Eletrônica de Potência Aulas 05 e 06 – (23 e 30)/03/2012 Retificadores trifásico não-controlados “Ponto Médio”

Diagrama do Retificador Trifásico de Ponto Médio

Tensão de entrada - VFN

Vc>Va>Vb ; T0 até T1 - D3(ON) Vrl=Vc; Vak1=Va-Vc=Vac Vak2=Vb-Vc=Vbc

Tensão de entrada - VFF

Tensão nos diodos - Vak

Tensão na Carga (R) - VLoad

Tensão de entrada - VFN

Va>Vc>Vb ; T1 até T2 - D1(ON) - 60 graus Vrl=Va; Vak2=Vba Vak3=Vca

Va>Vb>Vc ; T2 até T3 - D1(ON) - 60 graus Vrl=Va; Vak2=Vba Vak3=Vca

Vb>Va>Vc ; T3 até T4 - D2(ON) - 60 graus Vrl=Vb; Vak1=Vab Vak3=Vcb

Vb>Vc>Va ; T4 até T5 - D2(ON) - 60 graus Vrl=Vb; Vak1=Vab Vak3=Vcb

Vc>Vb>Va ; T5 até T6 - D3(ON) - 60 graus Vrl=Vc; Vak1=Vab Vak2=Vbc

Tensão de entrada - VFF

Tensão nos diodos - Vak

Tensão na Carga (R) - VLoad

Observe que para 1 período da tensão de entrada (Vs) a tensão da Carga (R) contém 3 pulsos, isto é, 3 semi-ciclos positivos das tensões Va, Vb e Vc

Diagrama do Retificador Trifásico- Carga RL

Tensão de entrada - VFN

Tensão e corrente de carga

Componentes da corrente de carga IL=ia+ib+ic

Componentes da corrente de carga IL=ia+ib+ic

Tensão VAK – Operando com carga RL

Variáveis fase A – Operando com carga RL

Tensão de entrada - VFN

Diagrama do Retificador Trifásico - Carga RL Fonte real

Tensão de entrada ideal - VFN

Tensão da fonte real – Carga RL

Tensão fase/fase real – Carga RL

Corrente real dos diodos – Carga RL

Corrente real dos diodos – Carga RL

Tensão sobre indutância da fonte – Carga RL

Corrente e Tensão sobre indutância da fonte “Overlap”

Corrente e Tensão na carga RL

Eletrônica de Potência Aulas 07 e 08 – (31/03 e 01/04/2012) Retificadores trifásico não-controlados “Onda completa”

Diagrama do Retificador Trifásico Conversor de 6 pulsos

Tensão de entrada ideal - VFN

Composição da Tensão de Carga - VL

Diagrama do Retificador Trifásico Conversor de 6 pulsos

Corrente na Carga R - IL

"O QUE ABUNDA NÃO PREJUDICA" "QUOD ABUNDAT NON NOCET" ou "O QUE ABUNDA NÃO PREJUDICA" REFLEXÃO

Corrente nos diodos (1,3,5) e ( 2,4,6) - ID

Corrente na Fonte - Is

Espectro Harmônico : Corrente na Fonte - Is

Diagrama do Retificador Trifásico Conversor de 6 pulsos

Corrente na Fonte com carga RL

Corrente na Carga RL

Diagrama do Retificador Trifásico Conversor de 6 pulsos

PONTE DE GRAETZ Conversor de 6 pulsos

PONTE DE GRAETZ Com carga RL e fonte ideal

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte ideal Observe que o fator de potência PF não é unitário apesar da potência ativa consumida da fonte ser praticamente a potência Dc entregue a carga PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte ideal

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte ideal

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte ideal

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte ideal

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte Real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte Real Note que apesar da mudança nas impedância equivalente da fonte, os notchs na tensão da rede se localizão sempre no mesmo instante ( com maio ou menor duração) , sem contudo alterar a forma de onda da tensão de entrada. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RL e fonte Real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Corrente da Fonte em função de Z% Quanto maior o Z% maior será o ângulo de overlap (u). Entretanto a transição das correntes de 0 para Imx é suavizada. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Corrente da Fonte em função de Z%

PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH Note que ao inserir uma impedância da fonte, a taxa de distorção harmônica da corrente diminuiu em relação ao caso apresentado com fonte ideal PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH

PONTE DE GRAETZ Conversor de 6 pulsos – Análise com carga RC

PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real Note que a tensão e a corrente na carga são praticamente sem ondulações, efeito do capacitor de 2500uF no link DC para carga de 10 ohms PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real

PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real Já a tensão nas fases do sistema, se torna extremamente distorcida. Aqui a indutância equivalente do sistema é de 0,1 mH. PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real

PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real A tensão fase-fase se torna bem trapezoidal ( THD = 4,3%), em função da queda de tensão sobre a indutância do sistema. Qdo não há corrente, a tensão do sistema é limpa. PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real

PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real A corrente da fonte é totalmente descontínua. Não é possível determinar sua passagem pelo zero. Apresenta THD de 93%, o que certamente diminui a eficiência deste conversor. PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real

PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real Diferentemente da ponte alimentando carga RL, aqui os diodos não conduzem 120 cada um. O intervalo de condução dependerá do tempo de descarga do capacitor. PONTE DE GRAETZ Com carga RC e fonte real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real O fator de potência do conversor é baixo, entretanto a relação entre a potência ativa consumida e a entregue a carga é elevada, 99%. O perfil não linear deste conversor que imprime ao sistema um rendimento de apenas 71%. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real Como dito acima, o conteúdo harmônico é elevado, comprometendo a eficiência do sistema. Aqui se vê a corrente do sitema decomponta em sua componente fundamental e componentes harmônicas. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real Ë evidente que o baixo fator de potência do conversor não é função de um baixo DPF. Aqui pode se ver que a tensão e a corrente estão muito próximas ( fase ) apresentando um leve perfil indutivo, fruto da indutância do sistema. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real

PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real Sem um processamento adequado, não é possível avaliar a QEE em plantas que contenham tal conversor. Atenção especial deve ser dada para projetos de filtros passivos para correção do conteúdo harmônico. O sistema pode se tornar extremamente capacitivo e apresentar sobre-tensões. PONTE DE GRAETZ – Desempenho Com carga RC e fonte Real

PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,1mH

PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,1mH A distorção da tensão se dá em função da indutância da rede. Variação do valor desta indutância afetam a THDv negativamente em função da mudança do perfil da corrente. PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,1mH

PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH Eleva-se a distorção da tensão associada a diminuição da distorção da corrente. PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH

PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH Note que há ocorrência de overlap. O ripple da tensão DC aumenta. PONTE DE GRAETZ Espectro da corrente da fonte: Ls=0,7mH