Conversores CA-CA: Aplicações e Controles

Prévia do material em texto

UNINASSAU (Centro Universitário Mauricio de Nassau) 
CURSO DE GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
GILMAR SOARES DE AZEVEDO 
MATRÍCULA 01405260 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA 
 
 
 
RECIFE – 2022.1 
Aplicação de conversores CA-CA diretos e indiretos. 
Algumas aplicações presentes: 
• Economia de energia; 
• Controle real de intensidade luminosa; 
• Controle de velocidade de motores de indução; 
• Controle de temperatura; 
• Limitação da corrente de part ida de motores de indução; 
• Filtros ativos; 
• Estabilizadores de tensão; 
• Sistemas de potência; 
• Pré-estabilização em fon tes de alimentação e UPS 
 
Diferenças e semelhanças entre conversores CA-CA diretos e indiretos. 
 
Conversores CA-CA diretos. 
É sabido que nos conversores CA-CA diretos, não é necessário utilizar inversores de 
frequência, afinal, os transistores eles mesmo fazem em a retificação e chaveamento da 
onda 
 
 
 
Conversores CA-CA indiretos 
Já nos conversores CA-CA indiretos, temos que possuir um retificador e depois um 
inversor para poder retificar a meia onda. 
 
 
Frequências de chaveamento dos conversores CA-CA diretos e indiretos. 
A frequência de chaveamento demarca quantos ciclos são executados a cada segundo, 
ou seja, quantas vezes o transistor conduz e corta a tensão para a carga. No exemplo foi 
mencionado com o exemplo a frequência de chaveamento de 1kHz, ou seja, o transistor 
conduz e corta a tensão para a carga 1000 vezes por segundo, tendo cada ciclo de corte e 
condução um tempo de 1ms, tempo esse determinado como período e representado pela 
letra T. O período pode ser calculado dividindo-se 1 pela frequência de chaveamento. 
Frequências maiores, diminuem o ruído produzido pelo motor e aumenta a precisão da 
tensão média gerada pelos transistores, mas, diminuem significadamente a vida útil dos 
IGBT’s. 
Quanto menor a frequência de chaveamento, maior o ruído produzido pelo motor, 
menor a precisão da tensão gerada pelos transistores, porém, aumenta a vida útil dos 
IGBT’s. Geralmente a faixa de ajuste da frequência de chaveamento da maioria das 
marcas de inversores e na faixa de 1,25kHz a 10k Hz. Geralmente na maioria das 
aplicações é utilizada a frequência d e 5kHz. 
 
Tipos de controlo empregados nos conversosres CA-CA diretos e indiretos 
Dois tipos de controlo são normalmente empregados: o controlo liga-desliga e o 
Controle de fase. Controle Liga-Desliga Este tipo de controle é usado em situações em 
que a constante de tempo da carga é muito grande em relação ao período da rede CA, 
como em sistemas de aquecimento. O controlo consiste simplesmente em ligar e 
desligar a alimentação da carga (em geral um a resistência). O intervalo de condução e o 
de bloqueio do interruptor é tipicamente de muitos ciclos da rede. Quando a carga é do 
tipo resistivo, tanto o início da condução quanto seu final podem ocorrer em situações 
em que tensão e corrente são nulas (início e final de cada semiciclo da rede) tem-se, 
então, o chamado controle por ciclos inteiros. Sua vantagem é o de praticamente 
eliminar problemas de Interferência Eletromagnética (IEM) devido a baixos valores de 
di/dt e dv/dt produzi dos por este tipo de modulação. Escolhe-se uma base de tempo 
contendo muitos ciclos da tensão de alimentação. Dentro do período escolhido, a 
duração do fornecimento de potência à carga varia desde um número máximo inteiro de 
semiciclos até zero. A precisão do ajuste depende, assim, da base de tempo utilizada. 
Por exemplo, numa base de 1 segundo existem 120 semiciclos. O ajuste da tensão 
aplicada à carga pode ter uma resolução mínima de 1/120. Um método de se conseguir o 
controlo é usar um gerador de sinal triangular, de frequência fixa que é comparado com 
um sinal CC de controlo. O sinal dente de serra estabelece a base de tempo do sistema. 
O sinal de controlo CC vem do circuito de controlo da temperatura. A potência entregue 
à carga varia proporcionalmente a este sinal. A figura 10.2 ilustra está funcionamento. 
Durante “x” ciclos a carga permanece conectada à alimentação, enquanto fica “m” 
desconectada. 
 
 
 
Onde Vi é o valo r de pico da tensão de entrada (senoidal); Vef é o respectivo valor 
eficaz e δ é a relação entre o número de ciclos de alimentação da carga dividido pelo 
número total de ciclos con troláveis, podendo ser interpretada como a razão cíclica do 
controlador. Em termos do impacto deste tipo de controle sobre a qualidade da energia 
elétrica, embora não se tenha problema de IEM, tem-se a produção de variação de 
tensão no alimentador em virtude de a carga estar ou não conectada. Isto pode, 
potencialmente, violar normas que versam sobre este assunto (IEC 61000 -3-3). 10.1.2 
Controle de fase No chamado Controle de Fase, em um dado semiciclo da rede, 
o interruptor (tiristo r) é acionado em um det erminado instante, fa zendo com que 
a carga esteja conectada à entrada por um intervalo de tempo m enor ou igual a 
um semiciclo. Os valores de tensão, corrente e potência na carga dependerão, não 
apenas de ângulo de disparo, mas também do tipo de carga alimentada, conforme se 
verá na sequência. 
 
Referências bibliofráficas 
https://www.dsce.fee.unicamp.br /~antenor/pdffiles/eltpot/cap10.pdf 
 
https://www.servicedrive. com.br/lesson/frequencia-de-chaveamento/ 
 
https://professorpetry.com.br/Ensino/Repositorio/Docencia_CEFET/Eletronica_Potenci
a/2012_1/Apresentacao_Aula_10.pdf 
 
https://professorpetry.com.br/Ensino/Repositorio/Docencia_CEFET/Eletronica_Potenci
a/2012_1/Apresentacao_Aula_10.pdf