Eletronica De Potencia

SUMÁRIO

Capítulo 1: Introdução à Eletrônica de Potência

Capítulo 2: Retificadores

Capítulo 3: Gradadores

Capítulo 4: Comutação

Capítulo 5: Circuitos de Comando

Capítulo 6: Inversores

Capítulo 7: Conversores CC-CC

Eletrônica de Potência - Gerência de Eletrônica - ETFSC 4

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Introdução à Eletrônica de Potência

1.1 - O que é Eletrônica de Potência?

Para controlar o fluxo de energia elétrica entre dois ou mais sistemas elétricos distintos, foram

desenvolvidos, ao longo dos anos, métodos para o tratamento de grandes potências. Uma revisão histórica

da Eletrônica de Potência, como mostra a tabela 1.1, revela os acontecimentos mais significativos

no desenvolvimento da tecnologia da Eletrônica de Potência.

TABELA 1.1 Eventos históricos mais importantes da Eletrônica de Potência.

ANO EVENTO TECNOLÓGICO

1940 Surge o transistor

1957 Desenvolvimento do SCR (600V/35A)

1978 Tecnologia FET (100V/25A)

1980 Surge o GTO (2500V/1000A)

1982 Aparece o IGBT (400V/20A)

1988 Advento do MCT (600V/50A)

Todos os dispositivos citados acima são interruptores eletrônicos controlados. Portanto, um

princípio básico para o controle da energia elétrica é o emprego dos dispositivos interruptores.

Introdução à Eletrônica de Potência 5

Com o aparecimento destes interruptores eletrônicos de alto rendimento, ótima confiabilidade e

muito compactos, surgiu a Eletrônica de Potência, hoje uma ciência em expansão.

Eletrônica de Potência é uma ciência aplicada, dedicada ao estudo dos conversores estáticos

de energia elétrica.

Os conversores estáticos são sistemas constituídos de elementos passivos, como resistores, capacitores

e indutores, e elementos ativos, tais como diodos, tiristores, transistores, GTOs , entre outros, associados

de acordo com as necessidades preestabelecidas. Eles realizam o tratamento eletrônico de energia,

controlando o fluxo da energia elétrica entre sistemas distintos.

1.2 - Principais funções dos conversores estáticos

A figura 1.1 mostra as principais funções realizadas pelos conversores estáticos.

E1

E2

v1 , f1

v2 , f2

Retificador

Conversor Indireto

de Freqüência

Conversor CC

Isolado

Conversor

CC

Conversor

Direto de

Freqüência

Inversor

CC CA

Fig. 1.1 - Principais funções dos conversores estáticos.

Eletrônica de Potência - Gerência de Eletrônica - ETFSC 6

1.3 - Aplicações da Eletrônica de Potência e suas perspectivas

As principais aplicações da Eletrônica de Potência, na atualidade são:

⇒ Fontes de Alimentação Chaveadas para computadores pessoais, estações de trabalho, equipamentos

de telecomunicações, instrumentos médicos, equipamentos para controle de processos,

equipamentos militares/aeroespaciais, etc.

⇒ Inversores para controle industrial de velocidade variável para motores (1 HP a 10.000 HP);

⇒ Sistemas de Alimentação Ininterrupta;

⇒ Controle de propulsão para locomotivas elétricas empregando GTOs;

⇒ Indústria automotiva.

Para o próximo século, as perspectivas de aplicação são:

⇒ Veículos elétricos para passageiros;

⇒ Compensação de Harmônicos e de Fator de Potência;

⇒ Controle de velocidade ajustável de motores CA para processos industriais e conforto térmico

residencial;

⇒ Inversores para suprir pico de carga, empregando a energia armazenada por baterias.

1.3.1 - Veículos elétricos para passageiros:

Os veículos elétricos foram os únicos veículos de passageiros no princípio deste século. Entretanto,

Henry Ford e outros mudaram esta realidade e os veículos elétricos desapareceram. Mais de 30

anos atrás, iniciaram-se os trabalhos para a produção de veículos elétricos viáveis economicamente.

Atualmente, eles estão recebendo considerável atenção em muitas partes do mundo (Alemanha - BMW

e VW, Itália - Fiat , Canadá, Estados Unidos - Ford, GM e Chysler, Japão - Nissan e França - Renault).

A produção dos veículos elétricos em escala industrial, favoreceria outras aplicações da Eletrônica

de Potência, através da redução do custo de muitos componentes eletrônicos.

1.3.2