Atividade 1 - Eletrônica de Potência

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CLARETIANO – CENTRO UNIVERSITÁRIO
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
DISCIPLINA – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
CHRYSTIAN VILELA VALLETA – RA: 8067883
RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS, DE MEIA-ONDA E ONDA COMPLETA, MONOFÁSICOS E TRIFÁSICOS
CAMPINAS/2018
CHRYSTIAN VILELA VALLETA – RA: 8067883
				
CARACTERÍSTICAS DOS RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS, DE MEIA-ONDA E ONDA COMPLETA, MONOFÁSICOS E TRIFÁSICOS.
 
 
Atividade realizada para compreender e entender os Retificadores não controlados, de meia-onda e onda completa, Monofásicos e Trifásicos, com foco nas características dos mesmos, sob orientação do Professor / Tutor Paulo Barbosa de Mattos Júnior. 
 
CAMPINAS/2018
Sumário
1. ATIVIDADE	4
1.1 RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS	4
1.2 RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS MONOFÁSICOS DE MEIA-ONDA	4
1.3 RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA	7
1.4 RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS TRIFÁSICOS DE MEIA-ONDA	11
1.5 RETIFICADORES NÃO CONTROLADOS TRIFÁSICOS DE ONDA COMPLETA	12
1.6 RENDIMENTO DE RETIFICAÇÃO	15
2. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	16
1. ATIVIDADE
	Realize uma pesquisa sobre os retificadores não controlados de meia-onda e onda completa, monofásico e trifásico; com foco nas características (rendimento, ruído, etc.) e comparando-os entre si.
1.1 RETIFICADORES NÃO-CONTROLADOS
	Os retificadores não controlados, são aqueles que utilizam diodos como elementos de retificação. 
	Os diodos de potência diferem dos diodos de sinal por terem uma capacidade superior em termos de nível de tensão de bloqueio (podendo atingir até alguns kV, num único dispositivo), e poderem conduzir correntes de até alguns kA.
	Nas aplicações em que a tensão alternada é a da rede, tais diodos não precisam ter seu processo de desligamento muito rápido, uma vez que a frequência da rede é baixa (50 ou 60 Hz).
1.2 RETIFICADORES NÃO-CONTROLADOS MONOFÁSICOS DE MEIA-ONDA 
	Usualmente topologias em meia-onda, não são aplicadas. A principal razão é que, nesta conexão, a corrente média da entrada apresenta um nível médio diferente de zero. Tal nível contínuo pode levar elementos magnéticos presentes no sistema (indutores e transformadores) à saturação, o que é prejudicial ao sistema. Topologias em onda completa absorvem uma corrente média nula da rede, não afetando, assim, tais elementos magnéticos.
	A figura 1.1 mostra o circuito e as formas de onda com carga resistiva para um retificador
monofásico com topologia de meia-onda, também chamado de meia-ponte.
Figura 1.1 – Topologia e formas de onda (com carga resistiva) de Retificador monofásico não-controlados, de meia-onda
	
- Parâmetros do Retificador não-controlado monofásico de meia-onda
- Componentes Harmônicos no Retificador Meia-Onda
Um retificador de meia onda com carga resistiva produz harmônicos de corrente na fonte AC ou nos transformadores associados.
A tabela abaixo mostra valores típicos da intensidade destes harmônicos em relação à componente fundamental:
Retificador Monofásico Meia-onda com Carga Indutiva
· A tensão na carga é a mesma do caso resistivo para o semi-ciclo positivo. 
· Durante esse período a energia da fonte é armazenada sobre o indutor. 
· A energia armazenada no indutor mantém a corrente positiva mesmo com Vs < 0.
· Somente após a descarga do indutor (quando io = 0), o diodo fica reversamente polarizado.
1.3 RETIFICADORES NÃO-CONTROLADOS MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA
	A figura abaixo (fig. 1.2), mostra topologias de retificadores monofásicos não-controlados de onda completa. Neste caso não há possibilidade de controlar a tensão de saída devido à ausência de interruptores controláveis. Têm-se os três tipos básicos de carga: resistiva, capacitiva e indutiva. 
	Com carga resistiva (fig. 1.2.A) as formas de onda da tensão e da corrente na saída do retificador e na carga são as mesmas, como mostrado na figura 1.3. A corrente de entrada apresenta-se com a mesma forma e fase da tensão. 
Um retificador com carga capacitiva (fig. 1.2.B) faz com que a tensão de saída apresente-se alisada, elevando o seu valor médio em relação à carga resistiva. O capacitor carrega-se com a tensão de pico da entrada (desprezando a queda nos diodos). Quando a tensão de entrada se torna menor do que a tensão no capacitor os diodos ficam bloqueados e a corrente de saída é fornecida exclusivamente pelo capacitor, o qual vai se descarregando, até que, novamente, a tensão de entrada fique maior, recarregando o capacitor. A forma de onda da corrente de entrada é muito diferente de uma senóide, apresentando pulsos de corrente nos momentos em que o capacitor é recarregado, como mostrado na figura 1.4.
Para o retificador com carga indutiva (fig. 1.2.C), a carga se comporta como uma fonte de corrente. Dependendo do valor da indutância, a corrente de entrada pode apresentar-se quase como uma corrente quadrada, como mostrado na figura 1.5. Para valores reduzidos de indutância, a corrente tende a uma forma que depende do tipo de componente à sua jusante. Se for apenas uma resistência, tende a uma senóide. Se for um capacitor, tende à forma de pulso, mas apresentando uma taxa de variação (di/dt) reduzida.
	Figura 1.2 – Retificadores monofásicos não-controlados, de onda completa	
Figura 1.3 – Formas de onda para Retificador com carga resistiva
	Figura 1.4 – Formas de onda para Retificador monofásico não-controlado, onda completa, com carga capacitiva.
			
