APRESENTACAO AR1

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INSTITUTO ESB
PROJETOS E INSTALAÇÕES 
ELÉTRICAS INDUSTRIAIS
Turma: IEMAO1701
Manaus-AM
 Prof. Msc. Gilberto Tomaz Junior
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA NAS INSTALAÇÕES 
INDUSTRIAIS
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA NAS INSTALAÇÕES
INDUSTRIAIS
✓ Aplicações da Eletrônica de Potência;
✓ História da Eletrônica de Potência;
✓ Dispositivos Semicondutores de Potência;
✓ Características de Controle dos Dispositivos de Potência:
(DIODOS, SCR, GTO, BJT, MOSFET, TRIAC, IGBT);
✓ Tipos de Circuitos em Eletrônica de Potência:
(CONVERSORES CA-CC, CA-CA,CC-CC,CC-CA,CHAVES 
ESTÁTICAS);
✓ Projeto de Equipamentos de Eletrônica de Potência;
✓ Efeitos Periféricos;
✓ Módulos de Potência;
✓ Módulos Inteligentes - Smart Power;
✓ Periódicos e Resumos.
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
 A eletrônica de potência combina potência, eletrônica e controle.
❖ O controle trata das características dinâmicas e de regime
permanente dos sistemas de malha fechada.
❖ A potência cuida de equipamentos de potência rotativos e
estáticos para a geração, transmissão e distribuição de energia
elétrica.
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
❖ A eletrônica trata dos dispositivos e circuitos de estado sólido
para o processamento de sinais que permitam alcançar os
objetivos de controle desejados.
❖ A eletrônica de potência pode ser definida como a aplicação da
eletrônica de estado sólido para o controle e conversão da
energia elétrica. O inter-relacionamento da eletrônica de
potência com a energia, a eletrônica e o controle é mostrado na
figura:
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
Aplicações da Eletrônica de Potência
Acionamentos de Máquinas Elétricas;
Controladores Industriais;
Combina: Potência, Eletrônica e Controle;
Aplicação da Eletrônica de estado sólido para o controle e 
conversão de energia elétrica;
Baseia-se no chaveamento dos semicondutores de 
potência;
Aplicações da Eletrônica de Potência
Controle microprocessado de potência.
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
Aplicações da Eletrônica de Potência
Utiliza semicondutores de potência e micro-eletrônica;
Controle de sistemas de aquecimento;
Controle de luminosidade;
Controle de máquinas elétricas;
Fontes de alimentação;
Sistemas de propulsão de veículos;
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 
Aplicações da Eletrônica de Potência
Equipamentos de informática, fonte chaveada, no-break.
Utilizam dispositivos semicondutores chaveadores:
(Mosfets, IGBTs, TJBs, etc).
Aplicações da Eletrônica de Potência
Sistemas de corrente contínua em alta 
tensão (high voltage direct-current HVDC);
(próximo assunto ( história da E P)
História da Eletrônica de Potência
Introdução do retificador a arco de mercúrio, em 1900;
Retificador de tanque metálico;
Retificador em tubo a vácuo de grade controlada;
As válvulas Ignitron e Tiratron;
Foram utilizados seqüencialmente até: 1950;
História da Eletrônica de Potência
A primeira revolução começou em 1948 com a invenção do
transistor de silício, por Bardeen, Brattain e Schockley da
Bell Telephone Laboratories;
Em 1956 a Invenção do transistor disparável PNPN,
definido como tiristor ou retificador controlado de silício
( Silicon Controled Rectifier), pela Bell Tel. Labs.
História da Eletrônica de Potência
A segunda revolução começou em 1958 com o
desenvolvimento comercial do tiristor, pela General Electric
Company.
O desenvolvimento dos novos interruptores e da
microeletrônica nos possibilita trabalhar em elevadas
potências com rendimentos cada vez melhores.
História da Eletrônica de Potência
Nos próximos 30 anos a eletrônica de potência dará forma
e condicionará a eletricidade, em algum lugar na linha de
transmissão, entre sua geração e todos os seus usuários.
História da Eletrônica de Potência
O grande salto desta ciência ocorreu no final dos anos 80
e início dos 90. Existem hoje no mundo centenas de
pesquisadores trabalhando;
Aqui na PUCRS existem vários pesquisadores trabalhando
nesta promissora área o Laborató-rio de Eletrônica de
Potência da PUCRS o LEPUC congrega um grupo de
pesquisadores que trabalham nesta área;
História da Eletrônica de Potência
Eletrônica de Potência 
▪ A eletrônica de potência trata das aplicações de dispositivos
semicondutores de potência, como tiristores e transistores, na
conversão e no controle de energia elétrica em níveis altos de
potência aplicados à indústria.
• Essa conversão é normalmente de AC para DC ou vice-versa,
enquanto os parâmetros controlados são tensão, corrente e frequência.
▪ Portanto, a eletrônica de potência pode ser considerada uma
tecnologia interdisciplinar que envolve três campos básicos: a
potência, a eletrônica e o controle.
(próximo assunto CHAVES SEMICONDUTORAS)
Chaves semicondutoras de potência 
• As chaves semicondutoras de potência são os elementos
mais importantes em circuitos de eletrônica de potência.
▪ Os principais tipos de dispositivos semicondutores
usados como chaves em circuitos de eletrônica de
potência que serão estudados aqui são:
Chaves semicondutoras de potência
▪ Diodos;
▪ Retificadores controlados de silício (SCRs);
▪Transistores bipolares de junção (BJTs);
▪Triacs.
▪ Transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutor
(MOSFETs);
▪Transistores bipolares de porta isolada (IGBTs);
(próximo assunto BÁSICO dos CIRCUITOS)
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
▪ Os circuitos de eletrônica de potência (ou conversores, como são
usualmente chamados) podem ser divididos nas seguintes categorias:
1. Retificadores não controlados (AC para DC)
2. Retificadores controlados (AC para DC)
3. Choppers DC (DC para DC)
4. Inversores (DC para AC)
5. Conversores cíclicos (AC para AC)
6. Chaves estáticas (AC ou DC)
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
1. Retificadores não controlados (AC para DC) – converte uma tensão 
monofásica ou trifásica em uma tensão DC e são usados diodos como 
elementos de retificação. 
2. Retificadores controlados (AC para DC) – converte uma 
tensão monofásica ou trifásica em uma tensão variável e 
são usados SCRs como elementos de retificação. 
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=circuito+retificador+com+scr&source=images&cd=&cad=rja&docid=9UtHj8yJoT_ecM&tbnid=JtIcRKRrZ3D4jM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Ffundaoeletro.blogspot.com%2F2009%2F08%2Ftiristores-aula-2-ricardo-pelisson.html&ei=lsQaUaaTD4es9AT364CICA&bvm=bv.42261806,d.eWU&psig=AFQjCNG_QAuJfvqdMyJvj8gvymGDyykTzA&ust=1360795135143616
3. Choppers DC (DC para DC) – converte uma tensão DC 
fixa em tensões DC variáveis. 
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=chopper+DC+DC&source=images&cd=&cad=rja&docid=Q9BdAk4JjTTc7M&tbnid=BieB_UdqNPf1RM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.ece.uvic.ca%2F~elec499%2F2003a%2Fgroup14%2Fproduct.htm&ei=5sUaUZLGGIf88QT11IDoDA&bvm=bv.42261806,d.eWU&psig=AFQjCNFJ4xZj4Brm7_rBseD4h-gfcFnwAg&ust=1360795398349003
4. Inversores (DC para AC) – converte uma tensão DC fixa 
em uma tensão monofásica ou trifásica AC, fixa ou variável, 
e com frequências também fixas ou variáveis. 
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=inversores+DC%2F+AC&source=images&cd=&cad=rja&docid=xIBb4Fc5i0lCEM&tbnid=kJIuL-6pMQpgHM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fpoluidor.blogspot.com%2F2009%2F05%2Facionamento-de-maquinas-motores.html&ei=dMYaUc_8N4-q8AS-_4CADA&bvm=bv.42261806,d.eWU&psig=AFQjCNHPgdDm1Obc6UkkUgk9M5o3EUiJBw&ust=1360795573213645
5. Conversores cíclicos (AC para AC) – converte uma 
tensão e frequência AC fixa em uma tensão e frequência 
AC variável.
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
Tipos de circuitos de eletrônica de 
potência 
6. Chaves estáticas (AC ou DC) – o dispositivo de potência
(SCR ou triac) pode ser operado como uma chave AC ou
DC, substituindo, dessa maneira, as chaves mecânicas e
eletromagnéticas tradicionais.
Aplicações práticas dos tiristores:Limites de Funcionamento
Chaves estáticas
Aplicações da Eletrônica de Potência
▪ A transferência de potência elétrica de uma fonte para uma carga pode
ser controlada pela variação da tensão de alimentação (com o uso de
um transformador variável) ou pela inserção de um regulador (como
uma chave).
▪ Os dispositivos semicondutores utilizados como chaves têm a
vantagem do porte pequeno, do custo baixo, da eficiência e da
utilização para o controle automático da potência.
▪ Os dispositivos como diodo de potência, transistor de potência, SCR,
TRIAC, IGBT etc, são usados como elementos de chaveamento e
controle de fornecimento de energia de máquinas e motores elétricos.
(próximo assunto DIODO)
• O diodo está
diretamente polarizado
quando o potencial de
anodo é positivo em
relação ao catodo.
• Nesta condição o
diodo conduz. Se o
potencial de catodo
for positivo em
relação ao anodo, o
diodo bloqueia.
1. Diodos de potência
• Curva Característica
1. Diodos de potência
• Mesmo que a corrente
no diodo seja conduzida
até zero, ele continua
conduzindo devido à
necessidade de
recombinação dos
portadores minoritários.
