Aula7_Conversores CC-CA_parte1
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Aula7_Conversores CC-CA_parte1

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Introdução

+

-

VCC

ICC

is
vs

 Operação do conversor de frequência acionando um motor de indução (MI)

MI
vL

iL

1

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

-

vL e iL com defasagem angular < 90º => Energia transferida do conversor para o motor

vL e iL com defasagem angular = 90º => Não há demanda de energia

vL e iL com defasagem angular > 90º => Energia transferida do motor para o conversor

 Conversores de frequência utilizado para acionamento de MI com frequencia
de 400Hz

Aplicação - Conversores de Frequência

2

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Aplicação - Conversores de Frequência

 Conversor de frequência utilizado como UPS para aplicações industriais

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 Alguns dos fabricantes de conversores de frequência

WEG
http://www.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Drives/Inversores-de-Frequencia

Siemens
http://www.industry.siemens.com.br/drives/br/pt/conversores/pages/conversores-de-frequencia.aspx

INVT (Shenzhen INVT Electric CO.)
http://www.invt.com/english.aspx

Fabricantes - Conversores de Frequência

4

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http://www.invt.com/english.aspx

Shenzhen Veichi Electric Co., Ltd.
http://www.veichi.com/

LEISTER Technologies AG
http://www.leister.com/

WattDrive Antriebstechnik GmgH
http://www.wattdrive.com/

Conversor de Onda Quadrada Monofásico
 Conversor em meia ponte

cmd 1

cmd 2

0 a

S1

vd

vd

+

+

-

D1

D2
i

vab

vab

i
t

f(t)
vd

5

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cmd 2
S2-

ref
cmd 1

cmd 2

t3t1
t2 t4

t1 vab > 0 e i < 0  (S1 ON com a corrente i fluindo por D1)
t2 vab > 0 e i > 0  (S1 ON com a corrente i fluindo por S1)
t3 vab < 0 e i > 0  (S2 ON com a corrente i fluindo por D2)
t4 vab < 0 e i < 0  (S2 ON com a corrente i fluindo por S2)

Conversor de Onda Quadrada Monofásico

 Conversor em ponte completa

cmd 1

b

S1

vd

vd

+

+

-

D1

D2
i

vab

cmd 2

a

S3

D3

D4

vab

i
t

f(t)
2vd

6

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Eletrônica de Potência (ENG 1452)
Prof. Luís Fernando Monteiro

cmd 2
S2-

D2
cmd 1

S4

D4

ref
cmd 1
cmd 2

t3t1
t2 t4

t1 vab > 0 e i < 0  (S1, S4 ON com a corrente i fluindo por D1, D4)
t2 vab > 0 e i > 0  (S1, S4 ON com a corrente i fluindo por S1, S4 )
t3 vab < 0 e i > 0  (S2, S3 ON com a corrente i fluindo por D2, D3)
t4 vab < 0 e i < 0  (S2, S3 ON com a corrente i fluindo por S2, S3)

Conversor de Onda Quadrada Monofásico
 Conversor em ponte completa – Acionamento independente dos ramos

cmd 1

cmd 2

b

S1

vd

vd

+

+

-

D1

D2
i

vab

cmd 3

cmd 4

a

S3

D3

D4

va0
t

f(t)
vd

t
vd

vb0





2

+

0

7

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cmd 2
S2-

cmd 4
S4

ref 1
cmd 1

cmd 2
ref 2

cmd 3
cmd 4

t

2∙vd vab



 +

Conversor de Onda Quadrada Monofásico
 Conversor em ponte completa – Acionamento independente dos ramos

cmd 1

cmd 2

b

S1

vd

vd

+

+

-

D1

D2
i

vab

cmd 3

cmd 4

a

S3

D3

D4

t

2∙vd
vab

i

t2t1 t3 t4 t5 t6

8

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cmd 2
S2-

cmd 4
S4

ref 1
cmd 1

cmd 2
ref 2

cmd 3
cmd 4

t1 vab > 0 e i > 0  (S1, S4 ON com a corrente i fluindo por S1, S4)
t2 vab = 0 e i > 0  (S2, S4 ON com a corrente i fluindo por S4 xczx
zm , D2 )
t3 vab = 0 e i = 0  (S2, S4 ON com a corrente i =0 )
t4 vab < 0 e i < 0  (S2, S3 ON com a corrente i fluindo por S2, S3)
t5 vab = 0 e i < 0  (S1, S3 ON com a corrente i fluindo por S3, D1)
t6 va0 = 0 e i = 0  (S1, S3 ON com a corrente i =0)

