RA2022202781-Lucas Santos-Eletrônica de Potência-Atividade Unidade 3_r2

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SISTEMA DE ACIONAMENTO PARA MOTOR ELÉTRICO 
TRIFÁSICO UTILIZANDO RETIFICADOR CONTROLADO: ESTUDO 
APLICADO A UMA LINHA INDUSTRIAL DE PRODUÇÃO 
SANTOS, L. S.¹, *. 
¹ CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS, 
ESCOLA DE ENGENHARIA, ENGENHARIA ELETRICA, SÃO PAULO, SP, BRASIL 
*CORRESPONDÊNCIA DO AUTOR. 
Nome: Lucas da Silva Santos – RA:2022202781 – CENTRO UNIVERSITÁRIO FMU 
E-mail: lucasttack@hotmail.com 
Curso: Engenharia Elétrica – Disciplina: Eletrônica de Potência 
Data: 23/05/2026 – Atividade Unidade 3 – Retificadores de Potência, Circuitos Choppers DC, Inversores de Tensão 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento conceitual de um sistema eletrônico de 
acionamento aplicado a motores elétricos trifásicos utilizados em linhas industriais de 
produção. O projeto propõe a utilização de um retificador trifásico controlado por SCRs 
associado a um barramento em corrente contínua e a um inversor de frequência para controle 
de velocidade e torque do motor elétrico. A metodologia empregada baseia-se na análise dos 
princípios de funcionamento dos motores de indução trifásicos, dos semicondutores de 
potência e das estratégias modernas de controle escalar e vetorial utilizadas em ambientes 
industriais automatizados. O sistema proposto permite controlar a tensão média aplicada ao 
motor através da variação do ângulo de disparo dos tiristores, além de possibilitar o controle 
de velocidade por meio da variação simultânea da tensão e frequência de alimentação. Também 
foi considerada a utilização do software LTSPICE para simulação computacional do circuito 
retificador controlado e análise das formas de onda elétricas do sistema. Conclui-se que a 
utilização de retificadores controlados associados a inversores de frequência proporciona 
elevada eficiência energética, controle preciso de torque e velocidade, confiabilidade 
operacional e adequação às necessidades da automação industrial moderna. 
Palavras-chave: Motores Trifásicos, Retificador Controlado, SCR, Acionamento Elétrico, 
Eletrônica de Potência. 
 
 
ATIVIDADE 3……..………………………………………………………………………………………………………………2 
 
ABSTRACT 
This paper presents the study and conceptual development of an electronic drive system 
applied to three-phase electric motors used in industrial production lines. The project proposes 
the use of a three-phase controlled rectifier based on SCR thyristors associated with a DC bus 
and a frequency inverter for speed and torque control of the electric motor. The methodology 
is based on the analysis of the operating principles of three-phase induction motors, power 
semiconductors, and modern scalar and vector control strategies used in automated industrial 
environments. The proposed system allows controlling the average voltage applied to the 
motor through the variation of the thyristor firing angle, in addition to enabling speed control 
by simultaneous variation of voltage and supply frequency. The LTSPICE software was also 
considered for computational simulation of the controlled rectifier circuit and analysis of the 
system electrical waveforms. It is concluded that the use of controlled rectifiers associated with 
frequency inverters provides high energy efficiency, precise torque and speed control, 
operational reliability, and suitability for modern industrial automation requirements. 
Keywords: Three-Phase Motors, Controlled Rectifier, SCR, Electric Drives, Power Electronics. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Os motores elétricos trifásicos representam um dos principais equipamentos utilizados nos 
processos industriais modernos, sendo empregados em sistemas de transporte, bombeamento, 
ventilação, esteiras automatizadas, compressores e máquinas de produção contínua. Devido à 
elevada robustez construtiva, baixo custo de manutenção e alta eficiência operacional, os 
motores de indução trifásicos tornaram-se predominantes nas aplicações industriais. 
Com o avanço da automação industrial, tornou-se indispensável o desenvolvimento de sistemas 
eletrônicos de acionamento capazes de controlar parâmetros fundamentais do motor, como 
velocidade, torque, corrente de partida e estabilidade dinâmica do sistema. Nesse contexto, 
destacam-se os retificadores controlados, inversores de frequência e técnicas de controle 
escalar e vetorial. 
O controle de velocidade de motores trifásicos pode ser realizado através da variação 
simultânea da tensão e frequência de alimentação, mantendo-se aproximadamente constante a 
relação V/f. Essa técnica é conhecida como controle escalar e é amplamente empregada em 
inversores industriais devido à sua simplicidade e eficiência operacional. Para aplicações que 
exigem elevado desempenho dinâmico, elevada precisão de velocidade e controle de torque em 
baixas rotações, utiliza-se o controle vetorial orientado a campo, que realiza o desacoplamento 
entre fluxo magnético e torque do motor. 
Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento conceitual de um sistema de acionamento 
eletrônico para um motor trifásico utilizado em uma esteira industrial de deslocamento de 
produtos, utilizando um retificador trifásico controlado por SCRs associado a um sistema 
inversor PWM. 
 
