Buscar

01.3 conversores cc ca (inversores) (1)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 67 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 67 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 67 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

1/67
PARTE 5:PARTE 5:
CONVERSORES CONVERSORES CCCC--CACA
2/67
SÉRIE DE FOURIER
Teorema de Fourier: qualquer função periódica f(t) pode ser descrita 
por um termo constante mais uma série infinita de termos em senos e 
em co-senos.
         
       
0 1 0 1 0 2 0 2 0
3 0 3 0 0 3 0
cos sen cos 2 sen 2
+ cos 3 sen 3 cos sen n
f t A A t B t A t B t
A t B t A n t B n t
   
   
    
   
     0
0
cos senn n o
n
f t A n t B n t 

   
     0 0 0cos sen cosn n n nA n t B n t C n t       
2 2
n n nC A B onde:
Cn – amplitude da n-ésima harmônica;
n – ângulo de fase da n-ésima harmônica.
n arctg n
n
A
B
 
3/67
SÉRIE DE FOURIER
Os coeficientes da série são dados por:
   


0
00 )(cos
n
nn CtnCtf 
   
     
     
2
0
0
2
0
2
0
1
2
1 cos
1 sen
n
n
A f t d t
A f t n t d t
B f t n t d t




 
 






A análise de Fourier consiste na:
- determinação dos coeficientes A0 , A1 ,, An e B1 , B2 ,, Bn ;
- escolha de quantos termos serão considerados na série infinita, de 
modo que a soma parcial represente a função com o menor erro 
possível.
4/67
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE UMA ONDA QUADRADA
- Uma série infinita de harmônicas ímpares com amplitudes específicas 
resulta em uma onda quadrada.
     sen sen 3 sen 5( ) 51
1 3 5
t t t
v t
        
5/67
DEFINIÇÃO DE POTÊNCIA ATIVA E POTÊNCIA REATIVA EM
CONDIÇÕES SENOIDAIS
   
   
2 sen
2 sen
a
a
v t V t
i t I t

 
  
   
         
         
2 sen sen
cos . 1 cos 2 sen sen 2
a ap t v t i t V I t t
p t V I t V I t
  
   
       
         
A potência instantânea será dada por:
Considerando que:
Define-se, então:
 
 
     
cos Potência ativa
sen Potência reativa
1 cos 2 sen 2
P V I
Q V I
p t P t Q t


 
   
   
      
6/67
 E quando houver harmônicas na rede elétrica?
Fator de potência cosP
S
 
*Potência complexa (aparente): S V I P jQ    
 
 
2
0
2
0
1
1
T
T
V v t dt
T
I i t dt
T




P
Imaginário
Real
S jQ

DEFINIÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA EM CONDIÇÕES SENOIDAIS
7/67
DEFINIÇÃO DE POTÊNCIA ATIVA E POTÊNCIA REATIVA EM
CONDIÇÕES NÃO SENOIDAIS
     
     
1
2
1 1
2
2 sen 2 sen
2 sen 2 sen
a m
m
a n n
n
v t V t V m t
i t I t I n t
 
   




     
       


         
    
    
    
1 1 1 1 1 1
1
2
1 1 1
2
2 2
cos 1 cos 2 sen sen 2
cos 1 cos 1
cos 1 cos 1
cos cos
n n n
n
m
m
m n n n
n m
p t V I t V I t
V I n t n t
V I m t m t
V I m n t m n t
   
   
   
   




 
 
           
            
            
           



- Considerando a presença de harmônicas tanto na tensão quanto na 
corrente, tem-se:
- A potência instantânea será dada por:
8/67
DEFINIÇÃO DE POTÊNCIA ATIVA E POTÊNCIA REATIVA EM
CONDIÇÕES NÃO SENOIDAIS
- Generalizando, tem-se:
     
 
 
1
1
1 cos 2 sen 2
cos
sen
potência distorcida
k k k
k
k k k
k
p t P t Q t D
P V I
Q V I
D
 






       






onde: 

 
Tem-se, portanto, que apenas as componentes de mesma freqüência de 
tensão e corrente produzem potência útil. 
9/67
DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS RELACIONADOS A HARMÔNICAS
- Definições importantes:
maxFator de crista
rms
I
I

