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CONVERSOR DC PARA AC MONOFÁSICO. CONCEITO E FINALIDADE Trata-se de circuitos que, a partir de uma rede DC, gera um sinal de potência em AC monofásico,

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1 CONVERSOR DC PARA AC MONOFÁSICO

2 CONCEITO E FINALIDADE Trata-se de circuitos que, a partir de uma rede DC, gera um sinal de potência em AC monofásico, na frequência desejada, a qual pode ser ajustada durante a operação do mesmo Sua função básica é alimentar uma carga AC monofásica a partir de uma fonte DC podendo-se alterar a frequência da tensão AC gerada durante a operação do circuito. CCCC FONTE DC CARGA AC MONOFÁSICA AJUSTE DE FREQUÊNCIA

3 1 - MONOFÁSICO EM PONTE A conversão DC para AC é conseguida provocando-se a condução alternada, em tempos iguais, dos dois SCRs O acionamento da carga AC será devida ao valor eficaz da fundamental da tensão quadrada acima, aplicada na carga pela condução dos dois SCRs em sequencia. O valor dessa fundamental é obtido aplicando-se o desenvolvimento da tensão da carga segundo uma série de Fourier. SCR1 SCR2 SCR1 SCR2 Vload

4 SÉRIE DE FOURIER Toda função periódica pode ser representada por uma soma de senos e cossenos de frequências múltiplas da frequência da função original. F(x) = A 0 + A 1.sen(wt) +B 1.cos(wt) +A 2.sen(2wt) +B 2.cos(2wt) +A 3.sen(3wt) +... Caso a função F(x) seja PAR, ou seja, F(-x) = F(x) a série será representada apenas pelos componentes em COSSENO sendo nulos os componentes em SENO Caso a função F(x) seja IMPAR, ou seja F(-x) = - F(x) a série será representada apenas pelos termos em SENO sendo nulos os termos em COSSENO.

5 CALCULO DOS COEFICIENTES DA SÉRIE Aplicando-se as fórmulas acima para a onda quadrada abaixo com a origem escolhida de tal forma a torna-la uma função PAR obtemos: Resultando a somatória F(x) = 127.cos(wt) - 42,4.cos(3wt) + 25,5.cos(5wt) A 0 = A 1 = A 2 = A 3 = A 4 = = 0 B 1 = 127 v B 2 = 0 B 3 = -42,4 v B 4 = 0 B 5 = 25,5 v

6 EXERCICIO 1 - A tensão obtida em uma carga por um conversor DC para AC monofásico é fornecida abaixo. Pede-se calcular as amplitudes da fundamental e das harmônicas de ordem 3 e 5 assim como a potência AC devida à fundamental entregue para a carga equivalente a 5. Escolher a origem para que a tensão seja uma função par. O eixo horizontal está graduado em milissegundos e o eixo vertical em volts.

7 SOLUÇÃO 2 – Graduar o eixo do tempo em ângulo lembrando que o periodo em tempo corresponde a 360º 1 – Escolher a origem para tornar a função PAR Sugestão > origem no instante 15 ms Período igual 12 ms > 360º e portanto cada milissegundo corresponde a 30º 3 – Redesenhar o gráfico da função 4 – Calcular o coeficiente de Fourier da Fundamental A integral deverá ser feita por trecho onde F(x) é constante

8 EXERCICIO 2 – Determinar o rendimento do circuito conversor DC para AC abaixo Os SCRs conduzem na seguinte sequência: nenhum1 ms SCR A2 ms SCR B4 ms SCR A2 ms nenhum1 ms SCR C 2 ms SCR D4 ms SCR C2 ms nenhum1 ms SCR A2 ms SCR B4 ms.

9 SOLUÇÃO 1 – Desenhar a forma de onda da tensão na carga 2 – Escolher a origem para tornar a função Par 3 – Graduar o eixo do tempo em angulo 4 – Redesenhar o gráfico da função 5 – Calcular o coeficiente de Fourier da Fundamental 6 – Calcular a potencia AC na carga Sugestão > instante 5 ms Periodo = 18 ms > 360º 1 ms > 20º

10 7 – Desenhar o gráfico da corrente em cada fonte SOLUÇÃO 8 – Calcular a potência DC de cada fonte 10 – Calcular o rendimento DC - AC Idc =( 2*7+4*10+2*70 )/18 = 3,78 A Pdc = 70*3,78 = 264,6 watts Idc = (4*10)/18 = 2,22 A Pdc = 30*2,22 = 66,7 watts Pdc fontes = 2*264,6 + 2*66,7 = 662,6 wattsη = P accarga / P dcfontes = 95,1 % 9 – Calcular a potencia DC das fontes somadas


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