epo1 12 considera es adicionais sobre retificadores

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ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 12 Aula 12 –– ConsideraConsidera çções adicionais sobre ões adicionais sobre

retificadoresretificadores

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOL ÓÓGICASGICAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL ÉÉTRICATRICACURSO DE ENGENHARIA ELCURSO DE ENGENHARIA EL ÉÉTRICATRICA

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

EPO I – Aula 12 – Considerações adicionais sobre reti ficadores

2Prof. Leandro Michels


Retificadores com filtro capacitivo apresentam Retificadores com filtro capacitivo apresentam elevadas correntes de partidaelevadas correntes de partida Em muitas aplicaEm muitas aplica çções, estes picos de corrente de ões, estes picos de corrente de partida são inaceitpartida são inaceit ááveis. Nestes casos, usaveis. Nestes casos, usa --se se circuitos limitadores de partidacircuitos limitadores de partida

LimitaLimita çção da corrente de partidaão da corrente de partida

1p

ps

VI

R=

AumentandoAumentando --se a resistência em sse a resistência em s éérie entre a fonte rie entre a fonte e o capacitor, limitae o capacitor, limita --se a corrente de partidase a corrente de partida Em regime, a resistência Em regime, a resistência éé retirada do circuitoretirada do circuito

i1

RC1v1




i1

RC1vov1

Rs

NTC (resistor com coeficiente de temperatura NTC (resistor com coeficiente de temperatura negativo) negativo) →→ potências menores que 200Wpotências menores que 200W A resistência de RA resistência de R ss diminui com a elevadiminui com a eleva çção da ão da temperaturatemperatura AplicaAplica çções ões →→ Reatores para lâmpadas, pequenos Reatores para lâmpadas, pequenos equipamentos eletrônicosequipamentos eletrônicos Desvantagens Desvantagens →→ aquecimento, perdas elevadas, aquecimento, perdas elevadas, pode queimar em partidas sucessivaspode queimar em partidas sucessivas




TRIAC (tiristor bidirecional) TRIAC (tiristor bidirecional) →→ potências menores potências menores que 1000Wque 1000W A resistência RA resistência R ss éé inserida somente durante a inserida somente durante a partida do circuito, sendo posteriormente partida do circuito, sendo posteriormente curtocurto --circuitadacircuitada AplicaAplica çções ões →→ Computadores, eletrodomComputadores, eletrodom éésticossticos Desvantagens Desvantagens →→ aquecimento, perdas em aquecimento, perdas em operaopera çção, custo mais elevadoão, custo mais elevado

i1

RC1vov1

T1

Rs




i1

RC1vov1

S1

ContactorContactor →→ potências maiores que 1000Wpotências maiores que 1000W A resistência RA resistência R ss éé inserida somente durante a inserida somente durante a partida do circuito, sendo posteriormente partida do circuito, sendo posteriormente curtocurto --circuitadacircuitada AplicaAplica çções ões →→ NoNo--breaksbreaks , acionamento de motores, , acionamento de motores, retificadores industriaisretificadores industriais Desvantagens Desvantagens →→ a manobra mecânica pode a manobra mecânica pode provocar arco elprovocar arco el éétrico e desgaste prematurotrico e desgaste prematuro



Transformador Transformador ∆∆∆∆∆∆∆∆--∆∆∆∆∆∆∆∆

CB

A

vAB2

vBC2

vCA2

iA2

iB2

iC2

iCA2

iAB2iBC2

vL

RL

XL

iL

C

A

vAB1

vBC1

vCA1

iCA1

iBC1

iA1

iC1

iB1 iAB1

Impacto do transformador na forma de onda da Impacto do transformador na forma de onda da corrente de entradacorrente de entrada

Retificadores 3Retificadores 3 ΦΦ com transformador com transformador ∆∆--∆∆




SecundSecund ááriorio

PrimPrim ááriorio

Formas de onda Formas de onda ∆∆∆∆∆∆∆∆--∆∆∆∆∆∆∆∆

I=50AI=50AVVoo=57=57,73V,73Vf=50Hzf=50HzN1=1N1=1N2=1N2=1



Formas de onda Formas de onda ∆∆∆∆∆∆∆∆--∆∆∆∆∆∆∆∆

I=50AI=50AVVoo=57=57,73V,73Vf=50Hzf=50HzN1=1N1=1N2=1N2=1


PrimPrim ááriorio




Transformador Transformador ∆∆∆∆∆∆∆∆--YY

Impacto do transformador na forma de onda da Impacto do transformador na forma de onda da corrente de entradacorrente de entrada

N

vA2

vB2vC2

iA2

iB2iC2

vL

RL

XL

iLiA2

iB2

iC2

C

A

vAB1

vBC1

vCA1

iCA1

iBC1

iA1

iC1

iB1 iAB1

Retificadores 3Retificadores 3 ΦΦ com transformador com transformador ∆∆--YY



Formas de onda Formas de onda ∆∆∆∆∆∆∆∆--YY

I=50AI=50AVVoo=57=57,73V,73Vf=50Hzf=50HzN1=1.73N1=1.73N2=1N2=1


PrimPrim ááriorio




Formas de onda Formas de onda ∆∆∆∆∆∆∆∆--YY

I=50AI=50AVVoo=57=57,73V,73Vf=50Hzf=50HzN1=1.73N1=1.73N2=1N2=1


PrimPrim ááriorio

Formas de onda de corrente diferentes Formas de onda de corrente diferentes →→ espectros idênticosespectros idênticos