 
ATIVIDADE 3……..………………………………………………………………………………………………………………3 
 
 
O objetivo geral consiste em analisar uma solução de acionamento eletrônico para motores 
trifásicos industriais utilizando eletrônica de potência e técnicas modernas de controle de 
velocidade e torque. 
 
Os objetivos específicos incluem: 
• estudar o funcionamento dos motores trifásicos; 
• compreender a operação dos SCRs; 
• analisar o retificador trifásico controlado; 
• propor um sistema de acionamento industrial; 
• interpretar os resultados esperados em simulação computacional. 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1. Motores Elétricos Trifásicos 
Os motores trifásicos de indução operam com base na criação de um campo magnético girante 
produzido pelas correntes alternadas trifásicas aplicadas ao estator. Esse campo girante induz 
correntes elétricas no rotor, produzindo torque mecânico e movimentação do eixo. 
 
A velocidade síncrona do campo girante é dada por: 
𝑊𝑠 =
120⨍
𝑝
 
Onde: 
• 𝑊 =velocidade síncrona; 
• ⨍ = frequência da rede; 
• 𝑝 = número de polos. 
 
2.2. Controle Escalar V/f 
No controle escalar, a velocidade do motor é controlada pela variação simultânea da tensão e 
frequência de alimentação, mantendo constante a relação: 
𝑉
⨍
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 
 
 
 
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Essa técnica mantém aproximadamente constante o fluxo magnético no entreferro do motor, 
garantindo funcionamento adequado em diferentes velocidades. 
 
O controle escalar é amplamente utilizado em aplicações industriais que não exigem elevado 
desempenho dinâmico, apresentando: 
 
• baixo custo; 
• simplicidade de implementação; 
• boa eficiência energética. 
 
2.3. Controle Vetorial 
O controle vetorial orientado a campo representa uma evolução dos sistemas de acionamento 
industriais, permitindo controlar separadamente: 
• fluxo magnético; 
• torque do motor. 
Nesse método, as correntes trifásicas são convertidas matematicamente em componentes 
ortogonais denominadas: 
• corrente de magnetização (𝑖𝑑); 
• corrente de torque (𝑖𝑞). 
Esse desacoplamento proporciona: 
• elevado controle de torque; 
• resposta dinâmica rápida; 
• operação estável em baixas velocidades; 
• torque nominal em velocidade zero. 
Aplicações típicas incluem: 
• esteiras industriais; 
• elevadores; 
• pontes rolantes; 
• máquinas operatrizes; 
• bobinadeiras industriais. 
 
