Resolução de algumas questões de eletrônica de Potência

...

- CONVERSOR (RETIFICADORES NÃO-CONTROLADO)

- 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;

- Retificadores controlados (AC para DC)

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

- Choppers DC (DC para DC)

Convertem uma tensão DC fixa em tensões DC variáveis.

- 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.

- Conversores cíclicos (AC para AC) –

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

- Chaves estáticas (AC ou DC)

O dispositivo de potência (SCR ou TRIAC) pode ser operado como uma chave AC ou DC, substituindo, dessa maneira, as chaves mecânicas e eletromagnéticas tradicionais.

Inicialmente para a montagem dos circuitos, se percebeu que a tensão de entrada estava em RMS, então para o correto funcionamento, pois com são fontes senoidais, no software temos que informar o seu valor de pico, logo foi necessário fazer uma conversão do valor da tensão fornecida na questão para valor de pico.

[pic 8]

[pic 9]

= Tensão de pico[pic 10]

= Tensão rms[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Existe também a presença de transformadores nos circuitos, no entanto, eles não influência na tensão de se saída, pois para todos os circuitos foi considerando a razão do transformador e de 1:1, tendo assim que:

[pic 14]

= Tensão do primário do transformador[pic 15]

= Tensão do secundário do transformador[pic 16]

Nesse sentido a função que lhe é dada é a de simples proteção do circuito, pois caso haja algum problema na tensão de entrada, o qual possa prejudicar ou danificar o circuito o transformador impedirá que isso chegue ao circuito.

- Primeira análise (Retificador não-controla de meia onda com diodo)

O primeira retificador a ser analisado é o retificador não-controlado de meio onda com diodo, o mesmo utiliza um único diodo para se fazer a retificação da tensão sobre a fonte. A figura 1, mostra o seu esquemático.

[pic 17]

Figura 1: Retificador não-controla de meia onda com diodo

Após ser montado o circuito, foi plotado as seguintes formas de onda presentes nas figuras 2:

[pic 18]

Figura 2: Formas de onda para retificador não-controlado de meio onda

A tensão de entrada é senoidal, apresentando variações no valor da sua tensão no semiciclo positivo e no negativo.

Após a analises dessas formas de ondas para a tensão de entrada, tensão sobre o diodo, tensão sobre a carga e a corrente na carga, podemos observar que o retificador não-controlado segue o seguinte funcionamento:

No semiciclo positivo da tensão de entrada, o diodo estará polarizado diretamente, fazendo com que o mesmo conduza. Na figura 3, está a simplificação do circuito, já considerando o diodo um fio.

[pic 19]

Figura 3: Circuito simplificado com o diodo se comportando como um fio

Na figura 2, no gráfico de podemos observar que nesse semiciclo, a tensão sobre o diodo é zero. Isso se justifica pelo simples fato de que o diodo estando polarizado diretamente, tendo seu comportamento é como um fio ou uma chave fechada, assim não há queda de tensão sobre o componente, fazendo com que toda tensão da fonte esteja sobre a carga. Sendo também considerado para fins de analises que o diodo é ideal.[pic 20]

Já no semiciclo negativo da tensão de entrada, o diodo estará polarizado inversamente, nessa situação o diodo não conduz. Na figura 4, podemos observa o que ocorre no circuito para esse semiciclo.

[pic 21]

Figura 4:Circuito simplificado com o diodo se comportando como um circuito aberto

Na figura 2, no gráfico de podemos observar que nesse semiciclo, a tensão sobre a carga é zero. Isso ocorre devido que o diodo estando polarizado inversamente, tendo comportamento de um circuito aberto ou uma chave aberta, então não haverá circulação de corrente no circuito. Isso podemos também observar na figura 2, no gráfico de . Fazendo com que a tensão sobre a carga seja zero e toda tensão estará sobre o diodo.[pic 22][pic 23]

Temos como vantagens para esse tipo de circuito:

- É o retificar mais simples, pois utiliza poucos componentes;

- O custo desse retificador é menor quando comparados aos outros retificados, pelo simples fato de se utilizar poucos componentes;

- A tensão de saída dos retificadores de meia onda é 45% da tensão de valor eficaz da entrada, isso torna esses circuitos interessantes em aplicações onde deseja-se baixar a tensão de entrada quando se emprega direto no circuito transformadores;

Uma das desvantagens para esse tipo de circuito:

- Só é possível o aproveitamento