ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I

1

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I

Aula 19

Aula 19

–

–

Comando e prote

Comando e prote

ç

ç

ão de tiristores

ão de tiristores

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICA CURSO DE ENGENHARIA EL

CURSO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICA

Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.

Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.

leandromichels@gmail.com

Caracter

Caracter

í

í

sticas dos SCR reais

sticas dos SCR reais

Caracter

Caracter

í

í

stica de comuta

stica de comuta

ç

ç

ão

ão

-

-

SCR

SCR

A K G i_a v_ak i_g v_gk

3

Parâmetros de cat

Parâmetros de cat

Parâmetros de cat

á

á

logo

logo

-

-

SCR

SCR

Caracter

5

Principais tipos de prote

Principais tipos de prote

ç

ç

ão empregados:

ão empregados:

1.

1.

Derivada de corrente (di

Derivada de corrente (di

/

/

dt

dt

)

)

2.

2.

Derivada de tensão (

Derivada de tensão (

dv

dv

/

/

dt

dt

)

)

3.

3.

Sobretensão

Sobretensão

v

v

4.

4.

Sobrecorrente

Sobrecorrente

i

i

5.

5.

Tensão reversa no

Tensão reversa no

gate

gate

6.

6.

Tensão m

Tensão m

á

á

xima de

xima de

gate

gate

7.

Prote

Prote

ç

ç

ão de tiristores

ão de tiristores

1. Prote

1. Prote

ç

ç

ão contra derivada de corrente (di

ão contra derivada de corrente (di

/

/

dt

dt

)

)

LimitaLimitaçção da variaão da variaçção abrupta da corrente na ão abrupta da corrente na entrada em condu

entrada em conduçção do SCRão do SCR

Pode ser usado para limitaPode ser usado para limitaçção da corrente de ão da corrente de recupera

recuperaçção reversaão reversa

max p a

V

L

di

dt

>

Indutâncias sééries ou parasitas ries ou parasitas suficientemente altas podem suficientemente altas podem

evitar seu uso evitar seu uso

i_a A K G L v_p

Podem ser Podem ser

empregados reatores

empregados reatores

satur

saturááveis (pequenas veis (pequenas bobinas)

7

2. Prote

2. Prote

ç

ç

ão contra derivada de tensão (

ão contra derivada de tensão (

dv

dv

/

/

dt

dt

)

)

LimitaLimitaçção da variaão da variaçção abrupta da tensão na saão abrupta da tensão na saíída de da de condu

conduçção do SCR (ão do SCR (snubbersnubber))

max DRM s ak L

V

C

dv

R

dt

>

Quando háá comutacomutaçção forão forççada ada recomenda

recomenda--se sempre utilizse sempre utilizáá--lo.lo.

A K G R_s C_s D_s max DRM s a

V

R

di

dt

=

D_{ss →→} Diodo rDiodo ráápidopido

Exemplo

Prote

Prote

ç

ç

ão de tiristores

ão de tiristores

3. Prote

3. Prote

ç

ç

ão contra

ão contra

sobretensão

sobretensão

(

(

v

v

)

)

LimitaLimitaçção da tensão mão da tensão mááxima sobre o SCRxima sobre o SCR Solu

Soluçções ões _→→ SobredimensionamentoSobredimensionamento, , ssnubbernubber, , varistor

varistor ou combinaou combinaçções destasões destas

Quando h

Quando háá comutacomutaçção forão forççada ada recomenda

recomenda--se sempre utilizse sempre utilizáá--lo.lo. Melhor solu

Melhor soluçção ão _→→ varistorvaristor (MOV)(MOV)

P MOV DRM

V

<

V

<

V

9

4. Prote

4. Prote

ç

ç

ão contra

ão contra

sobrecorrente

sobrecorrente

(i

(i

)

)

LimitaLimitaçção da corrente mão da corrente mááxima circulando no SCRxima circulando no SCR Solu

Soluçções ões _→→ fusfusíível, disjuntor, relvel, disjuntor, reléé de de sobrecorrentesobrecorrente

FusFusíível vel _→→ proteproteçção contra curtoão contra curto--circuito circuito (tipo ultra

(tipo ultra--rráápido especpido especíífico para a fico para a aplica

aplicaçção)ão)

