Tiristores

Páginas: 6 (1322 palavras) Publicado: 27 de abril de 2013
1 INTRODUÇÃO
Após a realização dessa prática será possível saber como os tiristores funcionam e qual a sua importância em um circuito retificador, como também observar o comportamento dos retificadores a tiristor, através das formas de ondas das tensões e correntes nos devidos componentes.
2 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
2.1 Tiristores
Os tiristores são dispositivos semicondutores de potências,tendo em comum uma estrutura de 4 camadas semicondutoras numa sequência p-n-p-n, apresentando um funcionamento biestável. A sua principal vantagem é a capacidade de converter e controlar grandes quantidades de potência, em sistemas DC ou AC, utilizando apenas o chaveamento. O tiristor mais utilizado é o SCR (Retificador Controlado de Silício), em aplicações como: fontes de alimentação reguladasde potência, choppers (conversores DC-DC), inversores (conversores DC-AC) e controle de aquecedores, iluminação e motores.
O SCR possui três terminais: anodo(+), catodo (-) e gatilho, como está demonstrado na figura abaixo:

Figura 1 – Estrutura. Símbolo e aspecto físico do SCR
O seu disparo ocorre quando a corrente de ânodo aumenta, e pode ser feitas de várias maneiras. Uma delas é quando oSCR está diretamente polarizado, e receba a injeção de um sinal de corrente de gatilho (IG) para o cátodo, na forma de um pulso, e a medida que aumenta a IG para o cátodo, a tensão de bloqueio direta diminui até que o SCR passe ao estado de condução. E ele só se bloqueia quando a corrente entra ânodo e cátodo for praticamente extinta, funcionando como um diodo reversamente polarizado.

2.2Retificador monofásico de meia onda
2.1 Carga puramente resistiva
A Figura 2 mostra o circuito retificador monofásico de meia onda, assim como a suas formas de onda.

Figura 2 – Retificador de meia onda com carga resistiva

Figura 3 – Formas de onda do retificador a carga puramente resistiva
Através do gráfico acima é possível observar que o tiristor encontra-se bloqueado em ωt<α,fazendo com que a tensão na carga seja nula, assim como a corrente. No instante ωt=α, por ação da corrente de gatilho, o tiristor é disparado, e a tensão na carga torna-se igual a tensão da rede. E quando π < ωt<2π, ou seja, no semiciclo negativo, o tiristor se mantém bloqueado, anulando assim a tensão e a corrente na carga.
E através de cálculos é possível obter a tensão média na carga, e comoo circuito é puramente resistivo, também encontra-se a corrente média na carga, como se pode observar abaixo:
VLmd=0,225Vo(1+cosα)

iLmd=0,225Vo(1+cosα)R
Seja a expressão abaixo que representa o valor eficaz da corrente na carga, realizando as devidas operações matemáticas é possível chegar a um expressão final.
iLef= 12παπ 2VoR2sinωt2
iLef= VoR12- α2π+sin2α4π
Como a potência média nacarga é RiLef2, podemos também dizer que a potência é:
PR= Vo2R12- α2π+sin2α4π
E deve-se levar em consideração os esforços nos tiristores, sendo sua corrente média e eficaz iguais a da carga, e sua tensão e corrente de pico iguais a tensão e a corrente de pico da rede.
2.2.2 Carga RL
O circuito do retificador monofásico de meia onda com carga indutiva e suas determinadas formas de ondas estãorepresentados pelas figuras abaixo:

Figura 4 – Retificador de meia onda com carga RL

Figura 5 – Formas de onda do retificador de meia onda a carga RL
‘ Este retificador funciona de forma semelhante ao anterior, a diferença é que quando a tensão alternada Vωt se torna negativa, o indutor L ainda está magnetizado, fazendo com que passe um corrente pela resistência R, tornando-se zerosomente quando o indutor estiver totalmente desmagnetizado e a corrente alcançar o ângulo de condução β, sendo π<β<2π. E é importante ressaltar que enquanto a corrente na carga não se anula, a tensão na carga se mantém igual a da rede, assumindo portanto os valores instantâneos negativos.
Como a tensão média no indutor é igual a zero, para o cálculo da tensão e corrente média leva-se em...
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