Resolução de algumas questões de eletrônica de Potência

[pic 1]

CURSO: Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial

DISCIPLINA: Eletrônica de Potência

PROFESSOR: Raphaell Maciel de Sousa

ALUNO: Francisco dos Santos Silva

                

        

        TRABALHO 2

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

CAJAZEIRAS

MARÇO DE 2017

1. INTRODUÇÃO3
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA4
3. ANALISE DAS SIMULAÇÕES7
4. ANÁLISE MATEMÁTICA26
5. REFERÊNCIAS96

---

1. INTRODUÇÃO

Os elementos de estudo e de desenvolvimento da eletrônica analógica e da eletrônica de potência, estão se tronando cada vez mais comuns no nosso dia-a-dia. Podemos encontrar desde um simples circuito com um retificador não-controlado até algo mais complexo, como chaves de potência, uma ponte H, retificadores do tipo controlados, inversores e tanto outros.

O desenvolvimento da eletrônica de potência, influenciou e está auxiliando na ampliação de novas tecnologias e aprimoramento de várias áreas, tendo como alguns exemplos: telecomunicações, processos industriais, automobilismo e também na geração de energias renováveis.

 No entanto, com hoje temos uma vasta área com diversas aplicações, não basta somente conhecer esses elementos é necessário aprender o seu funcionamento, saber como é a sua fabricação e ainda mais, saber fazer as análises matemáticas.

Nesse relatório serão feitas análises de alguns circuitos retificadores não-controlados e também analises matemáticas de algumas questões presente nesse trabalho e no livro de Eletrônica de Potência do autor Daniel W. Hart.

 

1. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

1.  POTÊNCIA E ENERGIA

Para análise e estudo de circuitos de potência é essencial saber alguns conceitos básicos de potência. Dentre ele: potência instantânea, energia, potência media e tensão e correntes eficazes.

1. Potência instantânea

Sendo um determinado dispositivo, onde há uma tensão aplicada sobre ele e circula uma corrente. Então a potência instantânea é calculada pela seguinte equação:

[pic 2]

1. Energia

Também conhecido como trabalho, a energia pode ser calculada por meio da integral da potência instantânea, em um intervalo de tempo.

[pic 3]

1. Potência média

Existindo um ou mais períodos,, o tempo médio de  sobre esses períodos, pode ser intendido como potência media.[pic 4]

        Podemos calcular pela seguinte equação:

[pic 5]

1. Valores eficazes (RMS)

Definimos como tensão ou corrente eficaz sendo a tesão ou corrente que é tão eficaz quanto comparada a um CC no fornecimento de potência media. Isso para uma tensão periódica aplicada em uma carga.

• Tensão eficaz (RMS)

Podemos calcular a tensão eficaz ou rms por meio da equação:

[pic 6]

• Corrente eficaz (RMS)

Podemos calcular a corrente eficaz ou rms por meio da equação;

[pic 7]

1. TRANFORMADORES

É um equipamentos muito antigo, mas são utilizados ainda hoje. Os transformadores são muito utilizados na transformação de valores de tensão e corrente, além de serem usados na modificação de impedâncias.

Os transformadores apresentam dois ou mais enrolamentos. Tendo um primário, onde se é aplicado a sua fonte (entrada), e o secundário, onde é dele que se retira a corrente ou tensão desejada (saída).

O princípio de funcionamento é baseado nas leis do eletromagnetismo e da indução eletromagnética

Existem diversos tipos de transformadores:

• Os monofásicos, que operam no máximo em duas fases (127V -220V );
• Os trifásicos (ou de potência), que funcionam em três fases (220V-380V-440V);
• Os autotransformadores, que tem o seu enrolamento secundário ligado eletricamente ao enrolamento primário;
• Os de baixa potência, que são utilizados unicamente para diminuir impedâncias de circuitos eletrônicos e para casar impedâncias.

1.  DIODOS

O diodo é um dispositivo muito utilizado na eletrônica, pois apresenta uma característica muito peculiar, que é a de só permitir a passagem de corrente em um único sentido.

O diodo quando polarizado diretamente, o mesmo se comporta como uma chave fechada, então permitir a passagem de corrente. No entanto, quando ele estive polarizado inversamente, seu comportamento é a de uma chave aberta, assim, não há circulação de corrente no circuito.

1. CONVERSOR (RETIFICADORES NÃO-CONTROLADO)

1. Retificadores não controlados (AC para DC)

Convertem uma tensão monofásica ou trifásica em uma tensão DC. Utilizar diodos como elementos de retificação.

Dentre esses retificadores temos

• Retificadores não-controlado de meia onda;
• Retificadores não-controlado de onda completa com porte retificadora;
• Retificadores não-controlado de onda completa com center tap;

1. Retificadores controlados (AC para DC)

Convertem uma tensão monofásica ou trifásica em uma tensão variável e são usados SCRs como elementos de retificação.

1. Choppers DC (DC para DC)

Convertem uma tensão DC fixa em tensões DC variáveis.

1. Inversores (DC para AC)

Convertem uma tensão DC fixa em uma tensão monofásica ou trifásica AC, fixa ou variável, e com frequências também fixas ou variáveis.

1. Conversores cíclicos (AC para AC) –

         Convertem uma tensão e frequência AC fixa em uma tensão e frequência AC variável.