O tempo requerido para
esta recombinação é
chamado tempo de
recuperação reversa. É
mais comum o tipo de
recuperação dita suave.
1. Diodos de potência
• Os diodos que necessitam
comutar rapidamente,
bloqueiam rapidamente,
de modo a estar apto a
conduzir novamente no
menor intervalo de tempo
possível. Entretanto, uma
recuperação abrupta
provoca oscilações que
podem gerar
instabilidades e até
mesmo falhas no
funcionamento.
1. Diodos de potência
1. Diodos de potência - Tipos:
• Os diodos standard 
possuem tempos 
de recuperação 
reversa 
relativamente altos. 
Geralmente em 
torno de 25µs e são 
utilizados em 
aplicações de baixa 
velocidade.
• Aplicação: 
retificadores e 
conversores com 
frequência de 
entrada até 1kHz.
1. Diodos Standard
• Os diodos de 
recuperação rápida 
possuem tempo de 
recuperação reversa 
baixo, geralmente 
menores que 5µs.
• Aplicação: 
Conversores cc-cc 
e cc-ca em que o 
tempo de 
recuperação é 
critico para o 
funcionamento do 
mesmo.
1. Diodos de Recuperação Rápida
1. Diodos de potência: características e 
funcionamento
▪ O diodo mostrado abaixo é formado pela junção dos materiais dos tipos N e P.
Desta forma, só há passagem de corrente elétrica quando for imposto um
potencial maior no lado P do que no lado N. Devido a uma barreira de potencial
formada nesta junção, é necessária uma d.d.p. com valor acima de 0,6V (em
diodos de sinal) para que haja a condução. Em diodos de potência, esta tensão
necessária gira em torno de 1 a 2V.
▪ Na figura vemos o aspecto físico de um diodo de potência caracterizado 
pelo anodo rosqueado.
Aspecto físico do diodo de potência
1. Diodos de potência: características e 
funcionamento
Principais valores nominais para os diodos:
▪ O valor nominal da tensão de pico inversa (peak 
inverse voltage – PIV) é a tensão inversa máxima que 
pode ser ligada nos terminais do diodo sem ruptura.
▪ Se for excedido a PIV nominal, o diodo começa a conduzir 
na direção inversa e pode ser danificado no mesmo 
instante. 
1. Diodos de potência: características e 
funcionamento
Principais valores nominais para os diodos:
Peak inverse voltage – PIV
Os valores nominais da PIV são de dezenas a milhares de 
volts, dependendo do tipo do diodo. Os valores nominais da 
PIV são também chamados de tensão de pico reversa 
(PRV) ou tensão de ruptura (VBR).
1. Diodos de potência: características e 
funcionamento
▪ Corrente direta média máxima If (avg) Max
▪ A corrente direta média máxima é a corrente máxima
que um diodo pode aguentar com segurança quando
estiver diretamente polarizado.
▪ Os diodos de potência estão disponíveis com valores
nominais que vão desde alguns poucos a centenas de
ampères.
1. Diodos de potência: características e 
funcionamento
Classificação dos Diodos de Potência
Genéricos, de uso geral, são fornecidos em até 3000 V, 
3500 A e tempo de recuperação reversa trr de 10 ms;
Alta velocidade ou recuperação rápida, são fornecidos 
em até 3000 V, 1000 A e valores típicos de trr de 0,1 e 
5,0 ms;
Diodos Schottky (very fast) trr da ordem de nano-
segundos ;
Resumo dos Diodos de Potência
O diodo conduz quando esta polarizado diretamente, 
isto é, quando a tensão do Ânodo é superior a (tensão) 
do Cátodo;
O bloqueio se da quando a corrente que por ele (diodo) 
circula se anula;
A corrente de fuga aumenta com a faixa de tensão;
Tipos de Encapsulamentos dos 
dispositivos de potência
Tipo ROSCA ou rosqueável (do inglês stud ou stud-
mounted);
Tipo DISCO ou encapsulamento prensável ou disco 
de hóquei (do inglês disk ou press pak ou hockey 
puck)
(próximo assunto tiristores)
Um pouco de teoria:
Falando dos tiristores...Tipos:
Tiristor de comutação forçada;
Tiristor comutado pela rede;
Tiristor de desligamento pelo gatilho, GTO;
Tiristor de condução reversa, RCT;
Tiristor de indução estática, SITH;
Classificação dos tiristores:
Tiristor de desligamento auxiliado pelo gatilho, GATT;
Retificador controlado de silício, controlado por luz, 
LASCR;
Tiristores controlados por MOS, MCTs;
(próximo assunto SCR)
• Existindo corrente de 
gatilho, passa a se 
comportar como um 
diodo, mesmo quando 
a correte de gatilho é 
desligada
2. Retificador controlado de silício (SCR) 
• As tensões máxima 
que esse tiristor pode 
bloquear, tanto direta 
quanto reversa, são 
bastate limitadas.
2. Retificador controlado de silício (SCR) 
2. Retificador controlado de silício (SCR) 
• Esse tiristor entra em 
condução se estiver 
diretamente 
polarizado e for 
fornecida uma 
corrente no gatilho. 
2. Retificador controlado de silício (SCR) 
• O bloqueio acontece 
quando a corrente 
anodo-catodo para 
de circular ou, da 
mesma forma que 
para um diodo de 
potência, é 
polarizado 
reversamente
2. Retificador controlado de silício (SCR) 
2. Retificador controlado de silício (SCR)
Detalhes de Funcionamento 
▪ O SCR é um dispositivo de três terminais, chamados de
anodo (A), catodo (K) e gatilho (G), como mostra a figura a
seguir:
▪ Pode-se considerar o SCR um diodo controlado pelo
terminal de gatilho. No SCR, apesar da tensão de anodo
ser positiva, o mesmo ainda permanece bloqueado
(corrente nula).
▪ Só quando for aplicado um pulso de gatilho, é que o
SCR passará a conduzir corrente, comportando-se como
um diodo retificador.
2. Retificador controlado de silício (SCR)
Detalhes de Funcionamento 
 Análogo a um diodo com um 3º terminal (gatilho).
 Para conduzir, além de estar polarizado diretamente,
deve receber um pulso de corrente no gatilho.
 São chaves estáticas biestáveis, ou seja, trabalham em
dois estados: não condução e condução, com a
possibilidade de controle.
 Em muitas aplicações podem ser considerados chaves
ideais, mas há limitações a serem consideradas na
prática.
2. Retificador controlado de silício (SCR)
Detalhes de Funcionamento 
 Apresentam alta velocidade de comutação e elevada 
vida útil;
 Possuem resistência elétrica variável com a
temperatura, portanto, dependem da potência que
estiverem conduzindo;
2. Retificador controlado de silício (SCR)
Detalhes de Funcionamento 
Aplicações do SCR
 Controles de relés e motores;
 Fontes de tensão reguladas;
 Choppers (variadores de tensão CC);
 Inversores CC-CA;
 Ciclo conversores (variadores de frequência);
 Carregadores de bateria;
 Controles de iluminação;
Polarização Direta de um SCR
 J1 e J3 polarizados 
diretamente
 J2 polarizado 
reversamente: apresenta 
maior barreira de potencial
 Flui pequena corrente de 
fuga direta do ânodo para o 
cátodo, IF
 Bloqueio direto –
DESLIGADO
Polarização Reversa de um SCR
 J2 diretamente polarizada
 J1 e J3 reversamente 
polarizadas: apresentam 
maiores barreiras de 
potencial Flui pequena corrente de 
fuga reversa do cátodo para 
o ânodo, IR
 Bloqueio reverso -
DESLIGADO
Características Dinâmicas dos Tiristores
 Entrada em condução (chave 
fechada em t0)
 Para que o SCR entre em 
condução há um tempo para 
que IG provoque o decaimento 
de VAK e o aumento de IA;
 Tempo de retardo (td) 
depende da amplitude de IG e 
sua velocidade de 
crescimento;
 tr depende das características 
do componente. 
Características Dinâmicas dos Tiristores
Características Dinâmicas dos Tiristores
Bloqueio do Tiristor (chave Ch2 
fechada em t0)
Em t1, Ch2 é aberta 
novamente - SCR bloqueado;
Após tempo de recuperação 
(trr) deve-se manter tensão 
reversa por um tempo maior 
ou igual a tq para que seja 
alcançado o equilíbrio térmico 
e o SCR permanecer 
bloqueado.
Características Dinâmicas dos Tiristores
• O tiristor GTO (gate turn 
off) entra em condução 
através de um sinal 
positivo no gatilho, e 
bloqueia através de um 
sinal negativo no gatilho.
Tiristor de desligamento pelo gatilho - GTO
Tiristor de desligamento pelo gatilho - GTO
Problemas Operacionais dos Tiristores
 Efeito di/dt
 Quando se inicia o processo de ignição de um tiristor, a
região de condução se restringe a uma pequena área
próxima ao gatilho. Esta área de condução cresce com uma
determinada taxa, assim como a corrente direta. Se a taxa de
crescimento da corrente for muito maior que a taxa de
crescimento da área de condução, ocorrerá um aquecimento
que poderá destruir o dispositivo.
Problemas Operacionais dos Tiristores
Efeito di/dt
Solução:
 O crescimento da corrente pode ser limitado com a inclusão
de um indutor em série com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores
 Efeito dv/dt
 Este efeito causa o disparo do tiristor em
tensões abaixo da definida pela corrente no
gatilho, isto é, disparos aleatórios.
Problemas Operacionais dos Tiristores
Efeito dv/dt
Solução:
O efeito dv/dt pode ser controlado com a inclusão
de um circuito RC (circuito Snubber) em paralelo
com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores
Efeito dv/dt
Solução:
Problemas Operacionais dos Tiristores
Sobretensões
As sobretensões estão, normalmente, relacionadas a um corte brusco
de corrente e o aparecimento de uma tensão (L.di/dt).
