3° Relatório de Eletrônica de Potência I

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PONTIFÍCIA​ ​UNIVERSIDADE​ ​CATÓLICA​ ​DE ​ ​MINAS​ ​GERAIS 
Instituto​ ​Politécnico​ ​da​ ​Universidade​ ​Católica​ ​–​ ​IPUC 
Engenharia​ ​Eletrônica​ ​e​ ​de​ ​Telecomunicação 
Laboratório​ ​de​ ​Eletrônica​ ​de​ ​Potência​ ​I 
 
 
 
 
 
Brena​ ​dos​ ​Reis​ ​Felipe 
Lívia​ ​Esther​ ​de​ ​Moura​ ​Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA​ ​03 ​ ​-​ ​RETIFICADOR​ ​POLIFÁSICOS​ ​NÃO​ ​CONTROLADO 
ALIMENTANDO​ ​CARGA​ ​R,​ ​R+L 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo​ ​Horizonte 
Setembro​ ​de​ ​2017 
 
 
OBJETIVOS 
● Analisar através de montagem e simulação o comportamento dos circuitos 
retificadores polifásicos não controlado de meia-onda e onda completa 
alimentando​ ​carga ​ ​R,​ ​R+L 
● Determinar​ ​os​ ​principais​ ​parâmetros​ ​de​ ​desempenho​ ​dos​ ​retificadores 
● Simular​ ​projetos ​ ​de ​ ​retificadores​ ​polifásicos 
 
MATERIAL 
● Módulo​ ​03 
● Módulo​ ​8840 
● Módulo​ ​06 
 
EQUIPAMENTO 
● Osciloscópio​ ​TDS​ ​220 
● Microcomputador 
● Multímetro ​ ​digital 
 
TEMPO​ ​PREVISTO​ ​PARA​ ​EXECUÇÃO 
04 ​ ​H/A 
 
AVALIAÇÃO: 
Valor: ​ ​5,0​ ​pontos 
 
CRITÉRIOS: 
● Utilização correta do osciloscópio para observação simultânea de quatro 
oscilogramas; 
● Respostas ​ ​às​ ​questões​ ​propostas​ ​e​ ​preenchimento​ ​das​ ​tabelas 
● Projeto de um retificador trifásico não controlado alimentando carga 
puramente ​ ​resistiva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIRCUITO​ ​EXPERIMENTAL 
 
 
R​ ​= ​ ​220 ​ ​ ​ ​;​ ​L=​ ​enrolamentos ​ ​secundários​ ​dos​ ​transformadores​ ​ou​ ​o​ ​varivoltΩ 
 
OBJETIVO​ ​1:​ ​FUNCIONAMENTO​ ​DO​ ​CIRCUITO 
 
1. Montar​ ​o ​ ​circuito ​ ​experimental ​ ​1 
2. Observar utilizando o osciloscópio e fazer a aquisição simultânea das 
seguintes​ ​formas​ ​de​ ​ondas​ ​preenchendo​ ​também​ ​a​ ​tabela​ ​1: 
● Tensão​ ​na​ ​carga 
● Corrente​ ​na ​ ​carga 
● Corrente​ ​no ​ ​diodo,​ ​ID 
● Tensão​ ​aplicada​ ​ao​ ​diodo 
 
TABELA​ ​1 
 VALORES​ ​MEDIDOS VALORES 
CALCULADOS 
V​OMED 52,0​ ​V 56,14​ ​V 
V ​CA 10,1​ ​V 10,36​ ​V 
I​OMED 230,45​ ​mA 255,18​ ​mA 
PIV 112​ ​V 117,56​ ​V 
I ​D 107​ ​mA 84,86​ ​mA 
 
 
 
 
Formas​ ​de​ ​ondas 
 
Tensão​ ​na​ ​Carga​ ​e​ ​PIV 
 
 
Corrente​ ​no​ ​diodo 
 
 
 
OBJETIVO​ ​2:​ ​COMUTAÇÃO​ ​DOS​ ​DIODOS 
 
1. Observar utilizando o osciloscópio e fazer a aquisição simultânea das formas 
de ​ ​ondas​ ​de​ ​corrente ​ ​através​ ​do​ ​diodo​ ​D1​ ​e​ ​do​ ​diodo​ ​D2. 
 
Forma​ ​de​ ​onda​ ​de​ ​corrente​ ​dos ​ ​dois​ ​diodos 
 
 
 
2. Verificar a “comutação” dos diodos atuando na base de tempo do 
osciloscópio.​ ​Determine ​ ​o​ ​tempo​ ​total ​ ​de​ ​comutação. 
 
 
 
O​ ​tempo​ ​de​ ​comutação ​ ​do ​ ​diodo​ ​em​ ​condução​ ​para​ ​o​ ​subsequente​ ​é​ ​de​ ​86​ ​µs. 
 