2.4. Retificadores Trifásico Controlados 
 
 
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O retificador trifásico controlado realiza a conversão de corrente alternada em corrente 
contínua através deSCRs controlados eletronicamente. 
O circuito proposto utiliza: 
• Três SCRs em configuração de meia onda com neutro; 
• barramento CC; 
• filtro RL; 
• inversor PWM. 
A tensão média de saída é dada por:𝑉𝐷𝐶 =
3√6
2𝜋
𝑉𝐿 cos(𝛼) ≈ 0,675 × 𝑉𝐿 × cos(𝛼) 
Onde: 
• 𝑉𝐷𝐶 = tensão média contínua; 
• 𝑉𝐿 = tensão de linha; 
• α = ângulo de disparo dos SCRs. 
3. METODOLOGIA 
A pesquisa caracteriza-se como aplicada, quantitativa e desenvolvida por meio de análise 
teórica associada à simulação computacional. 
O sistema proposto foi modelado utilizando: 
• Fonte trifásica CA com neutro acessível; 
• ponte retificadora controlada com SCRs; 
• carga RL equivalente ao motor; 
• barramento CC; 
• análise de formas de ondas elétricas. 
A simulação computacional foi desenvolvida no software LTSPICE permitindo analisar: 
• tensão de saída; 
• corrente elétrica; 
• efeito do ângulo de disparo; 
• comportamento da carga RL; 
• funcionamento do retificador trifásico. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
4.1. Estrutura do Sistema de Acionamento 
A simulação computacional desenvolvida no software LTspice permitiu analisar o 
comportamento operacional do retificador trifásico controlado utilizando SCRs em 
configuração trifásica. O circuito foi implementado considerando fontes trifásicas defasadas de 
 
 
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120°, ponte controlada por tiristores, barramento em corrente contínua e carga equivalente 
resistiva-indutiva representando o motor elétrico. 
O sistema desenvolvido baseou-se em uma topologia de retificador trifásico de meia onda 3 
SCRs, permitindo o controle da tensão média de saída através da variação do ângulo de disparo 
dos tiristores. 
 
Figura 1 – Esquema do circuito simulado 
A estrutura geral do sistema é apresentada a seguir: 
Rede Trifásica 
↓ 
Ponte Retificadora Controlada (SCR) 
↓ 
Carga Resistiva 
↓ 
Carga RL (Motor Equivalente) 
A simulação utilizou: 
• fontes trifásicas senoidais; 
• Tiristores SCRs; 
• Carga resitiva; 
• Resistências em série; 
No circuito simulado, três fases (A, B, C) alimentam um retificador controlado por tiristores 
(SCRs). O terminal central do secundário do transformador (CT) estabelece o ponto de 
 
 
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referência para a carga. O disparo dos tiristores é realizado por meio de pulsos aplicados aos 
gates, com um ângulo de disparo parametrizável (AngDisp), o qual define a porção condutora 
da forma de onda CA que será retificada. 
4.2. Resultados da Simulação 
O circuito retificador trifásico controlado opera a partir do acionamento sincronizado dos SCRs, 
permitindo selecionar a parcela da forma de onda CA transferida para a carga. 
O sistema utiliza três fontes trifásicas: 
• Fase R; 
• Fase S; 
• Fase T. 
 
Figura 2 - Tensões e correntes nas fases R,S e T com defasagem de 120° 
As tensões apresentam defasagem elétrica de 120°, característica típica dos sistemas trifásicos 
industriais. 
O disparo dos SCRs é realizado por pulsos de gate sincronizados com as tensões de fase. O 
instante de disparo é definido pelo ângulo de disparo α, responsável pelo controle da tensão 
média contínua de saída. 
A tensão média do retificador pode ser descrita por: 
𝑉𝐷𝐶 =
3√2
𝜋
𝑉𝐿 cos(𝛼) 
Onde: 
𝑉𝐷𝐶 = tensão média contínua; 
𝑉𝐿= tensão de linha; 
α = ângulo de disparo. 
O controle do ângulo de disparo permite ajustar diretamente: 
• potência entregue ao motor; 
• velocidade do sistema; 
• torque disponível na carga. 
 