As causas mais prováveis de sobretensões são:
✓ O processo de chaveamento do próprio tiristor;
✓ Tensões transitórias transmitidas pelas redes industriais, devido a
chaveamentos de circuitos indutivos.
✓ A proteção mais utilizada também é um circuito RC (Snubber) em
paralelo com o tiristor.
Problemas Operacionais dos Tiristores
 Sobrecorrentes
As principais causas do aparecimento de sobrecorrentes são:
✓ Partida de motores;
✓ Equipamentos de soldagem elétrica;
✓ Presença de curto-circuito.
Para proteção: 
✓ Disjuntores de ação rápida (correntes não muito elevadas)
✓ Fusíveis ultra-rápidos (correntes muito elevadas).
Problemas Operacionais dos Tiristores
 Problemas térmicos
 A junção do semicondutor - região crítica sob o aspecto da
temperatura - está diretamente submetida ao fluxo da corrente de
carga, como consequência há uma resposta muito rápida às
variações de corrente.
 Problemas térmicos
Solução:
 Para evitar esses problemas é necessário o projeto de dissipadores
para transferir o calor para o ambiente.
Matemática do SCR:
Circuitos utilizando SCR
Objetivos:
✓Aprender algumas aplicações práticas utilizando SCR.
✓Aprender a dimensionar circuito de disparo para controlar
fase em carga resistiva utilizando SCR.
Circuitos utilizando SCR
Circuito em corrente contínua
A figura apresenta um circuito didático, utilizando SCR em corrente 
contínua. 
Circuitos utilizando SCR
Consultando o catálogo do SCR TIC106D, foram obtidas as seguintes informações::
Para que o SCR dispare, uma corrente no mínimo igual à IGT deve ser aplicada ao
gatilho do SCR.
Além disso, a tensão entre anodo e cátodo (V ) deve ser maior ou igual a 0,6 V
(VGT).
Neste caso, o resistor R1 irá determinar (ou limitar) a corrente de gatilho IG.
Circuitos utilizando SCR
Para dimensionar R1, basta aplicar a Lei de Ohm na primeira malha do 
circuito. Os cálculos são apresentados a seguir:
Circuitos utilizando SCR
SCR como retificador de meia onda
Circuito retificador de meia onda controlado
Circuitos utilizando SCR
Segundo a sua folha de dados, o SCR TIC116B precisa:
✓ 20 mA de corrente de gatilho,
✓ 6 VCC de tensão entre anodo e catodo (VAK) (VGK),
✓0,6 V de tensão de gate (VGT) nesse circuito é igual a (VGK)).
Desta forma, logo no início do semiciclo positivo, a tensão da rede de
alimentação atinge um valor suficientemente alto para garantir as condições
de disparo de SCR, que conduzirá e acenderá a lâmpada.
Circuitos utilizando SCR
Desconsiderando a queda de tensão no diodo e entre gatilho e cátodo, após a
condução do SCR (VGT), a tensão da rede em que o disparo ocorre pode ser
calculada da seguinte maneira:
Como as condições de disparo fixam dois valores (VAK = 6 V e IGT = 20 mA), com
certeza, entre 3,6 V e 6 V, a corrente necessária será atingida para garantir o
disparo do SCR.
Circuitos utilizando SCR
Com quantos graus, a tensão da rede atinge 6 V?
Em que:  – ângulo de disparo em graus
Circuitos utilizando SCR
Portanto, praticamente todo semiciclo positivo é aplicado à lâmpada, como
pode ser observado pelas formas de onda da Figura.
Formas de onda no circuito retificador de meia onda com SCR
Circuitos utilizando SCR
SCR controlando fase numa carga resistiva
Observe o circuito da Figura :
Dados
IGT = 200 μA 
VGT = 0,6 V
a) Calcule os valores do resistor fixo R1 e da resistência variável (potenciômetro) R2,
para disparo do SCR em 2°, 15°, 30°, 60° e 90°, em relação à tensão da rede.
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 15°
Disparo em 2°
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 30°
Disparo em 60°
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 90°
Portanto, podem ser escolhidos os seguintes resistores:
Tabela 6.1: Ângulos de disparo e componentes relacionados
Ângulo de disparo () RX (Ω) R1 (kΩ) R2 (Ω)
2° 28.340,6 20 8.340,6
15° 229.426,1 20 208.426,1
30° 445.012,8 20 425.012,8
60° 774.713,0 20 754.713,0
90° 895.025,6 20 875.025,6
Circuitos utilizando SCR
b) Desenhe as formas de onda da tensão sobre a carga.
Disparo em 2°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 2º
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 15°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 15º
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 30°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 30º
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 60°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 60º
Circuitos utilizando SCR
Disparo em 90°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 90º
Circuitos utilizando SCR
O valor médio da tensão na carga para uma senóide, retificada em meia onda, 
com ângulo de disparo , é dado pela Equação 6.1.
O valor eficaz da tensão na carga para uma senóide, retificada em meia onda, 
com ângulo de disparo , é dado pela Equação 6.2.
c) Calcule o valor médio e eficaz da tensão na carga para os valores de , bem 
como a potência dissipada.
Circuitos utilizando SCR
A potência dissipada pela carga é dada pela Equação 6.3.
A Tabela mostra os valores da tensão média, da tensão eficaz e da potência 
dissipada pela carga para cada ângulo de disparo.
Tensões média, eficaz e potência dissipada pela carga para cada ângulo.
Ângulo de disparo () Vm (V) Vrms (Vrms) P (W)
2° 57,2 89,8 80,64
15° 56,2 89,6 80,28
30° 53,3 88,5 78,32
60° 42,9 80,5 64,80
90° 28,6 63,5 40,32
Circuitos utilizando SCR
Atividades de aprendizagem
1.O circuito da Figura é alimentado por uma fonte CA de 127 Vrms. Calcule os
valores do resistor RX para disparo do SCR em 2°, 15°, 30°, 60° e 90° (ângulo de
disparo em relação à tensão da rede) e desenhe as formas de onda da tensão na
carga RL de 100 ohms e no SCR. Calcule o valor médio eeficaz da tensão na carga
para os valores de . Calcule também a potência dissipada. Para o cálculo do
valor dos resistores no circuito de gatilho, considerar a queda de tensão do diodo
D1 igual a 0,7 V.
Dados
IGT(tip) = 200 μA 
VGT(tip) = 0,6 V
ITmax = 8 A 
VRRM = 200 V
(próximo assunto TJB)
• O transistor bipolar pode 
ser do tipo NPN ou PNP. O 
transistor pode funcionar na 
região de corte, região ativo 
ou região de saturação. Em 
fontes chaveadas, o 
transistor é utilizado em 
corte ou saturação.
3. Transistor de Potência bipolar de junção 
(TJB) 
• O transistor bipolar é um 
interruptor controlado por 
corrente e requer uma 
corrente de base para que 
flua uma corrente de 
coletor.
3. Transistor de Potência bipolar de junção 
(TJB) 
É um dispositivo de três camadas P e N
(P-N-P ou N-P-N), cujos símbolos são mostrados na
figura.
3. Transistor de Potência bipolar de junção 
(TJB) 
▪ Segue os mesmos parâmetros do transistor de sinal, com alguns
parâmetros próprios devido aos níveis de correntes e tensões de
trabalho:
❖ O ganho varia entre 15 e 100; 
❖ Operação como chave em dois estados: corte e saturação; 
❖ Tensão e corrente máximas de coletor de 700V e 800A;
❖ Tensão de saturação é de 1,1V para um transistor de silício. 
❖ Tensão de bloqueio reverso entre coletor e emissor em torno de 20V, 
de modo que o impede de trabalhar em AC. 
❖ (próximo assunto mosfet)
3. Transistor de Potência bipolar de junção 
(TJB) 
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
▪ O transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido
metálico (MOSFET) de potência é um dispositivo para uso
como chave em níveis de potência.
▪ Os terminais principais são o dreno e a fonte, com a
corrente fluindo do dreno para a fonte e sendo controlada
pela tensão entre a porta e a fonte.
3. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
▪ Abaixo é mostrado o símbolo do MOSFET:
▪ O MOSFET é um transistor de chaveamento rápido,
caracterizado por uma alta impedância de entrada,
apropriado para potências baixas (até alguns quilowatts) e
para aplicações de alta frequência (até 100kHz).
▪ O MOSFET infelizmente sozinho não consegue bloquear
uma tensão reversa entre dreno e fonte.
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
▪ Isto de deve a um diodo
acoplado internamente a sua
estrutura em antiparalelo.
▪ Este diodo é chamado de
diodo de corpo e serve para
permitir um caminho de
retorno para a corrente para
a maioria das aplicações de
chaveamento. Este diodo é
mostrado na figura ao lado.
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
• O MOSFET é um 
interruptor controlado 
por tensão e requer 
apenas uma pequena 
corrente de entrada 
para que flua uma 
elevada corrente de 
dreno para source.
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
• A velocidade de 
chaveamento do 
MOSFET é elevada.
• Os tempos de comutação 
são da ordem de nano 
segundos.
• Permitem elevadas 
frequências de 
chaveamento.
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
• O MOSFET é um dispositivo 
controlado por tensão e possui 
uma impedância de entrada 
muito elevada. Portanto, o 
gatilho ou gate drena uma 
corrente muito baixa. Desta 
forma, o circuito de gatilho se 
torna mais simples.
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
4. Transistor de efeito de campo metal-óxido-
semicondutor (MOSFET) 
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
▪ O transistor bipolar de porta isolada (IGBT) mescla as
características de baixa queda de tensão de saturação do
TJB, com as excelentes características de chaveamento e
simplicidade dos circuitos de controle da porta do MOSFET.
Figura 11 – Símbolo do IGBT
▪ Os IGBTs substituiram os MOSFETS em aplicações de
alta tensão, nas quais as perdas na condução precisam ser
mantidas em valores baixos.
