Retificadores controlados com scrs

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RETIFICADORES CONTROLADOS COM SCRs (TIRISTORES)

Curso de Engenharia Elétrica
Disciplina: Eletronica de Potencia

Relátorio da pratica 3
Aluno: Renato P. Silva
Professor: Oswaldo


RESUMO:

Foi estudado retificadores a tiristores SCR, monofásicos e trifásicos, de vários tipos: de meia onda, onda completa, ponto médio e ponte mista. Alterou-se, através de um circuito de comando, oângulo de disparo do tiristor e analisou-se as formas de onda da tensão na carga,observando o comportamento de sua tensão média.
Palavras Chaves: Retificadores a tiristor SCR, meia onda, onda completa, trifásico com ponto médio, trifásico de ponte mista.
1. INTRODUÇÃO
O tiristor SCR é um componente eletrônico semicondutor com quatro camadas (PNPN), composto por três terminais, dois dos quaisformam um diodo bipolar (ânodo e cátodo), e o outro o gatilho, que é usado para controle, através do qual se aplica um pulso que provoca o "disparo" do dispositivo. Sua simbologia encontra-se na Figura 1.





Figura 1 – Simbologia e as junções PN do SCR.

Quando está reversamente polarizado (tensão do cátodo positiva em relação ao ânodo), se comporta como um diodo, fluindo apenas uma pequenacorrente de fuga reversa. Quando polarizado diretamente, diferentemente do diodo, circulará uma pequena corrente de fuga direta. Apenas quando aplicado um pulso de corrente no terminal do gatilho, o tiristor passará a conduzir, mesmo com a retirada da corrente do gatilho.
No entanto, existe uma corrente mínima ânodo-cátodo, chamada de corrente de sustentação, que limita o mínimo valor em que acorrente pode assumir para garantir o estado de condução do tirsitor. Na Figura 2 é possível se observar a relação v-i do SCR.

Figura 2 – Característica v-i do tiristor SCR.

É importante se observar que é necessário a extinsão da corrente para que o tiritor entre em corte, ou seja, pode ocorrer condução mesmo quando polarizado reversamente, desde que exista corrente fluindo pelos terminaisânodo e cátodo.
Os SCRs possuem alguns problemas operacionais, tais como o efeito di/dt e dv/dt.

- Efeito di/dt
Quando se inicia o processo de ignição de um tiristor, a região de condução se restringe a uma pequena área próxima ao gatilho. Esta área de condução cresce com uma determinada taxa, assim como a corrente direta. Se a taxa de crescimento da corrente for muito maior que a taxa decrescimento da área de condução, ocorrerá um aquecimento que poderá destruir o dispositivo. O crescimento da corrente pode ser limitado com a inclusão de um indutor em série com o tiristor.

- Efeito dv/dt
Este efeito causa o disparo do tiristor em tensões abaixo da definida pela corrente no gatilho, isto é, disparos aleatórios. Esse efeito pode ser controlado com a inclusão de um circuito RC(circuito Snubber) em paralelo com o tiristor.

São bastante aplicados na conversão e no controle de grandes quantidades de potência em sistemas CC e CA. Isso devido ao fato de utilizarem apenas uma pequena potência para o controle, serem de pequeno porte e suportarem altos valores nominais de corrente e tensão.
Quando o SCR opera como elemento retificador seu disparo ocorre geralmente emsincronismo com a forma de onda da CA que esta sendo retificada em um certo ângulo pré-determinado pelo projetista.
Os circuitos retificadores controlados constituem a principal aplicação dos tiristores em conversores estáticos. Possuem vasta aplicação industrial, no acionamento de motores de corrente contínua, em estações retificadoras para alimentação de redes de transmissão CC, no acionamento delocomotivas, etc.
2. DESENVOLVIMENTO E METODOLOGIAS
I – Controle de fase através da carga de um capacitor no circuito de gate.

Montou-se o circuito retificador monofásico de meia onda da Figura 3 e variou-se o potenciômetro P1 para se encontrar o ângulo de disparo máximo e mínimo.


Figura 3 – Retificador 1Φ de meia onda a SCR, com controle de fase através de carga de capacitor no...
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