10/67
DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS RELACIONADOS A HARMÔNICAS
- Definições importantes:
 
 
2 2
10
2 2
10
2
2
2
1
2
2
2
1
1
1
100 distorção harmônica total da tensão
100 distorção harmônica total da corrente
T
rms m
m
T
rms n
n
m
m
V
n
n
I
V v t dt V
T
I i t dt I
T
V
THD
V
I
THD
I








 
 
  
  




11/67
DEFINIÇÃO DE PARÂMETROS RELACIONADOS A HARMÔNICAS
- Considerando que a tensão é puramente senoidal, tem-se:
   
 
 
   
1
1 1 1
1
1
11
1 2
2 sen
cos potência ativa útil
potência aparente
cos fator de potência de deslocamento
cos
cos
1 ( )
onde
 fator de potência real
a
I
v t V t
P V I
S V I
IPfp
S I THD
fp




  
   
  

   

P
Q
DS
Tetraedro de Potências
12/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR MONOFÁSICO EM MEIA PONTE
ALIMENTANDO CARGA R 
13/67
CONVERSORES CC-CA
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
Valor eficaz da componente fundamental:
INVERSOR MONOFÁSICO EM MEIA PONTE
ALIMENTANDO CARGA R 
14/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR MONOFÁSICO EM MEIA PONTE
ALIMENTANDO CARGA RL
15/67
CONVERSORES CC-CA
1ª Etapa 2ª Etapa
3ª Etapa 4ª Etapa
INVERSOR MONOFÁSICO EM MEIA PONTE
ALIMENTANDO CARGA RL
16/67
CONVERSORES CC-CA
Série de Fourier da corrente de saída:
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
Potência útil de saída:
INVERSOR MONOFÁSICO EM MEIA PONTE
ALIMENTANDO CARGA RL
17/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR MONOFÁSICO EM PONTE 
COMPLETA ALIMENTANDO CARGA R 
1ª Etapa 2ª Etapa
18/67
CONVERSORES CC-CA
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
Valor eficaz da componente fundamental:
INVERSOR MONOFÁSICO EM PONTE 
COMPLETA ALIMENTANDO CARGA R 
19/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR MONOFÁSICO EM PONTE 
COMPLETA ALIMENTANDO CARGA RL
20/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR MONOFÁSICO EM PONTE 
COMPLETA ALIMENTANDO CARGA RL
1ª Etapa 2ª Etapa
3ª Etapa 4ª Etapa
21/67
CONVERSORES CC-CA
Série de Fourier da corrente de saída:
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
INVERSOR MONOFÁSICO EM PONTE 
COMPLETA ALIMENTANDO CARGA RL
22/67
INVERSOR TRIFÁSICOCONVERSORES CC-CA
- Três inversores monofásicos (meia ponte ou ponte completa) são 
conectados em paralelo;
- Os sinais de comando dos interruptores devem ser defasados em 120.
23/67
CONVERSORES CC-CA
- Cada interruptor conduz por 180, sendo que sempre três interruptores 
conduzirão em qualquer intervalo de tempo;
- Existem seis modos de operação em um ciclo completo da tensão de saída, 
sendo que cada um dos mesmos dura 60;
- A carga pode ser conectada em estrela ou triângulo.
INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA R
24/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA R
25/67
CONVERSORES CC-CA
1ª Etapa
INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA R
26/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA R
27/67
CONVERSORES CC-CA
- Constata-se que as tensões de linha são nulas para harmônicas triplas 
ímpares (múltiplas de três – n=3, 9, 15, ).
Tensão eficaz total de linha:
Tensão eficaz de linha da componente de ordem n:
Tensão eficaz de total de fase:
INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA R
28/67
CONVERSORES CC-CA
- Para o caso de uma carga do tipo RL:
INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 180
 
E CARGA RL
29/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR TRIFÁSICOCOM CONDUÇÃO
POR 120
 
