Conversores CC-CA Inversores

Transcrição

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Eletrônica de Potência Conversores CC-CA Inversores Prof. Clovis Antonio Petry. Florianópolis, dezembro de 2015.

2 Biografia para Esta Aula Capítulo 10 - Inversores: Introdução aos conversores CC-CA; Conversores CC-CA de tensão.

3 Conversores cc-ca: Nesta Aula Introdução aos conversores CC-CA; Conversores CC-CA de tensão.

4 Inversores de Tensão ou Corrente

5 Divisão da Eletrônica de Potência E ( v,f ) 1 Retificador 1 1 Conversor CC-CC Conversor indireto de tensão Conversor indireto de freqüência E ( v,f ) 2 Inversor 2 2

6 Conversores CC-CA Conversores CC-CA: 1. Denominados de inversores: convertem tensão contínua em tensões alternadas; 2. Podem ser monofásicos, trifásicos ou n-fásicos; 3. Unidirecionais ou bidirecionais; 4. Comandados em alta freqüência 5. Modulação simples ou complexa; 6. Dois níveis ou multiníveis; 7. Podem ser isolados ou não-isolados; 8. Podem operar em condução contínua ou descontínua; 9. Controlados no modo tensão ou corrente; 10. Comutação normal ou suave; 11. Inversores de tensão ou corrente; 12. Aplicações dos conversores CC-CA.

7 Conversores CC-CA: Princípio Geral V f v out + 0 t + 0 t + V f + + v out

8 Conversores CC-CA: Número de Fases Monofásico Trifásico

9 Conversores CC-CA: Bidirecionalidade Unidirecional? Bidirecional

10 Conversores CC-CA: Comando dos Interruptores PWM alta freqüência

11 Conversores CC-CA: Modulação PWM Senoidal Vetorial

12 Conversores CC-CA: Isolamento Não-isolado Isolado

13 Conversores CC-CA: Número de Níveis Dois níveis Três níveis

14 Conversores CC-CA: Número de Níveis Multiníveis

15 Conversores CC-CA: Controle por V e/ou I

16 Conversores CC-CA: Comutação Hard x soft

17 Conversores CC-CA: De corrente ou tensão Tensão - VSI Corrente - CSI

18 Aplicações de Conversores CC-CA Algumas aplicações: 1. Acionamento de motores de corrente contínua; 2. Acionamento de motores de corrente alternada; 3. Energias alternativas; 4. Isolamento em alta freqüência; 5. Filtros ativos; 6. Estabilizadores de tensão; 7. UPS; 8. Aplicações espaciais, aeronáuticas e veiculares 9. Entre outras.

19 Inversor Simples Tarefa: Explicar o funcionamento, etapas de operação e principais formas de onda.

20 Inversor Simples

21 Estrutura do conversor: Inversor Ponte Completa

22 Modulação empregada: Tarefa: Mostrar circuito. Bipolar ou dois níveis

23 Modulação empregada: Tarefa: Mostrar circuito. Unipolar ou três níveis

24 Etapas de operação (modulação SPWM bipolar):

25 Etapas de operação (modulação SPWM bipolar): Primeira etapa de operação

26 Etapas de operação (modulação SPWM bipolar): Segunda etapa de operação

27 Principais formas de onda (modulação SPWM bipolar):

28 Etapas de operação (modulação SPWM bipolar): Tarefa: Repetir para o semiciclo negativo.

29 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

30 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar): Primeira etapa de operação

31 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar): Segunda etapa de operação

32 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar): Terceira etapa de operação

33 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar): Quarta etapa de operação

34 Principais formas de onda (modulação SPWM unipolar):

35 Etapas de operação (modulação SPWM unipolar): Tarefa: Repetir para o semiciclo negativo.

36 Tensão de saída (modulação SPWM bipolar): ab f ( 2 1) V = V D 1 1 V d t sen t 2 2 V ab _ pk ( ) = + ( ω ) f Índice de modulação: MI = V ab _ V f pk

37 Determinando o indutor (modulação SPWM bipolar): L V f = 2 Δ IL omax F s

38 Tensão de saída (modulação SPWM bipolar): Índice de modulação: MI = V ab _ V f pk V = V D ab V d t sen t V ( ) ab _ pk = ( ω ) f f

39 Determinando o indutor (modulação SPWM bipolar): L V f = 4 Δ IL omax F s

40 Indutor (modulação SPWM bipolar x SPWM unipolar): 2 níveis 3 níveis

41 Simulação (modulação SPWM bipolar):

42 Simulação (modulação SPWM bipolar):

43 Simulação (modulação SPWM bipolar):

44 Simulação (modulação SPWM bipolar):

45 Simulação (modulação SPWM unipolar):

46 Simulação (modulação SPWM unipolar):

47 Simulação (modulação SPWM unipolar):

48 Simulação (modulação SPWM unipolar):

49 Próxima Aula Conversores cc-ca: Conversor ponte completa.