ELECTRÓNICA DE POTÊNCIA. CA Aplicações: Inversor monofásico em meia ponte. Inversor monofásico em ponte. Conversores CC-CA de frequência variável

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Nathan Salgado Salazar
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1 ELECRÓNCA DE POÊNCA CA Aplicações: versores Coversores CC-CA de frequêcia variável corolo de velocidade de moores de idução foes de alimeação iierrupíveis (UPS) variadores de frequêcia foes de alimeação móveis aquecimeo por idução versor moofásico em meia poe v / - S - carga versor moofásico em poe S i carga - - v / - S S S-DEEC 003

2 ELECRÓNCA DE POÊNCA versor moofásico em poe pricípio básico versores S i carga - - vo v V O S S / S S Carga R 0<</ V V /R / / << -V -V /R Carga RL 0<</ V Ae (-R/L) V /R / / << -V Be (-R/L)(-/) -V /R S-DEEC 003

3 ELECRÓNCA DE POÊNCA Deermiação das cosaes de iegração Ae (-R/L) V /R Be (-R/L)(-/) -V /R Codições de regime permaee versores Carga RL (0) () () (/) (/) () () (0) A V /R Be (-R/L)/ -V /R () () (/) A e (-R/L)/ V /R B-V /R (/) de () e () A-B (3) de () e (3) AA e(-r/l)/ -V /R A[ e (-R/L)/ ]-V /R A-V /R[/( e (-R/L)/ )] BV /R[/( e (-R/L)/ )] S-DEEC 003

4 ELECRÓNCA DE POÊNCA Ouros ipos de carga V versores v - S R - S L C S / S ω > ω 0 S Carga RLC / 0<</ V e (-R/L) (Acos ωbcosω) v C e (-R/L) (C cos ωd cosω) V ω < ω 0 / << -V e (-R/L)(-/) [(-A)cos ω(-b)cosω] / v C e (-R/L)(-/) [(-C) cos ω(-d) cosω)]- V S-DEEC 003

5 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores Modulação por um impulso S i carga - - S V S / S S Plea oda (dois( dois íveis) v O a si ω b cos ω V D S S / S δ δ D Depede da carga a b 4V vo si 0 0 ( ω) d( ω) si( ω) v o 4V si ( ω) v Orms V Não há corolo de poêcia a carga S-DEEC 003

6 ELECRÓNCA DE POÊNCA Modulação por um impulso S i O v carga - - vo S a rês íveis v O a δ si ω δ v Orms V dω V -δ b cos ω δ S V V δ S S δ / δ versores S / S S S S Depede da carga 4V δ vo si( ω) d( ω) si si( ω) b δ 0 4V V O h si δ O corolo de poêcia a carga obêm-se variado δ S-DEEC 003

7 ELECRÓNCA DE POÊNCA Modulação por vários impulsos versores S i carga - - S V / Depede da carga Dois íveis v Orms V v O a cos ω b si ω Não há corolo de poêcia a carga Variação do coeúdo harmóico S-DEEC 003

8 ELECRÓNCA DE POÊNCA Carga RL versores Modulação por um impulso (ªh) S V i - S - / S DD3 i v O O a Z a cos ω cos b si ω ( ω φ ) si( ω φ ) b Z DD4 S Modulação por vários impulsos Z R ( ωl) φ a ωl R S-DEEC 003

9 φ φ ELECRÓNCA h DE POÊNCA versores Coversores em poe com cargas com facor de poêcia ão uiário S V i - - S δ φ h h / δ L/R > /ω pode aproximar-se a corree à ª harmóica () Oh si (ω-φ) Oh R V Oh ( ωl) φ h a ωl R φ φ h V Oh V δ δ si 4V ( ω) d( ω) cosδ A poêcia média eregue à resisêcia é: O V h Oh P O V cosφ cosφ hrms O hrms A poêcia a carga é corolada 8V variado δ ou V R ( ωl ) P cos δ cosφ S-DEEC 003

10 ELECRÓNCA DE POÊNCA Filragem L3mH C0 S i - - S v versores S - v - S O L3mH C345μF Formas de oda de esão e de corree a carga S-DEEC 003

