Aula 4 - Conversores CA - CC Não-Controlados.pdf
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Conversores CA - CC Não-Controlados
Prof.: Rubem de Azevedo Campos
CST EM SISTEMAS ELÉTRICOSILES-ULBRA-PVH
Diagrama Unifilar de uma Subestação
Retificador monofásico meia-onda; Retificador monofásico onda completa com
transformador com derivação central; Retificador monofásico onda completa em ponte; Retificador polifásico de meia-onda; Retificadores trifásicos de meia-onda (três pulsos); Retificadores trifásicos de onda completa em ponte
(seis pulsos); Circuitos Retificadores de doze pulsos.
Retificadores não-controlados
Definição: Um retificador é um circuito que converte um sinal CA em um sinal unidirecional (CC);
Classificação: Monofásicos; Bifásicos; Trifásicos; Polifásicos;
Modo de Retificação: Não Controlado: Utilizando diodos Semi-Controlado: Utilizando tiristores e diodos; Controlado: Utilizando tiristores;
RETIFICADORES - INTRODUÇÃO
Formas de Retificação: Meia Onda
RETIFICADORES - INTRODUÇÃO
Onda Completa
RETIFICADORES - INTRODUÇÃO
Retificadores
Parâmetros de Performance Embora a tensão de saída seja CC, ela é descontínua e
contém harmônicos. Um retificador é um processador de energia que deve dar
uma tensão de saída CC com uma quantidade mínima de conteúdo harmônico.
Também deve manter a corrente de entrada o mais senoidal possível e em fase com a tensão de entrada, de tal forma que o fator de potência seja aproximadamente unitário.
A qualidade do processamento de energia de um retificador requer a determinação do conteúdo harmônico da corrente de entrada e da corrente e tensão da saída.
Retificadores – Parâmetros de Saída
Valor médio da tensão de saída
Valor médio da corrente de saída
Potência média de saída (CC)
Valor eficaz da tensão de saída (Vrms)
Valor eficaz da corrente de saída (Irms)
dttT
T
Lmédio VV 0
1
dttT
T
Lmédio II 0
1
IVP médiomédiomédio
dttVTVT
Lrms
0
21 21
dttITIT
Lrms
0
21 21
Potência CA de saída
Eficiência (ou razão de retificação), de um retificador, que é uma figura de mérito e nos permite comparar a eficácia.
A tensão de saída pode ser considerada como composta de dois componentes: O valor CC O componente CA ou de ondulação (ripple)
IVP rmsrmsac
PP
ac
médio
Retificadores – Parâmetros de Saída
O valor eficaz (Vrms) do componente CA de saída
O fator de forma: É a medida da forma da tensão de saída
O fator de ondulação (ripple): É a medida do conteúdo da ondulação na saída.
VVV médiormsac
22
VV
médio
rmsFF
VV
médio
acFR 1
2
VV
médio
rmsFR 12 FFFRou ou
Retificadores – Parâmetros de Saída
Fator de utilização de um transformador
Fator de potência
Fator de Crista
Retificador IdealEntrada SaídaFUT = 1 FF = 1FP = 1 FR = 0
Retificadores – Parâmetros de Entrada
12FC
SFUT Pmédio VI
PSs
médioFUT
Is, Vs são a corrente e tensão
de entrada (rms) do secundário do transformador
SPativaFP
II
ef
SpicoFC
Considerando as formas de onda da figura abaixo, na qual vs é a tensão de entrada senoidal, is é a corrente instantânea de entrada e is1 é o seu componente fundamental.
Retificadores – Parâmetros de Entrada
Se Φ for o ângulo entre os componentes fundamentais da corrente e tensão de entrada, Φ será chamado ângulo de deslocamento. O fator de deslocamento édefinido como:
O fator harmônico da corrente de entrada é definido por:
Onde Is1 é o componente fundamental da entrada Is (rms).
Retificadores – Parâmetros de Entrada
1
1
2
21
212
21
21
II
III
s
s
s
ssHF
cosDF
Notas:
1 – O fator harmônico HF é uma medida da distorção de uma forma de onda, também conhecimento como Distorção Harmônica Total (THD);
2 – Se a corrente de entrada Is (rms) for puramente senoidal, Is1= Is (rms), o fator de potência (FP) seráigual ao fator de deslocamento (DF);
3 – O fator de deslocamento (DF) sempre é conhecido como fator de potência de deslocamento (DPF);
Retificadores – Parâmetros de Entrada
Notas:
1 – O fator harmônico HF é uma medida da distorção de uma forma de onda, também conhecimento como Distorção Harmônica Total (THD);
2 – Se a corrente de entrada Is (rms) for puramente senoidal, Is1= Is (rms), o fator de potência (FP) seráigual ao fator de deslocamento (DF);
3 – O fator de deslocamento (DF) sempre é conhecido como fator de potência de deslocamento (DPF);
Retificadores – Parâmetros de Entrada
1 – Retificador de meia-onda (retificador de um pulso)
Retificadores monofásicos não-controlados
2 – Retificador de meia-onda (retificador de um pulso) – outra visão
Retificadores monofásicos não-controlados
Deduções dos Parâmetros de Entrada e Saída, deduzidos
em Sala de Aula