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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁUNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICADEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA 1 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Disciplina de Eletrônica de Potência Disciplina de Eletrônica de Potência –– ET66BET66B Aula 15 Aula 15 –– Retificador trifásico em ponte a Retificador trifásico em ponte a tiristortiristor (Ponte de (Ponte de GraetzGraetz)) Prof. Amauri AssefProf. Amauri Assef amauriassef@utfpr.edu.bramauriassef@utfpr.edu.br Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Retificador Trifásico em Ponte a Tiristor – Ponte de Graetz � Estrutura com carga resistiva ( ) ( ) ( ) ( )°−= = 1202 2 01 tsenVtv tsenVtv ωω ωω 2 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef ( ) ( ) ( ) ( )°+= °−= 1202 1202 03 02 tsenVtv tsenVtv ωω ωω O ângulo α é nulo quando duas ondas de tensão se interceptam, e não quando a tensão passa por zero. Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Representação: � Associação série de dois retificadores 3φ com ponto médio 3 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Formas de onda para α = 0°: 4 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Considerações: � Cada tiristor pode conduzir durante um intervalo máximo de 120°; � Ocorre uma comutação a cada 60°; � Na condição de condução, existem sempre dois tiristores conduzindo, um no grupo positivo e outro no grupo negativo do conversor; 5 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef um no grupo positivo e outro no grupo negativo do conversor; � A frequência da componente fudamental da tensão é igual a 6 vezes a frequência das tensões de alimentação (m=6). Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Modo de condução contínua (0 < α < 60°) Etapa 1: α < ωt < α+π/3 Etapa 2: α+π/3 < ωt < α+2π/3 6 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Etapa 3: α+2π/3 < ωt < α+π Etapa 4: α+π < ωt < α+4π/3 Etapa 5: α+4π/3 < ωt < α+5π/3 Etapa 6: α+5π/3 < ωt < α+2π Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Funcionamento: � Para α = 0° oLmed V,V 342= 7 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Para 0 ≤ α < 60° � Para 60° ≤ α < 120° oLmed V,V 342= Condução contínua Condução descontínua Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Exemplo: a) α = 30° α1 = 60 °+30°=90° b) α = 45° α1 = 60 °+45°=105° 1v 2v 3v 1v 60° 120° 180° α1=90° Cada quadrado do eixo x possui 15° (60Hz) 8 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef α1 = 60 °+45°=105° c) α = 60° (crítico) α1 = 60 °+60°=120° d) α = 90° α1 = 60 °+90°=150° e) α = 120° α1 = 60 °+120°=180° 30° Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Para 0 < α < π/3 ���� condução contínua � Tensão média na carga R (n=6) ∫∫ + + + + == α pi α pi α pi α pi ωω pi ωω pi 3 2 0 3 2 0 2 23623 2 td)t(senVtd)t(senVnVLmed 9 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Tensão eficaz na carga R (n=6) ++ αα 33 ( )αcosV,V Lmed 0342= [ ]∫ + + = α pi α pi ωω pi 3 2 3 2 0232 6 td)t(senVVLef Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Para π/3 < α < 2π/3 ���� condução descontínua ∫∫ ++ == pi α pi pi α pi ωω pi ωω pi 3 0 3 0 2 23623 2 td)t(senVtd)t(senVnVLmed ++= α pi 10 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Tensão eficaz na carga ++= α pi 3 1342 0 cosV,VLmed [ ]∫ + = pi α pi ωω pi 3 2 0232 6 td)t(senVVLef Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Tensão média em função de α para carga resistiva Considerações: (a) Quando α = 0°, 11 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef (a) Quando α = 0°, VLmed = 2,34VO (valor máximo) (b) Quando α = 120°, VLmed = 0V Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Corrente na carga � Valor médio � Valor eficaz R VI LmedLmed = R V I LefLef = 12 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Esforços nos tiristores � Tensão direta e reversa � Corrente de pico � Corrente média R omaxT VV 32= R V I omaxT 32 = 3 Lmed Tmed I I = Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Esforços nos tiristores � Tensão direta e reversa � Corrente de pico omaxT VV 32= R V I omaxT 32 = 13 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Corrente média � Corrente eficaz: 31 Lmed medTmed III == 31 Lef efTef I II == Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Cargas RL e RLE - determinação do ângulo de extinção β (Ábaco de Puschlowski): � Relações: oV E a 23 = ( ) LX; XR R cos L ωφ = + = 22 14 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef � Ângulo de disparo do tiristor � Ângulo de disparo do tiristor + 60° � Ângulo de extinção da corrente � Ângulo crítico de extinção de corrente α β 1 11 60 6 3602 αβ αα piβ +°= +=+= c c m °+= 601 αα Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Exemplo: = = °=+= °= 0 40 903060 30 1 φ α α a ,cos :Dados 15 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef °=+°= = 15060 0 1αβ c a ( )contínuo :Solução °= 240β Ábaco de Pushlowky Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte a tiristora tiristor � Exercício: � Determinar no retificador trifásico de seis pulsos abaixo: (a) forma de onda de VL; (b) calcular a tensão média; (c) calcular a corrente média na carga. = = = 60 120 12021 ωω Hzf VE )t(sen.)t(v 1v 2v 3v 1v 60° 90° 120° 16 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef °= = Ω= = 30 0 10 60 α HL R Hzf 1v 2v 3v 1v 30° Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico com Retificador trifásico com ponto médio a tiristorponto médio a tiristor � Solução: � (b) Cálculo da tensão média. Verificar se a tensão da fase em α+60° é maior que a tensão da fonte E. Caso contrario, o circuito se comporta como um circuito a diodo. Como a tensão em α é maior que a fonte E,tem-se: V,)(sen 9293306012023 =°+°⋅⋅ 17 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Como a tensão em α é maior que a fonte E, tem-se: Calcular se a tensão final no próximo disparo é maior que E: Como a tensão da senoide em 150° é maior que E, pode-se calcular o valor médio do sinal sem considerar a tensão da fonte: °=+= 9030601α V)(sen 14715012023 15060901 =⋅⋅ °=°+°=θ Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico com Retificador trifásico com ponto médio a tiristorponto médio a tiristor [ ] ( )coscos,tcos,V td)t(sen,V td)t(sennV Lmed Lmed 9015082808280 9293 2 6 12023 2 150 150 90 150 90 +−⋅=−⋅= = ⋅= ∫ ∫ ω ωω pi ωω pi 18 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef (c) Cálculo da corrente média na carga: A,, R EV I LmedLmed 321210 1202243 = − = − = [ ] ( ) V,V coscos,tcos,V Lmed Lmed 2243 9015082808280 15090 = +−⋅=−⋅= ω
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