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Aula 07   Retificadores trifasicos controlados

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Retificadores trifásicos controladosRetificadores trifásicos controlados
Nikolas Libert
Aula 7
Eletrônica de Potência ET53B
Tecnologia em Automação Industrial
DAELT ● Nikolas Libert ● 2
Retificador com ponto médio
Retificador trifásico controlado com 
ponto médio
 Vantagens:
– Frequência de saída (3x frede).
– Pode operar como inversor (reversível em tensão).
– Ondulação pode ser metade de VP (depende do ângulo 
de disparo).
 Desvantagens:
– Número de componentes.
– Corrente assimétrica na entrada.
DAELT ● Nikolas Libert ● 3
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
Retificador trifásico controlado com 
ponto médio e carga resistiva
R
v1(ωt) T1
R
i1
v2(ωt) T2
S
i2
v3(ωt) T3
T
i3
N
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
DAELT ● Nikolas Libert ● 4
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
120° 240° 360°
v1(ωt) v2(ωt) v3(ωt)
ωt
α=0°
30°
- O ângulo de disparo α é dado em relação à interseção 
entre v1(ωt) e v2(ωt). α=0° corresponde a ωt=30°.
- O ângulo de disparo α pode estar entre 0° e 150°.
v1(ω t )=V p sen(ω t )
v2(ω t)=V p sen(ω t−
2π
3
)
v3(ω t)=V p sen(ω t−
4 π
3
)
R
v1(ωt) T1
R
i1
v2(ωt) T2
S
i2
v3(ωt) T3
T
i3
N
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
DAELT ● Nikolas Libert ● 5
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
ωt
ωt
iG
vS
α=0°
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
Para α=0°
- Circuito se comporta como 
retificador não controlado.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3 iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
DAELT ● Nikolas Libert ● 6
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
ωt
ωt
iG
vS
α=30°
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
Para α=30°
- A tensão VS atinge 0 V.
- Limiar entre condução 
contínua e descontínua.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3 iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
DAELT ● Nikolas Libert ● 7
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
ωt
ωt
iG
vS
α=135°
v1(ωt) v2(ωt) v3(ωt)
30°
T1 T2 T3T3
Para α=135°
- T1 conduz mesmo quando v2>v1.
- Porém, SCRs devem obedecer 
uma ordem de disparo.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3 iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
DAELT ● Nikolas Libert ● 8
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
 Condução contínua
(0° <= α <= 30°)
Tensão Média:
vSmed=
1
2 π/3 ∫α+π/6
α+5π/6
v1(ω t )dω tvSmed=
3√3 v p
2π
cos(α)
Corrente Média:
iSmed=
1
2π /3 ∫α+π/6
α+5π/6 v1(ω t )
R
dω tiSmed=
3√3 v p
2πR
cos(α)
ωt
vS
α
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
vp
30°
α+120°
v1(ω t )=V p sen(ω t )
DAELT ● Nikolas Libert ● 9
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
 Condução descontínua
(30° <= α <= 150°)
Tensão Média:
vSmed=
1
2 π/3 ∫α+π/6
π
v1(ω t)dω t
vSmed=
3 v p
2π [1+cos(α+ π6 )]
Corrente Média:
iSmed=
1
2π/3 ∫α+π/6
π v1(ω t)
R
dω tiSmed=
3 v p
2π R [1+cos (α+ π6 )]
v1(ω t )=V p sen(ω t ) ωt
vS
v1(ωt) v2(ωt) v3(ωt)
30°
α
vp
π
DAELT ● Nikolas Libert ● 10
Retificador com ponto médio – Carga Resistiva
0° 30° 150°
0
0,414
0,827
vSmed
v p α
60° 90° 120°
0,207
0,620
vSmed=
3 v p
2π [1+cos (α+ π6 )]
vSmed=
3√3 v p
2π
cos(α)
p / 0≤α≤30° :
p / 30°≤α≤150 ° :
DAELT ● Nikolas Libert ● 11
Retificador com ponto médio – Carga RL
Retificador trifásico controlado com 
ponto médio e carga indutiva
R
v1(ωt) T1
R
i1
v2(ωt) T2
S
i2
v3(ωt) T3
T
i3
N
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
L
DAELT ● Nikolas Libert ● 12
Retificador com ponto médio – Carga RL
ωt
ωt
iG
vS
α=0°
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
L
Para α=0°
- Circuito se comporta como 
retificador não controlado.