▪ Embora as velocidades de chaveamento dos IGBTs sejam
maiores (até 50 kHz) do que as dos TJBs, são menores que
as dos MOSFETs.
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
▪ Portanto, as frequências máximas de chaveamento
possíveis com IGBT ficam entre as dos TJBs e as dos
MOSFETs.
▪ Ao contrário do que ocorre no MOSFET, o IGBT não tem
qualquer diodo reverso interno. Assim, sua capacidade de
bloqueio para tensões inversas é muito ruim. A tensão
inversa máxima que ele pode suportar é de menos de 10 V.
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
• O IGBT integra as vantagens do transistor 
(capacidade de corrente) com as do 
MOSFET (controle por tensão).
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
• O IGBT, portanto, é 
um dispositivo 
acionado por tensão. 
O IGBT é mais rápido 
que o transistor 
bipolar, porém, mais 
lento que o MOSFET.
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
• O IGBT possui baixas 
perdas em condução e 
elevada capacidade de 
corrente.
• Possui perda de 
comutação 
significativa, devido a 
presença da corrente 
de cauda. 
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
5. Transistor bipolar de porta isolada (IGBT) 
6. TRIAC 
▪ Para se evitar a necessidade de utilização de dois SCRs 
em antiparalelo, foi desenvolvido o TRIAC.
▪TRI (triodo ou dispositivo de três terminais) e AC (corrente 
alternada) formam o nome deste elemento, cuja principal 
característica é permitir o controle de passagem de corrente 
alternada. 
▪ As condições de disparo são 
análogas ao do SCR. Podendo ser 
disparado com corrente de gatilho 
positiva ou negativa. 
▪Em condução, apresenta-se 
quase como um curto-circuito 
com queda de tensão entre 1V e 
2V. 
▪ Os terminais são chamados de 
anodo 1 (A1 ou MT1), anodo 2 
(A2 ou MT2) e gatilho (G)
Figura 23 – Símbolo do triac
6. TRIAC 
▪O TRIAC pode ser disparado em qualquer polaridade de
tensão e sentido de corrente, desta forma ele opera nos
quatro quadrantes, tomando-se o terminal A1 como
referência.
Quadrantes de polarização do triac
6. TRIAC 
a) Existem quatro modos diferentes para disparo de um TRIAC, operando em quatro
quadrantes. Tomando-se MT1 como referência, os quatro quadrantes são definidos
pela polaridade de MT2 e o gatilho (G) em relação a MT1. A seguir são detalhados
estes quatro modos de disparo.
b) Disparo no 1° quadrante – os terminais MT2 e gatilho (G) estão positi- vos em relação 
a MT1.
c) Disparo no 2° quadrante – o terminal MT2 está positivo e o terminal G está negativo, 
ambos em relação a MT1.
d) Disparo no 3° quadrante – o terminal MT2 está negativo e o terminal G está negativo, 
ambos em relação a MT1.
e) Disparo no 4° quadrante – o terminal MT2 está negativo e o terminal G está positivo, 
ambos em relação a MT1. Logo, a corrente entra em G.
6. TRIAC 
6. TRIAC 
✓ No 1° e 3° quadrantes, obtêm-se maior sensibilidade de disparo para o TRIAC
em relação às outras possibilidades;
✓ No 4° quadrante, a sensibilidade é pequena;
✓ No 2° quadrante, é ainda mais reduzida, devendo ser utilizada somente em
TRIACs concebidos especialmente para este fim.
Portanto, o disparo de um TRIAC não é simétrico, ou seja, não dispara nas
mesmas condições para os quatro quadrantes.
6. TRIAC 
Pergunta
Em circuitos de corrente alternada, como o TRIAC pode ser 
bloqueado se ele nunca fica reversamente polarizado?
Resposta
Na passagem do sinal de tensão por zero a corrente 
principal (IA) também cai a zero e o TRIAC é bloqueado (IA < IH).
▪ A sensibilidade ao disparo varia conforme o quadrante, em função das
diferenças nos ganhos de amplificação, em cada caso. Normalmente, o
primeiro quadrante é o de maior sensibilidade ao disparo e o quarto, o de
menor.▪ Os circuitos a seguir mostram, como exemplo, aplicações simples do 
TRIAC em corrente alternada:
6. TRIAC 
6. TRIAC 
6. TRIAC 
Controle de onda completa com TRIAC
Observe que esse circuito efetua disparo no 1° e 3° quadrantes.
6. TRIAC 
Controle de onda completa com TRIAC
Considerando que este TRIAC possui módulos iguais de corrente de disparo
(|IGT| = 50 mA) para o 1° e o 3° quadrantes e;
Considerando que a queda de tensão típica de disparo entre G e MT1 é VGT = 1,2 V.
, Calcular em quais ângulos serão efetuados os disparos.
Portanto, o TRIAC irá disparar em:
✓ 1,13° (1° quadrante) e
✓181,13° (3° quadrante).
6. TRIAC 
✓ O TRIAC bloqueia quando o sinal de corrente entre os terminais MT1 e MT2 passa
pelo zero da senoide.
✓ No caso deste circuito, como a carga (lâmpada incandescente) é puramente
resistiva, a tensão passa por zero no mesmo instante da corrente, ou seja, a
tensão e a corrente estão em fase.
✓ Neste circuito a lâmpada receberá praticamente todo o ciclo de onda, de acordo
com a figura.
Forma de onda 
da tensão VR 
sobre a carga 
(lâmpada
incandescente)
6. TRIAC 
a) Como você faria para alterar o ângulo de disparo?
b) Como você faria para disparar o TRIAC em uma tensão pré-estabelecida?
Estas questões serão abordadas na próxima aula.
• O TRIAC pode conduzir 
em ambos os sentidos. 
Podemos, inclusive, 
considerar o TRIAC 
como dois tiristores em 
antiparalelo. 
6. TRIAC 
6. TRIAC 
Circuitos utilizando TRIAC
Objetivos
✓Aprender dimensionar circuito para controlar fase de carga resistiva utilizando
TRIAC.
✓Compreender o funcionamento de um DIAC e de um circuito dimmer.
✓Compreender a função e o funcionamento de um acoplador óptico.
6. TRIAC 
TRIAC controlando fase de uma carga resistiva
Exemplo
Observe o circuito da figura:
Dados
IGT = 50 mA (1º e 3º quadrantes) VGT = 2,0 V (1º e 3º quadrantes)
a) Calcule os valores do resistor fixo R1 e da resistência variável (potenciô-
metro) R2 para disparo do TRIAC em 2°, 15°, 30°, 60° e 90° em relação à tensão
da rede.
6. TRIAC 
Disparo em 2°
Disparo em 15°
6. TRIAC 
Disparo em 30°
Disparo em 60°
6. TRIAC 
Disparo em 90°
Portanto, podem ser escolhidos os resistores apresentados na tabela.
Ângulos de disparo e componentes relacionados
Ângulo de disparo 
()
RX (Ω) R1 (Ω) R2 (Ω)
2° 85,4 50 35,4
15° 889,7 50 839,7
30° 1.756,1 50 1706,1
60° 3.070,9 50 3.020,9
90° 3.552,1 50 3.502,1
6. TRIAC 
b) Desenhe as formas de onda da tensão sobre a carga.
Disparo em 2°
Forma de onda da tensão sobre a carga com disparo em 2º
6. TRIAC 
Disparo em 15°
Disparo em 30°
6. TRIAC 
Disparo em 60°
Disparo em 90°
6. TRIAC 
c) Calcule o valor médio e eficaz da tensão na carga para os valores de , bem 
como a potência dissipada.
Quando se utiliza um circuito com TRIAC em corrente alternada, o valor médio
da tensão na carga, para qualquer ângulo de disparo, é sempre igual à zero.
Entretanto, o valor eficaz da tensão na carga é diferente de zero e dependerá do
ângulo de disparo “alfa” (), conforme a equação abaixo:
6. TRIAC 
Tensões média, eficaz e potência dissipada pela carga, para cada ângulo de disparo
Ângulo de disparo () Vm (V) Vrms (Vrms) P (W)
2° 0 127,0 161,29
15° 0 126,8 160,78
30° 0 125,2 156,75
60° 0 113,9 129,73
90° 0 89,8 80,64
tabela acima, observa-se que, quanto maior o ângulo de disparo  do triac, menor será a tensão
eficaz aplicada à carga e vice-versa.
Disparando-o em diversos ângulos da tensão senoidal da rede, é possível aplicar à carga RL,
potências diferentes.
cálculo da potência foi utilizada a mesma expressão utilizada na Equação 6.3.
6. TRIAC 
Disparo com divisor de tensão
✓ R1 é um resistor fixo cuja função é limitar a corrente de gatilho do TRIAC.
✓ R2 é um resistor variável, cuja variação provoca a variação do ângulo de disparo do
TRIAC.
✓ Observe que Rx = R1 + R2, pois estão em série e possuem a mesma corrente.
✓ O conjunto R3 e C1 formam um circuito Snubber de proteção contra disparo por
variação de tensão.
6. TRIAC 
Dados
IGT = 50 mA (1º e 3º quadrantes)
VGT = 2,0 V (1º e 3º quadrantes)
RGK = 1 kΩ
Responda
a) Encontre a expressão para calcular RX, em função da corrente de disparo (IGT) do 
TRIAC.
6. TRIAC 
De acordo com Lei dos Nós, observamos que:
Sabemos que a tensão sobre o resistor RGK é igual à VGT, após o disparo. 
Portanto, podemos reescrever a equação anterior da seguinte maneira:
Logo:
6. TRIAC 
Cálculo de RX
Cálculo de R2
b) Determine os valores de RX e R2 para disparo em 30°.
