Retificador de meia onda

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO DE ENGENHARIA ELÉTRICA ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I Prof. WILSON ARAGÃO FILHO – 2011/2 - RELATÓRIO 04 – Oscar Moreira Mota Junior

RETIFICADOR CONTROLADO MONOFÁSICO DE MEIA ONDA
1- Primeira Parte: A primeira parte do experimento teve como objetivo observar as formas de onda e as principais grandezas associadas a um retificador monofásico atiristor de meia onda e carga puramente resistiva. O circuito utilizado possui a topologia semelhante à apresentada na Figura 1 a seguir:

Figura 1: Circuito montado.

No circuito montado em laboratório, a fonte de tensão senoidal é representada por um transformador VARIAC, o qual alimenta o circuito com uma tensão senoidal de 128 V de pico e 60 Hz. O módulo TCA875 em destaque na Figura 1 éresponsável por disparar o tiristor em intervalos de tempos desejados (controle do ângulo de disparo). O resistor, utilizado também na segunda parte do experimento, possui resistência de 25,6 Ω. O procedimento inicial consistiu basicamente em variar o ângulo de disparo e observar as formas de onda e valores médios de tensão e corrente no circuito. As formas de onda observadas na carga para osdiferentes ângulos de disparos são apresentadas a seguir (obtidas através do PSIM®), onde Vg representa a tensão na fonte, VL a tensão na carga e IL a corrente de carga.

Figura 2: Tensão e corrente na carga para

= 0°.

Figura 3: Tensão e corrente na carga para

= 45°.

Figura 4: Tensão e corrente na carga para

= 90°.

Figura 5: Tensão e corrente na carga para

= 135°.

Figura 6:Tensão e corrente na carga para

= 160°

Ângulo de Disparo (°) = 0° = 45° = 90° = 135° = 160°

Valor Médio de Tensão (V) Valor Médio de Corrente (A) Teórico Experimental Teórico Experimental 40,72 40,74 1,59 1,62 34,77 32,80 1,36 1,37 20,36 19,28 0,79 0,77 5,96 5,21 0,23 0,25 1,23 1,22 0,05 0,07

Tabela 1: Comparação entre valores Teóricos e Experimentais.

Para os cálculos teóricosapresentados na Tabela 1, foram utilizados os seguintes modelos:

Onde Ve denota a tensão eficaz da fonte.

A partir das Figuras 2 até 6 fica evidente o achatamento das formas de onda de tensão e de corrente, fato reforçado pela diminuição de seus valores médios como mostram os dados teóricos e experimentais da Tabela 1. Isso representa também a diminuição do fluxo de potência para carga. Apequena divergência apresentada entre os valores teóricos e experimentais ocorre devido à imprecisão na aquisição de dados através do osciloscópio (erro de medida associado) e à incerteza associada aos valores dos componentes (tensão na rede, valor ôhmico dos resistores). A seguir, a forma de onda de tensão sobre o tiristor para o ângulo de disparo de 90º.

Figura 7: Tensão na carga e no tiristor para= 90°.

A partir da Figura 7 nota-se a característica de bidirecionalidade de tensão no tiristor.

2- Segunda Parte: A segunda parte do experimento teve como objetivo analisar o efeito da inserção de um indutor no circuito montado na primeira parte. Da mesma forma, foram observados os valores de tensão e corrente na carga RL para diferentes ângulos de disparo. A topologia do circuito éapresentada na Figura 8 a seguir.

Figura 8: Circuito utilizado na segunda parte do experimento.

No circuito apresentado na Figura 8, o módulo de comando TCA é representado por um “gating block” do software Psim e ainda, o indutor L possui indutância de 112 mH. A seguir, as formas de onda de tensão e corrente na carga RL para diferentes ângulos de disparo (VL denota a carga RL).

Figura 9:Tensão e corrente na carga para

= 0°.

Figura 10: Tensão e corrente na carga para

= 45°.

Figura 11: Tensão e corrente na carga para

= 90°.

Figura 12: Tensão e corrente na carga para

= 135°.

Figura 13: Tensão e corrente na carga para

= 160°.

Novamente, as Figuras 9 a 13 indicam, pelo aumento do ângulo de disparo , o encolhimento das formas de onda de tensão e corrente...
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