1 ELETRÔNICA DE POTÊNCIA ELETRÔNICA DE POTÊNCIA Aula 03 - Retificadores Trifásicos a diodo Aula 03 - Retificadores Trifásicos a diodo MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA DE SANTA CATARINA Prof. Luis M. Nodari Prof. Luis M. Nodari [email protected][email protected]
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ELETRÔNICA DE POTÊNCIAELETRÔNICA DE POTÊNCIA
Aula 03 - Retificadores Trifásicos a diodoAula 03 - Retificadores Trifásicos a diodo
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOMINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOSECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICASECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICAINSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
Retificadores trifásicos a diodo em ponte completa com Retificadores trifásicos a diodo em ponte completa com carga resistiva (R)carga resistiva (R)
Análise qualitativaAnálise qualitativa
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
Exige o uso de condutor de neutro, sistema a 4 fios.Exige o uso de condutor de neutro, sistema a 4 fios.
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Análise qualitativaAnálise qualitativa
EtapasEtapas
t < 3t < 3Etapa 1Etapa 1 Etapa 2Etapa 2
t < 7t < 7Etapa 3Etapa 3
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
iL
+-
+ -
iL
+-
+ -
+
-
iL
+- +
-
+ -
t < 5t < 5
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EtapasEtapas
t < t < Etapa 4Etapa 4 Etapa 5Etapa 5
t < t < Etapa 6Etapa 6
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
iL
+- +
-
+ -
iLiL
+-
+
-
+ -
iL
+-
+
-
+ -
t < t <
Análise qualitativaAnálise qualitativa
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Formas de ondaFormas de onda11 22 33 44 55 66
EtapasEtapas
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Formas de ondaFormas de onda
R=25R=25VVoo=57,73V=57,73V
f=50Hzf=50Hz
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EPO – Aula 03 – Retificadores trifásicos a diodo
Formas de ondaFormas de onda
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EPO – Aula 03 – Retificadores trifásicos a diodo
Formas de ondaFormas de onda
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Tensão na cargaTensão na carga
2.339Lmed oV V2.341Lef oV V
MédioMédio EficazEficaz
2 /3
/3
/6
/ 6
13 2 sen
2 / 6
33 2 cos
Lmed o
o
V V t d t
V t d t
/ 6 2
/ 6
13 2 cos
2 / 6Lef oV V t d t
vL
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vLVLmVLef
Análise quantitativaAnálise quantitativa
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Corrente na cargaCorrente na carga
vL
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
iLILmILef
2.339 oLmed
VI
R 2.341 o
Lef
VI
R
/ 6
/ 6
3 21cos
2 / 6o
Lmed
VI t d t
R
2/ 6
/ 6
3 21cos
2 / 6o
Lef
VI t d t
R
MédioMédio EficazEficaz
Análise quantitativaAnálise quantitativa
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Potência na cargaPotência na carga
2
5.48 oL
VP
R
2
5.48 oL
VS
R
AtivaAtiva AparenteAparente
2L LefP RI L Lef LefS V I
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vL
pLPLSL
Análise quantitativaAnálise quantitativa
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Corrente na entrada (fase 1)Corrente na entrada (fase 1)
MédioMédio EficazEficaz
1 0medI
2
1 1
0
5 /6 11 /6
/ 6 7 / 6
1
2
1
2
med
Lmed Lmed
I i t d t
I d t I d t
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vL
i1I1mI1ef
5 / 6 11 / 6
2 21
/ 6 7 / 6
1
2ef Lmed LmedI I d t I d t
1 1.90 oef
VI
R
Análise quantitativa: considerando o sistema equilibradoAnálise quantitativa: considerando o sistema equilibrado
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Potência na entradaPotência na entrada
AtivaAtivaAparenteAparente
1 1 13 ef efS V I
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vL
2
1 5.48 oVPR
2
1 5.70 oVSR
Análise quantitativaAnálise quantitativa
5 / 6
1
/ 6
13 2.34 2 seno oP V V t d t
1 1
0
13P p t d t
1 3 1.9o oS V V
p1P1mP1ef
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Esforços nos diodosEsforços nos diodos
Tensão reversaTensão reversa
max 3 2D oV V
max
3 2 oD
VI
R
Corrente médiaCorrente média Corrente eficazCorrente eficaz
0.78 oDmed
VI
R
1.35 oDef
VI
R
3Lmed
Dmed
II
3Lmed
Def
II
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vL
vD1piD1pID1mID1ef
Aproximação por onda quadradaAproximação por onda quadrada
Análise quantitativaAnálise quantitativa
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Variações de Carga: Cargas RL e RLEVariações de Carga: Cargas RL e RLE
A variação de carga na saída do conversor implica na alteração dos comportamentos de tensão e correntes na saída do retificador (carga), e das características das correntes de entrada (fonte), alterando parâmetros de projeto e esforços de componentes.
vL
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
L
E
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EPO – Aula 03 – Retificadores trifásicos a diodo
Meia-onda (3 pulsos)Meia-onda (3 pulsos)
TopologiasTopologias
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vLC vC
iC
Onda completa (6 pulsos)Onda completa (6 pulsos)
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
vL1
iL1
R
C2
C1vC1
vC2
iC1
iC2
vL2R
iL1
iL2
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
id1 id2 id3
vD3vD2vD1
R
iL
vLC vC
iC
Ponto central (6 pulsos)Ponto central (6 pulsos) Ponto central (6 pulsos)Ponto central (6 pulsos)
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
vL
iL
R
C2
C1vC1
vC2
iC
iC1
iC2
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Modo 1 – Dois pulsos de corrente Modo 1 – Dois pulsos de corrente por semi-ciclopor semi-ciclo
Modos de operação:Modos de operação:
Modo 2 – Um pulso de corrente Modo 2 – Um pulso de corrente por semi-ciclopor semi-ciclo
1.73R
C
1.73R
C
i1
t
i1
t
Análise qualitativaAnálise qualitativa
v1
v3
v2
i1
i3
i2
D1 D2 D3
D4 D5 D6
id1 id2 id3
id4 id6id5
vD3vD2vD1
vD4 vD5 vD6
R
iL
vLC vC
iC
Retificador onda Retificador onda completacompleta
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Etapa 1Etapa 1 Etapa 2Etapa 2 Etapa 3Etapa 3
Etapa 4Etapa 4
+-
+ - +
-
+
-
+-
+
-
+
-
+ -
+-
+
-
+-
+
-
+
-
+-
+
-
+
-
+-
+ -
+
-
+
-
+-
Etapa 5Etapa 5 Etapa 6Etapa 6
Etapas de operação – Modo 1Etapas de operação – Modo 1