Aula 01 - DEE UFBA

Universidade Federal da Bahia
Escola Politécnica
Departamento de Engenharia Elétrica
Disciplina: Eletrônica de Potência (ENGC48)
Tema 01: Introdução à Eletrônica de Potência
Prof.: Eduardo Simas
[email protected]
Aula 8
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Sumário

Introdução à Eletrônica de Potência

Principais dispositivos para Eletrônica de Potência

Revisão de conceitos importantes

Exercícios de Fixação
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1. Introdução à Eletrônica de Potência
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Introdução à Eletrônica de Potência

A energia elétrica é amplamente utilizada em todo o mundo para uma enorme
quantidade de aplicações.

A Eletrônica de Potência é o ramo da eletrônica que estuda os dispositivos e
circuitos utilizados para conversão e controle de fluxo de energia elétrica.

Entre os principais circuitos de eletrônica de potência pode-se destacar:

Retificadores (conversores CA-CC);

Inversores (conversores CC-CA);

Conversores CC-CC;

Filtros ativos de potência.
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Introdução à Eletrônica de Potência

A eletrônica de potência é aplicada em:

Computadores e telefones celulares (Ex. conversão CA-CC);

Automóveis, aeronaves e embarcações (Ex. conversão CC-CC e CC-CA);

Processos industriais (Ex. controle de potência AC, controle de velocidade de
máquinas elétricas);

Sistemas alternativos de geração de energia (Ex. conversão CC-CC e CC-CA);
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Introdução à Eletrônica de Potência

A Eletrônica de Potência tem natureza interdisciplinar:
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Introdução à Eletrônica de Potência

O conversor deve ser capaz de controlar o fluxo de energia que está sendo
transferido da fonte para a carga.

Características desejadas aos conversores de potência:

Alta eficiência (baixas perdas)

Alta confiabilidade (pouca interrupção no funcionamento)
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Dispositivos utilizados:


Semicondutores:

Diodos de potência

Transistores de potência (TBJ,
MOSFET, IGBT, etc)

Tiristores (SCR, DIAC, TRIAC,
GTO, etc)
Função:
Chaveamento eletrônico
(controlado ou não-controlado)
Elementos passivos:

Capacitores

Indutores

Transformadores
Filtragem e regulação
de tensão e corrente
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Exemplo:

Retificador de onda completa
com diodos (não-controlado):
Diodos -> chaves (abertas quanto a tensão de
polarização é menor que a barreira de potencial).
Capacitor -> filtragem da ondulação de tensão.
Ciclo positivo -> D1 conduz
Ciclo negativo -> D2 conduz
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2. Revisão de Conceitos Importantes
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Revisão de Conceitos Importantes:
T
T

Valor médio: X Med

Circuitos trifásicos:
1
  X (t )dt
T 0

Valor eficaz (RMS): X RMS
Va V  j
 e  Ie  j
Z Z
I b  I a e  j 2 3  Ie  j (  2 3)
1

X 2 (t )dt

T 0
Ia 
VFF  3  VFN
I c  I a e j 2 3  Ie  j (  2 3)
S Fase  VI
S3 f  3VI  3VLL I
PFase  VI cos 
P3 f  3VI cos   3VLL I cos 
S – potência complexa (aparente)
P – potência real (ativa)
FP 
P
S
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Revisão de Conceitos Importantes:
Comportamento não-senoidal em regime permanente:

Em muitos circuitos de eletrônica de potência pode ocorrer a distorção da tensão ou
da corrente, gerando além do componente dominante na frequência fundamental,
componentes em outras frequências (que quando são múltiplas da fundamental são
chamadas harmônicos).

Exemplo - Tensão produzida por um inversor:

Distorção Harmônica Total
(TDH – Total Harmonic Distortion):
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THD%  100 
 Xh 



h 1  X 1 
2
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Revisão de Conceitos Importantes:
Resposta de Capacitores e Indutores:
Capacitor
Indutor
I C  jCVC  CVC e j
2
t
1
vC (t )  vC (t1 )   iC d
C t1
t  t1
IL 
VL  VL   j

e
jL  L 
2
t
1
iL (t )  iL (t1 )   vL d
L t1
t  t1
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3. Exercícios de Fixação
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Exercícios de Fixação
Q01 - Para as formas de onda da Figura 1,
considerando A=10 calcule:
a. Valor médio
b. Valor Eficaz
c. Componente na frequência fundamental
d. Espectro harmônico
e. THD
Figura 1
Q02 – Uma carga indutiva trifásica balanceada é alimentada por uma fonte de tensão com tensão de linha igual a
120 V rms. A carga consome 10 kW de potência com fator de potência igual a 0,85 (atrasado). Calcule o valor rms
das correntes de fase e a magnitude da impedância de fase.
Q03 – Considerando que a tensão vi da Figura 2 (valor máximo
20 V) foi aplicada no circuito da Figura 3, e sabendo que L=5µH
e P(Load)=250 W, calcule:
a. Tensão média na saída
b. Considerando que C→∞, calcule a corrente média na
carga.
Figura 2
Figura 3
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Leitura indicada:

Rashid, Muhammad H. Power Electronics Handbook, Devices, Circuits and
Applications, Segunda Edição, Elsevier, 2007.

Mohan, Undeland and Robins, Power Electronics, Converters, Applications and
Design, Wiley

Pomilio, José Antenor. Eletrônica de Potência , Faculdade de Engenharia
Elétrica e de Computação, UNICAMP, 1998, Revisado em 2002.
Algumas figuras utilizadas nesta apresentação foram retiradas das
referências citadas acima.
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