Portfólio

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA MECATRÔNICA E ELÉTRICA – MATERIAIS 
ELETROELETRÔNICOS 
 
ALEXSANDRO CARLOS DE OLIVEIRA - 23402020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS ELETROELETRÔNICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ariquemes 
2023 
2 
 
 
ALEXSANDRO CARLOS DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS ELETROELETRÔNICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica do 
Centro Universitário ENIAC para a disciplina de Materiais 
Eletroeletrônicos. 
Professores: Maria Cristina Tagliari Diniz e Márcio Dias 
Felix. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ariquemes 
2023 
3 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
O controle de motores é um campo crucial na eletrônica de potência, 
desempenhando um papel fundamental na indústria moderna, onde motores trifásicos 
são amplamente utilizados. A habilidade de controlar a velocidade desses motores é 
essencial para diversas aplicações industriais. Nesse contexto, o desenvolvimento de 
inversores de frequência desempenha um papel significativo, permitindo a conversão 
de energia de corrente contínua para corrente alternada, com controle preciso sobre 
a frequência e a amplitude do sinal. 
A Empresa Y, reconhecendo a importância desse equipamento para sua 
operação, decidiu empreender o desafio de desenvolver seu próprio inversor de 
frequência. Esta iniciativa visa não apenas economizar custos, mas também obter um 
controle personalizado sobre os motores específicos utilizados em sua produção. A 
arquitetura escolhida, conhecida como AC-CC-AC (corrente alternada - corrente 
contínua - corrente alternada), envolve a utilização de um retificador trifásico de onda 
completa não controlado como componente-chave. 
Neste contexto, este trabalho abordará a concepção de um retificador trifásico 
de onda completa não controlado, a seleção de diodos adequados, as características 
que influenciam a capacidade de condução de corrente de um diodo e as 
considerações sobre as trilhas das placas de circuito impresso. Esses elementos são 
essenciais para a construção bem-sucedida do inversor de frequência e, 
consequentemente, para o controle eficaz do motor. 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
1. Materiais Eletroeletrônicos. 
1.1 Atividade proposta com suas resposta 
a) Esquema de um retificador trifásico de onda completa não controlado (6-
steps): 
 ___________ 
 | / \ | 
 ____|__|___|___|_____ 
 | | | 
 | | | 
AC Phase A B C 
Este é um esboço simplificado de um retificador trifásico de onda completa 
não controlado, também conhecido como retificador em seis passos. Ele consiste em 
seis diodos que retificam a corrente alternada (AC) em corrente contínua (DC) para 
alimentar o inversor de frequência. 
 
b) Seleção de diodos para a aplicação: 
Para selecionar os diodos adequados para esta aplicação, é importante levar 
em consideração as características elétricas do motor controlado, que são uma tensão 
de pico de 380V e corrente de 1,67A. Os diodos devem ser capazes de suportar essa 
tensão reversa de pico e a corrente direta máxima. 
Um exemplo de diodo que pode ser usado é o "1N4007", que é um diodo 
retificador padrão com tensão reversa de pico de 1000V e corrente direta máxima de 
1A. No entanto, para atender às especificações de 380V e 1,67A, você precisaria de 
diodos que suportassem essas correntes e tensões. Diodos de alta potência, como o 
"1N5408" (1000V, 3A), podem ser mais adequados para essa aplicação. 
 
5 
 
 
c) O que muda de um diodo para outro que faz com que possa conduzir mais 
ou menos corrente? 
A capacidade de um diodo de conduzir corrente está diretamente relacionada 
à sua estrutura física e às características dos materiais semicondutores utilizados na 
sua fabricação. Diodos projetados para conduzir mais corrente geralmente têm as 
seguintes diferenças em comparação com diodos de menor capacidade: 
• Área de junção maior: Diodos de maior capacidade têm uma área de 
junção semicondutora maior, o que permite que eles conduzam 
corrente mais facilmente. 
• Material semicondutor diferente: Diodos de alta corrente podem ser 
feitos de materiais semicondutores diferentes ou ter estruturas de 
camadas diferentes para suportar cargas mais pesadas. 
• Estrutura física robusta: Diodos de alta corrente são projetados com 
estruturas físicas robustas e terminais mais largos para lidar com o 
calor gerado durante a condução de corrente. 
• Maior tensão de bloqueio reverso: Diodos de alta corrente têm maior 
capacidade de suportar tensões reversas mais altas. 
 
d) Espessura das trilhas das placas de circuito impresso: 
A espessura das trilhas nas placas de circuito impresso (PCB) é projetada 
para atender às necessidades de condução de corrente e dissipação de calor. A 
espessura das trilhas varia de acordo com a aplicação e as especificações do projeto. 
Geralmente, as trilhas mais largas têm uma capacidade maior de conduzir corrente. 
As trilhas são dimensionadas levando em consideração fatores como a 
corrente que fluirá através delas, a temperatura máxima permitida, a resistência 
elétrica desejada e outros fatores de projeto. Normalmente, as especificações de 
projeto de PCB incluirão diretrizes para a largura mínima das trilhas e a distância entre 
elas. 
As espessuras de trilhas mais comuns em PCBs de aplicação geral podem 
variar de 1oz (onzas de cobre por pé quadrado) a 2oz ou mais, dependendo das 
necessidades específicas do projeto. Para aplicações de alta corrente, trilhas mais 
6 
 
 
largas e espessas são preferíveis para garantir que a PCB possa lidar com a corrente 
sem superaquecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
 
 
A implementação bem-sucedida de um inversor de frequência requer um 
conhecimento sólido em eletrônica de potência, particularmente na concepção e 
construção de componentes-chave, como o retificador trifásico de onda completa não 
controlado. A seleção adequada de diodos é crucial para garantir a confiabilidade e o 
desempenho do inversor, levando em consideração a tensão reversa de pico e a 
corrente direta máxima. 
Além disso, compreender as características que afetam a capacidade de 
condução de corrente de um diodo é fundamental para evitar falhas e 
superaquecimento. A escolha adequada dos diodos e o dimensionamento correto das 
trilhas das placas de circuito impresso são etapas cruciais para garantir a operação 
eficiente e segura do inversor de frequência. 
A Empresa Y está no caminho certo para desenvolver seu próprio inversor de 
frequência, ganhando autonomia e controle sobre seus processos industriais. Esse 
projeto não apenas demonstra a importância da eletrônica de potência na indústria, 
mas também destaca a capacidade de inovação e personalização que as empresas 
podem alcançar ao investir em conhecimento e tecnologia. 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Longenecker, Justin G. "Administração de Pequenas Empresas: Ênfase na 
Abordagem Empreendedora" 
Awad, Elias "Sucessão em Empresas Familiares: Teoria e Prática" 
Dornelas, José Carlos Assis "Empreendedorismo: Transformando Ideias em 
Negócios" 
Silva, Rui M. S. “Manual de Confiabilidade, Manutenção e Engenharia de Ativos" 
Filho, Júlio Nascif Xavier "Manutenção Centrada na Confiabilidade