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Conversores CC-CA Inversores

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica

Eletrônica de Potência

Florianópolis, julho de 2013.

Prof. Clóvis Antônio Petry.

Capítulo 10: Inversores 1.  Introdução aos conversores CC-CA; 2.  Conversores CC-CA de tensão.

Bibliografia para esta aula

www.ProfessorPetry.com.br

Conversores CC-CA: 1.  Introdução aos conversores CC-CA; 2.  Conversores CC-CA de tensão.

Nesta aula

Inversores de tensão ou corrente

Divisão da eletrônica de potência

1E ( )1 1v ,f

2E ( )2 2v ,f

ConversorCC-CC

Retificador

Inversor

Conversorindireto de

tensão

Conversorindireto defreqüência

Conversores CC-CA

Conversores CC-CA: •  Denominados de inversores: convertem tensão contínua em

tensões alternadas; •  Podem ser monofásicos, trifásicos ou n-fásicos; •  Unidirecionais ou bidirecionais; •  Comandados em alta freqüência •  Modulação simples ou complexa; •  Dois níveis ou multiníveis; •  Podem ser isolados ou não-isolados; •  Podem operar em condução contínua ou descontínua; •  Controlados no modo tensão ou corrente; •  Comutação normal ou suave; •  Inversores de tensão ou corrente; •  Aplicações dos conversores CC-CA.

Conversores CC-CA – Princípio geral

outv

+

−

outv

t

+0−

fV+

−

t

fV+0−

+−

Conversores CC-CA – Número de fases

Trifásico

Monofásico

Conversores CC-CA – Bidirecionalidade

Bidirecional

Unidirecional?

Conversores CC-CA – Comando

PWM alta freqüência

Conversores CC-CA – Modulação

Vetorial

PWM Senoidal

Isolado

Não-isolado

Conversores CC-CA – Isolamento

Conversores CC-CA – Número de níveis

Dois níveis

Três níveis

Multiníveis

Conversores CC-CA – Número de níveis

Conversores CC-CA – Controle em V ou I

Conversores CC-CA – Comutação

Hard x soft

Conversores CC-CA – Corrente ou tensão

Tensão - VSI

Corrente - CSI

Aplicações dos conversores CC-CA

Algumas aplicações: •  Acionamento de motores de corrente contínua; •  Acionamento de motores de corrente alternada; •  Energias alternativas; •  Isolamento em alta freqüência; •  Filtros ativos; •  Estabilizadores de tensão; •  UPS; •  Aplicações espaciais, aeronáuticas e veiculares •  Entre outras.

Inversor simples

Tarefa: Explicar o funcionamento, etapas

de operação e principais formas de onda.

Inversor simples

Inversor ponte completa

Estrutura do conversor:

Dissertação de Fernando H. Gerente

Modulação empregada:

Bipolar ou dois níveis

Tarefa: Mostrar circuito.

Inversor ponte completa

Modulação empregada:

Unipolar ou três níveis

Tarefa: Mostrar circuito.

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM bipolar):

Primeira etapa de operação

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM bipolar):

Segunda etapa de operação

Inversor ponte completa

Principais formas de onda (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Tarefa: Repetir para o semiciclo negativo.

Etapas de operação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Primeira etapa de operação

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Segunda etapa de operação

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Terceira etapa de operação

Inversor ponte completa

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Quarta etapa de operação

Inversor ponte completa

Principais formas de onda (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Tarefa: Repetir para o semiciclo negativo.

Etapas de operação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Tensão de saída (modulação SPWM bipolar):

( )2 1ab fV V D= ⋅ ⋅ −

_ab pk

f

VMI

V=

Índice de modulação:

( ) ( )_1 12 2

ab pk

f

Vd t sen t

Vω= + ⋅ ⋅ ⋅

Inversor ponte completa

Determinando o indutor (modulação SPWM bipolar):

max2f

o s

VL

IL F=

⋅Δ ⋅

Inversor ponte completa

Tensão de saída (modulação SPWM bipolar):

ab fV V D= ⋅

( ) ( )_ab pk

f

Vd t sen t

Vω= ⋅ ⋅

_ab pk

f

VMI

V=

Índice de modulação:

Inversor ponte completa

Determinando o indutor (modulação SPWM bipolar):

max4f

o s

VL

IL F=

⋅Δ ⋅

Inversor ponte completa

Indutor (modulação SPWM bipolar x SPWM unipolar):

2 níveis 3 níveis

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM bipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Simulação (modulação SPWM unipolar):

Inversor ponte completa

Próxima aula

Capítulo 10: Inversores 1.  Laboratório de conversores CC-CA monofásicos.

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