11 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores Corolo de poêcia uma carga coedo uma foe de esão alerada S i v ac - - S vo - V δ v ac h θ θ Corolo de poêcia efecua-se corolado, o âgulo ere e v ac (θ) ou o âgulo δ exisido dois graus de liberdade para o corolo de poêcia. Exemplo: Deermiar θ e δ por forma que a poêcia eregue à foe ac seja 0kW. Cosidere que a foe ac opera com facor de poêcia uiário (v ac em fase com h ). (V ac 400V; V 350V; L0mH) S-DEEC 003

12 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores S i v ac - - S vo - Como v ac esá em fase com h a poêcia é dada por: V θ δ v ac P Oh V Oh V O h ac O que dá Oh 50A. Escolhedo v ac como referêcia para a medida dos âgulos, podemos exprimir V Oh em ermos de δ e θ e deermiar os âgulos aravés de h θ V jωl ac 0kW V Oh 4V cos δ Vˆ Vˆ ˆ Oh ac O h jωl ( 4V cosδ ) e jωl j θ V ac θ-5.º e δ7.º S-DEEC 003

13 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores versor alimeado em corree S S v ac - - v ac h SS SS δ θ S θ Poêcia média a foe ac é: P vac. io Oh Oh 0 δ δ si V ac cosθ 4 ( ω ) d( ω ) cosδ P Vac cos δ cosθ S-DEEC 003

14 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO f S V corolo esão de corolo V ri Poradora V -V esão de saída S-DEEC 003

15 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO Modulação a dois íveis V corolo esão de corolo Poradora V ri V corolo A V - A V A A- V corolo < V ri A- o A off V corolo >V ri A- off A o S-DEEC 003

16 ELECRÓNCA DE POÊNCA idíce de modulação de ampliude idíce de modulação de frequêcia versores m m a Vˆ Vˆ f corol f f ri S V Ao (h)/v Harmóica fudameal Harmóica à frequêcia da comuação V Ao m a V S-DEEC 003

17 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO esão de corolo Poradora Modulação a rês íveis Coeúdo harmóico é meade do coseguido para a modulação a íveis para a mesma frequêcia de comuação. S-DEEC 003

18 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO Exemplo: S S i - - S S V 00V V Oef 0V (60 Hz) f ri 70Hz - Que disposiivos devem ser usados? - Deermiar o valor apropriado da fução de modulação M()? 3 - Deermiar a fução de comado de S (q ())? 4 - Deermiar o ídice de modulação? 5 - race os diagramas da esão e da corree a carga cosiderado L/Rms?. Disposiivos bidireccioais em corree, uidireccioais em esão, GB s com diodo em aiparalelo. m() 0si 60 70si 60 S-DEEC 003

ELECRÓNCA DE POÊNCA S S i - - S S versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO Exemplo: V 00V V Oef 0V (60 Hz) f ri 70Hz 3 - Deermiar a fução de comado de S (q ())?

19 ELECRÓNCA DE POÊNCA S S i - - S S versores MODULAÇÃO SNUSODAL DE LARGURA DE MPULSO Exemplo: V 00V V Oef 0V (60 Hz) f ri 70Hz 3 - Deermiar a fução de comado de S (q ())? 4 - Deermiar o ídice de modulação? 5 - race os diagramas da esão e da corree a carga cosiderado L/Rms? 3. Cosrução da fução de comado Comparar uma oda riagular a 70Hz com a fução de modulação para produzir a fução de comado (q ()). q ()q () e q () q () -q () Vo()(q ()xv q () x 0) - (q () xv q () x 0) 4. O ídice de modulação é: Vo()(q ()xv (-q ()) x 0) - ((-q ()) xv q () x 0) m V V Oef Vo()(q ()xv ) ((-q ()) xv (q () )xv S-DEEC 003

20 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores 5. A esão de saída será V O (q ()-).V () A corree a carga será L R ms > S 70 A corree a carga crescerá expoecialmee quado V O V e decrescerá expoecialmee quado V O -V S-DEEC 003

21 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores esão a carga para uma frequêcia da riagular de 6kHz e de 00Hz a fução de modulação Especro da esão a carga para uma frequêcia da riagular de 6kHz e de 00Hz a fução de modulação S-DEEC 003

22 ELECRÓNCA DE POÊNCA versores esão e corree a carga para uma f riagular/f saída 500 Meor coeúdo harmóico, meores dimesões, meor redimeo S-DEEC 003

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