Pontifícia Universidade Católica do RS Faculdade de Engenharia

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1 Pontifícia Universidade Católica do S Faculdade de Engenharia LABOATÓIO DE ELETÔNICA DE POTÊNCIA EXPEIÊNCIA 7: Ponte etificadora Monofásica de Graetz mista semicontrolada OBJETIVO Verificar qualitativa e quantitativamente o funcionamento dos retificadores monofásicos de dois pulsos controlados e semicontrolados. Estabelecer um paralelo entre estas estruturas e a composta unicamente por tiristores. ESTUDO TEÓICO etificador monofásico semicontrolado A estrutura objeto do presente estudo é apresentada na fig A estrutura é composta basicamente de: - Um transformador (T ) para isolamento (kit transformadores); - Dois tiristores (T 1, T 2 ) (kit tiristores); - Dois diodos (D 1, D 2 ) (kit diodos); - Um circuito de comando para disparo dos tiristores. Fig. 7.1 Esquema do circuito retificador monofásico semicontrolado A carga a ser utilizada pode ser resistiva, indutiva, capacitiva ou mista. Na grande maioria dos casos, em eletrônica de potência, a carga é do tipo L. Esta estrutura quando comparada a uma ponte completa, composta por tiristores unicamente apresenta a vantagem de ter um menor custo. Esta estrutura é utilizada em eletrônica de potência quando se necessita trabalhar no primeiro quadrante. Para baixas potências pode ser utilizada sem o uso do transformador, ligando-a diretamente à rede de alimentação, com isto consegue-se um barramento da estrutura como um todo. esumo da Teoria Laboratório de Eletrônica de Potência 1/5

2 Na análise que aqui será feita considerar-se-á que os tiristores T 1 e T 2 serão disparados com uma defasagem de 180 o. a) Carga esistiva v Fig. 7.2 Forma de onda para estrutura da Fig. 7.1 As formas de onda de tensão e corrente são idênticas, estando relacionadas em seus valores pela resistência de carga. Os valores médios de tensão e corrente são: V CC = 0,45. V 2. (1 + cos α) (7.1) I CC = 0,45.V 2.(1 + cos α) (7.2) Com: V 2 = tensão eficaz no secundário do transformador = resistência de carga α = ângulo de disparo dos tiristores b) CAGA INDUTIVA Fig 7.3 Forma de onda para estrutura da Fig. 7.1 A tensão média sobre a carga, varia somente em função do ângulo de disparo α, uma vez que o ângulo de extinção é fixo (180º). Neste instante há a comutação dos diodos e a corrente circula em roda-livre. O valor médio da tensão na carga é dado pela expressão: V CC = 0,45. V 2. (1 + cos α) (7.3) A corrente que circula pela carga é dada por: Para: 0 ωt π i 1 = 2. V 2 [ sen(ωt - φ) e -t/ς. sen(α-φ)] (7.4) 2 + X 2 Laboratório de Eletrônica de Potência 2/5

3 Onde: x = ωl φ = arc tg (X / ) ς = L / Para: π < ωt < π + α : i 2 = i 1 (π).e -t/ς (7.5) POCEDIMENTO EXPEIMENTAL a) Alimentação de uma Carga esistiva I CC T T 1 T 2 V 1 V 2 V CC D 1 D 2 Fig. 7.4 Esquema do circuito experimental resistivo Instrumentos a serem utilizados - um osciloscópio com duas ponteiras atenuadas de 10 vezes. - um multímetro digital Materiais a serem utilizados - um kit transformador rebaixador 220V / V - um kit com dois tiristores - um kit com circuito de comando dos tiristores - um kit com diodos - um banco de cargas ATENÇÃO: As bancadas estão desligadas. Solicitar a ligação para o professor ou monitor. oteiro da Experiência Montar o circuito apresentado na figura anterior; 1º) Fazer uma revisão na montagem e energizar o circuito; 2º) Calcular os valores esperados da corrente e tensão na carga e verificar se as medidas são coerentes; Laboratório de Eletrônica de Potência 3/5

4 3º) Variando o ângulo de disparo (α) medir a tensão e a corrente eficazes e a tensão média de carga. 4º) Verificar com o osciloscópio, as formas de onda da tensão nos terminais do tiristor T1 e do diodo D1, variando o ângulo de disparo (α). 5º) Com os dados obtidos, traçar a curva da tensão média de carga em função do ângulo de disparo (α); 6º) Comparar os valores obtidos experimentalmente com os valores teóricos. b) Alimentação de uma Carga L I CC T T 1 T 2 L V 1 V 2 V CC D 1 D 2 Fig. 7.7 Esquema do circuito experimental resistivo e indutivo. Instrumentos a serem empregados um osciloscópio com duas ponteiras atenuadas um multímetro digital Material a ser utilizado um kit transformador rebaixador 220V / V um kit com dois tiristores um kit com circuito de comando dos tiristores um kit com diodos um banco de cargas ATENÇÃO: As bancadas estão desligadas. Solicitar a ligação para o professor ou monitor. oteiro da Experiência Montar o circuito apresentado na figura anterior. 1º) Fazer uma revisão na montagem e energizar o circuito. 2º) Calcular os valores esperados da corrente e da tensão na carga e verificar se as medidas dos instrumentos são coerentes; 3º) Variando o ângulo de disparo (α) medir os valores médios e eficazes da tensão e da corrente na carga. Observar as formas de onda de tensão e corrente com o osciloscópio. 4º) Verificar as formas de onda da tensão nos terminais do tiristor T1 e do diodo D1, variando o ângulo de disparo. Laboratório de Eletrônica de Potência 4/5

5 5º) Utilizando um banco de resistores, verificar a corrente sobre o tiristor T1 e o diodo D1. Verificar ainda a forma de onda da corrente fornecida pela fonte. 6º) Mantendo fixos o ângulo de disparo e a resistência de carga, variar a indutância de carga e medir as tensões média e eficaz na carga. 7º) Comparar os valores obtidos experimentalmente com os valores teóricos. As formas de ondas da corrente e da tensão simuladas no programa Orcad 9.1 estão representadas na figura abaixo. BIBLIOGAFIA Eletrônica de Potência Ivo Barbi Software Orcad 9.1 Laboratório de Eletrônica de Potência 5/5