Retificadores Controlados

Retificadores Controlados

• Conversores CA-CC: Circuitos de Disparo para Tiristores

• Conversores CA-CC: Retificadores Monofásicos Controlados

• Conversores CA-CC: Retificadores Trifásicos Controlados

• Sinopse do capítulo

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Circuitos de Disparo e Comutação

• Métodos de Disparo

–

por sobretensão

–

por variação brusca de tensão

por aumento de temperatura

por pulso no gate

–

por luz ou radiação

Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por Sobretensão

–

Sem aplicar-se corrente no gate do SCR ( I

= 0 ), aumentasse o valor da tensão direta VAK, até que se atinja a tensão de “break-over” do componente.

• Neste ponto o SCR entra em condução e assume uma característica igual a do diodo de potência.

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Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por variação brusca de tensão

–

É um disparo indesejado que ocorre quando há

uma variação brusca na tensão V

. O fabricante

geralmente fornece o valor máximo da taxa de

crescimento ou decrescimento da tensão (dV/dt)

do componente.

Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por aumento de temperatura

– Este tipo de disparo também se torna indesejado pois, implica na entrada em operação do componente em um instante não previsto.

– Isto pode ocasionar problemas tanto no componente, quanto no sistema como um todo.

– Este disparo ocorre quando o SCR está próximo de uma fonte de calor ou a própria temperatura ambiente é relativamente elevada.

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Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por pulso no gate

– É o disparo tradicional do SCR. Consiste em se aplicar um pulso (CC ) no gate do SCR, durante um tempo suficiente, para que o mesmo passe para o estado de condução.

– Quanto maior a intensidade da corrente de gatilho, menor será a tensão V_AK em que o SCR irá disparar.

Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por luz ou radiação

– É um tipo de disparo específico para um tiristor conhecido como LASCR (Light Actived Silicon Controlled Rectifier ).

• No gate deste componente, existe uma janela que quando incide-se luz provoca o disparo do componente.

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Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por luz ou radiação

Circuitos de Disparo e Comutação

• Disparo por luz ou radiação

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Circuitos de Disparo e Comutação

• Comutação

–

Natural

Forçada

• Pela carga

• Por tensão reversa

• Autocomutação

• Impulso auxiliar

• Impulso complementar

• Pulso de corrente

Controle

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga Resistiva

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V_s

i_o

R V_o

V_scr

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga Resistiva

Controle

V_s

i_o R – +

V_o

V_scr

o S

scr V V

V  

V_s

ωt

π 2π 3π 4π 5π





 V^m V

V_o

ωt

i_o

ωt V_scr

ωt

α θ

α - θ -

 



 2

1 cos

 ^m

o

V V

 

V V

V

condução de

ângulo

o 65 3

2

30 1

220

150 30

0 0

0 0

cos ,

) (

;



 

 









Retificador Monofásico 

Controlado de Meia Onda -Carga Resistiva –

α = 30⁰

Corrente (i_o) menor que o valor de manutenção (I_H): SCR desliga

300



16

 

V V

V

condução de

ângulo

o 35 0

2

90 1

220

90 90

0 0

0 0

cos ,

) (

;



 

 









Retificador Monofásico 

Controlado de Meia Onda -Carga Resistiva –

α = 90⁰

O aumento do ângulo de disparo reduz a tensão média na carga

900



Controle

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga RL

V_s

i_o

R

V_o

V_scr

L

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga RL

18 o

S

scr V V

V  

V_s

ωt

π 2π 3π 4π 5π

 





 2

cos cos 

 ^m

o

V V

V_o

ωt

i_o

ωt V_scr

ωt

α β

Ângulo de disparo

α - β - Ângulo de avanço/extinção

Ângulo de avanço/extinção (β)

20

 





 2

cos cos 

 ^m

o

V V ^{( . .) cos} _R² _{( L)}²

P R

F  

 

Retificador Monofásico – Carga RL

• Dados: R = 100Ω; L = 120mH; f = 60 Hz

22

90 0 120

0 60 2

100

100

2 2

2

2 ,

) ,

. . ( )

cos ( 

 

 



 

L R

R

a = 0;

α = 30⁰;

cosϕ = 0,90 β = 205⁰.

 

V V V

V_o ^m 621

2

205 30

205 30

0 0

0

0 0

cos , cos

;



 

 











Retificador Monofásico Controlado de Meia Onda

– Carga RL – α = 30⁰

Corrente atrasada em relação à tensão

300



0

Controle

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga RL + Diodo de Retorno

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V_s

i_o

R

V_o

V_scr

L

Diodo de roda livre

Parte da corrente é suprida pela energia armazenada no campo magnético da carga indutiva

Retificador Monofásico Controlado

• Meia-Onda: Carga RL + Diodo de Retorno

Retificador Monofásico Controlado

• Onda Completa em Ponte: Carga Resistiva

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V_o i_o

4 SCRs formam a ponte do retificador controlado.

 





cos

 _m 1

o

V V

Retificador Monofásico Controlado

• Onda Completa em Ponte: Carga Resistiva

28

 

V V_o 2201 45⁰ 119 5

cos ,

 

 

Retificador Trifásico Controlado

• Meia Onda: Carga Resistiva

V_o i_o

3 SCRs formam o circuito, sendo um em cada fase do retificador.

 





cos

 _m 1

o

V V

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Retificador Trifásico Controlado

• Meia Onda: Carga Resistiva

Wilker Azevêdo

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Eletrônica Industrial

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