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Escola Superior de Tecnologia (EST)
EXPERIMENTO VIII - RETIFICADOR TRIFÁSICO DE MEIA ONDA (TRÊS
PULSOS) CONTROLADO
Manaus
2024
Richard Hudson Ribeiro Aranha
2015090063
EXPERIMENTO VIII - RETIFICADOR TRIFÁSICO DE MEIA ONDA (TRÊS
PULSOS) CONTROLADO
Manaus- AM
2024
1 Introdução
Os retificadores trifásicos de meia onda controlados são circuitos eletrônicos utilizados
para converter corrente alternada (AC) trifásica em corrente contínua (DC) controlada. Estes
retificadores são amplamente utilizados em aplicações industriais, como controle de velocidade
de motores elétricos, sistemas de tração elétrica e equipamentos de soldagem. A capacidade de
controlar a saída DC variando o ângulo de disparo dos dispositivos semicondutores (tiristores ou
SCRs) oferece flexibilidade e precisão no controle de potência.
Princípios de Funcionamento
Um retificador trifásico de meia onda controlado consiste em três tiristores, cada um conectado
em série com uma fase da fonte de alimentação trifásica. Os tiristores são controlados por um
circuito de disparo que determina o momento exato em que cada dispositivo conduz corrente. A
condução controlada dos tiristores permite ajustar a tensão e a corrente DC de saída.
Estrutura Básica
● Fonte de Alimentação Trifásica: Fornece a tensão AC trifásica ao retificador.
● Tiristores (SCRs): Dispositivos semicondutores que permitem a condução de corrente
quando são ativados por um sinal de disparo (gate).
● Carga: Pode ser resistiva, indutiva ou uma combinação de ambas.
Ciclo de Operação
1. Período de Condução: Cada tiristor conduz corrente durante 120 graus do ciclo da onda
AC, totalizando três pulsos de condução por ciclo completo de 360 graus.
2. Controle de Disparo: O ângulo de disparo (α\alphaα) dos tiristores é ajustado para
controlar a quantidade de tempo durante a qual cada tiristor conduz corrente, alterando
assim a tensão média DC de saída.
Análise das Formas de Onda
As formas de onda de tensão e corrente na carga de um retificador trifásico de meia onda
controlado são influenciadas pelo ângulo de disparo dos tiristores. O ângulo de disparo (α\alphaα)
varia de 0 a 180 graus, e sua variação afeta diretamente a tensão média e a corrente média na
carga.
Figura 1 - Formas de onda retificador trifásico meia onda controlado
.Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
1. Controle Preciso da Saída: A capacidade de ajustar o ângulo de disparo dos tiristores
permite um controle preciso da tensão e corrente DC de saída.
2. Eficiência: A conversão de AC para DC é altamente eficiente, com perdas mínimas nos
tiristores.
3. Simplicidade: O circuito é relativamente simples e fácil de implementar em muitas
aplicações industriais.
Desvantagens:
1. Harmônicos: A condução não contínua dos tiristores gera harmônicos na corrente e
tensão de entrada, o que pode causar interferências em outros equipamentos.
2. Fator de Potência: A introdução de ângulos de disparo elevados pode reduzir o fator de
potência do sistema, necessitando de correção adicional.
3. Requisitos de Controle: O circuito de controle de disparo dos tiristores deve ser preciso e
robusto para garantir o desempenho adequado do retificador.
Aplicações
Os retificadores trifásicos de meia onda controlados são utilizados em uma ampla variedade de
aplicações industriais, incluindo:
● Controle de Motores DC: Utilizados para controlar a velocidade e o torque de motores
de corrente contínua em sistemas de transporte e acionamentos industriais.
● Sistemas de Tração Elétrica: Empregados em veículos elétricos e trens para converter a
energia fornecida pela rede elétrica em energia utilizável para os motores de tração.
● Equipamentos de Soldagem: Fornecem corrente DC controlada para processos de
soldagem, permitindo ajustes precisos de corrente e tensão.
Figura 2 - retificador trifásico de meia onda controlado
3 Experimento
O retificador trifásico de meia onda mostrado abaixo é ligado a uma fonte de corrente
alternada de 208 V (tensão eficaz) de tensão de linha e 60 Hz. Utilizando o software PSIM,
monte o circuito e ligue uma carga resistiva de 10 ohms na sua saída. Para um ângulo de
disparo de 20°, determine:
1.1.Calcule:
a) A tensão máxima na carga.
𝑉𝑜 = 𝑉𝑓𝑚á𝑥
𝑉 = 𝑉𝑙
3
 = 208
3
 = 120, 089 𝑉
= 169,831𝑉𝑓 = 𝑉𝑜 = 120, 089 * 2
b) A tensão média na carga.
𝑉𝑜𝑚𝑒𝑑 = 0, 827 * 𝑉𝑓𝑚á𝑥 * 𝑐𝑜𝑠(20) = 131, 98𝑉
c) A corrente máxima na carga.
𝐼𝑜 𝑚á𝑥 = 𝑉𝑜𝑚𝑎𝑥
𝑅 = 16, 983 𝐴
d) A corrente média na carga.
𝐼𝑜 𝑚𝑒𝑑 = 𝑉𝑜𝑚𝑒𝑑
𝑅 = 13, 198 𝐴 
e) A corrente eficaz na carga.
𝐼𝑟𝑚𝑠 = 3 * 𝐼𝑠𝑐𝑟(𝑟𝑚𝑠) = 3 * 3
2π * 169,7
10 * 𝑐𝑜𝑠(20º) = 13, 1877 𝐴
f) A corrente máxima nos SCRs.
𝐼𝑠𝑐𝑟𝑚𝑎𝑥 = 𝐼𝑙𝑚𝑎𝑥 = 16, 97 𝐴
g) A potência fornecida à carga.
𝑃𝑙 = (𝐼𝑟𝑚𝑠)2𝑅 = 1739, 154 𝑊
h) A frequência de ondulação na carga.
𝑓𝑜 = 3 𝑓𝑖𝑛 = 180 𝐻𝑧
Tabela 1 – Valores calculados e medidos por meio do PSIM.
Valores medido calculado
(V)𝑉
𝑓𝑚
168,91 169,831
(V)𝑉
(𝑎𝑣𝑔)
130,44 131, 98
(A)𝐼
𝑚𝑎𝑥
16,89 16, 983
(A)𝐼
(𝑎𝑣𝑔)
13,04 13, 198
(A)𝐼
𝑟𝑚𝑠
12,97 13, 1877
(A)𝐼
𝑆𝐶𝑅𝑚𝑎𝑥
16,89 16, 97
Pl (W) 1682.2 1739, 154
Figura 3 - Tensão trifásica de entrada
.
Figura 4 - Tensão na carga
Figura 5 - Corrente na carga
Figura 6 - Tensão nos SCRs.
Figura 7 - Correntes nos SCRs.
Figura 8 - Circuito no PSIM.
4 Conclusão
O retificador trifásico de meia onda controlado é uma solução eficaz para converter CA
trifásica em CC, com a vantagem de permitir o controle da tensão de saída. Apesar das
desvantagens, como a ondulação na saída, suas aplicações em sistemas de controle de motores,
carregadores de baterias e outras áreas industriais destacam sua importância. A capacidade de
ajustar a energia fornecida à carga de forma precisa torna esse tipo de retificador uma escolha
valiosa em diversos cenários industriais e tecnológicos.
5 Referências
AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência. 1. ed. Pearson, 2000.
ALMEIDA, José Luiz Antunes. Dispositivos Semicondutores: Tiristores,
Controle de Potência CC e CA. 13. ed. Érica, 2013.