E CARGA R
- Cada interruptor conduz por 120, sendo que sempre dois interruptores 
conduzirão em qualquer intervalo de tempo;
- Existem seis modos de operação em um ciclo completo da tensão de saída, 
sendo que cada um dos mesmos dura 60;
- A carga pode ser conectada em estrela ou triângulo.
30/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 120
 
E CARGA R
Modo 1 [0, /3]:
Modo 2 [/3, 2/3]:
Modo 3 [2/3, ]:
31/67
CONVERSORES CC-CA INVERSOR TRIFÁSICO COM CONDUÇÃO
POR 120
 
E CARGA R
32/67
CONVERSORES CC-CA CONTROLE DE TENSÃO DE INVERSORES
MONOFÁSICOSMotivações para o Controle da Tensão CA de Saída
- Compensar variações da tensão de entrada;
- Garantir a regulação da tensão de saída;
- Manter a relação tensão/freqüência constante.
Técnicas Convencionais de Modulação:
- Modulação por largura de pulso único (PWM – Pulse Width Modulation);
- Modulação por largura de pulsos múltiplos (UPWM – Uniform Pulse Width 
Modulation);
- Modulação por largura de pulsos senoidal (SPWM – Sinusoidal Pulse Width 
Modulation);
- Modulação por largura de pulsos senoidal modificada (MSPWM – Modified 
Sinusoidal Pulse Width Modulation);
- Controle por deslocamento de fase (Phase Shift).
33/67
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSO ÚNICO 
- Há um único pulso por semiciclo, sendo que sua largura é variada de modo a 
controlar a tensão de saída do inversor;
- Os sinais de comando dos interruptores são gerados a partir da comparação 
de um sinal de referência retangular de amplitude Ar com uma onda portadora 
triangular de amplitude Ac ;
- A freqüência do sinal retangular determina a freqüência fundamental da 
tensão de saída;
- A freqüência do sinal triangular determina a freqüência de comutação dos 
interruptores.
- Define-se o índice de modulação M como sendo:
r
c
AM
A

34/67
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSO ÚNICO 
- Variando-se a amplitude Ar de 0 até Ac , a largura de pulso 
 
varia de 0 a 
180.
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
35/67
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS MÚLTIPLOS
- Para reduzir o conteúdo harmônico da tensão de saída, diversos pulsos 
podem ser empregados para o disparo dos interruptores;
- Neste caso, a freqüência do sinal retangular de referência determina a 
freqüência fundamental da tensão de saída fo e a freqüência da onda triangular 
portadora determina o número de pulsos por semiciclo p;
- O índice de modulação controla o valor da tensão de saída. Variando-se M 
de 0 a 1, a largura de cada pulso varia de 0 a /p e a tensão de saída varia de 0 
a Vi .
r
c
AM
A

02
cfp
f

36/67
Tensão eficaz de saída:
Série de Fourier da tensão de saída:
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS MÚLTIPLOS
37/67
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
- É uma técnica de modulação, onde um sinal modulador (senóide) e 
um portador (triangular) são comparados;
- O resultado da comparação gera os sinais de comando para os 
interruptores;
- A senóide encontra-se na freqüência desejada na saída (60 Hz, 
geralmente).
- A freqüência da triangular é igual à freqüência de comutação 
(normalmente acima de 20 kHz);
- A amplitude da componente fundamental da tensão de saída é igual 
ao produto entre o índice de modulação e a tensão de entrada CC.
 senóide 1
triangular
0 1
Se 1 sobremodulação
r
io pico
c
AAM V M V M
A A
M
       
