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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