Retificadores monofásicos e trifásicos controlados e não controlados
Por: Apenas um Gustavo • 10/11/2019 • Pesquisas Acadêmicas • 3.466 Palavras (14 Páginas) • 459 Visualizações
Disciplina
Eletrônica industrial
Trabalho
Retificadores monofásicos e trifásicos controlados e não controlados
Professor: Elvio Prado
Turma: 6141 – Eletrônica 4º ano
Equipe:
- Gustavo Pena Filaldelfo
- Jaziel da Costa Pereira
- Pedro Henrique Brito Terêncio
Vitória da Conquista – BA
21/10/2019
Introdução
O presente trabalho se trata de uma pesquisa a respeito de quatro tipos de retificadores: monofásicos e trifásicos, controlados e não controlados.
É objetivo explicitar e tornar fácil o entendimento do porquê de cada tipo, da estrutura desses retificadores com seus componentes, bem como o modo de funcionamento e os resultados.
Mais precisamente, faremos uma análise de cada um dos quatro tipos, mostrando e explicando seus principais modelos na ordem: monofásicos e trifásicos não controlados e depois os monofásicos e trifásicos controlados.
Utilizamos de dados proveniente das aulas e materiais pesquisados.
Breve conceito de retificadores e introdução ao desenvolvimento.
Retificadores são circuitos eletrônicos capazes de retificar (tornar reto/alinhado) uma corrente alternada, isto é, torná-la contínua. Uma corrente contínua não tem alternação do fluxo de elétrons durante o tempo, ou seja, o fluxo ordenado ocorre sempre em uma única direção. Considerando que muitos equipamentos precisam de corrente contínua para funcionar, os retificadores são essenciais. Há muitas variedades de retificadores.
Retificadores podem ser classificados pelo sinal da saída do circuito: retificadores de meia onda permitem apenas a passagem do semiciclo positivo da corrente alternada, ignorando o semiciclo negativo; retificadores de onda completa basicamente permitem a passagem tanto do semiciclo positivo como do negativo, havendo vários modos de alcançar isso.
Os principais componentes dos retificadores que serão abordados são os semicondutores diodo e tiristor, basicamente são as peças que permitem ou não a passagem de corrente no circuito. Serão melhor explicados em momento oportuno.
Existem circuitos de retificadores que possuem carga somente resistivas e outros que não. Será abordado aqui apenas circuito com cargas resistivas.
Retificadores monofásicos não controlados
Em princípio, retificadores monofásicos são equipamentos que retificam uma corrente alternada e funcionam com apenas uma fase de tensão CA. Basicamente, o que o caracteriza como “controlado” ou “não controlado” é o dispositivo utilizado para retificar a corrente CA; podendo ser o diodo – no caso dos não controlados – ou o tiristor – compondo o grupo dos controlados (em resumo porque o tiristor permite o controle do fluxo energético por um terminal extra, como será abordado em outro tópico).
Na família dos não controlados, o diodo é o principal componente. Esse semicondutor é essencialmente uma junção PN que permite a passagem de corrente somente quando polarizada diretamente, isto é, quando o positivo está conectado no ânodo (P) e o negativo no cátodo (N). No sentido contrário, caracterizando a polarização inversa, uma camada de depleção é criada entre P e N tornando a resistência do objeto infinita (idealmente falando), não permitindo a passagem de corrente. Considerando que a corrente alternada altera sua polaridade constantemente, torna-se possível retificar tensões CA com o diodo, todavia, tal componente não controla por si só a passagem da corrente, ele simplesmente permite a ou não.
Retificadores monofásicos não controlados são os mais comuns. Abaixo alguns exemplos clássicos:
[pic 1]
Figura 1 – Circuito de retificador de meia onda.
Na figura 1 o sinal vermelho representa a tensão CA de entrada. O sinal azul representa a tensão CC de saída retificada em meia onda. O rolamento representa o secundário de um transformador que entrega determinada tensão CA. O funcionamento é bastante simples, o diodo permite apenas a passagem de corrente quando diretamente polarizado; e ele só estará dessa forma em um semiciclo do ciclo da corrente CA de entrada, por isso só é retificado um semiciclo, ou seja, metade da onda. Esse procedimento se repete, e na saída temos um sinal que considera apenas o semiciclo positivo.
[pic 2]
Figura 2 – Circuito de retificador de onda completa em ponte.
Na figura 2 dos temos um dos tipos mais usados de retificadores de onda completa. O segundo sinal é a representação da tensão CC de saída retificada em onda completa. Esse tipo de retificador utiliza 4 diodos posicionados estrategicamente de forma que em cada semiciclo da corrente alternada dois diodos são acionados simultaneamente, permitindo a passagem de todo o ciclo, retificando o sinal por completo.
Há também o retificador de onda completa com derivação central (figura 3). Esse tipo utiliza dois resistores; o diferencial é que no secundário do transformador (sendo necessário um transformador) existe uma derivação central. O sinal de saída é retificador em onda completa, mas a tensão de pico é reduzida pela metade devido a derivação central.
[pic 3]
Figura 3 – Circuito de retificador de onda completa com derivação central.
Um diferença que deve ser considerada entre os tipos de retificadores de onda completa e meia onda é a frequência do sinal de saída. Os retificadores de onda completam com derivação central e em ponte apresentam frequência de saída igual ao dobro da frequência de entrada. Os de meia onda apresentam frequência de saída igual a de entrada.
De maneira geral, também é possível adicionar capacitores a esses modelos de retificadores. Os capacitores funcionarão como baterias que carregam e descarregam, completando a corrente na carga durante os intervalos entre os ciclos, deixando, em teoria, o sinal mais retilíneo. Na pratica ocorre o que é chamado de tensão de ripple, mas ainda assim, o sinal é melhorado.
[pic 4]
Figura 4 – Circuito de retificador de onda completa em ponte e com capacitor.
Na figura 4 percebe-se que o sinal de saída é mais retilíneo. O capacitor é a todo momento carregado pela tensão alternada da entrada e descarregado na carga, o que cria uma nova faixa de tensão entre os intervalos em que os diodos são trocados. A pequena queda que ainda ocorre é a chamada tensão de ripple.
Retificadores trifásicos não controlados
Sabe-se que os retificadores monofásicos funcionam com apenas uma fase de tensão CA; logo, deduzir-se-á que retificadores trifásicos funcionam com 3 fases de tensão CA (de um mesmo sistema). A característica de “não controlado” também já está clara, mas, recapitulando, esses retificadores utilizam de diodos para funcionarem.
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