Disciplina de Eletrônica de Potência ET66B

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1 UNIVESIDADE TECNOLÓGICA FEDEAL DO PAANÁ DEPATAMENTO ACADÊMICO DE ELETOTÉCNICA CUSO DE ENGENHAIA INDUSTIAL ELÉTICA Disciplina de Eletrônica de Potência ET66B Aula 6 etificador monofásico onda completa a diodo amauriassef@utfpr.edu.br 1

2 etificador Monofásico Onda Completa com Ponto Médio a) Carga esistiva Pura N1 N N N1 N V1 V Transformador Permite a adaptação da tensão da fonte à tensão da carga Permite o isolamento galvânico entre a rede e a carga

3 Etapas de funcionamento Equacionamento Etapa 1: Etapa : Etapa 1: 0 ωt < π V sen( t ) V sen( t ) i L Etapa : π ωt < π i L 3

4 Formas de onda para carga : 4

5 Valor médio da tensão na carga: V Lmed 1 V 0 sen( t )d( t ) V Lmed V 0, 9 V Valor eficaz da tensão na carga: V Lef 1 0 V sen ( t )d( t ) V Lef V 5

6 Valor médio da corrente na carga: I Lmed V Lmed 0, 9V I Lmed Valor eficaz da corrente na carga: I Lef V Lef V I Lef Corrente de pico na carga e nos diodos: V I p 6

7 Esforços nos diodos Valor de pico da tensão inversa nos diodos: Desvantagem da estrutura Valor médio da corrente em um diodo: Metade do valor médio da carga Corrente eficaz: V Dp V 0, 9V V 0, 45 I DLmed I Def 1 0 V sen ( t )d( t ) V 0, 707 I Def 7

8 Exercício: No retificador monofásico onda completa com ponto médio a tensão no enrolamento primário é 0V/60Hz e a relação de transformação :1. Para uma carga de 5Ω, determinar: (a) tensão média na carga, (b) corrente média na carga, (c) corrente de pico dos diodos, (d) valor de pico da tensão inversa dos diodos, (e) valor médio da corrente do diodo, (f) corrente eficaz da carga, (g) corrente eficaz de um diodo, (h) potência entregue a carga, (i) desenhar as formas de onda de VD1, VD, ID1 e ID indicando os valores máximos. V Lmed V 0, 9V I Lmed V I p 0, 9 V V Lef V V I Lef V Dp V, 9V I DLmed 0 V 0, 707 I Def 8

9 etificador Monofásico Onda Completa com ponto médio b) Carga L Etapas de funcionamento Equacionamento: Etapa 1: L Etapa: V sen( t ) L i ( t ) V sen( t ) 0 0 dil( t ) L i dt di ( t ) dt Etapa 1: 0 ωt < π L ( t ) L Etapa : π ωt < π 9

10 Formas de onda para carga L: 10

11 Tensão de carga É recomendável o emprego da Série de Fourier: v ( 4 4 L t ) V cos( t ) cos( t ) Corrente de carga: Componente de 1ª ordem 4 4 i L ( t ) V cos( t ) cos( 4t 4 )... 3Z 15Z 4 Onde: Z n ( nl ) n nl arctan 11

12 Para carga altamente indutiva (elevada cte de tempo): Ignora-se harmônicas de ordem superior à fundamental Componente contínua da corrente - CC V 0, 9V i Lmed Componente de 1ª ordem CA ( f 1 ): V i L ( t ) 4 cos( t ) 3Z Valor eficaz da corrente de carga: i Lef 8V 16V 9 Z i Lef I Lmed I CAef 1

13 Valor médio da corrente em cada diodo Metade da corrente de carga 0, 45V i Dmed Corrente eficaz em cada diodo Corrente isenta de harmônicos, ou seja, I Lmed = I med 13

14 Corrente eficaz em cada diodo I Def 1 0 I Lmed I Lmed d( t ) I 0, 707 Def I Lmed Defini-se K i Fator de ondulação da corrente de carga I 0, 47 K CAef K i i I Lmed 4 L Onde: i CAef 4V 3Z 14

15 Exercício: 1) Em um retificador monofásico onda completa com ponto médio a tensão no enrolamento primário é 0V/60Hz e a relação de transformação :1. Para uma carga =5Ω e L=50mH, determinar: (a) valor eficaz da corrente alternada fundamental da carga, (b) a corrente eficaz total de carga e (c) a potência entregue ao resistor. i CAef 4V Z ( n L ) 3Z n V 0, 9V i Lmed ( t ) i Lef 8V 16V 9 Z i Lef I Lmed I CAef 15

16 ) Seja o retificador monofásico onda completa com ponto médio a tensão no enrolamento primário é 0V/60Hz e a relação de transformação :1. Para carga LE com =10Ω, L=61mH, E=6V e f=60hz. Calcular: Ângulo de extinção; Modo de condução (contínuo, descontínuo ou crítico); Desenho da forma de onda de tensão na carga LE; Tensão reversa máxima no diodo; V LMED e I LMED na carga LE. cos( ) I LMED em cada diodo. ( L) I Lrms na carga LE. E a Obs: para carga LE no modo contínuo, considerar I Lrms = I LMED c m c V arcsen Operação descontínua o E V o esp: a=0,4; α = 3,49 ; cos(φ)=0,4;β = 10 ; modo contínuo; V LMED = 99V 16

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18 3) efazer os cálculos do exercício considerando L = 1,5mH: V V V Lmed Lmed Lmed 1803,14rad sen( t) d( t) 3,49409,8mrad ,6 ( 1) 1 98,3 5,4 103,1 V cos 3,14 cos 409,8m 63,55 3,14 rad 6d( t) rad 3,55 3,14 esp: a=0,4; α = 3,49 ; cos(φ)=0,9;β = 180 ; modo descontínuo 18

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20 Eletrônica de Potência eferências bibliográficas: BABI, Ivo. Eletrônica de Potência; 6ª Edição, UFSC, 006 MUHAMMAD, ashid Eletrônica de Potência; Editora: Makron Books, 1999 EICKSON, obert W.; MAKSIMOVIC, Dragan. Fundamentals of power electronics. New York: Kluwer Academic, 001 AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência; Editora: Prentice Hall, 1a edição, 000 Materiais de aula do Prof. Leandro Michels UDESC 0