 
38/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Dois Níveis:
- É a técnica mais simples e fácil de implementar;
- É necessário implementar um circuito para geração de “tempo 
morto”, com a finalidade de evitar curto-circuito entre braços do 
inversor.
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
39/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Dois Níveis:
- A primeira componente harmônica aparece em torno da freqüência 
de comutação (ou seja, a freqüência da portadora triangular);
- Quanto maior a freqüência de comutação, menor será o filtro LC de 
saída, mas as perdas por comutação dos interruptores aumentarão;
- Esta técnica também é conhecida por modulação bipolar.
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
40/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Três Níveis:
- A implementação desta técnica é mais complexa do que a anterior;
- Ainda há a necessidade de geração de tempo morto;
- A uma freqüência de comutação igual a “fs ”, o filtro de saída enxerga 
sinais com freqüência igual a “2fs ”. Logo, o filtro de saída requerido é 
menor;
- Há a necessidade de geração de duas senóides defasadas de 180º entre 
si;
- A triangular gerada é única para as duas senóides;
- Cada senóide gera sinais complementares para cada braço.
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
41/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Três Níveis:
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
42/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Três Níveis:
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
43/67
CONVERSORES CC-CA
Modulação PWM Senoidal a Três Níveis:
- Como pode ser notado, para uma mesma freqüência de comutação, o 
número de pulsos aparece dobrado.
- A conseqüência direta é a possibilidade de construção de filtros 
menores sem o aumento das perdas de comutação nos semicondutores;
- Esta técnica também é conhecida por modulação unipolar.
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL
44/67
CONVERSORES CC-CA
- Na modulação SPWM, as larguras dos pulsos que são mais próximos 
do valor máximo de uma senóide não mudam significativamente com a 
variação do índice de modulação. Isso se deve à característica de uma 
onda senoidal;
- A técnica SPWM pode ser modificada tal que a onda portadora seja 
aplicada durante o primeiro e o último intervalos de 60
 
por semiciclo 
(por exemplo, de 0
 
a 60
 
e 120
 
a 180;
- Esse tipo de modulação é conhecido por como MSPWM (Modulação 
por Largura de Pulsos Senoidal Modificada); 
A componente fundamental é aumentada e suas características 
harmônicas são melhoradas. Reduz-se o número de pulsos por 
semiciclo e as características harmônicas são melhores;
- Reduz-se o número de comutações dos dispositivos de potência e 
também as perdas por comutação.
MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL MODIFICADA
45/67
CONVERSORES CC-CA MODULAÇÃO POR LARGURA DE 
PULSOS SENOIDAL MODIFICADA
46/67
CONVERSORES CC-CA
- O controle de tensão ser obtido usando inversores múltiplos e 
somando as tensões de saída dos inversores individuais;
- Por exemplo, um inversor monofásico em meia ponte pode ser 
entendido como a adição de dois inversores monofásicos em ponte 
completa;
- Um defasamento de 180
 
entre os inversores meia ponte produz uma 
tensão de saída idêntica à do inversor ponte completa.
CONTROLE POR DESLOCAMENTO DE FASE
47/67
CONVERSORES CC-CA
- Um ângulo de atraso  entre os inversores meia ponte produz uma 
tensão de saída como se segue.
CONTROLE POR DESLOCAMENTO DE FASE

