Aula4_Conversores CA-CC
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Aula4_Conversores CA-CC

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Conversores CA/CC Não Controlados

Objetivo:
Analisar o comportamento do retificador a diodos conectado tanto em redes elétricas
monofásicas quanto em redes elétricas trifásicas.

 Introdução

+

-

v0

i0

is

vs

diagrama de blocos de um
retificador

1

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica
Eletrônica de Potência (ENG 1452)
Prof. Luís Fernando Monteiro

Conversores CA/CC Não Controlados

Retificador de onda completa monofásico – Resistência do lado CC

 Conceitos Básicos

vs

vs

is

is

i0

v0

i0

v0

iD1 iD3

iD1 iD3

2

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Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica
Eletrônica de Potência (ENG 1452)
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Conversores CA/CC Não Controlados
 Conceitos Básicos

0.26 0.27 0.28 0.29 0.3

Retificador de onda completa monofásico – fonte de corrente do lado CC

vs

is

v0

i0

iD1 iD3

i0

v0

iD1 iD3

vs

is
THD da Corrente is
48.34%

3

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Conversores CA/CC Não Controlados
 Conceitos Básicos

Retificador de onda completa monofásico – circuito RL do lado CC

id1 id2

vs

is

v0

i0

iD1 iD3

i0

v0

iD1 iD3

is

vs

THD da Corrente is
46.62%

4

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Conversores CA/CC Não Controlados

 Comutação das Correntes – Conversor meia ponte
Efeito do indutor do lado CA (Ls) – fonte de corrente do lado CC

v0

v0iD2

is = iD1
vs

Área Au

vs

i0
Ls

vLs

iS

Ângulo de comutação (u)

5

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Conversores CA/CC Não Controlados
 Cálculo do ângulo de comutação

Circuitos equivalentes durante e após a comutação das correntes

v0iD2

is = iD1
vs

i0
Ls

vs vs

Ls is = iD1

iD2

i0

v0 = 0

D1

D2

D1

D2

is = i0
v0

Ls

durante a comutação após a comutação

Durante a comutação os diodos D1 e D2
conduzem, com a tensão do lado CC em
curto-circuito!

6

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vs vcc

Conversores CA/CC Não Controlados

Efeito do indutor do lado CA (Ls) – fonte de corrente do lado CC

v0

iD3

vs
Área Au

i0

Ls

vLsiD1

0 . 2 6 0 . 2 7 0 . 2 8 0 . 2 9 0 . 3

Ângulo de comutação (u)

vS

v0

 Comutação das Correntes – Conversor ponte completa

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iD3
iu

Ls

iD1

 Cálculo do ângulo de comutação
Circuito equivalente durante o período comutação

v0 = 0

i0

vs

iD2iD4

is

iu

i0

Durante a comutação os 4
diodos conduzem, com a
tensão do lado CC em curto-
circuito!

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 Conversor CA/CC operando no modo descontínuo

0.26 0.27 0.28 0.29 0.3

0.26 0.27 0.28 0.29 0.3

THD da Corrente is
29.95%

v0vs

Ls

i0

is

1 2

3

v0

vs

i0

vs

is

9

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0.26 0.265 0.27 0.275 0.28

0.26 0.265 0.27 0.275 0.28

Conversores CA/CC Não Controlados
 Conversor CA/CC operando no modo descontínuo

THD da Corrente is
52.3%

v0vs

Ls

i0

is

Lado CC composto por um circuito RC paralelo

i0

v0

|vs|

vS
is

10

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0.26 0.265 0.27 0.275 0.28

0.26 0.265 0.27 0.275 0.28

Conversores CA/CC Não Controlados
 Conversor CA/CC operando no modo descontínuo

THD da Corrente is -> 44.0%
THD da Tensão vs -> 9.4%

v0vPCC

Ls1

i0

is

Lado CC composto por um circuito RC paralelo

i0

v0
|vs|

vS
is

Ls2

vs

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a

b

c

n

D1 D3 D5

D4 D6 D2

P

N

Diodos Superiores: D1, D3, D5

Diodos Inferiores: D4, D6, D2

i0 = Id

van

vbn

vcn

v0 = vPN

 Conversor CA/CC Trifásico
Retificador Trifásico – lado CC composto por uma fonte de corrente

ia

ib

ic

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 Conversor CA/CC Trifásico

Princípio de Operação – Tensão do lado CC, tensões e correntes do lado CA

0.36 0.37 0.38 0.39 0.4

isa isb isc

v0

va vb vc

D1 D3 D5

D4 D6D2

va vbvcvb

D6

vavc

va vb vc

D2 D4

vac vbcvab vba vca vcb

D1 D3 D5

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 Conversor CA/CC Trifásico
Princípio de Operação – tensão do lado CC e tensões do lado CA

van vbn vcn vcc van-vbn

v0
vab vbc vca

vab

v0
va vb vc

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 Conversor CA/CC Trifásico

Efeito de Ls na comutação das correntes

a

b

c

n

D1 D3 D5

D4 D6 D2

P

N

i0 = Id

van

vbn

vcn

v0 = vPN
ia

ib

ic

Ls

Ls

Ls

a’

b’

c’

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isa isb isc

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 Conversor CA/CC Trifásico
Efeito de Ls na comutação das correntes – Formas de onda

v0
va’b’ va’c’

ic ia ib

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 Conversor CA/CC Trifásico

Efeito de Ls na Comutação das Correntes – circuito em análise

P

N

i0 = Id
v0 = vPN

Ls

Ls

Ls ia

ib

ic

van

vbn

vcn

a’a

b’b

c’c

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0.36 0.37 0.38 0.39 0.4

(vb1n-vc1n)

Conversores CA/CC Não Controlados

 Conversor CA/CC Trifásico
Comutação das correntes ib e ic – Forma de onda das tensões

v0

va’b’
va’c’

vb’c’

Comutação entre
ib e ic

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 Conversor CA/CC Trifásico
Cálculo do valor médio da tensão v0

v0

vab

va’b’

/3

área descontada

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 Conversor CA/CC Trifásico

Lado CC composto por um circuito RC paralelo

a

b

c

n

D1 D3 D5

D4 D6 D2

P

N

van