Relatório Atividade Prática Eletronica de Potencia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
DISCIPLINA ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: FRANCISCO RENATO HOLANDA DE ABREU 
RU: 1800879 
PROFESSOR: ELIANE SILVA CUSTÓDIO 
 
FORTALEZA - CE 
2020 
 
 
 
 
 
 
RESUMO .................................................................................................................................... i 
1 INTRODUCAO ................................................................................................................ 1 
2 METODOLOGIA ............................................................................................................. 3 
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................... 4 
4 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 8 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 9 
 
 
 
 
i 
 
RESUMO 
 
Tal trabalho fica como pré-requisito para o aprofundamento de sistemas de potência, os quais 
têm vasta utilização na eletrônica, principalmente a aplicação em circuitos elétricos de tiristo-
res, os quais serão responsáveis pelo chaveamento e condição de passagem da corrente elétri-
ca para alimentação de componentes inerentes, contidos nos próprios circuitos (indutores, 
capacitores, cargas resistivas, dentre outros). Outro fator importante a ser levado em conside-
ração é de que todas as simulações serão via software “MultiSim”, que para estudantes inici-
antes é vital para que se evite qualquer possibilidade de erro de montagem/calculo, culminan-
do desta forma em possíveis danos como a perca de componentes e/ou ferramentas de medi-
ção. 
 
 
Palavras-chave: Tiristores, MultiSim, Simulação de circuitos elétricos. 
 
 
 
 
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1 INTRODUCAO 
 
1.1 DELIMITAÇÃO DO TEMA 
A cerca do andamento dessa atividade, abordaremos a real necessidade de se ter um controle 
efetivo sob cargas que são implementadas nos circuitos propostos, cujo controle se dará atra-
vés de manipulação elétrica no gatilho (porta) do Tiristor, onde a aplicação deste tipo de com-
ponente em circuitos é muito eficiente, já que seus conceitos físicos têm grande preponderân-
cia no que tange as características apresentadas pelo componente (alta capacidade de suprir 
grandes correntes nos terminais Anodo e Catodo). Mesmo com os avanços tecnológicos ele 
ainda tem vasta utilização, seja em projetos já consolidados como em novos projetos de apare-
lhos para diversas aplicações. 
 
 
1.2 OBJETIVOS 
Seguir as recomendações contidas na AP enviada, as quais testam os conhecimentos vistos em 
aula a fim de aperfeiçoar a habilidade em utilizar, analisar e tirar conclusões quanto aos resul-
tados obtidos nas simulações. 
 
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
Avaliar as curvas características do Triac contido no circuito, e visualizar em qual momento a 
porta do Triac é acionada, se condiz com os valores calculados através de fórmulas apresenta-
das na disciplina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A aplicação dos estudos em semicondutores se compreende basicamente no controle de atua-
ção das junções PNPN existente na composição dos materiais contidos na fabricação dos tiris-
tores, ela se baseia na máxima química que diz que na dopagem entre elementos químicos 
onde se gera a sobra de elétrons da camada de valência, esse se torna um material tipo N, e na 
dopagem entre elementos químicos onde se gera a falta de elétrons, esse se torna um material 
tipo P; e a junção destes dois materiais denomina-se de junção PN, que é o elemento principal 
formador do Triac (Marcelo Wendling, 2011). O Triac é a união inversa de dois SCR’s, onde 
suas portas são ligadas em antiparalelo (figura 1), o que proporciona que em corrente alterna-
da ele conduza em ambos os sentidos o fluxo de elétrons, e desta forma, quando excitado o 
componente através de uma fonte de tensão, esses elétrons e lacunas ficam concentrados pró-
ximos a junção PN, quando a força de atração entre os mesmos é vencida há a sobreposição 
da junção e os elétrons procuram as lacunas para se alocarem, e isso ocasiona o fluxo de cor-
rente sob o componente. 
 
 
 
Figura 1. 
 
 
 
Especificamente os dois componentes semicondutores (Diac e Triac), pelo fato de serem cha-
veadores elétricos, tem suas funções distintas, o Diac (gatilho bidirecional) usualmente é utili-
zado para acionar o Triac, a partir de uma certa tensão de disparo (geralmente 30V) aplicada 
no anodo passa a conduzir a corrente saindo no catodo e chegando na porta do Triac, e esse 
por sua vez acionado, cede passagem da corrente elétrica do anodo ao catodo operando cha-
veadamente o componente final. O Diac não tem porta, apenas anodo e catodo, são utiliza- 
dos para essa função pela simetria da sua curva característica, que por sua vez, trás maior con-
fiabilidade no sinal à porta do Triac (Nova Eletrônica, 2017). 
 
 
 
 
 
 
 
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2 METODOLOGIA 
O primeiro exercício traz um circuito montado onde se tem vazão à corrente que passa por um 
resistor de 47 Ω limitador de corrente da porta do Triac, paralelo a esse Triac há um circuito 
Snubber composto por um capacitor e resistor, a fim de manter estáveis as saídas do Triac 
contra ações de transientes provindos da rede de alimentação 127VAC. 
 
