Estabilizadores de tensão

Páginas: 12 (2812 palavras) Publicado: 11 de abril de 2013
SBA: Controle & Automação. Vol. 2, N!! 1, pp. 40-46, (fT)

UM ESTABILIZADOR DE TENSÃO ALTERNADA SENOIDAL

Ivo Barbi, Dr. Ing.
Cesar Mauro Cardoso, M.Sc
Laboratório de Máquinas Elétricas e Eletrônica de Potência
Caixa Postal 5119 - Campus Universitário
UFSC - 88.049 Florianópolis-~C
Resumo
Este trabalho trata de um novo estabilizador de tensão alternada senoi dal. O circuito de potênciaemprega um conversor estático com interruptores
bidirecionais a transistor chaveando em alta frequência. A fundamentação te~
rica e as equações básicas para dimensionamento são apresentadas, juntamente
com os resultados experimentais obtidos em umprotótipó de laboratório.

A Sinusoidal AC Voltage Regulator
Abstract
A novel sinusoidal AC voltage regulator is presented in this paper. Thepower circuit employes a static converter with high-frequency bidirectional
swicthes. The theoretical background and basic relationships for design are
presented, with laboratory experimental results.

A concepção e o desenvolvimento de estab!
lizadores que reúnam as características citadas sempre foi e continuará sendo um desafio
para os engenheiros. A escassez de publica
ções, em periódicose congressos, de novas~
quistas desse domínio, tanto a nível teórico
quanto aplicado, é indício de que pouca coisa
se tem feito, fato confirmado pela ausêncmno
mercado de equipamentos com inovações recen teso

1. INTRODUÇÃO
Há vários tipos de equipamentos que exigem alimentação com tensão senoidal,
cuja
variação do valor eficaz deve ser menor que
um valor especificado. Um exemplo típicode!
ses equipamento$ é o computador.
Como as tensães propiciadas pelas redes
comerciais aos usuários em determinadas circunstâncias podem apresentar valores muito
diferentes daqueles exigidos, é necessário o
emprego de estabilizadores.

As principais técnicas atualmente empreg!
das na construção dos estabilizadores são as
seguintes:
a) estabilizador a reator saturável (Cardoso, 1986) queé destinado a pequenas
potências.
b) estabilizador eletromeclnico (Cardoso,
1986) que tem como desvantagem um gr~
de tempo e recuperação.
c) estabilizador com mudança de relaçãode
transformação de transformador (Mcvey
& Weber, 1967) que exige filtros volumosos.
d) estabilizador com transformadores em sé
rie (Cardoso, 1986) que tem como des -

A qualidade de um estabilizador dependedos seguintes parâmetros:
a) Erro estático, que normalmente
deve
ser menor que 1%.
b) Taxa de distorção harmônica, que normalmente deve ser menor que 5%.
c) Tempo de recuperação, que é medido em
ciclos da rede e deve ser menor que 5
ciclos.
Além disso,os estabilizadores devem operar com alto rendimento, devem ter pouco peso e volume e introduzir poucas harmônicasde
corrente na rede.
40 vantagem o controle de modo discreto
da tensão de saída.
e) estabilizador do tipo ressonante (Ka~
sick, 1983;. Koosuke & Cheng-Ien, 1984)
que tem como desvantagens grande volu
me e dificuldades de controle.

(5)

onde
R

(6)

F 1 (t) e F 2 (t) representam as somatórias
das componentes alternadas.

2. A ESTRUTURA PROPOSTA

Sejam as funções definidas pelas expres sões:

Aestrutura proposta e estudada e~tã representada na figura 1. O transformador TR1
possui relação de transformação n1 unitãriae
tem como f~nção propiciar o isolamento entre
a fonte e carga. O transformador TR2 possui
dois enrolamentos secundãrios, com relações
de transformação n2 e n3 respectivamente. Sua
função serã descrita no desenvolvimento deste artigo •.

(7)
(8)

Assim:
gl (t) = R V2\1sen wot + F1 (t) • V;::M sen wot
~(t) =

Os interruptores CH 1 e CH2' cada um composto por quatro diodos e um transistor de p,2
tência, são bidirecionais em tensão e corren
te e possuem fechamento e abertura comanda dos.

-(1-R) V3.1 sen wot - F2(t) V3-1 sen wot

(9)

(10)

A tensão V(t) é representada pela expre~
são:
(l1 )
Assim:
V(t) = [R V2M - (l-R)] sen wot

L e C...
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