 
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4.3. Forma de Onda Obtidas 
As formas de onda obtidas na simulação mostraram: 
• tensões trifásicas defasadas de 120°; 
• condução alternada dos SCRs; 
• tensão retificada pulsante; 
• corrente contínua suavizada pela carga indutiva. 
 
Figura 3 - Formas de onda 
Observou-se que a tensão de saída apresenta pulsos característicos de um retificador trifásico 
de três pulsos por ciclo, enquanto a corrente apresenta comportamento mais contínuo devido 
ao efeito da indutância da carga equivalente do motor. 
Os pulsos de gate aplicados aos SCRs ocorreram de forma sincronizada com as tensões de fase, 
garantindo a condução correta dos dispositivos semicondutores. 
Na simulação, os pulsos de disparo foram configurados para um ângulo de disparo de 
aproximadamente 30°, permitindo analisar o controle parcial da forma de onda CA aplicada à 
carga. 
A corrente na carga apresentou variação conforme o estado de condução dos tiristores, 
atingindo valores elevados durante os intervalos de condução. 
4.4. Análise Harmônica e THD 
A análise de Fourier realizada sobre a tensão de saída demonstrou a presença predominante da 
componente fundamental de 60 Hz, acompanhada por harmônicas de baixa amplitude. 
Os resultados obtidos indicaram: 
• componente fundamental aproximada de 97,12 V; 
• presença da 2ª e 3ª harmônicas; 
• THD aproximado de 2,49%. 
Esse valor de distorção harmônica total (THD) demonstra que o sistema apresenta boa 
qualidade de energia para aplicações industriais. 
 
 
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A baixa distorção harmônica observada confirma a eficiência do retificador trifásico controlado 
em manter formas de onda adequadas para sistemas de acionamento industrial. 
A análise harmônica permitiu validar o funcionamento adequado do sistema retificador 
controlado e demonstrar sua aplicabilidade em ambientes industriais automatizados. 
 
Tabela 1 - Simulação de Retificador Trifásico Controlado 
Harmônico Frequência (Hz) Amplitude (V) Amplitude Normalizada Fase (°) Fase Normal 
DC - -169.826 - - - 
1° 60 97.12 1.000 89.50 0.00 
2° 120 1.992 0.02051 29.53 -59.97 
3° 180 0.8817 0.009079 120.15 30.65 
4° 240 0.3893 0.004008 152.72 63.22 
5° 300 0.4886 0.005031 -150.21 -239.71 
6° 360 0.3609 0.003716 -73.51 -163.02 
7° 420 0.2444 0.002517 -27.19 -116.69 
8° 480 0.2763 0.002846 30.30 -59.20 
9° 540 0.2293 0.002361 101.43 11.93 
10° 600 0.1776 0.001829 152.74 63.23 
 
4.5. Controle PWM e Inversor com IGBTs 
Além do estágio retificador, o sistema desenvolvido incorporou um inversor PWM baseado 
em IGBTs para controle do motor trifásico. 
 
Figura 4 - Controle PWM 
O chaveamento PWM permitiu: 
• controle da frequência aplicada ao motor; 
• controle de velocidade; 
• melhoria do desempenho dinâmico; 
• controle mais preciso de torque. 
Os sinais PWM foram gerados através de pulsos periódicos aplicados aos gates dos IGBTs, 
permitindo simular um sistema semelhante aos inversores industriais modernos. 
 
