Retificadores. Conversores CA-CC. Florianópolis, outubro de 2015.

Transcrição

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Pós-Graduação em Desen. de Produtos Eletrônicos Processamento Eletrônico de Energia Retificadores Conversores CA-CC Prof. Clóvis Antônio Petry. Prof. Mauro Tavares Peraça. Florianópolis, outubro de 2015.

2 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.

3 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.

4 Conversão de energia CA-CC CC CA

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

6 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.

7 Aplicações de Conversores CA-CC CA-CC Primeiro computador Apple (1976) Notebook Apple atual (2015)

8 Aplicações de Conversores CA-CC Fontes chaveadas; CA-CC

9 Aplicações de Conversores CA-CC Acionamento de motores CA; CA-CC

10 Aplicações de Conversores CA-CC Microgerações Interface com a rede elétrica; CA-CC Carregador de baterias; CA-CC

11 Conversores CA-CC - Introdução Princípio geral convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em uma tensão contínua

12 Conversores CA-CC - Introdução Fator de Potência p(t) = v(t)*i(t) T T T T 2 ù Veff v 2 (t) 1 é1 2 P= p(t)dt = v(t)i(t)dt = dt = ê v (t)dt ú = T0 T0 T0 R R êë T 0 úû R ò S = Vrms I rms P P pf = = S Vrms I rms ò ò ò SINUSOIDAL AC CIRCUITS pf = cos ( q - f ) TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) THD = å I 2n,rms n ¹1 2 I1,rms = å I 2n, rms n ¹1 I1,rms

13 Conversores CA-CC - Introdução Fator de Potência - Medidas

14 Conversores CA-CC - Introdução 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.

15 Conversores CA-CC - Introdução Número de fases Monofásico Trifásico

16 Conversores CA-CC - Introdução Direcionalidade Unidirecional Bidirecional

17 Conversores CA-CC - Introdução Outros Retificadores - Bidirecionais DS1 S2 DS2 vb L ia L ib vc L va N S1 i sp i gp vp0 D1 i s0 i g0 0 NPC 3 níveis ic S3 DS3 D2 v0n S4 i sn i gn S1 va VSR 2 Níveis N vb vc L ia L ib L ic S4 S2 S3 C S5 S6 v

18 Conversores CA-CC - Introdução Outros Retificadores - Unidirecionais Vienna 3 níveis

19 Conversores CA-CC - Introdução Controle l Não-controlado l Controlado

20 Conversores CA-CC - Introdução Fator de potência l Sem correção l Com correção Passiva

21 Conversores CA-CC - Introdução Fator de potência l Sem correção l Com correção Ativa

22 Conversores CA-CC - Introdução Isolamento l l Não-isolado Isolado

23 Conversores CA-CC - Introdução Número de pulsos l l 12 pulsos 2 pulsos

24 Retificador monofásico de meia onda Carga resistiva pura:

25 Retificador monofásico de meia onda Carga RL:

26 Retificador 1Φ de onda completa com ponto médio Carga resistiva pura: Primeira etapa de funcionamento Segunda etapa de funcionamento

27 Retificador 1Φ de onda completa com ponto médio Carga resistiva pura:

28 Retificador 1Φ de onda completa em ponte Carga resistiva pura: Primeira etapa Segunda etapa

29 Retificador trifásico de ponto médio Carga resistiva pura:

30 Retificador trifásico de ponto médio Carga resistiva pura:

31 Retificador trifásico de onda completa Ponte de Graetz

32 Retificador trifásico de onda completa Tensão de linha

33 Retificador monofásico de meia onda - controlado Carga resistiva pura:

34 Retificador monofásico de meia onda - controlado Carga RL

35 Retificador monofásico de meia onda - controlado Carga RL com diodo de roda-livre: Etapas de funcionamento

36 Retificador monofásico de onda completa - controlado Ponte completa:

37 Retificador monofásico de onda completa - controlado Ponte mista:

38 Retificador monofásico de onda completa - controlado Ponto médio:

39 Retificador trifásico de ponto médio - controlado

40 Retificador trifásico em ponte - controlado

41 Retificadores de múltiplos pulsos Retificador de 12 pulsos Fonte:

42 Retificadores de múltiplos pulsos Retificador de 12 pulsos

43 Retificadores de múltiplos pulsos Retificador de 18 pulsos

44 Retificadores de múltiplos pulsos Retificador de 18 pulsos

45 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro Carga Descarga

46 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro Carga Descarga

47 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro Carga Descarga

48 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro l 1 tensão de entrada l 2 tensões de entrada - bivolt

49 Dobrador de tensão l Chave fechada

50 Dobrador de tensão

51 Dobrador de tensão Descrição do funcionamento:

52 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro Qual a influência da variação da tensão de entrada no comportamento do circuito?

53 Retificador monofásico de onda completa c/ filtro Qual a influência da capacitância no comportamento do circuito?

54 Metodologia de projeto Tarefa: l Ler artigo da Revista Ilha Digital.

55 Próxima aula Projeto de conversores CA-CC: Metodologia de projeto de retificadores.