 
 
OBJETIVO​ ​3:​ ​SIMULAÇÃO​ ​DE​ ​FALHAS 
 
1. Danificação​ ​de​ ​diodos: 
Retire um dos diodos. Observe as formas de ondas das mesmas grandezas dos 
itens​ ​anteriores​ ​e​ ​preencha​ ​a ​ ​tabela​ ​2 
 
TABELA​ ​2 
 VALORES​ ​MEDIDOS VALORES 
CALCULADOS 
V​OMED 33,4​ ​V 40,32​ ​V 
I​OMED 151,81​ ​mA 183,28​ ​mA 
PIV 110​ ​V 117,56​ ​V 
I ​D 99,5​ ​mA 91,64​ ​mA 
 
 
Diodo​ ​D1​ ​danificado​ ​-​ ​Tensão​ ​na​ ​Carga​ ​e​ ​PIV 
 
 
 
 
 
 
 
2. Inversão​ ​de​ ​180º​ ​de​ ​uma​ ​das​ ​fases​ ​de​ ​entrada​ ​do​ ​retificador. 
Inverta a ligação de uma das fases do secundário do transformador com o neutro. 
Observe as formas de ondas das mesmas grandezas dos itens anteriores e 
preencha ​ ​a​ ​tabela ​ ​3 
 
TABELA​ ​3 
 VALORES​ ​MEDIDOS VALORES 
CALCULADOS 
V​OMED 35,8​ ​V 43,24​ ​V 
I​OMED 162,73​ ​mA 196,55​ ​mA 
PIV 110​ ​V 117,​ ​56​ ​V 
I ​D 94,9​ ​mA 73,74​ ​mA 
 
Fase​ ​T​ ​invertida​ ​180​ ​º​ ​-​ ​Tensão​ ​na​ ​Carga​ ​e​ ​PIV 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fase​ ​T​ ​invertida ​ ​180​ ​º​ ​-​ ​Tensão​ ​na​ ​carga​ ​e​ ​corrente​ ​no​ ​diodo 
 
 
QUESTÕES 
 
1. Justifique o comportamento do circuito com a simulação da danificação de 
um​ ​dos​ ​diodos 
 
Quando um dos diodos está danificado é como se a fase que está ligada a 
ele estivesse desconectada, sendo assim, essa fase não contribui para a 
retificação do sinal ocasionando uma diminuição no valor médio da tensão na 
carga e consequentemente um aumento na corrente média na carga bem 
como​ ​na​ ​corrente​ ​média​ ​em​ ​cada​ ​diodo​ ​restante. 
 
2. Justifique o comportamento do circuito com a simulação da inversão de uma 
das​ ​fases​ ​de​ ​entrada​ ​do​ ​retificador 
 
Quando umas das fases é invertida o valor médio da tensão na carga 
também se altera porque, durante parte do período do sinal, a forma de onda 
da tensão na carga assume o valor zero levando assim a uma menor 
corrente média na carga e consequentemente um aumento nas correntes 
médias​ ​do​ ​circuito. 
 
 
 
OBJETIVO 4: SIMULAÇÃO DE UM PROJETO DE UM RETIFICADOR TRIFÁSICO 
DE​ ​ONDA​ ​COMPLETA 
 
1. Projeto 
Projetar um retificador trifásico de onda completa não controlado para alimentar uma 
carga resistiva especificando como 100V/2A (valores médios) a partir de uma rede 
trifásica ​ ​em​ ​estrela​ ​com​ ​220​ ​V ​ ​entre​ ​fase-fase. 
O​ ​projeto​ ​consiste ​ ​em: 
- Especificação​ ​dos​ ​diodos​ ​-​ ​ e​ ​PIVID 
- Especificação​ ​dos​ ​transformadores​ ​(caso​ ​seja​ ​necessário​ ​utilizar) 
 
Especificação​ ​do​ ​diodo: 
 
100 VV OMED = 
2 AIOMED = 
 0 ΩR = IOMED
V OMED = 5 
0, 545 VV OMED = 9 × MAXFF 
IV P = V 104, 7 VMAXFF = 7 
sen ωt dωt (− os ωt) | até , AID = 1T ∫
T
0
R
V MAXFF = 12π × 2 R
V MAXFF c 3
π
3
2π = 0 7 
 
Especificação​ ​do​ ​transformador: 
 
primário ​ ​(em​ ​Y)​ ​-​ ​ 127 VV PFN = 
 
secundário​ ​​ ​(em​ ​ )​ ​-​ ​Δ 104, 7 VV SMAXFF = 7 
​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​ 74, 8 VV SMAXFN = 0 
​ ​​ ​V SV P = a a 0, 83→ = 5 
 
S​ ​=​ ​ IV S S 
=​ ​ =​ ​0,7804​ ​ =​ ​1,635​ ​A IS = √ dx 1T ∫
T
0
f (x)2 =√ dωt 12π × 4 ∫
+2
π
6
π
+6
π
6
π
sen ωt( RV MAXFF )
2
R
V MAXFF 
 121, 4 V AS = 1 
 
2. Comprovação​ ​do​ ​projeto 
Utilize as ferramentas do System Vision para desenhar e simular o retificador 
trifásico ​ ​não​ ​controlado​ ​de​ ​onda​ ​completa​ ​projetado​ ​e​ ​comprove​ ​os​ ​resultados.