Figura 1.5 – Formas de onda do lado C.A. para retificador monofásico onda-completa, não controlado, alimentando carga indutiva.
- Parâmetros do Retificador não-controlado monofásico de onda completa 
- Comparação entre os Retificadores não-controlados monofásicos de meia-onda e onda completa
1.4 RETIFICADORES NÃO-CONTROLADOS TRIFÁSICOS DE MEIA-ONDA (3 PULSOS)
· Tensão de saída mais alta para uma mesma entrada;
· Menor ondulação;
· Ondulação de frequência mais alta (facilitando a filtragem). 
A característica desse circuito é apresentar um diodo por fase, motivo pelo qual exige a conexão do secundário do transformador com neutro acessível, para retorno de corrente que passa pela carga.
- Parâmetros do Retificador não-controlado trifásico de meia-onda (3 pulsos)
1.5 RETIFICADORES NÃO-CONTROLADOS TRIFÁSICOS DE ONDA COMPLETA (6 PULSOS)
Quando a potência da carga alimentada se eleva, via de regra são utilizados retificadores trifásicos, como mostra a figura 1.6, a fim de, distribuindo a corrente entre as 3 fases, evitar desequilíbrios que poderiam ocorrer caso a corrente fosse consumida de apenas 1 ou 2 fases.
Neste caso a corrente é fornecida, a cada intervalo de 60 graus, por apenas 2 das 3 fases. Poderão conduzir aquelas fases que tiverem, em módulo, as duas maiores tensões. Ou seja, a fase que for mais positiva, poderá levar o diodo a ela conectado, na semi-onda superior, à condução. Na semi-onda inferior poderá conduzir o diodo conectado às fase com tensão mais negativa. Pela fase com tensão intermediária não haverá corrente.
	A figura 1.7 mostra formas de onda típicas considerando que o lado C.C. é composto, dominantemente, por uma carga resistiva, indutiva ou capacitiva. No primeiro caso a corrente segue a mesma forma da tensão sobre a carga, ou seja, uma retificação de 6 pulsos. Quando um filtro indutivo é utilizado, tem-se um alisamento da corrente, de modo que a onda apresenta-se praticamente retangular. Já com um filtro capacitivo (mantendo ainda uma pequena indutância série), tem-se os picos de corrente. Com o aumento da indutância tem-se uma redução dos picos e, eventualmente, a corrente não chega a se anular.
Figura 1.6 – Retificador trifásico, onda-completa, não controlado.
Figura 1.7 – Formas de onda no lado C.A. para Retificador trifásico, onda-completa, não controlado, alimentando diferentes tipos de cargas.
· É um dos conversores AC-DC mais utilizados em aplicaçõesde alta potência;
· A carga é alimentada pela tensão fase-fase retificada em onda completa;
· Dois diodos em série estão sempre conduzindo (um ímpar e um par, Ex. D5 e D6 conduzem quando a tensão dominante for VBY);
· Cada diodo conduz por 1/3 do ciclo (120o).
- Parâmetros do Retificador não-controlado trifásico de onda completa (6 pulsos)
- Comparação entre os Retificadores não-controlados trifásicos de meia-onda (3 pulsos) e onda completa (6 pulsos)
- Comparando os Retificadores não-controlados, Monofásicos e Trifásicos, de meia-onda e onda completa.
Conclui-se que os retificadores trifásicos apresentam melhor desempenho em termos da estabilidade da tensão e da potência transmitida para a carga.
1.6 RENDIMENTO DE RETIFICAÇÃO
Rendimento é a relação entre a potência ativa de saída e a potência ativa na entrada do conversor. Ou seja, seu complemento representa as perdas do conversor. Uma vez que as perdas dependem da corrente, o valor é especificado à potência nominal. Em inglês usa-se o termo “efficiency”.
Quanto mais próximo de “1” for o rendimento, menor a ondulação (ripple) da tensão aplicada na carga do retificador. 
1.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ARRABAÇA, D. A.; GIMENEZ, S. P. Eletrônica de Potência – Conversores CA/CC – Teoria, Prática e Simulação. São Paulo: Érica, 2011. BARBI, I. Eletrônica de Potência. 5. ed. Florianópolis: Ed. do Autor, 2005.
SITES: 
www.dsce.fee.unicamp.br – Acesso em 12/09/2018
www.professorpetry.com.br/Ensino/Repositorio - Acesso em 14/09/2018
www.dee.eng.ufba.br/home/simas/04-EletPot-convAC-DC-naocontr - Acesso em 15/09/2018
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