7. DIAC 
✓ O DIAC (Diode Alternative Currente) é uma chave bidirecional disparada por
tensão.
✓ Normalmente, a tensão de disparo dos DIACs ocorre entre 20 e 40V.
✓ A sua curva característica está mostrada a seguir, junto com seus símbolos
mais utilizados .
7. DIAC 
✓ Basicamente, trata-se de um TRIAC sem gatilho.
✓ Ele só dispara quando a tensão aplicada atinge as tensões de disparo VD.
✓ Geralmente este valor se encontra entre 20 e 40 volts.
Trata-se de um dispositivo simétrico, ou seja, ele possui as mesmas condições 
de disparo tanto para o 1°, quanto para o 3° quadrantes. Portanto, ele corrige
o problema de antissimetria de disparo do TRIAC, de acordo com o circuito
dimmer da figura
7. DIAC 
✓ O capacitor C1 atrasa a tensão aplicada sobre o DIAC.
✓ Então, é comum dizer que se trata de disparo por rede defasadora.
7. DIAC 
✓ Torna-se possível disparar o TRIAC com ângulos maiores que 90° e 270°.
✓ A tensão sobre o capacitor, atrasada em relação à tensão da rede, é quem vai
disparar o DIAC e, consequentemente, o TRIAC.
7. DIAC 
Optoacopladores
✓Os optoacopladores ou acopladores ópticos possuem a função de proporcionar
isolamento elétrico entre o circuito de disparo e o circuito de potência, já que o
contato passa a ser realizado por luz.
✓ Eles são construídos com um LED infravermelho e um fotodetector, que pode ser
um transistor, um SCR ou um TRIAC (sensíveis a luz), de acordo com a figura.
7. DIAC 
Nesse circuito luz emitida pelo LED D2 irá acionar o fototriac Q2. , disparando o
TRIAC principal Q1, ligando a carga.
Dados
Optoacoplador MOC3011
LED D2
IA = 10 ~ 50 mA 
VF = 1,3 V ~ 10mA
TRIAC Q2
VBR, VB0 = 250 V
VT(max) = 3 V @100mA 
IA(max) = 1,2 A
TRIAC Q1
VGT = 2,0 V 
IGT = 100 mA
7. DIAC 
Exemplo
Observe o circuito da Figura 8.12.
A luz emitida pelo LED D2 irá acionar o fototriac Q2. Estes elementos estão
encapsulados em um único circuito integrado. Assim, polarizando diretamente o LED
D2, por meio da tensão de controle (Vcontrole), o fototriac Q2 irá conduzir, disparando o
TRIAC principal Q1, ligando a carga.
Dados
TRIAC Q1
VGT = 2,0 V 
IGT = 100 mV
Optoacoplador MOC3011
LED D2
IA = 10 ~ 50 mA 
VF = 1,3 V @ 10 mA
7. DIAC 
Responda
a) Verifique se o MOC está sendo usado dentro de seus parâmetros máximos.
LED D2
(dentro da faixa de 10~50 mA)
TRIAC Q2
Considerando VT = 0 V para Q2 e VGT = 0 V para Q1, a corrente máxima em 
Q2 será:
(menor que 1,2 A)
7. DIAC 
b) Cálculo do valor da tensão da rede no instante de disparo do TRIAC Q1.
7. DIAC 
Resumo
Nessa aula, você aprendeu como controlar a fase em uma carga resistiva,
utilizando TRIAC.
Você também conheceu o dispositivo DIAC e compreendeu a função e o
funcionamento de um optoacoplador.
Aplicações práticas dos tiristores:
Os tiristores de comutação natural ou pela rede 
podem operar até 6000 V e 3500 A;
Os tiristores de alta velocidade, neste caso 
apresentam tempos de desligamento da ordem 
de 10 a 20 ms e valores de tensão de 1200 V e 
corrente de 2000 A;
Os tiristores de condução reversa RCT e de 
desligamento auxiliado pelo gatilho GATTs são 
amplamente utilizados para chaveamento em 
alta velocidade, em especial em aplicações de 
tração;
Um RCT pode ser conside-rado como um SCR
com um diodo em anti-paralelo, 2500 V, 1000 A
(400 A em condução reversa) e apresentam 
tempos de cha-veamento da ordem de 40 ms.Aplicações práticas dos tiristores:
Os GATTs são fornecidos em até 1200 V e 400 A,
com uma velocidade de chaveamento de 8 ms;
Os LASCR, retificadores controlados de silício
controlados por luz são fornecidos em até 6000 V e
1500 A , com uma velocidade de chaveamento de
200 a 400 ms;
Os LASCR são apropriados para sistemas de alta
potência HVDC;
Aplicações práticas dos tiristores:
Os TRIACs são amplamente utilizados no
controle de cargas CA de baixa potência;
Os GTOs e os tiristores de indução estática
SITHs são tiristores autodesligáveis.
São ligados e desligados pela aplicação de um
curto pulso positivo e negativo respectivamente.
GTOs são fornecidos em até 4000V e 3000 A;
Aplicações práticas dos tiristores:
Os SITHs, cujos valores nominais podem ser tão altos, como
1200V e 300 A, têm expectativa de aplicação em
conversores de média potência, com uma freqüência de
várias centenas de quilohertz e além da faixa de freqüência
dos GTOs;
Os MCTs podem ser ligados por um pequeno pulso de 
tensão negativa na porta MOS e vice-versa em relação ao 
seu ânodo, fornecidos em até 1000 V e 100 A.
Aplicações práticas dos tiristores:
Os BJTs, apresentam três terminais cbe sendo
normalmente operados como interruptores na
configuração emissor comum devido as suas
características é normalmente utilizado em
conversores que operam até 1200 V, 400 A e 10
kHz;
Os MOSFETs, são utilizados em potências
relativamente baixas, na faixa de 1000 V, 50 A e
dezenas de quilohertz;
Aplicações práticas dos tiristores:
Os IGBTs, são transistores de potência
controlados por tensão;
São inerentemente mais rápidos que os BJTs,
mas não tão rápidos quanto os MOSFETs;
São fornecidos em até 1200 V, 400 A podendo
operar em freqüências de até 20 kHz;
Aplicações práticas dos tiristores:
O Transistor de indução estática SITs é similar a
um JFET;
Possui baixo ruído, baixa distorção e
capacidade de potência em altas frequências de
áudio;
São fornecidos em até 1200 V, 300 A podendo
operar em frequências de até 100 kHz; Usados
em áudio, VHF/UHF e microondas;
Aplicações práticas dos tiristores:
Aplicações práticas dos tiristores:
Limites de Funcionamento
Principais Características dos Dispositivos de Potência
Principais Aplicações dos Dispositivos de Potência
Características e 
Simbologia dos 
Dispositivos de 
Potência
file:///D:/Meus Documentos/zMeus D_C/elopot/Aulas/Elopot Grad aula 1 aux.PPT#1. Slide sem título 
1.5 Tipos de Circuitos em Eletrônica de Potência
1. Retificadores com diodos;
2. Conversores CA-CC (retificadores 
controlados);
3. Conversores CA-CA (controladores de tensão 
CA);
4. Conversores CC-CC (choppers);
5. Conversores CC-CA (inversores);
6. Chaves estáticas;
Os circuitos de eletrônica de potência podem ser:
u Um circuito retificador converte tensão CA em 
uma tensão CC fixa;
1. Retificadores a Diodo CA - CC
u O valor médio da tensão pode ser 
controlado variando-se o tempo de 
condução dos tiristores ou o atraso do 
ângulo de disparo, .
2. Retificadores controlados 
(Conversores CA – CC) 
São usados para que se possa obter uma
tensão CA variável a partir de uma tensão
CA fixa. Através do controle do ângulo de
disparo, ;
3.Conversores CA – CA 
(Controladores de tensão CA)
u Também conhecido como chopper ou
regulador chaveado. A tensão média de
saída é controlada pela variação do tempo de
condução do transistor, tON. Se T é o período
de operação do conversor, então tON=DT.
Onde D é chamado ciclo de trabalho do
conversor;
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Principais tipos de conversores CC/CC
Objetivos
✓Compreender o princípio de funcionamento dos conversores CC/CC.
✓ Conhecer os principais tipos de conversores CC/CC.
✓Especificar os componentes eletrônicos principais dos conversores estudados.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Segundo Mello (2011), existem seis conversores CC/CC básicos e a maioria dos
conversores encontradas na prática são baseados nesses circuitos:
✓ Buck,
✓ Boost,
✓ Buck-Boost,
✓ CUK,
✓ SEPIC,
✓ ZETA.
o Em todos, a tensão de saída é controlada por uma chave ativa (transistor) e uma
chave passiva (diodo).
o O transistor sempre opera como chave, (corte / saturação).
o Há sempre um filtro capacitivo na saída, de modo a manter, sobre o circuito, a
tensão estabilizada.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
O conversor buck também é chamado de abaixador(step-down).
BUCK
O conversor buck é um conversor abaixador de tensão e é utilizado quando se
deseja uma redução na tensão de saída VS em relação à tensão de entrada VE.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
1ª Etapa (TON) – Transistor em condução e diodo em corte:
✓A corrente circula pelo transistor, pelo indutor L (iL = iT) e pela saída.
✓A tensão de entrada VE fornece energia para a saída e para a magnetização do
indutor L, bem como para o capacitor.
✓Quando o valor instantâneo da corrente pelo indutor for maior do que a
corrente da carga, a diferença carrega o capacitor.
Transistor conduzindo,
Diodo em corte
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
2ª Etapa (TOFF) – Transistor está bloqueado e diodo conduzindo.
✓ A tensão de entrada VE se desliga do circuito.
✓O diodo entra em condução e mantém a corrente circulando pelo indutor (iL = iD).
✓Em (TOFF), a energia do indutor é transferida para a carga (indutor é desmagnetizado).
