Exp08 Conversor CA com SCR Carga RL

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ROTEIRO DE PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
ELÉTRICA/MECATRÔNICA 18/04/2022 
CÓDIGO: XSGQ-00.00 
CONVERSOR CA COM SCR - CARGA RL 
FL. 1 de 6 
REVISÃO:00 
 
ELABORADO POR: Luiz Fernando Vieira APROVADO POR: NDE Elétrica e Mecatrônica 
 
Nome: R.A: 
Vinicius Riello Guazzelli 235021 
Inacio Barbosa de Souza 235143 
 
1. OBJETIVO 
➔ Controle do ângulo de disparo de SCR por meio de um módulo de disparo. 
➔ Controle de potência em CA, por meio de SCR, com carga resistiva-indutiva 
 
2. APLICAÇÃO 
➔ Eletrônica de Potência - Laboratório de Elétrica. 
➔ Eletrônica para Automação Industrial – Laboratório de Mecatrônica. 
 
3. LISTA DE MATERIAS 
• Osciloscópio Digital; 
• 2 pontas de prova; 
• 1 Módulo M-04 (Circuito de Disparo); 
• 1 Módulo M-01 (Tiristores); 
• 1 Módulo M-03 (Cargas); 
• 1 Resistor 330 Ω/50 W com pinos bananinha; 
• 1 Transformador 127 V/12 V+12 V. 
• 2 cabos banana-banana 
• 5 cabos banana-bananinha 
• 3 cabos bananinha-bananinha 
• 1 jumper bananinha-bananinha 
 
4. PROCEDIMENTOS 
 
4.1 Esquemas dos Módulos M-01 e M-04 
 
A seguir são apresentados os módulos do circuito de disparo e de tiristores a serem 
utilizados neste experimento. 
 
4.1.1 Módulo M-04 
 
Este módulo é constituído basicamente pelo circuito integrado TCA 785, que tem a 
finalidade de fornecer pulsos sincronizados com a rede CA em sua saída. Estes pulsos são 
utilizados para disparo de tiristores por meio de acoplamentos ópticos (MOC 3011) para 
isolamento do circuito de disparo e os tiristores. Além disto, este módulo possui uma fonte de 
12 V, baseado em um regulador em circuito integrado tipo 7812, para alimentação do circuito 
integrado TCA 785. A figura 4.1 mostra o esquema e o posicionamento dos componentes deste 
módulo. 
 
 
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4.1.2 Módulo M-01 
 
Este módulo é composto de 4 SCR’s e 2 TRIAC’s independentes. Cada circuito de SCR ou 
TRIAC possui snuber (circuito RC paralelo com o respectivo tiristor), para proteção contra dV/dT, 
e resistores shunt com valor de 0,1 Ω para medição de corrente no respectivo dispositivo. A 
figura 4.2 mostra o esquema e o posicionamento dos componentes deste módulo. 
 
 
 
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4.2 Procedimento experimental 
 
4.2.1 Carga RL 
 
A carga a ser utilizada é constituída do resistor 330 Ω/50 W em série com a carga indutiva 
do Módulo-03 conforme esquema abaixo. 
Esquema de ligação da carga: 
 
Montar o circuito conforme o esquema a seguir: 
 
* Certificar-se de ligar o primário do transformador em 127 V (Fase e Neutro da Rede CA). 
 
a) Medir o valor eficaz (RMS) e a tensão de pico da rede CA. 
R:Tensão de pico: 330 V e o valor eficaz é 91 V 
b) Meça com o osciloscópio o ângulo de defasagem φ e determine o valor exato da 
indutância do circuito. 
R: Defasagem φ: 21,6° 
 Td: 1 
 
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c) Ajuste o potenciômetro do módulo M-04 para que o ângulo de disparo α tenha o 
mesmo valor de φ. Meça os valores da corrente e tensões eficazes e médias na carga 
e o ângulo de extinção β. 
R: Tensão eficaz: 62,1 V 
 Tensão Média: 20,02 V 
 Corrente eficaz: 27,77 mA 
 Corrente média: 11,28 mA 
 Β=47,62° 
 
d) Para o mesmo ângulo de disparo, registrar as formas de onda de tensão e corrente 
na carga. 
 
e) Ajuste o potenciômetro do módulo M-04 para que o ângulo de disparo α seja 30° 
atrasado em relação ao ângulo de defasagem φ (α=φ+30°) e medir os respectivos 
valores eficazes e médios da tensão e da corrente na carga e também o novo ângulo 
de extinção β. 
R: Tensão eficaz: 89 V 
 Tensão Média: 38,16 V 
 Corrente eficaz: 58,24 mA 
 Corrente média: 33,54 mA 
 Β=207,36° 
 
 
 
 
 
 
 
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f) Para o mesmo ângulo de disparo, registrar as formas de onda de tensão e corrente 
na carga. 
 
 
a) Para preencher a tabela, calcule os ângulos de disparo a partir dos tempos de atraso 
td. Com o potenciômetro do módulo de disparo (M-04), ajuste os tempos de disparo 
para coletar os valores de tensões e correntes médias e eficazes na carga. Para 
ajudar a medição deste atraso, utilize a função cursores do osciloscópio. Com os 
valores de corrente eficaz, calcule os valores de potência dissipados na carga para 
cada ângulo de disparo. 
 
td (ms) 0 1,62 3,06 4,49 5,93 7,36 
α (°) 0 29,16 55,08 80,82 106,74 132,48 
Vef (V) 91 85 67 40,2 17,3 1,07 
Vmed(V) 43,3 33,14 18,20 5,94 533 mV -634 mV 
Ief (mA) 63,84 52,08 32,14 12,88 4,48 4,42 
Imed(mA) 38,38 28,31 13,97 1,86 3,36 -4,57 
PR (W) 1,345 0,895 0,341 0,0547 0,00662 0,00645 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. QUESTIONÁRIO AVALIATIVO 
 
a) Por que a presença de uma carga indutiva (L) altera o comportamento da corrente em 
relação à tensão? 
R: O indutor possui a propriedade de se opor a variações bruscas de corrente, 
armazenando energia na forma de campo magnético e liberando-a gradualmente. Por 
causa disso, a presença de uma carga indutiva faz com que a corrente se atrase em 
relação à tensão. Em circuitos retificadores com tiristores, isso significa que a corrente 
não cai imediatamente a zero quando a tensão de entrada cruza zero; ela continua 
fluindo durante parte do semiciclo negativo até que toda a energia armazenada no 
indutor seja dissipada ou transferida. 
 
b) O que é o ângulo de extinção (β) e como ele se relaciona com o ângulo de disparo (α)? 
R: O ângulo de extinção é o ponto exato no ciclo da tensão alternada (medido em graus 
ou radianos) em que a corrente na carga indutiva cai a zero após o disparo, fazendo com 
que o tiristor finalmente se bloqueie (desligue). O intervalo entre o disparo e o 
desligamento define o ângulo de condução do tiristor. 
 
c) Como o tempo de atraso (td) está relacionado ao ângulo de disparo α? 
R: O tempo de atraso é o tempo cronológico (em segundos) contado desde o início do 
semiciclo positivo da tensão de referência até o momento em que o pulso de disparo é 
aplicado ao gate do tiristor. 
 
d) Ao aumentar o ângulo de disparo α, o que acontece com a tensão média na carga? 
Justifique. 
R: Ao aumentar o ângulo de disparo, o tiristor é acionado cada vez mais tarde em cada 
ciclo da tensão de alimentação.