AssociaAssocia çção de retificadoresão de retificadores

Permite reduzirPermite reduzir --se a ondulase a ondula çção da tensão e da ão da tensão e da corrente de sacorrente de sa íídada Possibilita a divisão da potência entre os Possibilita a divisão da potência entre os retificadoresretificadores Reduz significativamente a taxa de distorReduz significativamente a taxa de distor çção ão harmônica da corrente de entrada harmônica da corrente de entrada AplicaAplica çções ões →→ acionamento de motores de grande acionamento de motores de grande potência, conversores para linhas de transmissãopotência, conversores para linhas de transmissão A A tensão/correntetensão/corrente de sade sa íída pode ser controlada da pode ser controlada →→

retificadores retificadores semicontroladossemicontrolados ou totalmente ou totalmente controlados (empregam tiristores)controlados (empregam tiristores)




AssociaAssocia çção são s éérie rie –– 12 pulsos12 pulsos

∆∆

Y∆

vL

RL

XL

iLvd1

vd2

i11

i12

i1 id1

id2

v3

v2

v1

LigaLiga çção mais usual ão mais usual →→ primprim áário em deltario em delta

1 2L d dV V V= + 1 2L d dI I I= =




AssociaAssocia çção paralelo ão paralelo –– 12 pulsos12 pulsos

LigaLiga çção mais usual ão mais usual →→ primprim áário em deltario em delta Necessita reator de interfase (Necessita reator de interfase ( RR11))

∆∆

Y∆

vd1

vd2

i11

i12

i1 id1

id2

v3

v2

v1

vL

RL

XL

iL

R1

1 2L d dI I I= + 1 2L d dV V V≈ ≈




AssociaAssocia çção são s éérie rie -- sasaíída em tensãoda em tensão

Indutância de dispersão do transformador suaviza Indutância de dispersão do transformador suaviza os picos da corrente os picos da corrente

∆∆

Y∆

vL

RL

iLvd1

vd2

i11

i12

i1 id1

id2

v3

v2

v1

CL

1 2L d dV V V= + 1 2L d dI I I= =




AssociaAssocia çção são s éérie rie -- sasaíída em tensãoda em tensão



Retificador com transformador de entradaRetificador com transformador de entrada

i1

v1 vL

N1:N2

v2

RL

XL

v1 v2

N1:N2

v1

N1:N2

v2

Ideal

r1r2x1 x2

rmxm

ZiZo

e1e2

Impacto do transformador na comutaImpacto do transformador na comuta ççãoão

Modelo idealModelo ideal Modelo realModelo real

Modelo dinâmico do transformadorModelo dinâmico do transformador

24

( )2

22 1

1o i

Nx x x x

N

= + +

( )2

22 1

1o i

Nr r r r

N

= + +

Prof. Leandro Michels



Impacto do transformador na comutaImpacto do transformador na comuta ççãoão

Para anPara an áálise no conversor, consideralise no conversor, considera --se a impedância se a impedância de sade sa íída do transformador e da rededa do transformador e da rede

roxo

v2 vL

RL

XL

Normalmente a impedância do transformador Normalmente a impedância do transformador éé muito muito maior que a da rede, podendo esta ser desprezadamaior que a da rede, podendo esta ser desprezada

,i ir x rede→




Impacto da indutância de comutaImpacto da indutância de comuta ççãoãoLc

v2 vL

RL

L1

Impacto da indutância Impacto da indutância LLcc:: DiminuiDiminui çção da tensão de saão da tensão de sa íída devido a indutânciada devido a indutância Retardo na comutaRetardo na comuta çção das correntesão das correntes DiminuiDiminui çção das derivadas de corrente nos diodosão das derivadas de corrente nos diodos




Impacto da indutância de comutaImpacto da indutância de comuta ççãoão

( )1

1

100sen 314

2

200mH

1µH

i

c

V t

R

L

L

== Ω==




Impacto da indutância de comutaImpacto da indutância de comuta ççãoão

( )1

1

100sen 314

2

200mH

1mH

i

c

V t

R

L

L

== Ω==




Impacto da indutância de comutaImpacto da indutância de comuta çção na tensão de ão na tensão de sasaíída de retificadores com carga RLda de retificadores com carga RL

VVLmLm →→ tensão mtensão m éédia na cargadia na carga VVLmLm ideal ideal →→ tensão mtensão m éédia ideal (dia ideal ( LLcc=0=0)) VVLmLm quedaqueda →→ queda de tensão queda de tensão procadaprocada pelo indutor pelo indutor LLcc

ideal quedaLm Lm LmV V V= −

2queda

cLm

m L IV

ω=π

m m →→ nnúúmero de pulsos do retificadormero de pulsos do retificador




Impacto da indutância de comutaImpacto da indutância de comuta çção no ângulo de ão no ângulo de comutacomuta çção da corrente de entrada de retificadores ão da corrente de entrada de retificadores com carga RLcom carga RL

uu →→ ângulo de comutaângulo de comuta ççãoão αααααααα→→ ângulo da corrente de entradaângulo da corrente de entrada

( ) ( )cos cos2 sen

c

o

L Iu

Vm

ωα − + α =π

uu

epo1 12 considera es adicionais sobre retificadores

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