Disjuntor, relDisjuntor, reléé _→→ proteproteçção contra ão contra sobrecarga sobrecarga 2 2

fusível

SCR

I t

<

I t

disjuntor

SCR

I

<

I

Prote

Prote

ç

ç

ão de tiristores

ão de tiristores

5. Prote

5. Prote

ç

ç

ão contra tensão reversa de

ão contra tensão reversa de

gate

gate

(

(

v

v

)

)

A

K G

v_gk

LimitaLimitaçção da tensão negativa aplicada a junão da tensão negativa aplicada a junçção ão vv_gkgk

min

gk gk

V

>

V

VV_gkmingkmin (t(tíípico) pico) > > --5V5V Recomenda

Recomenda--se empregar se empregar sempre este diodo

11

6. Prote

6. Prote

ç

ç

ão contra tensão direta de

ão contra tensão direta de

gate

gate

(

(

v

v

)

)

LimitaLimitaçção da tensão positiva mão da tensão positiva mááxima aplicada a xima aplicada a jun

junçção ão vv_gkgk (grampeamento)(grampeamento)

max gk z gk

V

<

V

<

V

VV_gkmaxgkmax (t(tíípico) pico) > 6V> 6V

Caso seja usado este diodo Caso seja usado este diodo zener

zener, não , não éé preciso empregar preciso empregar outro diodo entre K e G

outro diodo entre K e G

A

K G

v_gk

Prote

Prote

ç

ç

ão de tiristores

ão de tiristores

7. Prote

7. Prote

ç

ç

ão contra corrente reversa no circuito

ão contra corrente reversa no circuito

de comando (

de comando (

i

i

<0)

<0)

Impede que exista uma corrente negativa circulante Impede que exista uma corrente negativa circulante pelo circuito de comando quando o tiristor est

pelo circuito de comando quando o tiristor estáá bloqueado bloqueado

0

I

>

Recomenda--se empregar se empregar sempre este diodo (r

sempre este diodo (ráápido)pido) A

K G

13

Os tiristores (SCR) podem ser disparados das

Os tiristores (SCR) podem ser disparados das

seguintes formas:

seguintes formas:

1.

1.

Corrente de gatilho

Corrente de gatilho

I

I

(usada)

(usada)

2.

2.

Sobretemperatura

Sobretemperatura

(indesejada)

(indesejada)

3.

3.

Sobretensão

Sobretensão

(indesejada)

(indesejada)

4.

4.

Degrau de tensão (indesejada)

Degrau de tensão (indesejada)

5.

Disparo por corrente de gatilho

Disparo por corrente de gatilho

I

I

Somente comuta quando Somente comuta quando VV_akak>0>0

Tensão de Tensão de gategate para disparo para disparo

VV_gkgk==VV_gkgktiptip (t(tíípico 0.7V)pico 0.7V)

VV_gkgk>>VV_gkgkminmin para evitar danificapara evitar danificaçção (ão (VV_{gdgd minmin}<0V)<0V)

Corrente de Corrente de gategate para disparo para disparo

II_gg>>II_{gtgt minmin} atatéé a corrente a corrente II_akak>I>I_{L L}

A K G i_a v_ak i_g v_gk

Disparo de tiristores

Disparo de tiristores

15 d gm g gkm

V

>

I R

+

V

V

<

V

I

<

I

Disparo por corrente de gatilho

Disparo por corrente de gatilho

I

I

A K G v_ak i_g R_{g v} gk v_d

A K G R_g R_gk C_gk Resistor Resistor RR_gkgk •

• aumenta a capacidade de aumenta a capacidade de degrau de tensão (

degrau de tensão (dvdv//dtdt))

•

• reduz o tempo de reduz o tempo de desligamento

desligamento

•

• aumenta as correntes de aumenta as correntes de reten

retençção e de manutenão e de manutenççãoão Resistor

Resistor CC_gkgk

•

• aumenta a capacidade de derivada de tensão aumenta a capacidade de derivada de tensão (

(dvdv//dtdt))

•

• remove componentes de ruremove componentes de ruíídos de alta dos de alta freq

freqüüênciaência

Disparo por corrente de gatilho

Disparo por corrente de gatilho

I

I

Disparo de tiristores

Disparo de tiristores