Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa … · Florianópolis, outubro de 2015. Prof. Clóvis Antônio Petry. Prof. Mauro Tavares Peraça. Instituto Federal

Florianópolis, outubro de 2015.

Prof. Clóvis Antônio Petry.Prof. Mauro Tavares Peraça.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa CatarinaDepartamento Acadêmico de Eletrônica

Pós-Graduação em Desen. de Produtos EletrônicosProcessamento Eletrônico de Energia

RetificadoresConversores CA-CC

Agenda para esta aula

Parte 1 (19h até 21h20min):• Exposição inicial sobre retificadores.

Parte 2 (21h20min até 22h20min):• Observação de fontes comerciais;• Apresentação das principais características observadas.

Bibliografia para esta aula

Conversores CA-CC:

1.Características gerais e aplicações;2.Retificadores Monofásicos;3.Retificadores Trifásicos;4.Retificadores Controlados;5.Retificadores de múltiplos pulsos;6.Retificadores com filtro capacitivo puro;7.Retificador monofásico de onda completa com filtro;8.Dobrador de tensão monofásico;9.Retificador trifásico com filtro capacitivo.

Conversão de energia – CA-CC

http://www.portal-energia.com/fontes-de-energia/

CA

CC

Conversores CA-CC - Introdução

Conversores CA-CC:Denominados de retificadores: convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em uma tensão contínua;

Aplicações de Conversores CA-CC

• Fontes chaveadas;• Controle de motores de corrente contínua e alternada;• Conversores para soldagem;• Alimentação de emergência;• Carregadores de bateria;• Retificadores para eletroquímica;• Transmissão em corrente contínua;• Reatores eletrônicos;• Processamento de energias alternativas;• Entre outras.

Primeiro computador Apple(1976)

Notebook Apple atual(2015)

CA-CC


Fontes chaveadas;


CA-CC

Acionamento de motores CA;


CA-CC

Microgerações – Interface com a rede elétrica;

CA-CC


Carregador de baterias;CA-CC

convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em uma tensão contínua

Princípio geral


T T T T 222 eff

0 0 0 0

V1 1 1 v (t) 1 1P p(t)dt v(t)i(t)dt dt v (t)dt

T T T R R T R

é ù= = = = =ê ú

ê úë ûò ò ò ò

Fator de Potência


p(t) = v(t)*i(t)

SINUSOIDAL AC CIRCUITS

TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)

rms rmsS V I=

rms rms

P Ppf

S V I= =

( )pf cos= q - f

22n,rmsn,rms

n 1n 121,rms 1,rms

II

THDI I

¹¹= =åå

Fator de Potência - Medidas



Os retificadores podem ser:

• Monofásicos, trifásicos ou n-fásicos;• Unidirecionais ou bidirecionais;• Controlados ou não-controlados;• Com ou sem correção de fator de potência;• Isolados ou não-isolados;• Um pulso ou múltiplos pulsos.

Monofásico

Trifásico

Número de fases


Direcionalidade

Bidirecional

Unidirecional


Outros Retificadores - Bidirecionais

VSR – 2 Níveis

NPC – 3 níveis


0

L

L

L

i a

ib

i c

S2 D1va

vb

vcN

DS2

D2

vp0

v0n

i gp

i g0

i gn

i sp

i sn

i s0

S1 DS1

S3

S4

DS3

L

L

L

ia

i b

i c

S1 S2 S3

S4 S5 S6

va

vb

vcN vC

Outros Retificadores - Unidirecionais

Vienna – 3 níveis


Controle

l Não-controlado

l Controlado


Fator de potência

l Sem correção

l Com correção Passiva


Fator de potência

l Sem correção

l Com correção Ativa


Isolamento

l Não-isolado

l Isolado


Número de pulsos

l 2 pulsos

l 12 pulsos


Retificador monofásico de meia onda

Carga resistiva pura:

Carga RL:

Retificador monofásico de meia onda

Retificador 1Φ de onda completa com ponto médio


Primeira etapa de funcionamento

Segunda etapa de funcionamento


Retificador 1Φ de onda completa com ponto médio


Primeira etapa Segunda etapa

Retificador 1Φ de onda completa em ponte

Retificador trifásico de ponto médio



Retificador trifásico de ponto médio

Retificador trifásico de onda completa

Ponte de Graetz

Tensão de linha

Retificador trifásico de onda completa

Retificador monofásico de meia onda - controlado


Carga RL


Carga RL com diodo de roda-livre:

Etapas de funcionamento


Ponte completa:

Retificador monofásico de onda completa - controlado

Ponte mista:


Ponto médio:


Retificador trifásico de ponto médio - controlado

Retificador trifásico em ponte - controlado

Retificadores de múltiplos pulsos

Retificador de 12 pulsos

Fonte: http://www.inep.ufsc.br/Teses/Falcondes_Tese_Dr.pdf







Retificador monofásico de onda completa c/ filtro

CargaDescarga

CargaDescarga


CargaDescarga


l 1 tensão de entrada

l 2 tensões de entrada - bivolt


Dobrador de tensão

l Chave fechada

Dobrador de tensão

Descrição do funcionamento:

Dobrador de tensão


Qual a influência da variação da tensão de entrada no comportamento do circuito?


Qual a influência da capacitância no comportamento do circuito?

Metodologia de projeto

Tarefa:l Ler artigo da Revista Ilha Digital.

Próxima aula

Projeto de conversores CA-CC:• Metodologia de projeto de retificadores.

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