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ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 24 Aula 24 –– Conversores duaisConversores duais
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓÓGICASGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICACURSO DE ENGENHARIA ELCURSO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICA
Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.Prof. Leandro Michels, Dr. [email protected]@gmail.com
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
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PrincPrincíípio dos conversores duaispio dos conversores duais
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União de dois retificadores totalmente União de dois retificadores totalmente controlados (operacontrolados (operaçção em dois quadrantes) ão em dois quadrantes) com o propcom o propóósito de operar em quatro sito de operar em quatro quadrantesquadrantes
OperaOperaçção na carga com tensão positiva e ão na carga com tensão positiva e negativa e corrente positiva e negativanegativa e corrente positiva e negativa
AplicaAplicaçção: controle de motores de corrente ão: controle de motores de corrente contcontíínua (aceleranua (aceleraçção e frenagem com giro ão e frenagem com giro nos dois sentidos)nos dois sentidos)
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PrincPrincíípio dos conversores duaispio dos conversores duais
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Conversor Conversor →→ 11ºº e 4e 4ºº quadrantesquadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saTensão de saíída vs. alfada vs. alfa Quadrantes de operaQuadrantes de operaççãoão
( )1.17 cosLmed oV V≅ α
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PrincPrincíípio dos conversores duaispio dos conversores duais
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Conversor Conversor →→ 22ºº e 3e 3ºº quadrantesquadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saTensão de saíída vs. alfada vs. alfa Quadrantes de operaQuadrantes de operaççãoão
( )1.17 cosLmed oV V≅ − α
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PrincPrincíípio dos conversores duaispio dos conversores duais
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Conversor Conversor →→ 11ºº, 2, 2ºº, 3, 3ºº e 4e 4ºº quadrantesquadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saTensão de saíída vs. alfada vs. alfa Quadrantes de operaQuadrantes de operaççãoão
180oP Nα +α =
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Problema da corrente de circulaProblema da corrente de circulaççãoão
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Problema Problema →→ os conversores possuem valores os conversores possuem valores mméédios de tensão iguais, mas valores instantâneos dios de tensão iguais, mas valores instantâneos diferentesdiferentes
DiferenDiferençças de tensão as de tensão →→ existe uma corrente existe uma corrente circulante entre os conversores muito altacirculante entre os conversores muito alta
SoluSoluçção ão →→ reatores de circulareatores de circulaçção (limita a corrente)ão (limita a corrente)
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Tensão de saTensão de saíídada
PrincPrincíípio de funcionamentopio de funcionamento
2P N
ZV VV +
= 180oP Nα +α =
Conversor P ativo e N passivo Conversor P ativo e N passivo →→ 00oo ≤≤ αα < 90< 90ºº
Conversor N ativo e P passivo Conversor N ativo e P passivo →→ 9090oo < < αα ≤≤ 180180ºº
Conversor P passivo e N passivo Conversor P passivo e N passivo →→ αα = 90= 90ºº
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PrincPrincíípio de funcionamentopio de funcionamento
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Corrente de carga nula Corrente de carga nula →→ IILL = 0= 0
IIPP = = IINN = = IICC ≠≠ 00
Conversores com corrente de circulaConversores com corrente de circulaçção em um são em um sóósentidosentido
IICC IICC
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ExemploExemplo
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Tensão nula Tensão nula →→ ααPP==9090ºº, L=1mH, L=1mH
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Tensão nula Tensão nula →→ ααPP==9090ºº, L=10mH, L=10mH
ExemploExemplo
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IIPP = I= ILL + I+ ICC IINN = I= ICC
Conversores com corrente de circulaConversores com corrente de circulaçção em um são em um sóósentidosentido
IICC IICC
IILL IILL
PrincPrincíípio de funcionamentopio de funcionamento
Corrente de carga positiva Corrente de carga positiva →→ IILL>0A >0A
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ExemploExemplo
Tensão nula Tensão nula →→ αα==9090ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL=10A=10A
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ExemploExemplo
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Tensão positiva Tensão positiva →→ αα==3030ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL=10A=10A
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ExemploExemplo
Tensão negativa Tensão negativa →→ αα==120120ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL=10A=10A
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IIPP = I= ICC IINN = I= ILL + I+ ICC
Conversores com corrente de circulaConversores com corrente de circulaçção em um são em um sóósentidosentido
IICC IICC
IILL
PrincPrincíípio de funcionamentopio de funcionamento
IILL
Corrente de carga negativa Corrente de carga negativa →→ IILL<0<0
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ExemploExemplo
Tensão nula Tensão nula →→ αα==9090ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL==--10A10A
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ExemploExemplo
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Tensão positiva Tensão positiva →→ αα==3030ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL==--10A10A
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ExemploExemplo
Tensão negativa Tensão negativa →→ αα==3030ºº, L=10mH, I, L=10mH, ILL==--10A10A
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CCáálculo da corrente de circulalculo da corrente de circulaççãoão
00oo < < ααPP < 60< 60ºº
( ) ( )( )3 3 2 cos senoC P P P
VIL
= α α − απω
6060oo < < ααPP < 90< 90ºº2 2 2cos sen3 3 33 3 2
cos sen3 3 3
P P Po
C
P P P
VIL
⎡ π π π ⎤⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−α α − − α −⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎢ ⎥=⎢ ⎥πω π π π⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞+ α − −α − −α⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦
Valor mValor mááximoximo
max
0.567 2 oC
VIL
=ω
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Corrente de circulaCorrente de circulaçção vs. alfaão vs. alfa
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CCáálculo das harmônicas na cargalculo das harmônicas na carga
Amplitude das harmônicas Amplitude das harmônicas
( )( ) ( )( )cos 1 cos 12 sen1 1
P Pon
n nmVVm n n
− α + απ⎛ ⎞= −⎜ ⎟π − +⎝ ⎠
m m →→ nnúúmero de pulsos de cada grupo (positivo/ mero de pulsos de cada grupo (positivo/ negativo) negativo)
n n →→ ordem da harmônicaordem da harmônica
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Exemplo Exemplo -- harmônicasharmônicas
Conversor dual de três pulsos Conversor dual de três pulsos
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Estruturas de conversores duaisEstruturas de conversores duaisMonofMonofáásico sico –– ponto mponto méédio dio
MonofMonofáásico sico –– ponte completaponte completa
24Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Estruturas de conversores duaisEstruturas de conversores duaisTrifTrifáásico sico –– ponto mponto méédio dio
TrifTrifáásico sico –– ponte completaponte completa
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OperaOperaçção sem circulaão sem circulaçção de correnteão de corrente
ReduzReduz--se os esforse os esforçços nos semicondutoresos nos semicondutores
EvitaEvita--se a necessidade dos reatores de se a necessidade dos reatores de interfase interfase