RETIFICADOR TRIFASICO CONTROLADO A TIRISTOR

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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
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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
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( ) ( )
( ) ( )°+=
°−=
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 
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Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência –– Retificador trifásico em ponte Retificador trifásico em ponte 
a tiristora tiristor
� Formas de onda para α = 0°: 
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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;
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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
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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=
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� 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)
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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
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� 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
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� 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°, 
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(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 =
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� 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
=
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� 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 =
+
=
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� 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
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°=+°=
=
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°
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°=
=
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 =°+°⋅⋅
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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
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(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