A tarefa do exercício (a) é calcular os valores de R1 e R2 (variável), de modo que o aciona-
mento do Triac se dê a partir dos ângulos: 2º, 15º, 30º, 60º e 90º da senoide; a equação 1 abai-
xo foi utilizada para prever as resistências respectivamente: 
 
 
 
 
Rx = (Vrms∗√ 2∗sen (α) − 2) ÷ 0,050 
Equação 1. 
 
 
 
Após calcular, obtivemos os seguintes valores descritos na seguinte tabela: 
 
Tabela 1: 
Ângulo de disparo (α) Rx (Ω) R1 (Ω) R2 (Ω) 
2° 85,4 50 35,4 
15° 889,7 820 69,7 
30° 1756,05 1500 256,05 
60° 3070,85 2700 370,85 
90° 3552,1 3300 252,1 
 
 
 
Os valores de R1 foram declarados em função de disponibilidade comercial, e a diferença foi 
acrescida no R2, o qual pode ser ajustado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
No exercício (b) foi solicitado o desenho das curvas para cada ângulo de acionamento do Tri-
ac, foi utilizado o Excel como software para desenho das curvas, segue abaixo: 
 
Gráfico 1 (2°): 
 
 
Gráfico 2 (15°)
 
 
 
5 
 
Gráfico 3 (30°) 
 
 
Gráfico 4 (60°) 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
Gráfico 5 (90°) 
 
 
 
 
O Triac apresentou tais curvas ao montar a tabela Tensão x Grau, utilizou-se o tipo de linha 
Spline B com resolução de 20%, e aproximação em grau polinomial dois, foi a melhor apro-
ximação conseguida com o software. 
Notou-se que ocorreu um atraso em relação à senoide pura de referência da fonte com relação 
à curva do Triac, mostrando assim sua função de controle, já que foi determinado que o seu 
chaveamento deveria ter ocorrido justamente nos ângulos mencionados. 
 
 
 
No exercício (c), pede-se que através do software MultiSim seja verificado através de altera-
ção do potenciômetro inserido entre o nó que liga o capacitor e o Diac de acionamento do 
Triac regulador de acionamento da carga e o resistor R1. 
O capacitor tem a função de atrasar o acionamento do Diac, já que o tempo de carga do capa-
citor deve ser tal, até que a maior corrente de vazão sobre o Diac e chega até o nível de seu 
acionamento, esse tempo de carga do capacitor é que dará o atraso requerido. 
No gráfico 6 mostra a curva do Triac sendo acionado a 91° e 271°, o valor de resistência de 
R1 e R2 ficou em 19,5KΩ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
Gráfico 6: 
 
 
 
 
O gráfico 7 mostra a curva do Triac sendo acionado a 103° e 283°,e o valor de resistência 
ficou em 27,5KΩ. 
 
Gráfico 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
O gráfico 8 mostra a curva do Triac sendo acionado a 121° e 301°, e resistência de R1e R2 
ficou em 33K. 
 
 
 
 
 
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Gráfico 8 
 
 
 
 
Para o circuito em questão, o tempo de carga do capacitor influencia diretamente no aciona-
mento do Diac, o qual é o responsável por disparar a porta do Triac; a faixa de resistência que 
propiciou o tempo de disparo nas condições impostas ficou entre 19,5K Ω e 31KΩ, valores 
acima desta faixa de resistência no circuito dimmer fazem com que o tempo de carga do capa-
citor seja tal, que o atraso da fase gerado pelo mesmo não seja o suficiente para que se chegue 
à tensão de acionamento do Diac (~180Vac - Tiristor MKP3V240G). E em valores de resis-
tência abaixo da faixa alteram o tempo de carga do capacitor, e esse por sua vez incrementa 
uma antecipação da fase, ocasionando assim com que a tensão de disparo do Diac seja atingi-
da antes dos 90° à senoide de referência. 
 
 
4 CONCLUSÕES 
 
Ao final das análises pode-se concluir que a manipulação de circuitos controlados por Tiristo-
res têm uma importante função quando se deseja ter um controle efetivo de cargas resistivas, 
ao necessitar que o acionamento ocorra num determinado ângulo de fase, os dois componen-
tes (Diac e Triac) fazem a função de forma muito eficiente e precisa, com um circuito simples 
o resultado esperado pode ser alcançado. 
 
A simulação em ambiente virtual é outro fator muito importante que deve ser levado em con-
sideração, haja vista que sem o uso deste recurso ficaria mais complicado chegar aos resulta-
dos sem maiores custos para implementação dos circuitos ante a incerteza de seu funciona-
mento. Enfim, a tecnologia nos proporciona avançarmos mais nas pesquisas de circuitos e 
testes funcionais, que implica numa maior possibilidade de alavancar conhecimentos com 
menores custos e mais certezas. 
 
 
 
 
 
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5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
Internet 
 
WENDLING, M. Semicondutores, Conceitos Básicos. Disponível em: 
<https://www.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/ProfMarceloWendling/1---
semicondutores.pdf> Acesso em: 20 out. 2020. 
 
Periódicos disponíveis por meio eletrônico 
 
ELETRÔNICA, Nova. Diac, Disponível: <http://blog.novaeletronica.com.br/diac/> Acesso 
em: 20 out. 2020.