retificadores monofásicos e trifásicos controlados e semicontrolados

Páginas: 9 (2053 palavras) Publicado: 15 de fevereiro de 2014



ELETRÔNICA INDUSTRIAL I


TRABALHO – Simulação utilizando os retificadores monofásicos e trifásicos controlados e semicontrolados


OBJETIVO
Com a ajuda do ORCAD, que é uma ferramenta para análise de circuitos eletrônicos, neste foram analisados circuitos retificadores controlados monofásicos e trifásicos, simulando as curvas deresposta das cargas presentes.

INTRODUÇÃO
O nome Tiristor engloba uma família de dispositivos semicondutores multicamadas, que operam em regime de chaveamento, tendo em comum uma estrutura de no mínimo quatro camadas semicondutoras numa sequência P-N-P-N (três junções semicondutoras), apresentando um comportamento funcional biestável. Os tiristores permitem por meio da adequada ativação doterminal de controle, o chaveamento do estado de bloqueio para estado de condução, sendo que alguns tiristores (mas não todos) permitem também o chaveamento do estado de condução para estado de bloqueio, também pelo terminal de controle. Como exemplo de tiristores, podemos citar o SCR e o TRIAC.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
SCR (do inglês Silicon Controlled Rectifier - Retificador Controlado de Silício) é umcomponente eletrônico semicondutor de quatro camadas. Composto, geralmente, por três terminais, dois dos quais, denominados anodo (A) e catodo (K), formam um diodo bipolar, e o terceiro terminal, que é usado para controle, denominado gatilho, é através do qual se aplica um pulso que provoca o "disparo" do dispositivo.
Quando o SCR opera como elemento retificador seu disparo ocorre geralmente emsincronismo com a forma de onda da CA que está sendo retificada em um ângulo pré-determinado pelo projetista. Para a manutenção do SCR é necessária uma corrente mínima, depois de disparado o SCR continua em condução até que sua corrente se torne menor do que a corrente de manutenção, ocasionando seu desligamento.
Quando não está em condução, o SCR recebe toda a tensão da presente na entrada sobresi (entre os terminais de anodo e catodo) até que ocorra um novo disparo.
Uma de suas principais aplicações se dá na conversão CA em CC controlável, na chamada retificação controlável. A tensão de saída dos retificadores tiristorizados, nesse caso, é controlada variando-se o ângulo de disparo ou de retardo do tiristor.
Retificador monofásico meia-onda
O conversor controlado mais simples podeser analisado pelo circuito da figura 1 abaixo.

Figura - Circuito de Conversão de fase controlada.
Polarização direta: Durante o semi-ciclo positivo da tensão de entrada, o anodo do tiristor está positivo em relação a seu catodo. Quando o tiristor T1 é disparado, e ele conduz e a tensão da entrada aparece sobre a carga. Polarização reversa: Quando a tensão da entrada começa a ficar negativa,o anodo do tiristor fica negativo em relação ao catodo, o que desliga o componente.
A saída do projeto vai depender do ângulo de disparo (ou o tempo que o tiristor levará para disparar), este ângulo que determinará a tensão de saída do circuito, pode ser obtido da seguinte forma:


Frequência da rede () = 60Hz
Período (T) = = 16,67ms - 360º
Tempo de Gatilho:
16,67ms ----- 360ºT ----- α
Onde α = ângulo de disparo (47)
Então t = 2.18ms

O valor da tensão média de saída Vmédio pode ser determinado a partir da tensão Vm de pico de entrada da rede:





Nesse caso, a tensão média de saída se torna máxima quando α = 0º, ou seja, cos0 = 1 e o valor Vmédio passa a ser Vm / π. A tensão eficaz (rms) a ser medida será:

A resistência será:



Conversormonofásico semi-controlado
A figura 2 mostra o arranjo de um circuito conversor monofásico semi-controlado.


Figura - Circuito Retificador monofásico semi-controlado.
Durante o semi-ciclo positivo, o tiristor T1 está diretamente polarizado. Quando o ele é disparado (α) a carga é conectada à alimentação de entrada através de T1 e D3. Durante o semi-ciclo negativo, a tensão de entrada se...
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