 
A tensão de saída pode ser variada pela alteração do ângulo de 
atraso.
48/67
CONVERSORES CC-CA
- Um inversor trifásico pode ser considerado como três inversores 
monofásicos e a saída de cada inversor monofásico é defasada em 120
 entre si;
- As técnicas de controle de tensão discutidas anteriormente são 
plenamente aplicáveis em inversores trifásicos;
- Um inversor trifásico possui três braços inversores em meia ponte, 
que devem operar de forma complementar;
- Naturalmente, é utilizado em aplicações de maior potência, quando 
comparado com as estruturas monofásicas.
CONTROLE DE TENSÃODE
INVERSORES TRIFÁSICOS
49/67
CONVERSORES CC-CA CONTROLE DE TENSÃO DE
INVERSORES TRIFÁSICOS
Para um determinado valor de tensão 
de linha desejada, a tensão do 
barramento em função do índice de 
modulação é obtida por:
50/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
- A modulação SPWM, que é mais comumente utilizada, apresenta 
empecilhos (por exemplo, tensão fundamental de saída baixa). 
- Outras técnicas que oferecem performances melhoradas são: 
modulação trapezoidal; modulação escada; modulação por injeção de 
harmônicas; modulação delta.
- Modulação Trapezoidal: os sinais de comando são gerados por 
comparação de uma onda portadora triangular com uma onda 
moduladora trapezoidal. A onda trapezoidal pode ser obtida a partir de 
uma onda triangular pela limitação de sua amplitude em ±Ar , que está 
relacionado ao valor máximo Ar(máx) por:
onde  é o fator triangular, porque a forma de onda se torna uma onda 
triangular quando este é unitário.
51/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
- O índice de modulação M é:
- O ângulo da porção plana da onda trapezoidal é dado por:
- Esse tipo de modulação aumenta a máxima tensão fundamental de 
saída até 1,05Vi , mas existem harmônicas de baixa ordem.
52/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação Escada:
- O sinal modulador é uma onda escada, a qual não é uma amostra 
aproximada de uma onda senoidal;
- Os níveis dos patamares são calculados para eliminar harmônicas 
específicos. 
- A razão das freqüências de modulação e o número de degraus são 
escolhidos para obter a qualidade desejada da tensão de saída;
- Trata-se de um PWM otimizado, não sendo recomendado para menos 
que 15 pulsos em um ciclo;
- Esse tipo de controle fornece alta qualidade da tensão de saída com 
um valor fundamental de até 0,94Vi .
53/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação Escada:
Modulação Degrau:
- O sinal modulante é uma onda degrau, que não é uma amostra 
aproximada da senóide;
- É dividida em intervalos específicos, por exemplo 20°, e cada 
intervalo é controlado individualmente para controlar a amplitude da 
componente fundamental e para eliminar harmônicas específicas;
54/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação Degrau:
- Esse tipo de controle fornece não apenas baixa distorção, mas 
também uma amplitude fundamental mais alta se comparada àquela do 
controle PWM normal.
55/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação por Injeção de Harmônicas:
- O sinal modulador é gerado pela inserção de harmônicas selecionadas 
para a onda senoidal. Isso resulta em uma forma de onda de topo plano 
e reduz a sobremodulação;
- Assim, tem-se uma componente fundamental de valor mais alto e 
baixa distorção da tensão de saída;
- O sinal modulante é normalmente composto de:
- Deve-se ressaltar que a presença das harmônicas de terceira ordem 
não afetará a qualidade da tensão de saída, porque a saída de um 
inversor trifásico não contém harmônicas ímpares triplas;
56/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação por Injeção de Harmônicas:
- O sinal modulador pode ser gerado a partir de 2/3 segmentos de uma 
senóide. Isso é equivalente a injetar harmônicas de terceira ordem em 
uma onda senoidal;
57/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação por Injeção de Harmônicas:
- A tensão de linha é PWM senoidal, e a amplitude da componente 
fundamental é, aproximadamente, 15% maior que aquela de um PWM 
senoidal normal. Como cada ramo permanece desligado por um terço 
do período, as perdas nos dispositivos de comutação é reduzido.
58/67
CONVERSORES CC-CA TÉCNICAS AVANÇADAS DE MODULAÇÃO
Modulação Delta:
- Uma onda triangular oscila dentro de uma janela definida V, acima e 
abaixo da senóide de referência vr . Também é conhecida como 
modulação porhisterese;
- A função de chaveamento do inversor, que é idêntica à tensão de 
saída Vo , é gerada a partir dos vértices de onda triangular vc ;
- A tensão fundamental de saída pode ser de até 1Vi , sendo dependente 
da amplitude Ar e da freqüência fr da tensão de referência.
59/67
CONVERSORES CC-CA REDUÇÃO DE HARMÔNICAS
- Uma dada componente harmônica pode ser eliminada em um 
inversor de onda quadrada através da escolha adequada do ângulo de 
deslocamento ;
- Para eliminar a 3ª harmônica, deve-se ter =360/3=120;
- Um par de harmônicas indesejáveis na saída de inversores 
monofásicos pode ser eliminado pela introdução de um par de recortes 
bipolares de tensão simetricamente colocados.
60/67
CONVERSORES CC-CA REDUÇÃO DE HARMÔNICAS
- Para um número genérico de recortes m por quarto de onda, tem-se:
- A 3ª e a 5ª harmônicas serão eliminadas se B3 =B5 =0:
- Estas equações podem ser resolvidas iterativamente, supondo 
inicialmente 1 =0. Assim, obtém-se 1 =23,62
 
