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RETIFICAÇÃO CONTROLADA Os circuitos retificadores controlados realizam a conversão AC para DC permitindo, durante sua operação, a alteração do valor médio.

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1 RETIFICAÇÃO CONTROLADA Os circuitos retificadores controlados realizam a conversão AC para DC permitindo, durante sua operação, a alteração do valor médio ( Vdc ) da tensão na carga. Para realizar tal retificação controlada são utilizados Tiristores, os quais mudam o tempo de circulação de corrente na carga, alterando desse modo o valor médio dessa tensão. Esses circuitos são formados por uma parte responsável pelo fornecimento de energia para a carga ( circuito de potência ) e outra parte responsável pelo tempo de circulação de corrente na carga ( circuito de comando ).

2 RETIFICADOR CONTROLADO MONOFÁSICO MEIA ONDA Circuito de PotênciaCircuito de Disparo O circuito de potência assinalado em vermelho ao lado permite controlar o valor médio da tensão retificada na carga pela ação do SCR. Esse controle é conseguido alterando-se o tempo de condução do SCR durante o meio período de tensão positiva do secundário. O instante em que o SCR começa a conduzir é definido pela descarga do capacitor do circuito de disparo através do DIAC quando sua tensão atinge a ruptura do DIAC, enviando um pulso de descarga do capacitor para o Gate do SCR. O bloqueio do SCR ocorre quando a tensão do secundário do transformador torna-se insuficiente para manter o SCR em condução

3 O tempo de carga do capacitor é ajustado pela resistência R em série com ele de tal modo que no instante correspondente a 30º sua tensão atinge o valor de ruptura do DIAC ( 10 volts no exemplo ) e o mesmo permite a descarga do capacitor sobre o Gate do SCR dando inicio a sua condução

4 TENSÃO MÉDIA NA CARGA O valor médio da tensão na carga é calculado integrando-se a tensão senoidal desde seu angulo de disparo θ ( no exemplo 30º ) até o instante em que a tensão se inverte no SCR ( 180º ) e dividindo-se pelo período 2π No exemplo : Vsecmax = 100 volts > Vdc = 15,9*( cos30º + 1 ) = 29,7 volts

5 Θ = 60º Θ = 90º Θ =120º Θ = 150º Vdc = 23,9 v Vdc = 15,9 v Vdc = 8,0 v Vdc = 2,2 v

6 CONTROLE DO VALOR DA TENSÃO MÉDIA NA CARGA Alterando-se o valor da resistência R de carga do capacitor estaremos mudando o valor do ângulo de disparo e, em consequência, o valor da tensão média Vdc da carga.

7 CALCULO DO ÂNGULO DE DISPARO O valor do ângulo de disparo θ pode ser obtido ajustando-se a carga do capacitor através da resistência R determinando-se o tempo, ou o ângulo, necessário para que a tensão do capacitor atinja a tensão de ruptura do DIAC. Procedendo-se dessa maneira obtemos a expressão abaixo. Θ = w.R.C*ln(Vz/(Vz-Vr)) Vz > Tensão de regulação do diodo Zenner = 20 volts Vr > Tensão de ruptura do Diac = 10 volts C = 1 μF

8 FORMULÁRIO Ângulo de Disparo Θ = 2πf.R.C*ln(Vz/(Vz-Vr)) para θ em radianos Θ = 360f.R.C*ln(Vz/(Vz-Vr)) para θ em graus Valores Limites no SCRCorrente média = Io = Idc da carga para Θ = 0º Tensão de ruptura Vrup = Vsecmax Corrente de pico = Vsecmax/R L Rendimento Máximo do Circuito η = Pdcmaxcarga(Ө = 0º )/Pacpri

9 A – Um circuito retificador controlado monofásico de meia onda alimenta um motor DC com dados de placa 200 volts e 2 Kwatts. O circuito está ligado a uma rede com 220 Vrms e 60 Hz. O circuito de controle é constituido por um diodo Zenner com Vz = 20 volts, um Diac com tensão de ruptura 12 volts e um capacitor de 0,2 µF. Pede-se determinar: 1 – o valor do potenciômetro que permita variar a potência média Pdc na carga desde seu valor máximo até 0 watts. 2 – traçar o gráfico mostrando a variação dessa potência em função do valor da resistência do potenciômetro ( 5 pontos ) 3 – dimensionar o SCR e os enrolamentos do transformador

10 B – Um circuito retificador controlado monofásico de meia onda alimenta um motor DC com dados de placa 100 volts e 5 Amperes. Deseja-se controlar sua potência entre 80% e 20% de seu valor de placa. Para tanto o circuito de controle usa um resistor fixo em série com o potenciômetro de carga do capacitor. Determinar o valor desse resistor e do potenciômetro para conseguir tal controle. O circuito gerador de pulsos de disparo do SCR utiliza um diodo Zenner de 25 volts, um Diac com tensão de ruptura 12 volts e um capacitor de 1 μF.


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