RETICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA ONDA.

RETICADORES MONOFÁSICOS DE MEIA ONDA.

Délcio Aguiar José Barreto1, Sandro da Graça Constantino2.

Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira - UNILAB

Unidade Acadêmica dos Palmares, Rodovia CE 060, - Km51, – CEP 62790-000 – Acarape - CE
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Resumo

O presente trabalho aborda os retificadores monofásicos de meia onda não controlados que são encontrados em muitas aplicações como estágio de entrada de fontes de potencia, acionamento de máquinas, carregadores de bateria, etc. Pretende-se, assim, observar o funcionamento dos retificadores monofásicos de meia onda como também é feita uma avaliação dos efeitos do diodo de roda livre nesses retificadores. Pretende-se também, apresentar uma verificação do fator de potencia dos retificadores monofásicos operando com carga resistiva e indutiva.  

Palavras-chave: Retificador, monofásicos, Diodo.

Abstract

This paper deals with single-phase uncontrolled half-wave rectifiers that are found in many applications such as power source input stage, machine start-up, battery chargers, etc. It is therefore intended to observe the operation of the single-phase rectifiers of half wave as well as an evaluation of the effects of free wheel diode without half-phase single-phase rectifier. A power factor verification of single phase rectifiers operating with resistive and inductive load is presented.

Keywords: rectifier, single phase, diode.

1.        INTRODUÇÃO

Atualmente, o fornecimento de energia elétrica é geralmente efetuado a partir de uma rede de distribuição de corrente alternada principalmente devido á adaptabilidade do nível de tensão dos transformadores, no entanto, torna-se necessário em muitas aplicações que a carga seja alimentada com corrente continua. Esta conversão CA-CC é realizada através de retificadores. Um retificador é um dispositivo que permite a conversão de uma tensão e corrente alternada sejam transformadas em contínua.

De acordo com Almeida (1986), estes dispositivos podem ser classificados de acordo a capacidade de ajuste de tensão de saída (controlados e não controlados), de acordo com o número de fases de tensão de entrada (monofásicos, trifásicos e hexafásicos), e conforme o tipo de conexão dos elementos retificadores (meia onda, ponte completa). Os retificadores não controlados utilizam diodos como elementos de retificação enquanto que os controlados apresentam como elementos de retificação os tiristores ou transistores. Ainda segundo o autor, o retificador monofásico de meia onda apresenta 3 tipos básicos de carga que são: o resistor, o indutor e o capacitor.

Carga R

São os retificadores mais simples, pois são constituídos por apenas um diodo e uma carga resistiva. Neste tipo de retificadores, no semiciclo positivo da tensão de entrada, o diodo está polarizado diretamente, logo o mesmo conduz e a tensão da fonte é aplicada sobre a carga. No semiciclo negativo o diodo fica polarizado reversamente, logo se bloqueia, levando a tensão sobre a carga a zero. 

Carga RL

Segundo Rashid (1988), com á presença da indutância, ocorre um atraso da corrente em relação á tensão, o diodo não se bloqueia quando ωt = π. O bloqueio ocorre no ângulo β (ângulo de extinção), que é superior a π. A medida que a corrente de carga não se anula, o diodo conduz e a tensão de carga, para ângulos superiores a π, torna-se instantaneamente negativa. A presença da indutância causa uma redução na tensão média na carga, sendo que quanto maior a indutância, maior será o valor do ângulo β com posterior redução da tensão média de saída.

Carga RL com Diodo de "Roda-Livre"

Para evitar que a tensão na carga se torne instantaneamente negativa devido à presença da indutância, emprega-se o diodo de roda livre, também chamado de diodo de diodo de recuperação (Barbi, 1986).

O retificador de roda livre possui duas etapas de funcionamento que são:

• Na primeira etapa, durante o semiciclo positivo da tensão de alimentação, o diodo D1 conduz a corrente de carga e o diodo Drl polarizado reversamente encontra-se bloqueado.
• A segunda etapa ocorre durante o semiciclo negativo de tensão. A corrente de carga, por ação da indutancia circula no diodo de roda livre “Drl” polarizado diretamente nesta etapa e o diodo D1 polarizado reversamente, se bloqueia.

1. METODOLOGIA

 

1. Retificador monofásico de meia onda com Carga R

        Na primeira etapa experimental observou-se o retificador monofásico de meia onda operando com carga resistiva.

        Procedeu-se a montagem do circuito de acordo com a figura 1. Com a fonte desligada, ajustou-se o alicate do amperímetro na faixa de 100mV/A.

[pic 2]

Figura 1- Retificador monofásico de meia onda com Carga R

        Os resistores para a montagem do circuito totalizaram uma resistência de 78 ohms. Para posterior obtenção da resistência equivalente utilizou-se 2 resistências em série de 39 ohms.

        Posteriormente, com a ajuda do osciloscópio verificaram-se as formas de onda da tensão saída da fonte e no resistor evidenciados nas figuras 4 e 5, respetivamente. Em seguida, preencheu-se a Tabela 1, efetuando os cálculos de fator de potência e verificando se o valor encontrado estava coerente com a simulação do circuito no software PSIM (Power Electronics Simulation). Os dados da simulação podem ser evidenciados no anexo I.

1. Retificador monofásico de meia onda com Carga RL

 

        Nesta etapa observou-se o retificador monofásico de meia onda operando com carga resistiva e indutiva.

        Procedeu-se a montagem do circuito de acordo com a figura 2, utilizando 2 indutores em paralelo e uma resistência equivalente de 78 ohms.

[pic 3]

Figura 2- Retificador monofásico de meia onda com Carga RL

Em seguida, utilizou-se o osciloscópio e verificou-se as formas de onda da tensão na fonte e na carga, evidenciados nas figuras 6 e 7, respetivamente. Com os dados obtidos procedeu-se ao preenchimento da Tabela 1.