EPO Eletrônica de Potência. Capítulo Retificadores controlados Retificadores monofásicos controlados a tiristor (complemento)

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA EPO Eletrônica de Potência Capítulo Retificadores controlados Retificadores monofásicos controlados a tiristor (complemento)

2 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

3 Estrutura: ( α ) 2 s ( ω ) ω 2 s ( ω ) ω 0 α 1 Vsmed = Veef en t d t + Veef en t d t Vs med 2 2 Veef = cos ( α ) = 0,9 Veef cos( α ) 3

4 Estrutura: ( ) ef 2 s ( ω ) ω α 1 Vs = med Ve en t d t Vs med Veef 2 = 1 + cos ( ( α ) ) 4

5 Ponte completa Pontes mistas (tipos 1 e 2) 5

6 1 Vsmed( α) Vsmed2 ( α) α 180 Retificadores mistos não permitem tensão média negativa. Uma pequena variação de α produz uma maior variação no valor médio do retificador. em ponte completa. 6

7 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

8 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 8

9 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

10 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 = /3. c) (1 ponto) Verifique a possibilidade de utilizar um retificador em ponte mista e comente as consequências desta opção. 10