e 2 =33,3.
61/67
CONVERSORES CC-CA REDUÇÃO DE HARMÔNICAS
- Com recortes unipolares da tensão, tem-se:
- A 3ª e a 5ª harmônicas serão eliminadas se B3 =B5 =0:
- Estas equações podem ser resolvidas iterativamente, supondo 
inicialmente 1 =0. Assim, obtém-se 1 =17,83
 
e 2 =37,97.
62/67
CONVERSORES CC-CA REDUÇÃO DE HARMÔNICAS
- Assim, um deslocamento de /3 e uma combinação de tensões por 
conexão de transformadores eliminariam harmônicas ímpares múltiplas 
de três.
63/67
CONVERSORES CC-CA PROJETO DO FILTRO DE SAÍDA
- As harmônicas a serem filtradas estão na alta freqüência (“fs ” para 
dois níveis e “2fs ” para três níveis).
- Só existem as harmônicas de ordem ímpar;
- Existem diversas estruturas de filtros: LC, LCC, LCLC (cascata) e 
outros;
- A estrutura de filtro mais utilizada inversores senoidais para 
aplicações gerais é do tipo LC.
64/67
CONVERSORES CC-CA
- Simples, barato e fácil de projetar.
- Estrutura sem capacitor série.
- Característica saída-entrada do filtro:
PROJETO DO FILTRO DE SAÍDA
- Forma alternativa da característica saída-entrada:
- Freqüência natural do filtro:
- Fator de amortecimento do filtro:
65/67
CONVERSORES CC-CA
Filtros de Saída:
- As curvas de margem de ganho são plotadas para fatores de 
amortecimento 0,1, 0,3, 0,707, 1 e 2.
PROJETO DO FILTRO DE SAÍDA
66/67
CONVERSORES CC-CA
Filtros de Saída:
- As curvas de margem de fase são plotadas para fatores de 
amortecimento 0,1, 0,3, 0,707, 1 e 2.
PROJETO DO FILTRO DE SAÍDA
67/67
CONVERSORES CC-CA
Projeto dos Elementos do Filtro de Saída:
- O valor do amortecimento deve estar entre 0,707 e a unidade;
- A freqüência de corte (natural) do filtro deve estar a uma década 
abaixo da freqüência dos pulsos de entrada (“fs ” para dois níveis e “2fs ” 
para três níveis);
- A freqüência de corte deve ser, pelo menos, trinta vezes superior à 
freqüência da senóide na carga;
- Calcula-se o valor da capacitância do filtro;
- Então, calcula-se o valor da indutância do filtro.
PROJETO DO FILTRO DE SAÍDA
	Slide Number 1
	Slide Number 2
	Slide Number 3
	Slide Number 4
	Slide Number 5
	Slide Number 6
	Slide Number 7
	Slide Number 8
	Slide Number 9
	Slide Number 10
	Slide Number 11
	Slide Number 12
	Slide Number 13
	Slide Number 14
	Slide Number 15
	Slide Number 16
	Slide Number 17
	Slide Number 18
	Slide Number 19
	Slide Number 20
	Slide Number 21
	Slide Number 22
	Slide Number 23
	Slide Number 24
	Slide Number 25
	Slide Number 26
	Slide Number 27
	Slide Number 28
	Slide Number 29
	Slide Number 30
	Slide Number 31
	Slide Number 32
	Slide Number 33
	Slide Number 34
	Slide Number 35
	Slide Number 36
	Slide Number 37
	Slide Number 38
	Slide Number 39
	Slide Number 40
	Slide Number 41
	Slide Number42
	Slide Number 43
	Slide Number 44
	Slide Number 45
	Slide Number 46
	Slide Number 47
	Slide Number 48
	Slide Number 49
	Slide Number 50
	Slide Number 51
	Slide Number 52
	Slide Number 53
	Slide Number 54
	Slide Number 55
	Slide Number 56
	Slide Number 57
	Slide Number 58
	Slide Number 59
	Slide Number 60
	Slide Number 61
	Slide Number 62
	Slide Number 63
	Slide Number 64
	Slide Number 65
	Slide Number 66
	Slide Number 67

Continue navegando