DAELT ● Nikolas Libert ● 13
Retificador com ponto médio – Carga RL
ωt
ωt
iG
vS
α=30°
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
Para α=30°
- A tensão VRL atinge 0 V.
- Para α<=30° a tensão de saída é 
igual ao caso de carga puramente 
resistiva.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
L
DAELT ● Nikolas Libert ● 14
Retificador com ponto médio – Carga RL
ωt
ωt
iG
vS
α=60°
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
Para α=60°
- Considerando condução 
contínua (alta indutância).
- Tensões negativas na saída.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
L
DAELT ● Nikolas Libert ● 15
Retificador com ponto médio – Carga RL
ωt
ωt
iG
vS
α=135°
v1(ωt) v2(ωt) v3(ωt)
30°
T1 T2 T3T3
Para α=135°
- Tensão média na carga é negativa.
- Para α>90° o circuito funciona 
como inversor.
R
v1
T1
v2
T2
v3
T3
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
L
DAELT ● Nikolas Libert ● 16
Retificador com ponto médio – Carga RL
 0° <= α <= 30°
Tensão Média:
vSmed=
1
2 π/3 ∫α+π/6
α+5π/6
v1(ω t )dω tvSmed=
3√3 v p
2π
cos(α)
Corrente Média:
iSmed=
1
2π /3 ∫α+π/6
α+5π/6 v1(ω t )
R
dω tiSmed=
3√3 v p
2πR
cos(α)
ωt
vS
α
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
vp
30°
α+120°
v1(ω t )=V p sen(ω t )
DAELT ● Nikolas Libert ● 17
Retificador com ponto médio – Carga RL
 30° <= α <= 150°
Tensão Média:
vSmed=
1
2 π/3 ∫α+π/6
π
v1(ω t)dω t
Corrente Média:
iSmed=
1
2π /3 ∫α+π/6
π v1(ω t)
R
dω t
v1(ω t )=V p sen(ω t ) ωt
vS
v1(ωt) v2(ωt)v3(ωt)
30°
α
vp
α+120°
vSmed=
3√3 v p
2π
cos(α)
iSmed=
3√3 v p
2πR
cos(α)
Considerando condução
contínua !
DAELT ● Nikolas Libert ● 18
Retificador com ponto médio – Carga RL
0° 30° 150°
-0,716
0
0,827
vSmed
v p
α
60° 90° 120°
0,413
-0,413
0,716
vSmed>0 vSmed<0
Retificador Inversor
vSmed=
3√3 v p
2π
cos(α)
(válido para condução
contínua)
DAELT ● Nikolas Libert ● 19
Exercício
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
a = 1,0
a = 0,8
a = 0,6
a = 0,4
a = 0,2
a = 0
cos(ϕ)=0β(°)
α1(°)
cos(ϕ)=0,2
cos(ϕ)=0,4
cos(ϕ)=0,6
cos(ϕ)=0,8
cos(ϕ)=0,9
cos(ϕ)=1,0
cos φ= R
√(R2+ω2 L2)
a= E
V p
α1={α , se m=1, ou 2α+30 ° , se m=3α+60 ° , se m=6
5Ω
v1
T1
v2
T2
v3
T3
iS
+
-
vS
+
+
+
-
-
-
65mH
127 V
60 Hz
α=50°
 Qual o tipo de condução
e a corrente média na saída?
DAELT ● Nikolas Libert ● 20
Exercício
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
a = 1,0
a = 0,8
a = 0,6
a = 0,4
a = 0,2
a = 0
cos(ϕ)=0β(°)
α1(°)
cos(ϕ)=0,2
cos(ϕ)=0,4
cos(ϕ)=0,6
cos(ϕ)=0,8
cos(ϕ)=0,9
cos(ϕ)=1,0
a= E
V p
=0
α1=30 °+α=30°+50 °=80 °
cos φ= R
√R2+(ωL)2
= 5
√52+(2π 60⋅0,065)2
cos φ=0,2
a)