REO-06 - Guia de Simulaçao

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GAT 107- Eletrôncia Industrial 
Universidade Federal De Lavras 
 
REO-06: Guia de Simulação – Controladores de tensão CA 
Período de Estudo: 22/07 a 29/07 
 
Prof. Sílvia Costa Ferreira, Departamento de Automática, Universidade Federal de Lavras (UFLA) 
1. O que vamos simular? 
O conversor estudado esta semana é o controlador 
de tensão CA, ou conversores CA-CA. Seu objetivo 
é diminuir a tensão CA da fonte ao entregá-la para a 
carga, controlando assim sua potência. Essa semana 
iremos simular um controlador monofásico 
acionando uma carga R. 
2. Controlador de Tensão CA 
Utilizando o programa PSIM® simule um 
controlador de potência CA que possui o circuito 
abaixo: 
 
Componentes novos: 
 
 
 
Configure as fontes de alimentação ligadas no 
controlador de ângulo de disparo para ter tensão 
DC=1V. 
3.2. Atividade Proposta 
 
Resolva o exercício 1 proposto no material 
complementar. Utilize os dados do exercício para 
configurar o controlador de potência CA da 
simulação que está sendo realizada no PSIM. 
 
3.2. Apresentação e Discussão dos Resultados 
Apresente as formas de onda e discuta os principais 
resultados: 
1. Apresente as formas de onda do circuito de 
disparo G1 e G2, junto com a tensão de 
alimentação. Explique como a lógica 
apresentada para simulação funciona. Se 
preciso adicione mais sinais da lógica de 
controle. 
2. Apresente as formas de onda de tensão e 
corrente na carga. Compare os resultados 
teóricos e simulados. 
3. Apresente as formas de onda de tensão V_ak 
e corrente em um dos tiristores. Explique os 
intervalos de condução e bloqueio. 
4. Tomando como base as formas de onda 
anteriores, especifique um componente que 
atenda a aplicação. Justifique nas formas de 
onda como feita a especificação do 
componente. 
Identificação do aluno 
Nome: Leonardo Monteiro 
Matrícula: 201611244 
 
 
 
 
 
 
GAT 107- Eletrôncia Industrial 
Universidade Federal De Lavras 
 
1) Resposta 
 
Para que haja condução de corrente elétrica no 
tiristor e necessário que a tensão (Vak) seja maior 
que 0 e que uma corrente “Ig” seja aplicada no 
gatilho do mesmo, essa corrente e gerada por um 
circuito de controle e deve ser mantida por um 
período de tempo até que a corrente que sai do 
anodo e vai para o catodo desse tiristor seja igual a 
“Il” (corrente de travamento). Com a corrente do 
tiristor igual a corrente “Il” podemos retirar a 
corrente “Ig” pois o tiristor continuará conduzindo 
enquanto a sua corrente de condução seja maior ou 
igual a corrente “Ih” (corrente de manutenção) que 
é a corrente mínima necessária para o tiristor manter 
a condução elétrica. 
Visto isso, podemos dizer que o bloqueio do tiristor 
não se dá quando a corrente de condução passar por 
zero, e sim, quando ela passa por uma corrente “Ih”. 
 
Na prática realizada, podemos observar nas formas 
de onda a baixo que o tiristor utilizado segue um 
modelo ideal onde o bloqueio ocorre quando a 
corrente que passa pelo tiristor e zero. 
 
O controle desse sistema e realizado utilizando o 
Alpha Controller do PSIM. Esse componente possui 
3 entradas uma para o sincronismo, a outra a para a 
passagem do ângulo de disparo e a última e onde 
habilitamos o comando dos tiristores. 
Além dessas entradas o dispositivo conta com uma 
saída, no qual será conectada ao gate do tiristor. E 
importante lembrarmos que o sinal de entrada da 
porta de sincronismos e um sinal quadrado que varia 
de 0 a 1 volts com frequência igual a tensão de 
alimentação dos tiristores (Vs). 
A tática que utilizamos para gerar esse sinal 
quadrado e muito simples, utilizamos um sensor de 
tensão para medir a tensão de alimentação dos 
tiristores, o sinal gerado por esse sensor e enviado 
para um comparador onde terá uma saída igual a 1 
quando atenção enviada pelo sensor for maior que 0 
e um saída igual a 0 quando o sinal enviado pelo 
sensor for menor que 0. 
É importante ressaltar que foram utilizados 2 Alpha 
Controller um para o semiculo positivo e outro para 
o semicilclo negativo da tensão de alimentação 
(Vs), onde um pulso quadrado será envaido para o 
tiristor 1 quando estiver no semicilo positivo e um 
pulso quadrado será envaido para o tiristor 2 quando 
estiver no semicilo negativo. 
 
 
 
 
2) Resposta 
 
 
Valores Teóricos Valores Prático 
Vo = 184,1 v Vo = 176,1 v 
Io = 4,18 A Io = 4,00 A 
P = 769,53 w P = 705,25 w 
 
 
 
 
 
GAT 107- Eletrôncia Industrial 
Universidade Federal De Lavras 
 
 
 
 
 
 
 
3) Resposta 
 
Como já foi visto, para que um tiristor entrar em 
condição de condução ele precisa cumprir com 2 
requisitos, o primeiro o (Vak) tem que ser maior que 
zero e segundo ele precisa ter um pulso de corrente 
no seu gate. 
OBS: essas duas condições devem ser satisfeitas ao 
mesmo tempo. 
 
 Vamos olhar nas formas de onda a baixo, podemos 
observar que o tirirstor 1 esta satisfazendo apenas a 
primeira condição durante um curto período de 
tempo, pois a tensão (Vak) e maior que zero, porém 
não foi aplicada uma corretente no gate desse 
tiristor, sendo assim ele está bloqueando. Após um 
período de tempo, o tiristor ainda se encontra com 
(Vak) maior que zero e um pulso de corrente e 
mandado ao seu gate cumprindo com as duas 
condições e o deixando no estado de condução. É 
importante ressaltar que essa análise foi realizada no 
semicilo positivo da tensão (Vs), pois durante todo 
o intervalo de tempo do semicilo negativo o tiristor 
1 estará em condição de bloqueio devido a tensão 
(Vak) ser menor que zero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Resposta 
 
Tendo em vista que a tensão de pico de (Vs) 
é igual a 311v e a corrente (Itiristor) é igual 2,8 
A, podemos aplicar um fator de segurança 
de no mínimo 20 % para especificarmos 
nossos tiristores, sendo assim, Vrrm = 
373,2v e Ifav = 3,36 A.