Aula 3.3. Retificador N.C. Monofásico de Onda Completa em Ponte 16.9

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RETIFICADOR MONOFÁSICO N.C:
ONDA COMPLETA PONTE
ENG.° EDERSON ZANCHET
2INTRODUÇÃO
Existem diversas estruturas de retificadores não controlados entre elas tem-se:
a. Retificador Monofásico de Meia Onda;
b. Retificador Monofásico de Onda Completa com ponto Médio;
c. Retificador Monofásico de Onda Completa em ponte;
d. Retificador Trifásico com Ponto Médio (3 Pulsos);
e. Retificador Trifásico em Ponte (6 Pulsos ou Ponte de Graetz);
f. Retificador Polifásico Ponte Dupla de Graetz (12 Pulsos);
g. Retificador Polifásico (18 Pulsos)’;
3ESTRUTURA BÁSICA PARA CARGA R
Figura 3.3.1 – Estrutura básica retificador monofásico não controlado onda completa em ponte
Fonte: [8]
4ETAPAS DE FUNCIONAMENTO
A estrutura apresenta duas etapas de funcionamento, a primeira conforme a Figura 3.3.2.
Figura 3.3.2 – Primeira etapa de funcionamento
Fonte: [8]
5ETAPAS DE FUNCIONAMENTO
A estrutura apresenta duas etapas de funcionamento, a segunda conforme a Figura 3.3.3.
Figura 3.3.3 – Segunda etapa de funcionamento
Fonte: [8]
6ETAPAS DE FUNCIONAMENTO - DESCRIÇÃO
Durante a primeira etapa de funcionamento, a tensão de alimentação é positiva.
a. Os diodos D1 e D4 são polarizados diretamente e conduzem a corrente de carga.
b. Os diodos D2 e D3 encontram-se polarizados reversamente e permanecem bloqueados.
Durante a segunda etapa de funcionamento:
a. Os diodos D1 e D4 ficam bloqueados.
b. Os diodos D2 e D3 conduzem a corrente de carga.
As formas de ondas são idênticas à estrutura do retificador de ponto médio
7EQUAÇÕES
A tensão média na carga é obtida por:
e a corrente média é expressa por:
RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE CARGA RL
Para a carga indutiva as etapas de funcionamento são as mesmas que a carga resistiva.
As formas de onda da corrente e tensão sobre a carga são idênticas às estabelecidas para o
retificador de ponto médio.
ESTUDO DO COMPORTAMENTO DO TRANSFORMADOR
O retificador em ponte, contrariamente ao retificador com ponto médio, não depende de um
transformador para funcionar.
Porém, em certas aplicações, nas quais se deseja isolamento galvânico ou adaptação de tensão, o
transformador é empregado.
Para se analisar o comportamento do transformador, a corrente na carga será considerada constante
e os enrolamentos secundário e primário serão considerados idênticos (igual número de espiras). O
transformador será considerado ideal.
10ESTRUTURA
Figura 3.3.4 – Retificador em ponte associado a um transformador
Fonte: [8]
11FORMAS DE ONDA
Figura 3.3.5 – Correntes para a estrutura da Figura 3.3.4
Fonte: [8]
12EQUAÇÕES
O valor eficaz da corrente no enrolamento secundário é dado pela expressão:
O valor eficaz da tensão secundária é dada pela expressão:
Em função da tensão média na carga.
13EQUAÇÕES
A potência aparente no secundário do transformador é obtida por:
Comparando-se as expressões, verifica-se que o retificador em ponte proporciona um melhor aproveitamento
do transformador, em relação ao retificador de ponto médio.
14TENSÃO DE PICO NO SEMICONDUTOR
A Máxima tensão inversa nos diodos é igual ao valor de pico da tensão da fonte. Assim:
Onde:
V2 é o valor eficaz da tensão da fonte de alimentação, ou, do secundário do transformador (no caso isolado).
Comparando-se, observa-se que a tensão de pico inversa é a metade da tensão de pico inversa para o
retificador de ponto médio.
EXEMPLO:
Considerando retificador monofásico de onda completa com os seguinte valores: V0=220V (Tensão
eficaz no enrolamento secundário), N2/N1=0,2, R=10Ω e L=500mH. Determine:
a. A tensão média na carga;
b. A corrente média na carga;
c. A corrente eficaz nos enrolamentos;
d. A potência aparente do transformador.
Fonte: [7]
SOLUÇÃO:
a. A tensão média na carga;
b. A corrente eficaz na carga;
Fonte: [8]
SOLUÇÃO:
c. A corrente eficaz nos enrolamentos:
d. A potência aparente do transformador.
COMPARATIVO RETIFICADORES MONOFÁSICOS 18
19EXERCÍCIOS
[1] Projetar um retificador monofásico não controlado de onda completa em ponte, onde a fonte de alimentação
principal apresenta tensão eficaz de 440VCA e a saída do secundário do transformador é de 220VCA, esse
retificador ira alimentador uma carga onde a parcela resistiva é de 25Ω e a parcela indutiva é de 480mH.
Determinar.
a. A tensão média sobre a carga;
b. A corrente média sobre a carga;
c. A potência média sobre a carga;
d. A corrente eficaz nos enrrolamentos do transformador;
e. A potência necessária para o transformador operar em condição normal;
f. Comparar a potência necessário caso fosse um retificador de onda competa com ponto médio.
20BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
[1] ARRABAÇA, DEVAIR APARECIDO. Eletrônica de Potência - Conversores de Energia CA/CC - Teoria, Prática
e Simulação Editora: Erica, 2011.
[2] MARTINHO, Edson. Distúrbios da Energia Elétrica. Editora: Erica, 2009.
[3] BARBI, Ivo. Projeto de Fontes chaveadas. Editora UFSC, série didática, 2º ed, Edição do Autor, Florianópolis,
2012.
[4] BARBI, Ivo. Conversores CC-CC Básicos Não-Isolados. Editora UFSC, série didática, 4º ed, Edição do Autor,
Florianópolis 2013.
[5] MARTINS. Denizar Cruz. Introdução ao Estudo dos Conversores CC-CA. Edição do Autor, Florianópolis 2013.
[6] POMILIO, José Antenor. Eletrônica de Potência. UNICAMP, Campinas 2002.
[7] BARBI, Ivo. Eletrônica de Potência. Editora UFSC, série didática, 7º ed, Edição do Autor, Florianópolis 2012.
EDERSON ZANCHET
Mestrando em Engenharia Elétrica e Informática Industrial - UTFPR
Engenheiro de Controle e Automação - FAG
Departamento de Engenharia – FAG
Docente disciplina de Eletrônica Industrial e de Potência
ederson.zt@gmail.com
ederson.zt@outlook.com