Conversor de Onda Quadrada Monofásico

 Espectro Harmônico – Tensão vab

t

2∙vd
vab

/2



f(t)

 -(/2)

 +(/2) 2

2 -(/2)-2∙vd

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)thsin(hcos
h
Vv

,...,,n

d
ab 






















 
 2

8
531












2

cos81


h
Vb d Componente fundamental

-2∙vd

Conversor de Onda Quadrada Monofásico

0.6

0.8

1
am

pl
itu

de
 Espectro Harmônico – Tensão vab

3° harmônico

5° harmônico

7° harmônico

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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
0

0.2

0.4

alfa (radianos)

am
pl

itu
de

7° harmônico

Conversor de Onda Quadrada Trifásico

 Circuito base e Lógica de Chaveamento

cmd 1

cmd 4

cmd 3

cmd 6

cmd 5

cmd 2

ref a
cmd 1
cmd 4

Algoritmo de Controle
Comando dos IGBTs

0 a b c

S1 S3 S5

vd

vd

+

-

+

11

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cmd 4 cmd 6 cmd 2

van vbn vcn

ref b
cmd 3
cmd 6

ref c
cmd 5
cmd 2n

S4 S6 S2-

Conversor de Onda Quadrada Trifásico

 Fomas de Onda das Tensões

va0

vb0

t

f(t)

S1 ON

S4 ON

S1 ON
 2 3

S ON S ON

vd
-vd0

vd

12

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vc0

t

t

2/3S6 ON

S3 ON

S6 ON

S3 ON
5/3 8/3

S2 ON
S5 ON

S2 ON

S5 ON
/3 4/3 7/30

0-vd

vd

vd
-vd

Conversor de Onda Quadrada Trifásico
 Fomas de Onda das Tensões

va0

vb0

t

t

f(t)

S1 ON

S4 ON

S1 ON

S4 ON

S6 ON

S3 ON

S6 ON

S3 ON

vd
-vd

-vd

vd
0

0

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t

vab

2/3 5/3 2/3 8/3 30

S6 ON S6 ON

S1 ON
S6 ON

S1 ON
S3 ON

S4 ON
S3 ON

S4 ON
S6 ON

S1 ON
S6 ON

S1 ON
S3 ON

-vd 0

2vd

-2vd

Conversor de Onda Quadrada Trifásico
 Fomas de Onda das Tensões

S6 ON
S3 ON

S6 ON

S3 ON

S2 ON
S5 ON S5 ON

S2 ON

vd
t

t

f(t)

vd

vb0

vc0

-vd

-vd

14

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S2 ON S2 ON

t

S3 ON
S5 ON

S3 ON
S2 ON

S3 ON
S5 ON

S6 ON
S5 ON

S6 ON
S2 ON

S3 ON
S2 ON

2/3 5/30 /3 4/3 7/3 8/3

vbc
S6 ON
S5 ON

-vd

2vd

-2vd

Conversor de Onda Quadrada Trifásico
 Fomas de Onda das Tensões

S4 ON

S1 ON S1 ON

S2 ON
S5 ON S5 ON

S2 ON

t

t

f(t) va0

vc0
0

0

vd
-vd

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S2 ON S2 ON

t

S2 ON
S1 ON

S2 ON
S4 ON

S5 ON
S4 ON

S5 ON
S1 ON

S2 ON
S1 ON

 20 /3 4/3 7/3 3

vca
S5 ON
S1 ON

-2vd

2vd

0 -vd

Conversor de Onda Quadrada Trifásico

 Cálculo das tensões van , vbn , vcn em função de va0 , vb0 , vc0

0 n

a

vn0
vanva0

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