✓Enquanto o valor instantâneo da corrente pelo indutor for maior do que a corrente da
carga, a diferença carrega o capacitor.
✓Quando a corrente for menor, o capacitor se descarrega, suprindo a diferença, a fim de
manter constante a corrente da carga (já que estamos supondo constante a tensão VS).
Transistor em corte,
diodo em condução
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ A forma de onda da corrente no indutor tem o formato triangular,
variando entre os valores mínimo (ILmin) e máximo (ILmax).
✓ O valor médio desta corrente será IS, a corrente de saída para a
carga, uma vez que o valor médio da corrente no capacitor será
nulo.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ A forma de onda mostrada trata-se de condução contínua, pois a corrente no
indutor não cai a zero em cada período.
✓ Se atingisse o valor zero e permanecesse em zero algum instante teríamos o
caso de condução descontínua de corrente.
✓ Caso ficasse no valor limite teríamos a chamada condução crítica de corrente.
✓ Conforme o modo de condução de corrente dos conversores os valores dos
componentes serão alterados.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Lembre-se de que, no indutor, a tensão induzida em seus terminais é dada pela
Equação 10.1.
Durante o intervalo de tempo TON (primeira etapa de funcionamento), a tensão sobre o 
indutor é dada pela Equação 10.2.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ Se VS tem um valor constante e menor que VE (circuito abaixador de tensão),
✓ Nesta etapa, a tensão sobre o indutor terá um valor constante e positivo,
✓ A corrente no indutor aumentará linearmente com o tempo (Figura 10.3a), de
acordo com a equação:
Durante o intervalo de tempo TOFF, a tensão sobre o indutor terá um valor negativo e 
constante, dado pela Equação 10.4.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Nesta etapa, a corrente no indutor diminuirá linearmente com o tempo, de acordo 
com a equação.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Essas equações desprezam a tensão VCE de saturação do transistor e a tensão direta
sobre o diodo, uma vez que na maioria dos casos VE e VS são muito maiores do
que estas tensões.
Eliminando as correntes IL min e IL max, nas Equações 10.3 e 10.5, teremos a Equação
10.6.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ A Equação abaixo descreve o funcionamento básico do conversor buck.
✓ Como D ≤ 1, a tensão de saída será sempre menor do que a tensão de
entrada.
✓ Se o conversor operar com relação cíclica constante, variações na tensão de
entrada irão acarretar em variações na tensão de saída.✓ Para uma saída constante, é utilizado um circuito de controle que ajusta a
relação cíclica D. (independentemente das variações na tensão de entrada e
da corrente drenada na saída).
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Se a corrente pelo indutor não vai a zero durante a condução do diodo, diz-se que o
circuito opera no modo de condução contínua.
Tanto o transistor, como o diodo não podem deixar de conduzir em algum instante do
período de chaveamento TS.
Caso contrário, tem-se o modo descontínuo.
Prefere-se operar no modo de condução contínua, pois há, neste caso, uma relação bem
determinada entre a largura de pulso e a tensão média de saída.
A corrente de carga IS, de acordo com a equação :
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
A corrente mínima de saída para manter o modo de condução contínua de
corrente pode ser calculada, fazendo-se nula a corrente mínima no indutor:
✓ Como VS, L e TS = 1/fS são constantes, o valor da corrente mínima de saída,
para manter o modo contínuo, varia com a razão cíclica D.
✓ Essa equação é útil para a determinação do valor da indutância L, necessária
para o funcionamento no modo contínuo.
✓ Se, por acaso, a tensão de entrada varia, o valor de D deve ter o maior valor
possível encontrado para a tensão mínima de entrada.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ O capacitor C, colocado em paralelo com a carga RS, serve para diminuir a
ondulação da tensão de saída.
✓ A carga armazenada pelo capacitor pode ser calculada pela área sombreada
(área do triângulo) na figura,
✓ Enquanto a corrente pelo indutor for maior que IS (corrente na carga, suposta
constante) o capacitor se carrega,
✓ Quando for menor, o capacitor se descarrega.
✓ A carga armazenada será descrita pela equação abaixo:
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Eliminando ILmax e ILmin, com auxílio da Equação 10.3, encontraremos a Equação 10.10.
A variação de tensão (ondulação) em um capacitor está relacionada à carga 
que ele adquire por meio da Equação 10.11.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
✓ Assim, o capacitor de saída pode ser definido a partir da variação da
tensão admitida, lembrando-se que valores muito baixos para a
ondulação ocasionam valores de capacitância elevados.
✓ Quanto maior for a frequência de chaveamento (fS = 1/TS), menor
será o valor do capacitor.
✓ Finalmente, o transistor e o diodo podem ser especificados em
termos da máxima tensão que estes dispositivos podem suportar,
quando não estão conduzindo, e da máxima corrente que os
percorre, quando em condução.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
CONVERSOR BOOST (STEP-UP)
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Conversor boost (STEP-UP)
O conversor Boost é um conversor elevador de tensão e é utilizado quando
se deseja um aumento na tensão de saída VS em relação à tensão de entrada
VE. Na figura abaixo é ilustrado o diagrama elétrico do conversor boost.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
As etapas de funcionamento do conversor Boost podem ser visualizadas na Figura 
10.5 e são descritas a seguir.
Figura 10.5: Etapas de funcionamento do conversor boost –
transistor conduzindo (a) e transistor em corte e diodo em condução
(b)
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
1ª Etapa (TON) – nesta etapa, o transistor está conduzindo (saturado) e fun-
ciona como uma chave fechada (iL = iT). Durante esse período (TON), a fonte de
entrada VE fornece energia ao indutor L e ele é magnetizado. O diodo
encontra-se reversamente polarizado não fornecendo corrente à carga.
Durante esse período, o capacitor fornece corrente à carga RS e deve manter a
tensão de saída sem grandes variações. Deve-se escolher um valor de
capacitância alto, para que a ondulação na tensão de saída seja baixa.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
2ª Etapa (TOFF) – nesta etapa, o transistor T está bloqueado. O diodo D entra em
condução e mantém a corrente circulando pelo indutor (iL = iD). Durante esse
período (TOFF), a energia armazenada no indutor é transferida para a carga e
para o capacitor. A tensão na carga aumenta. A corrente no indutor deve ser
capaz de repor a carga perdida pelo capacitor durante a 1ª etapa e manter a
corrente da carga IS constante.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Durante o intervalo de tempo em que o transistor está conduzindo (TON), a tensão
sobre o indutor tem o seguinte valor: VL = VE. Como a tensão sobre o indutor tem
um valor constante e positivo, a corrente no indutor aumentará linearmente com
o tempo (Figura 10.6.a), de acordo com a Equação 10.12.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Da mesma forma, durante o intervalo de tempo TOFF, a tensão sobre o indutor será a
diferença entre a tensão de saída VS e a tensão de entrada, dada pela Equação 10.13.
Como VS é maior do que VE, a tensão no indutor terá um valor negativo nesta etapa e a
corrente no indutor diminuirá linearmente com o tempo, de acordo com a Equação
10.14.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
As equações acima foram escritas desprezando a tensão VCE de saturação do
transistor e a tensão direta sobre o diodo, uma vez que, na maioria dos casos, a
tensão de entrada e de saída serão muito maiores do que estas tensões.
Eliminando as correntes ILmin e ILmax, nas Equações 10.12 e 10.14, teremos a
Equação 10.15:
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
A Equação 10.15 descreve o funcionamento básico do conversor buck. 
Como D ≤ 1, a tensão de saída será sempre maior do que a tensão de entrada. 
Se o conversor operar com relação cíclica constante, variações na tensão de 
entrada irão acarretar em variações na tensão de saída. Como se deseja que a 
saída seja constante, na prática é utilizado um circuito de controle que ajusta a 
relação cíclica D, de tal forma que a tensão de saída seja constante, 
independentemente das variações na tensão de entrada e da corrente drenada 
na saída
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
De acordo com a Figura 10.4, a corrente de saída IS é igual ao valor médio
da corrente que passa pelo diodo, uma vez que a corrente média no
capacitor é nula. Como o diodo só conduz no intervalo de tempo TOFF,
durante o período de chaveamento TS, pode-se escrever a Equação 10.16.
A corrente mínima de saída, para manter o modo contínuo de corrente,
pode ser calculada, fazendo-se nula a corrente mínima no indutor. Assim,
fazendo-se ILmin = 0 nas Equações 10.12 e 10.16 e rearranjando,
encontraremos a Equação 10.17.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Como VE, L e TS = 1/fS são constantes, o valor da corrente mínima de saída,
para manter o modo contínuo, varia com a razão cíclica D. Essa equação é
extremamente útil para a determinação do valor da indutância L necessária
para o funcionamento no modo contínuo.
O valor mínimo do capacitor de saída, para manter a ondulação da tensão de
saída VC, dentro de limites especificados, pode ser calculado pela carga
perdida pelo capacitor durante o tempo de condução do transistor TON, de
acordo com a Equação 10.18.
4. Conversores CC – CC (CHOPPERS)
Finalmente, o transistor e o diodo podem ser especificados em termos da
máxima tensão que estes dispositivos podem suportar quando não estão
conduzindo e da máxima corrente que os percorre quando em condução.
Resumo
✓Buck, que é utilizado quando se deseja uma redução na tensão de saída VS em
relação à tensão de entrada VE .
✓Boost, que é utilizado quando se deseja um aumento na tensão de saída VS em
relação à tensão de entrada VE.
✓Finalmente, definimos o modo de condução contínua dos conversores e vimos
como especificar os elementos passivos (indutor e capacitor) e ativos (transistor e
diodo) que compõem os conversores CC/CC.
