC

p

V THD f

V

EPO I A l 10 R ifi d fá i di d fil i i


21/30




Fator de deslocamento (normalizado)

min1

C

p

V f

V



22/30




Fator de potência (normalizado)

minC

p

V PF f

V



23/30


Topologia Etapas

Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão

Interruptor 1 – Tensão V L=V12 – Tensão V

L=2V

1

Etapa 1

V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1 v D2

v D4

i L

i D2

i D4i D3

i D1v LR

C 2

C 1v C

v C

1

2 i C

1

2 + - +

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

1

2 + - +

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

-

q1 w t < q Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

q2 w t < q3

q3 w t < q4

q4 wt < q


1 2

1 2eq

C C C

C C

C 1

1

2 + -

+

- +

-

+

-

+

-

+

-+

-

+

-

C 1

1

2 + -

+

-

+

-

+

-+

-

+

-+

-

+

-

EPO I A l 10 R tifi d fá i di d filt iti


24/30


Etapas de operação:1 2 3 4


q1 q 2 q 3 q 4

1Etapas


EPO I A l 10 R tifi d fá i di d filt iti


25/30


Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W


V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2


EPO I Aula 10 Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo


26/30



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2

Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W




27/30



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2

Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W




28/30



V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2

Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W




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V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2

Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W




30/30

30P f L d Mi h l


V

v 1

D2

i 1

v D3

D1

D3 D4

v D1

v D2

v D4

i L

i D2

i D4

i D3

i D1

v LR

C 2

C 1

v C1

v C2

1

2

i C1

i C2

Formas de onda

R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W

Corrente de entrada

Espectro


epo1 10 retificador monof sico a diodo com filtro capacitivo

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