Prof. Amauri Assef. UTFPR Campus Curitiba 1

Transcrição

1 UNESDADE TECNOLÓGCA FEDEAL DO PAANÁ DEPATAMENTO ACADÊMCO DE ELETOTÉCNCA CUSO DE ENGENHAA NDUSTAL ELÉTCA Disciplina de Eletrônica de Potência ET66B Aula 4 amauriassef@utfpr.edu.br UTFP Campus Curitiba

2 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO etificador Monofásico Meia Onda a Diodo Carga L Onde: v( ωt sen ( ωt Sendo: o valor eficaz da tensão de alimentação m o sen ( ωt UTFP Campus Curitiba

3 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Formas de onda para carga L: Ângulo de extinção UTFP Campus Curitiba 3

4 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Devido a presença da indutância, o diodo não se bloqueiaem ωt π Bloqueio ocorre no ângulo de extinção β(superior a π Enquanto a corrente não se anular diodo continua conduzindo Corrente na carga(obtida pela solução da equação diferencial di L ( ωt sen ( ω t L + dt A solução é representada pela equação: i L ( ωt i L ( ωt o sen ( ωt φ ( + X e t / τ Onde: X φ arctg arctg ωl τ L UTFP Campus Curitiba 4

5 Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO ETFCADOES A DODO Corrente na carga é composta por duas componentes: τ ω φ ω ω / t e ( t ( i t sen ( X t ( i + 5 UTFP Campus Curitiba Para ωt i L (ωt Logo: Portanto, sen ( X ( φ + [ ] τ φ φ ω ω / t L e sen ( t sen ( X t ( i + i (ωt regime permanente L i (ωt transitório de corrente

6 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alor médio na carga deve-se conhecer o ângulo β Da figura anterior i L (ωt ωt β sen ( β φ + sen ( φ e β / ωτ Como ωl ωτ tgφφ Logo, sen ( β φ + sen ( φ e β / tgφ er solução numérica do ábaco Para determinar β UTFP Campus Curitiba 6

7 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Determinação do ângulo de extinção β φ cos arctg ωl φ Z + ( ωl Dado φobtém-se β UTFP Campus Curitiba 7

8 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alor médio da tensão na carga β π o sen ( ωt dωt π β [ cos( ωt ], 5 ( cos β Presença da indutânciacausa uma redução na tensão média na carga UTFP Campus Curitiba 8

9 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alor médio da tensão no indutor L e na carga, tensão no resistor (ωt e tensão no indutor l (ωt Para i(ωt máximo di( ωt dt ωt θ m Logo, vl ( ωt v ( ωt v UTFP Campus Curitiba 9

10 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alor médio da tensão no indutor L lmed Com tm tβ + l ( t dt T tm di l L l dt dt l ( t dt Ldi lmed m Ldi + Ldi ( L. m L. m T T m Conclusão: valor médio da tensão no indutor é nulo S S O indutor é desmagnetizado a cada ciclo S e S representam o fluxo produzido no indutor UTFP Campus Curitiba

11 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alor médio da tensão na resistência de carga + lmed med Como lmed med med π β [ cos( ωt ], 5 ( cos β UTFP Campus Curitiba

12 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Corrente média na carga e no diodo, 5 ( Ou cos β T β + X t / τ [ sen ( ωt φ sen ( φ e ] d ( ωt UTFP Campus Curitiba

13 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Corrente eficaz na carga Lef β π + X t / τ [ sen ( ωt φ sen ( φ e ] d ( ωt Seja a corrente média parametrizada md definida: md Z md + ( ωl Seja a corrente eficaz parametrizada ef definida: ef Z Lef Lef ef + ( ωl UTFP Campus Curitiba 3

14 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Assim as correntes média e eficaz parametrizadas são: md π β t / τ [ sen ( ωt φ sen ( φ e ] d ( ωt ef π β t / τ [ sen ( ω t φ sen ( φ e ] d ( ω t md e ef obtidos numericamente em função de φ er ábaco UTFP Campus Curitiba 4

15 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO alores normalizados médio e eficaz da corrente de carga φ arctg ωl md + ( ωl Lef ef + ( ωl UTFP Campus Curitiba 5

16 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Exercício: Seja o retificador com carga L, onde o, f6hz, Ωe L mh. Calcular: (a o ângulo de condução β, (b a tensão média na carga, (c a corrente média na carga, (d a corrente eficaz na carga e (e a potência dissipada em. φ arctg ωl, 5 ( cos β md + ( ωl, 5 ( cos β Lef ef + ( ωl UTFP Campus Curitiba 6

17 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO etificador Monofásico Meia Onda a Diodo 3 Carga L com diodo de roda livre Etapas de funcionamento UTFP Campus Curitiba 7

18 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Formas de onda na carga modo de condução descontínua UTFP Campus Curitiba 8

19 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Formas de onda na carga modo de condução contínua nteresse prático para redução das harmônicas da corrente de carga (constantes de tempo elevadas UTFP Campus Curitiba 9

20 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Equações v L ( ωt o, ωt, π ωt π π Tensão média na carga v, 45 o Corrente média na carga, 45 o Tensão eficaz na carga v, 77 Lef o UTFP Campus Curitiba

21 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Exercício: Seja o retificador monofásico com carga L e diodo de roda livre, onde o 7, f6hz, Ωe L 55mH. (a desenhar as formas de onda de L, L,D e D sabendo que o retificador opera em condução descontínua, (b a tensão média na carga, (c a corrente média na carga, (d a corrente eficaz na carga e (e a potência dissipada em. v 45, o v Lef, 77 o, 45 o UTFP Campus Curitiba

22 Eletrônica de Potência ETFCADOES A DODO Exemplos de formas de onda: D, D e carga UTFP Campus Curitiba

23 eferências bibliográficas: Eletrônica de Potência BAB, vo. Eletrônica de Potência; 6ª Edição, UFSC, 6 MUHAMMAD, ashideletrônica de Potência; Editora: MakronBooks, 999 ECKSON, obert W.; MAKSMOC, Dragan. Fundamentals of power electronics. New York: Kluwer Academic, AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência; Editora: PrenticeHall, a edição, Materiais de aula do Prof. Leandro Michels UDESC UTFP Campus Curitiba 3