✓. No conversor elevador de tensão, da questão anterior, admite-se uma on-
dulação na tensão de saída de ±2 V. Determine o valor mínimo do capacitor de
saída, para uma corrente de saída, em modo contínuo igual a 5 A.
u Como os dispositivos de potência podem ser 
operados como chaves estáticas, relês, 
contatores ou até circuitos de proteçãocomo disjuntores eletrônicos, a 
alimentação para essas chaves pode ser 
tanto CA quanto CC e as chaves são 
chamadas chaves estáticas CA ou chaves 
estáticas CC;
5. Chaves Estáticas
Chaves estáticas
6. Conversores CC-CA (INVERSORES)
OBJETIVOS:
Compreender o princípio de funcionamento de um inversor de fre-
quência.
Identificar as principais vantagens de se utilizar um inversor de fre-
quência em sistemas de acionamento.
Conhecer os elementos constituintes de um inversor.
Conhecer os principais parâmetros de um inversor de frequência. 
Distinguir um inversor de frequência escalar de um vetorial.
7-.Inversores de Frequência
Finalidade do inversor de frequência:
Também conhecidos como conversores de frequência, são
dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da rede
alternada senoidal, em tensão contínua e finalmente
convertem esta última, em uma tensão de amplitude e
frequência variáveis.
7-.Inversores de Frequência
A frequência de operação de um inversor está normalmente entre
0,5 e 400 Hz, dependendo do modelo e da marca, podendo
facilmente controlar a velocidade do eixo do motor, por meio da
variação de frequência imposta pelo inversor.
Os inversores de frequência possuem uma entrada ligada à rede
de energia comum de alimentação, podendo ser monofásica ou
trifásica, e uma saída que é aplicada ao dispositivo que deve ser
alimentado, no caso um Motor de Indução Trifásico (MIT).
7-.Inversores de Frequência
7-.Inversores de Frequência
Esse equipamento versátil e dinâmico é muito utilizado nas
mais Diversas áreas:
✓Elevadores,
✓Máquinas-ferramenta,
✓Bombas,
✓Tração mecânica, etc.
Os inversores de frequência também, controlam outros
parâmetros inerentes ao motor elétrico, sendo que um deles
é o controle de torque.
7-.Inversores de Frequência
Mas quando a velocidade de um motor é alterada pela
variação da frequência, seu torque também será modificado.
No motor de indução, o torque é diretamente proporcional
à tensão aplicada no estator e inversamente proporcional à
frequência.
Assim, para manter o torque constante, basta fazer com que
a relação tensão/ frequência, ou V/F, seja constante.
7-.Inversores de Frequência
Os inversores de frequência são usados para substituir:
✓ Os rústicos sistemas de variação de velocidades
mecânicos,
✓ Polias e variadores hidráulicos,
✓ Os custosos motores de corrente contínua.
7-.Inversores de Frequência
As principais vantagens de se utilizar um conjunto motor
assíncrono e um inversor de frequência em sistemas de
acionamento são:
a)Redução dos custos de instalação.
b)Otimização do processo, pois o inversor contribui para a redução
das taxas de perdas e consumo de material na produção.
c)Possibilidade de controlar as partidas e frenagens dos motores,
tornando a operação das máquinas mais suaves. Além disto, o
inversor permite operações em vários regimes de carga.
7-.Inversores de Frequência
d) Menor manutenção, aumentando a vida útil do sistema, pois usa
motores de corrente alternada, mais robustos e mais baratos.
e) Minimizar o consumo de energia, utilizando rotações menores.
Por exemplo, em bombas e ventiladores, o consumo elétrico é
proporcional ao cubo da velocidade de rotação.
Uma carga desse tipo, ligada a um inversor à meia velocidade, a energia
elétrica consumida é de apenas 12,5 % da energia de rotação nominal.
f) Manutenção da capacidade de conjugado aplicado à carga durante
toda a faixa de variação de velocidade.
7-.Inversores de Frequência
g) Melhoria do fator de potência. 
Inversores de frequência naturalmente corrigem o fator de 
potência. 
Apesar de o motor estar operando com um fator de
potência baixo ( 0,8), em um dado instante de tempo, o
fator de potência visto pela rede é o do inversor, que está
próximo de um (0,96).
h) Possibilidade de se implantar um controle em malha 
fechada, por meio de uma rotina PID interna ao inversor.
7-.Inversores de Frequência
Além disso, em sistemas de controle de vazão, pressão e temperatura,
usando válvulas e/ou dampers de estrangulamento, desperdiçam energia
elétrica.
Isso porque utilizando esses elementos, a vazão é reduzida, porém, o
motor da bomba continua operando na mesma velocidade,
pressionando (estrangulando) o fluído sobre a entrada da válvula,
absorvendo sempre a mesma potência.
Ao diminuir a velocidade, os inversores proporcionam grande economia
de energia.
7-.Inversores de Frequência
Funcionamento do inversor de frequência:
Ligado à rede monofásica ou trifásica, e em sua saída geralmente
um motor que necessita de uma frequência variável.
Para tanto, o inversor possui:
✓ Primeiro estágio, um circuito retificador, responsável por
transformar a tensão alternada em contínua,
✓ Segundo estágio, composto de um banco de capacitores
eletrolíticos e circuitos de filtragem de alta frequência,
✓ Terceiro estágio (composto de transistores IGBT), capaz de
transformar a tensão contínua do barramento (CC), para
alternada, e com a frequência variável.
7-.Inversores de Frequência
7-.Inversores de Frequência
Diagrama resumido de um inversor de frequência
Blocos constituintes do inversor
Blocos dos principais componentes de um inversor de frequência.
7-.Inversores de Frequência
7-.Inversores de Frequência
1. 1º Bloco – Unidade Central de Processamento (CPU)
Formada por um microprocessador ou por um microcontrolador, é na CPU que
todas as informações (parâmetros e dados do sistema) estão armazenadas, visto
que uma memória está também integrada a esse conjunto. A CPU não apenas
armazena os dados e parâmetros relativos aos equipamentos, como também
executa a função mais vital para o funcionamento do inversor: geração dos
pulsos de disparo através de uma lógica de controle coerente para os IGBT
(transistores bipolares de porta isolada, do inglês Insulated Gate Bipolar
Transistor).
2. 2º Bloco – Interface Homem Máquina (IHM)
 É por meio desse dispositivo que se pode visualizar o que está
ocorrendo no inversor (display), e parametrizá-lo de acordo com a
aplicação (teclas). Por meio da IHM, podem-se visualizar diferentes
grandezas do motor, como tensão, corrente, frequência, e do próprio
inversor como tensão do barramento CC, alarmes, entre outras funções.
É também possível visualizar e alterar o sentido de giro, verificar e
alterar o modo de operação (local ou remoto), ligar ou desligar o
inversor, variar a frequência e velocidade, alterar parâmetros e outras
funções. A Figura 3.4 ilustra a IHM padrão do inversor CFW08 da WEG
7-.Inversores de Frequência
 3.3.3 3º Bloco – interfaces
 A maioria dos inversores pode ser comandada por meio de dois tipos
de sinais: analógicos ou digitais. Normalmente, quando se necessita
controlar a velocidade de rotação de um motor no inversor, utiliza-se
uma tensão analógica
 de comando (0 à 10 VCC). A velocidade de rotação será proporcional
ao seu valor, por exemplo: 1 VCC = 1000 rpm, 2 VCC = 2000 rpm. Pode-se
também configurar cada uma das entradas analógicas para operação
com sinal de corrente (0-20 mA ou 4-20 mA). Além da interface
analógica, o inversor possui entradas e saídas digitais. Por meio de um
parâmetro de programação, pode-se
 selecionar qual entrada é válida (analógica ou digital). A Figura 3.5
ilustra um diagrama de conexões do inversor CFW08 Plus da WEG no
qual estão apresentadas a pinagem, descrição e especificação das 4
entradas digitais (DI1, DI2, DI3 e DI4), das duas entradas analógicas (AI1
e AI2), da saída analógica (AO) e da saída digital a relé (contatos NF, NA
e comum).
7-.Inversores de Frequência
7-.Inversores de Frequência
INTERFACE HOMEM MÁQUINA
7-.Inversores de Frequência
Figura 3.5: Diagrama de conexões do inversor CFW08 Plus da WEG
Fonte: CTISM, adaptado de WEG Automação, 2009
3.3.4 4º Bloco – etapa de potência
A etapa de potência é constituída por um circuito retificador, que alimenta (por
meio de um circuito intermediário chamado “barramento CC”), o circuito de
saída inversor (módulo IGBT). Estebloco já foi apresentado na Figura 3.2. As
tensões trifásicas defasadas de 120º que alimentam o motor são obtidas por
meio de um chaveamento correto dos IGBT (chaves) que compõem o inversor.
Essa técnica de chaveamento é conhecida como PWM (modulaçãopor largura de
pulsos, do inglês Pulse Width Modulation). A frequência com que os transistores
são chaveados (frequência de chaveamento) é da ordem de kHz e é um
parâmetro que pode ser alterado no inversor e não deve ser confundida com a
frequência de saída do inversor. A frequência de saída de um inversor está
normalmente entre 0,5 e 400 Hz, dependendo do modelo e da marca. A maioria
dos inversores permite gerar as três tensões de saída defasadas de 120º com
frequência variável, ainda que se alimente o inversor com apenas duas fases.
7-.Inversores de Frequência
7-.Inversores de Frequência
3.4 Parametrização
Para que o inversor funcione a contento, não basta instalá-lo corretamente.
É preciso informar a ele em que condições de trabalho irá operar. Essa
tarefa é justamente a parametrização do inversor. Quanto maior o número
de recursos que o inversor oferece, tanto maior será o número de
parâmetros disponíveis.
As funções de um inversor de frequência são executadas de acordo com os
parâmetros pré-definidos alocados na CPU. Os parâmetros são agrupados de
acordo com as suas características e particularidades, conforme
apresentados em seguida:
7-.Inversores de Frequência
Parâmetros de leitura – variáveis que podem ser visualizadas no display, mas
que não podem ser alteradas pelo usuário, como por exemplo, tensão de saída,
corrente de saída, tensão no barramento CC, potência ativa, etc.
