RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
EPO – Eletrônica de Potência
Capítulo 4.3 - Retificadores controlados
Retificadores monofásicos controlados a tiristor
(complemento)
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Formas de onda válidas para qualquer das estruturas com carga R:
●
Onda completa com ponto médio
●
Ponte completa
●
Ponte mista 1
●
Ponte mista 2
2
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Estrutura:
Vsmed
1
=
π
(∫
α
0
− Veef × 2 s en(ω t )d ω t +
Vsmed =
Prof. Yales Rômulo de Novaes
2 2 ×Veef
π
∫
π
α
Veef × 2 s en(ω t )d ω t
× cos ( α ) = 0,9 ×Veef cos(α )
)
3
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Estrutura:
Vsmed
1
=
π
(∫
π
α
Vsmed =
Veef × 2 s en(ω t )d ω t
Veef 2
π
)
( 1 + cos ( α ) )
4
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Ponte completa
Pontes mistas (tipos 1 e 2)
5
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
1
●
0.5
Retificadores mistos não
permitem tensão média
Vsmed( α)
Vsmed2( α)
negativa.
0
●
Uma pequena variação de α
produz uma maior variação
− 0.5
no valor médio do retificador
.
− 1
0
50
100
α⋅
150
em ponte completa.
180
π
6
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Comparativo qualitativo entre o retificador em ponte completa e
ponte mista para carga RLE
●
menor número de tiristores e drivers na ponte mista (menor custo);
●
no caminho de corrente: 1 diodo e 1 tiristor, potencial para maior eficiência
na ponte mista (assumindo que a queda de tensão do diodo é menor do
que no tiristor);
●
Circuitos de disparo (driver) podem não ser isolados;
●
Retificadores em ponte completa podem operar como inversores para
certos tipos de cargas. Ex. Motor e elevador.
7
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Comparativo quantitativo entre os retificadores ponte completa, ponte
mista simétrico e ponte mista assimétrico
Trabalho de sala, 3 grupos de +/- 3 alunos, cada grupo com 1
retificador. Elaborar para carga “fonte de corrente I”
●
Etapas de funcionamento do retificador
●
Formas de onda (Tensão instantânea de saída, corrente em um dos
diodos e corrente em 1 dos tiristores)
●
Calcular corrente média dos diodos em função de α (parametrizada
em função de I)
●
Calcular corrente média dos tiristores em função de α
(parametrizada em função de I)
Comparativo dos resultados entre equipes
Prof. Yales Rômulo de Novaes
8
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
Exercício:
O carregamento de um banco de baterias é realizado através de um retificador em ponte
completa a tiristores, conforme apresentado na figura abaixo. A fonte Vb representa a
tensão deste banco de baterias e a resistência Rb representa a sua resistência interna
total. A tensão das baterias Vb varia conforme o estado de carga, porém a resistência Rb é
considerada constante. A tensão v(wt) foi escolhida de tal maneira a garantir a circulação
de uma corrente média específica no banco de baterias. Com base nas especificações
apresentadas abaixo, responda:
Máxima tensão nas baterias quando em estado carregado: Vbmax
Mínima tensão nas baterias quando descarregadas ou em início de carregamento: Vbmin
Resistência interna das baterias: Rb = 2,5 Ω
Tensão da fonte: v(wt) = 155sin (wt) V
Frequência da fonte: f = 60 Hz
9
Prof. Yales Rômulo de Novaes
RETIFICADORES MONOFÁSICOS CONTROLADOS A TIRISTOR
a) (2 pontos) Determine o valor da máxima corrente média possível no banco de
baterias no final do carregamento, considerando Vbmax = 60V. Descreva qual deve ser a
duração ou o perfil dos pulsos de gatilho para que haja a circulação desta corrente no
banco de baterias.
b) (1 ponto) Calcule o valor da corrente média no banco de baterias considerando o
início do carregamento, ou seja Vbmin = 42 V e α = π/3.
c) (1 ponto) Verifique a possibilidade de utilizar um retificador em ponte mista e
comente as consequências desta opção.
10
Prof. Yales Rômulo de Novaes