1

Eletrônica de Potência(05 – Retificadores controlados)

Márcio do Carmo Barbosa Poncilio RodriguesMatusalém Martins Lanes

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas GeraisCampus III – Leopoldina

Engenharia de Controle e Automação

Janeiro/2009

2

V. Retificadores Controlados

i. Introduçãoii. Princípio de Operação dos Conversores de Fase

Controladaiii. Retificadores Monofásicos Semicontroladosiv. Retificadores Monofásicos Controladosv. Retificador Trifásico Controlado de Meia-Ondavi. Retificador Trifásico Controlado de Onda Completavii. Retificador com Saída de 12 Pulsos

2

3

i. Introdução

q Retificador a diododiodo: tensão de saída fixa;

q Retificador a tiristortiristor: tensão de saída variável (controladacontrolada).

3

Controle de faseControle de fase por meio da variação do ângulo de disparo, “αα”

LigamentoLigamento

DesligamentoDesligamento

Aplicação de um pulso de curta duração ao gate

Comutação natural pela rede (ou linha)

Ø Retificadores de fase controlada são simples e apresentam baixo custo;

Ø Eficiência em torno de 95% (em geral).

4

ii. Princípio de Operação dos Retificadores de Fase Controlada

4

• Valor médio da tensão de saída

• Região de operação do retificador:

1º Quadrante

5

iii. Retificadores Monofásicos Semicontrolados

5

Retificadores MonofRetificadores Monofáásicos sicos SemicontroladosSemicontrolados

6

iii. Retificadores Monofásicos Semicontrolados

6

Retificador MonofRetificador Monofáásico sico SemicontroladoSemicontrolado –– Formas de OndaFormas de Onda

Carga ResistivaCarga Resistiva ((αα=30=30°)°)

1º Quadrante

Região de operação do Região de operação do retificador:retificador:

Valor médio da tensão de Valor médio da tensão de saída:saída:

77

Retificador MonofRetificador Monofáásico sico SemicontroladoSemicontrolado –– Formas de OndaFormas de Onda

Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva ((αα=15=15°)°)

1º Quadrante

Região de operação do retificador:Região de operação do retificador:

Valor médio da tensão de saída:Valor médio da tensão de saída:

°]v o,

méd

io [V

]0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0

20

40

60

80

100

120

Vm=180V

8

iv. Retificadores Monofásicos Controlados

8

Retificadores MonofRetificadores Monofáásicos Controladossicos Controlados

““Totalmente Controlado”Totalmente Controlado” ““Totalmente Controlado” com Totalmente Controlado” com Diodo de Livre CirculaçãoDiodo de Livre Circulação

1º Quadrante1º Quadrante

4º Quadrante

9

iv. Retificadores Monofásicos ControladosRetificador MonofRetificador Monofáásico Totalmente Controlado sico Totalmente Controlado –– Formas de OndaFormas de Onda

Região de operação do Região de operação do retificador:retificador:

Valor médio da tensão de saída:Valor médio da tensão de saída:

Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva

1º Quadrante

4º Quadrante

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-150

-100

-50

0

50

100

150

°]

Vm=180V

10

Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva

Retificador MonofRetificador Monofáásico Totalmente Controlado sico Totalmente Controlado –– VariaVariaçção do Ângulo de Disparo (ão do Ângulo de Disparo (αα))

1º Quadrante

4º Quadrante

Modo RetificaçãoModo Retificação0 < 0 < αα << 9090°• VO > 0

• IO > 0

1º Quadrante

4º Quadrante

Modo InversãoModo Inversão90° < 90° < αα << 180180°• VO < 0

• IO > 0

üüPotência flui do lado CA para o lado CCPotência flui do lado CA para o lado CC

üüPotência flui do lado CC para o lado CAPotência flui do lado CC para o lado CA

11

Obs.: Obs.: Retificadores MonofRetificadores Monofáásicos sicos -- ResumoResumo Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva

Região de Região de operaoperaçção do ão do retificadorretificador

Tensão de saTensão de saíídada

Corrente de Corrente de entrada (rede)entrada (rede)

SemicontroladoSemicontrolado ououTotalmente Controlado com Totalmente Controlado com

Diodo de Livre CirculaDiodo de Livre CirculaççãoãoTotalmente ControladoTotalmente ControladoParâmetro

0

0

12

v. Retificador Trifásico Controlado de Meia-Onda

12

Região de operação do Região de operação do retificador:retificador:

1º Quadrante

4º Quadrante

Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva

Valor médio da tensão de saída:Valor médio da tensão de saída:

13

vi. Retificador Trifásico Controlado de Onda Completa

13

Região de operação do Região de operação do retificador:retificador:

1º Quadrante

4º Quadrante

Carga Fortemente IndutivaCarga Fortemente Indutiva

Valor médio da tensão de saída:Valor médio da tensão de saída:

14

vii. Retificador com Saída de 12 Pulsos

14

Tensão de saída (Tensão de saída (αα=0=0):):

Valor médio da tensão de saída:Valor médio da tensão de saída:

15

vi. BibliografiaØ M. H. Rashid, “Eletrônica de Potência – Circuitos, Dispositivos e Aplicações”, Makron Books.

Ø N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, “Power Electronics – Converters, Applications and Design”, 2nd Ed., John Wiley & Sons.

Ø D. W. Hart, “Electrónica de Potencia”, Prentice-Hall.

Ø J. A. Pomilio, Apostila da disciplina Eletrônica de Potência, FEEC/UNICAMP (www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor).

Ø H. A. C. Braga, Apostila da disciplina Eletrônica de Potência, EE/UFJF (www.hbraga.ufjf.br).

15

16

FIM DO QUINTO CAPÍTULO

16