 
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A utilização de IGBTs no estágio inversor proporciona: 
• elevada velocidade de chaveamento; 
• maior eficiência energética; 
• menor dissipação térmica; 
• melhor resposta dinâmica. 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
O presente trabalho apresentou o desenvolvimento teórico e computacional de um sistema de 
acionamento eletrônico aplicado a motores elétricos trifásicos industriais, utilizando um 
retificador trifásico controlado associado a um inversor PWM para controle de velocidade e 
torque. 
Inicialmente, foram estudados os princípios de funcionamento dos motores de indução 
trifásicos, destacando-se a importância desses equipamentos nos processos industriais 
modernos devido à elevada robustez, confiabilidade operacional e eficiência energética. Em 
seguida, foram analisados os principais dispositivos semicondutores utilizados em eletrônica 
de potência, especialmente os SCRs e IGBTs, fundamentais para a implementação de sistemas 
eletrônicos de acionamento industrial. 
A pesquisa permitiu compreender o funcionamento do retificador trifásico controlado, 
evidenciando a influência do ângulo de disparo dos tiristores sobre a tensão média de saída do 
sistema. A utilização do software LTspice possibilitou a realização da simulaçãocomputacional 
do circuito, permitindo visualizar o comportamento das formas de onda trifásicas, os pulsos de 
disparo sincronizados, a atuação do barramento CC filtrado e o funcionamento do estágio 
inversor PWM. 
Os resultados obtidos demonstraram coerência com os fundamentos teóricos estudados, 
especialmente no que se refere à conversão CA-CC, controle de potência, condução dos SCRs e 
comportamento dinâmico da carga equivalente do motor. A análise harmônica realizada 
evidenciou baixos níveis de distorção harmônica total (THD), indicando boa qualidade das 
formas de onda obtidas e adequação do sistema para aplicações industriais. 
Além disso, observou-se que a utilização de inversores PWM associados a técnicas de controle 
escalar e vetorial proporciona maior precisão no controle de velocidade e torque, melhor 
desempenho dinâmico, partidas suaves e redução dos esforços mecânicos sobre os 
equipamentos industriais. Essas características tornam os sistemas de acionamento eletrônico 
indispensáveis nos processos industriais automatizados atuais. 
Do ponto de vista acadêmico e profissional, o desenvolvimento deste projeto contribuiu 
significativamente para a compreensão prática dos conceitos de eletrônica de potência, 
acionamentos elétricos e controle de motores trifásicos, integrando conhecimentos teóricos e 
aplicações computacionais de simulação. 
 
 
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Por fim, recomenda-se como continuidade deste estudo a implementação de modelos mais 
avançados de motores trifásicos no ambiente de simulação, incluindo cargas variáveis, análise 
de escorregamento, controle vetorial orientado a campo, frenagem regenerativa e avaliação 
mais aprofundada das componentes harmônicas do sistema. Também se sugere a realização de 
estudos comparativos entre controle escalar e controle vetorial, visando analisar desempenho, 
eficiência energética e estabilidade dinâmica em aplicações industriais reais. 
Conclui-se, portanto, que os sistemas de acionamento baseados em retificadores trifásicos 
controlados e inversores PWM representam soluções eficientes, robustas e tecnologicamente 
adequadas para aplicações industriais modernas, contribuindo diretamente para a automação, 
produtividade, eficiência energética e confiabilidade operacional dos processos industriais.. 
REFERÊNCIAS 
AHMED, Ashfaq. Eletrônica de Potência. São Paulo: Pearson, 2000. 
BOSE, Bimal K. Modern Power Electronics and AC Drives. New Jersey: Prentice Hall, 2002. 
MAMEDE FILHO, João. Instalações Elétricas Industriais. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. 
MOHAN, Ned. Eletrônica de Potência: Conversores, Aplicações e Projeto. Rio de Janeiro: LTC, 
2018. 
TECNO DRIVE. Controle de Velocidade e Torque de Motores Trifásicos: o que é importante 
sobre o controle vetorial. Mecatrônica Atual, n. 8, fev. 2003. Disponível em: 
http://www.tecnodrive.com.br/curso.htm. Acesso em: 23 maio 2026. 
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https://www.analog.com/en/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html. 
Acesso em: 23 maio 2026. 
RASHID, Muhammad H. Eletrônica de Potência: Circuitos, Dispositivos e Aplicações. 4. ed. São 
Paulo: Pearson, 2014.