Retificador Trifásico à Diodo
Por: paulo_henrique1 • 30/6/2019 • Relatório de pesquisa • 2.787 Palavras (12 Páginas) • 406 Visualizações
Retificadores Trifásicos À Diodos
Gibran Dorneles, Glauber Castro, Leonardo Bender, Paulo Vilhena
Alunos do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Pampa
Avenida Tiaraju, 810, Bairro Ibirapuitã - CEP 97546-550 - Alegrete – RS - Brasil
g.gibran@gmail.com, glauber.castro@hotmail.com, leo_10_bender@hotmail.com, paulo_henriquemoura@hotmail.com
[pic 2]
Resumo - O presente objetivo deste experimento realizado consistia em fazer a análise de um retificador trifásico à diodos com ponto médio e em ponte completa. Na realização do experimento foi observado a influência das cargas nas formas de onda da tensão e corrente na carga e operação dos diodos compreendendo as relações entre as variáveis das equações e comparar suas proporcionalidades, no que influenciam nos resultados obtidos. Compreender o funcionamento do circuito elétrico do retificador através da análise das formas de onda medidas no osciloscópio.
I. INTRODUÇÃO
Um circuito retificador converte um sinal em corrente alternada para um unidirecional, isto é, converte uma tensão CA em CC, este processo é conhecido como retificação. No presente trabalho foram analisados circuitos retificadores trifásicos, a qual é uma das estruturas mais empregadas industrialmente. Procurou-se então, evidenciar a análise das formas de onda os retificadores trifásicos a diodos e também a influência da carga nas formas de onda das correntes de entrada e da carga.
Algumas aplicações de retificadores podem ser citadas, como: controle de velocidade de máquinas CC; eletroquímica (eletrodeposição); transmissão em alta tensão em corrente contínua (hvdc); acionamento de locomotivas.
- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A. Retificador trifásico à diodo com ponto médio
O retificador trifásico à diodo é representado na figura
1.
Figura 1 – Retificador trifásico à diodo com ponto médio
O circuito representado na figura 1 pode ser considerado uma associação de três retificadores monofásicos de meia onda. Cada diodo é associado a uma das fases da rede. Neste tipo de retificador é indispensável o emprego do neutro do sistema de alimentação. As formas de ondas representativas do comportamento da estrutura alimentando uma carga resistiva estão representadas na figura 2.Cada retificador conduz durante um intervalo de tempo que corresponde a 120 graus elétricos da tensão da rede.
[pic 3]
Figura 2 - Formas de onda para o circuito da Figura 1
O valor da tensão média da carga é calculado pela expressão abaixo:
[pic 4]
Assim:
[pic 5]
Deste modo o valor médio é calculado pela equação:
[pic 6] Eq. 1
A corrente média na carga é representada pela equação:
[pic 7]Eq. 2
A corrente média nos diodos é definida pela expressão:
[pic 8]
Assim:
[pic 9]Eq.3 A corrente de pico é dada pela equação:
[pic 10]Eq. 4
A corrente instantânea em cada diodo é representada na figura 3. A partir dela será obtida a corrente eficaz nos diodos.
[pic 11]
Figura 3 - Corrente em um diodo para carga resistiva
O valor eficaz da corrente nos diodos é dado pela expressão:
[pic 12]
Assim:
[pic 13]Eq. 5
2) Comportamento com carga indutiva
Para o estudo do comportamento da corrente de carga na presença de indutância, adota-se o mesmo procedimento do estudo relativo às estruturas precedentes. A frequência da componente fundamental da tensão de carga é igual a três vezes a frequência da tensão de alimentação.
No desenvolvimento da tensão de alimentação, em Série de Fourier, serão ignoradas as demais harmônicas, por serem de frequências elevadas, de pequena amplitude e
consequentemente por produzirem correntes de valores desprezíveis em face do valor assumido pela corrente média na carga. Assim, a tensão na carga é dada pela expressão:
[pic 14]
Portanto:
[pic 15]Eq. 6
A corrente de carga desse modo é dada pela equação:
[pic 16]
Eq. 7
Onde:
[pic 17]
O valor eficaz da corrente de carga é calculado pela equação:
[pic 18]Eq. 8
Onde:
[pic 19][pic 20]
Para o cálculo do valor eficaz da corrente em cada diodo, serão ignoradas as componentes alternadas (harmônicos), ou seja, admite-se que a corrente seja constante e igual ao valor médio. Desse modo, a corrente em cada diodo tem a forma apresentada na figura 4.
[pic 21]
Figura 4 - Corrente de um dos diodos
O valor eficaz da corrente em cada diodo é obtido pela expressão:
[pic 22]
Assim:
[pic 23]Eq. 9
O valor médio da corrente em cada diodo é calculado pela equação:
[pic 24]Eq. 10
O fator de ondulação da corrente de carga é definido pela expressão:
[pic 25]
Assim:
[pic 26]
Portanto,
[pic 27]
Eq. 11
Nos casos em que 9ω²L²>>R², obtém-se:
[pic 28]Eq. 12
3) Tensão de pico inversa sobre os diodos
Para o cálculo da tensão de pico inversa dos diodos, considera-se a etapa de funcionamento na qual o diodo D2 conduz a corrente de carga, analisando-se a tensão nos terminais do diodo D1. Tal etapa está representada na figura 5.
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