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Conversores CA/CC Controlados Objetivo: Analisar o comportamento do retificador controlado a tiristores conectado tanto em redes elétricas monofásicas quanto em redes elétricas trifásicas. Introdução + - VCC ICC is vs VCC ICC retificador inversor VCC positivo e ICC positivo => Modo retificador onde a energia é transferida do lado ca para o lado cc VCC negativo e ICC positivo => Modo inversor onde a energia é transferida do lado cc para o lado ca 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 Controlados Retificador de meia onda – lado CC composto por uma resistência R Circuitos básicos a tiristores 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 vs vCC i vs vCC i R + - t = 2 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 Controlados Retificador de meia onda – lado CC composto por um circuito RL Circuitos básicos a tiristores vs vCC i R - + L vR - + + -vL i vS vR vCC t = 3 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 Controlados Retificador de meia onda – lado CC composto por um indutor (L) e uma fonte de tensão (vCC) Circuitos básicos a tiristores vs vCC i - + L + -vL vConst i vS vConst vCC t = 4 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro K Conversores CA/CC Controlados Circuito de disparo sensor de tensão gerador_rampa referência vS - + - + vCC iG 5 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 Controlados ref V28 v_sensor d_serra Circuito de disparo – Fomas de Onda vS vCC vS -> sensor de tensão referência rampa sinal de comando 6 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro vcc vs Retificador com Ls = 0 –> Lado CC composto por uma fonte de corrente Circuitos Monofásicos Conversores CA/CC Controlados vCCvS LS = 0 iS T1 T3 T4 T2 vS vCC iS vS t = Valor médio da tensão do lado CC ? 7 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Retificador com Ls 0 –> Lado CC composto por uma fonte de corrente Circuitos Monofásicos Conversores CA/CC Controlados vCCvS LS 0 iS T1 T3 T4 T2 vd vs vS vCC iS vS Au +u ângulo de comutação ? valor médio da tensão do lado CC ? 8 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Retificador operando como inversor => > 90º Circuitos Monofásicos Conversores CA/CC Controlados vCCvS LS 0 iS T1 T3 T4 T2 0.38 0.385 0.39 0.395 0.4 vd vs vS iS vCC vS u => ângulo de extinção ICC 9 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Princípio de operação -> condução dos tiristores Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a b c n ia van vbnvcn ia = 0 ângulo de disparo = 0. tiristor T1 entra em condução quando van>vbn e van>vcn. tiristor T4 entra em condução quando van<vbn e van<vcn. 10 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro t=0 Princípio de operação -> condução dos tiristores Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a b c n ia van vbnvcn ib ângulo de disparo = 0. tiristor T3 entra em condução quando vbn>van e vbn>vcn. tiristor T6 entra em condução quando vbn<vcn e vbn<vcn. =0 11 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro t=0 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 Princípio de operação -> condução dos tiristores Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a b c n ia van vbnvcn ic t=0 ângulo de disparo = 0. tiristor T5 entra em condução quando vcn>van e vcn>vbn. tiristor T2 entra em condução quando vcn<van e vcn<vbn. =0 12 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro 0.36 0.37 0.38 0.39 0.4 Princípio de operação -> condução dos tiristores Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a b c n ia vanvbn vcn ia t=30 ângulo de disparo 0, corresponde ao perído entre o instante van>vbn e van>vcn (t = 30 ) e o instante em que T1 entra em condução. 13 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro 0.375 0.38 0.385 0.39 0.395 van-vbn vbn-vcn vcn-van vcc Princípio de operação -> retificador operando sem LS Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a b c n ia ia van vCC vcavbc vab vcn 14 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 0º Circuito Trifásico - Tensão do lado CC Conversores CA/CC Controlados vCC vab vbc vcavan vbn vcn 15 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 30º Conversores CA/CC Controlados vCC vab vbcvca van vbn vcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 16 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 60º Conversores CA/CC Controlados vCC vab vbcvca van vbnvcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 17 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 90º Conversores CA/CC Controlados vCC vabvbc vca vanvbn vcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 18 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 120º Conversores CA/CC Controlados vCC vabvbc vca vanvbn vcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 19 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 150º Conversores CA/CC Controlados vCC vabvbc vca vanvbn vcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 20 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de EngenhariaElétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro Ângulo de disparo = 180º Conversores CA/CC Controlados vCC vab vbc vca van vbn vcn Circuito Trifásico - Tensão do lado CC 21 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro van-vbn va1-vb1 van-vbn vcc Princípio de operação -> retificador operando com LS 0 Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a1 b1 c1 n ia a b c t = 0 Au Au 2 Au = 2∙Ls∙Icc Icc => Amplitude da fonte de corrente do lado CC LS LS LS 22 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro va1-vb1 vb1-vc1 vc1-va1 vcc Operação como Inversor Circuitos Trifásicos a Tiristores Conversores CA/CC Controlados vCC T1 T3 T5 T4 T6 T2 a1 b1 c1 n ia a b c OBS: Ângulo de extinção tem que ser maior do que o valor tq , que corresponde ao período mínimo que o tiristor deve ficar reversamente polarizado para não entrar em condução de modo indevido. vcn van ia va1b1 vb1c1vc1a1 vcc = 180º - (+) LS LS LS 23 Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Centro Técnico Científico - Departamento de Engenharia Elétrica Eletrônica de Potência (ENG 1452) Prof. Luís Fernando Monteiro
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