Parâmetros de regulação – são os valores ajustáveis a serem utilizados pelas
funções do inversor de frequência, como por exemplo, frequências mínima e
máxima, tempo de aceleração e desaceleração, frequência de JOG, etc.
7-.Inversores de Frequência
Parâmetros de configuração – definem as características do inversor de
frequência, as funções a serem executadas, bem como as entradas e saídas,
como por exemplo, parâmetros dos relés de saída e das entradas (analógicas e
digitais) do inversor de frequência.
Parâmetros do motor – indicam as características nominais do motor, como por 
exemplo, a corrente, tensão e rendimentos nominais.
Parâmetros especiais – alguns modelos de inversores disponibilizam a função de 
controle PID (Proporcional, Integral e Derivativo) que pode ser usada para fazer o 
controle de um processo em malha fechada. Por meio desses parâmetros, pode-
se, por exemplo, definir os ganhos do controla- dor, bem como o tipo de ação 
(direta ou reversa).
7-.Inversores de Frequência
Para a programação, normalmente faz-se o uso de teclas em uma sequência
que é determinada pelo fabricante. Os principais parâmetros encontrados nos
inversores são
Parâmetro de acesso (leitura/escrita) – é um parâmetro de proteção. Por
meio dele, é permitida ou não ao usuário, a alteração dos demais parâmetros
do inversor.
Tensão nominal do motor – esse parâmetro existe na maioria dos inversores
comerciais e serve para informar ao inversor qual é a tensão nominal em que o
motor irá operar.
Corrente nominal do motor – esse parâmetro determina o valor de corrente
que será utilizado nos cálculos que serão feitos pelo inversor, como por
exemplo para protegê-lo de sobrecargas.
7-.Inversores de Frequência
Frequência mínima de saída – esse parâmetro determina a velocidade mínima do
motor. Deve ser sempre menor que a frequência máxima.
Frequência máxima de saída – esse parâmetro determina a velocidade máxima do
motor. Deve ser sempre maior que a frequência mínima.
Frequência de JOG – JOG (impulso) é um recurso que faz o motor girar com velocidade
bem baixa. Isso facilita o posicionamento de peças antes da máquina funcionar em seu
regime normal. Por exemplo: Encaixar o papel em uma bobinadeira, antes de o papel
ser bobinado efetivamente.
7-.Inversores de Frequência
Tempo de partida (rampa de aceleração) – esse parâmetro indica em quanto
tempo deseja-se que o motor chegue a velocidade programada, estando ele
parado. Esse parâmetro deve respeitar a inércia da carga e o limite de corrente
do inversor.
Tempo de parada (rampa de desaceleração) – o inversor pode pro- duzir uma
parada gradativa do motor. Essa facilidade pode ser parame- trizada e, como a
anterior, deve levar em consideração a massa (inércia) da carga acoplada.
7-.Inversores de Frequência
Seleção da fonte (local/remoto) – na maioria dos inversores pode-se trabalhar
em dois modos de operação (local ou remoto). Esse parâmetro define como é
feita a seleção entre a situação local e a situação remota.
Seleção do setpoint de frequência – o setpoint de frequência geral- mente pode
ser feito por meio das teclas da IHM ou utilizando-se uma entrada analógica de
tensão ou corrente. Pode-se também trabalhar com frequências fixas por meio
de combinação das entradas digitais (mul- ti-speed – multi-velocidades). Deve-se
definir uma referência (setpoint) de frequência para cada modo de operação
(local ou remoto).
Funções das entradas digitais – para cada entrada digital existe um pa- râmetro
associado. Por meio desses parâmetros, pode-se definir a função de cada uma
das entradas digitais utilizadas. Essas funções podem ser, por exemplo, seleção
do sentido de giro, seleção do modo local/remoto, habilitação, liga, desliga,
comando gira/para, multi-speed, dentre outras.
7-.Inversores de Frequência
Tipo de controle – esse parâmetro informa o tipo de controle utilizado: escalar,
cuja relação V/f é constante, ou vetorial, no qual se consegue um melhor
controle de conjugado em toda faixa de operação.
Frequência de chaveamento PWM – esse parâmetro determina a fre- quência
de PWM do inversor (frequência de chaveamento). Para evitar- mos perdas no
motor e interferências eletromagnéticas (EMI), quanto menor essa frequência,
melhor. Entretanto, ao parametrizarmos o PWM com frequências baixas (2 ou 4
kHz), são gerados ruídos sonoros, isto é, a máquina fica mais “barulhenta”.
Portanto, devemos fazer uma “análise crítica” das condições gerais do ambiente
de trabalho, antes de optar- mos pela melhor frequência PWM.
7-.Inversores de Frequência
Cuidados na instalação, escolha e dimensionamento de inversores
A utilização de inversores de frequência exige certos cuidados na instalação
para evitar a ocorrência de interferência eletromagnética (conhecida por
EMI). Esta se caracteriza pelo distúrbio no funcionamento normal dos
inversores ou de componentes próximos, tais como sensores
eletrônicos, controladores programáveis, transdutores, equipamentos
de rádio, etc. Para minimizar este problema existem, internamente aos
inversores, filtros capacitivos que são suficientes para evitar este tipo de
interferência na grande maioria dos casos. No entanto, em algumas
situações, pode existir a necessidade do uso de filtros supressores,
principalmente em aplicações em ambientes residenciais. Estes filtros
podem ser instalados internamente (alguns modelos) ou externamente
aos inversores.
Quando a interferência eletromagnética, gerada pelo inversor, for um
problema para outros equipamentos, os seguintes cuidados fazem-se
necessários:
7-.Inversores de Frequência
Utilizar filtros supressores, como citado anteriormente.
Utilizar fiação blindada ou fiação protegida por conduite metálico, para a conexão 
entre a saída do inversor e o motor.
Aterrar o inversor e o motor, bem como conectar a blindagem em cada 
extremidade, ao ponto de aterramento do inversor, e à carcaça do motor.
Separar os cabos do motor dos demais cabos.
Prever conduítes ou calhas independentes para a separação física dos 
condutores de sinal, controle e potência.
7-.Inversores de Frequência
No que diz respeito à escolha e dimensionamento dos inversores, é
comum a pergunta: como posso saber qual é o modelo, tipo e potência do
inversor adequado para a minha aplicação? Bem, vamos responder a essa
pergunta nas três etapasa seguir.
a) Potência do inversor – para definirmos a potência do inversor temos de
saber qual a corrente do motor (e qual carga) ele acionará. Normalmente
se escolhe um inversor com uma capacidade de corrente igual ou um
pouco superior à corrente nominal do motor. A tensão, tanto do inversor,
quanto do motor, deve ser igual a da rede de alimentação.
7-.Inversores de Frequência
b)Tipo de inversor – existem dois tipos de inversores: escalar e vetorial. A
maioria dos inversores utilizados é do tipo escalar. Só utilizamos o tipo ve-
torial em duas ocasiões: extrema precisão de rotação, torque elevado para
rotação baixa ou zero (ex.: guindastes, pontes rolantes, elevadores, etc.).
c)Modelo e fabricante – para escolher o modelo, basta consultar os catá- logos
dos fabricantes, e procurar um que atenda às características mínimas
necessárias. Quanto ao fabricante, o preço e qualidade desejada devem
determinar a escolha. Apenas como referência ao leitor os mais encontra- dos
na indústria são: Siemens, Weg, Yaskawa, Allen Bradley e ABB.
7-.Inversores de Frequência
Visão Geral
Esse dispositivo é amplamente utilizado no acionamento de Motores de Indução Trifásicos (MIT),
pois permite o controle da velocidade e do conjugado do motor em uma ampla faixa de operação.
Com a utilização do inversor, pode-se alimentar um MIT com tensões trifásicas e com frequências
variáveis, ainda que se utilize alimentação monofásica. É amplamente utilizado, pois oferece
inúmeras vantagens que o sistema formado pelo inversor e motor de indução possuem em relação
aos sistemas mecânicos de variação de velocidade e aos sistemas de acionamento com motores de
corrente contínua.
Internamente, o inversor é constituído por quatro blocos básicos, com dife- rentes funções, a saber:
Unidade Central de Processamento (CPU), Interface Homem-Máquina (IHM), interfaces e etapa de
potência.
Por meio da IHM, pode-se parametrizar o inversor de frequência. Para realizar um determinado
acionamento, é necessário o conhecimento dos principais parâmetros de um inversor de
frequência. Uma vez corretamente parametrizado, o inversor de frequência está apto a entrar em
operação.
Também foram vistos alguns cuidados na instalação, escolha e dimensionamento de inversores de
frequência.
Resumo
Os conversores de energia podem ser classificados 
como: retificadores, conversores CA-CC, 
conversores CA-CA, conversores CC-CC, 
conversores CC-CA e chaves estáticas;
O projeto de circuitos de eletrônica de potência 
requer o desenvolvimento dos circuitos de potência 
e controle;
As tensões e correntes harmônicas geradas pelos 
conversores de energia são reduzidos com uma 
escolha adequada da estratégia de controle;
Resumo
À medida que a tecnologia para dispositivos 
semicondutores de potência e circuitos integrados 
se desenvolve, o potencial para aplicações da 
eletrônica de potência torna-se mais amplo.
Existem muitos dispositivos semicondutores de 
potência que são fornecidos comercialmente; 
entretanto, o desenvolvimento neste sentido é 
contínuo. 
Periódicos
✓ IEEE Transactions on Industrial Electronics;
✓ IEEE Transactions on Industry Applications;
✓ IEEE Transactions on Power Electronics;
Obrigado e Boa Sorte!