Eletronica de potencia

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Departamento de Sistemas e Controle de Energia

Eletrônica de Potência

José Antenor Pomilio

Publicação FEEC 01/98
Fevereiro de 1998
Revisado em Julho de 2009

Apresentação

O texto que se segue foi elaborado para a disciplina "Eletrônica de Potência" ministrada nos cursos de pós-graduação emEngenharia Elétrica na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas. Este é um material que vem sofrendo freqüentes atualizações, em função da constante evolução tecnológica na área da Eletrônica de Potência, além do que, o próprio texto pode ainda conter eventuais erros, para os quais pedimos a colaboração dos estudantes e profissionais que eventualmente fizeremuso do mesmo, enviando ao autor uma comunicação sobre as falhas detectadas. Os resultados experimentais incluídos no texto referem-se a trabalhos executados pelo autor, juntamente com estudantes e outros pesquisadores e foram publicados em congressos e revistas, conforme indicado nas referências bibliográficas. Textos semelhantes foram, ou estão sendo produzidos referentes às disciplinas de "FontesChaveadas" e “Condicionamento de Energia Elétrica e Dispositivos FACTS”.

Campinas, 2 de fevereiro de 2009

José Antenor Pomilio

José Antenor Pomilio é Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP (1983, 1986 e 1991, respectivamente). É professor junto à Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da UNICAMP desde1984. Participou do Grupo de Eletrônica de Potência do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (CNPq) entre 1988 e 1993, sendo chefe do Grupo entre 1988 e 1991. Realizou estágios de pósdoutoramento junto ao Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Pádua (1993/1994) e ao Departamento de Engenharia Industrial da Terceira Universidade de Roma (2003), ambas na Itália. Foi “Liaison” da IEEEPower Electronics Society para a Região 9 (América Latina) em 1998/1999. Foi membro do Comitê de Administração da IEEE Power Electronics Society no triênio 2000/2002. Foi editor da Revista Eletrônica de Potência e é editor associado das revistas IEEE Trans. on Power Electronics e Controle & Automação (SBA). Foi presidente da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (2000-2002) e é membro deConselho Deliberativo. ii

Conteúdo
1. COMPONENTES SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA 2. TÉCNICAS DE MODULAÇÃO DE POTÊNCIA 3. CONVERSORES CA-CC - RETIFICADORES 4. CONVERSORES CC-CC PARA ACIONAMENTO DE MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA 5. TOPOLOGIAS BÁSICAS DE FONTES CHAVEADAS 6. CONVERSORES CC-CA COMO FONTES DE ALIMENTAÇÃO COM FREQUÊNCIA FIXA 7. CONVERSORES CC-CA PARA ACIONAMENTO DE MÁQUINA DE INDUÇÃOTRIFÁSICA 8. INVERSORES DE TENSÃO COM COMUTAÇÃO SUAVE 9. INVERSORES E RETIFICADORES DE CORRENTE COM COMUTAÇÃO SUAVE 10. CONVERSORES CA-CA: VARIADORES DE TENSÃO E CICLOCONVERSORES 11. DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DISSIPAÇÃO DE CALOR PARA DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA

iii

Eletrônica de Potência - Cap. 1

J. A. Pomilio

1. COMPONENTES SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA
A figura 1.1 mostrauma distribuição dos componentes semicondutores, indicando limites aproximados (B. Wu, 2005) para valores de tensão de bloqueio e corrente de condução. Obviamente estes limites evoluem com o desenvolvimento tecnológico e servem como uma ilustração para a verificação, numa primeira aproximação, das faixas de potência em que cada componente pode ser utilizado.

V
(k V )

12

SCR

1 2 k V /1.5 k A

10

8

6 .5 k V / 0 .6 k A

6 .5 k V /4 .2 k A 6 k V /6 k A

6

G T O /IG C T
4 2 .5 k V /1 .8 k A 2

4 .8 k V /5 k A

1 .7 k V /3 .6 k A

IG B T
0 1 2 3 4 5 6 I( k A )

Figura 1.1 Limites de capacidade de componentes semicondutores de potência. 1.1 Breve Revisão da Física de Semicondutores A passagem de corrente elétrica em um meio depende da aplicação de um campo...
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