retificador trifásico com filtro capacitivo e correções ... · circuito proposto para correção...
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Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC
Laboratório de Eletrônica de Potência - LEPO
Retificador Trifásico com Filtro Capacitivo e Correções do Retificador com Filtro Capacitivo com Indutor a
Montante
Alessandro Luiz Batschauer
Circuito Proposto
D4 D5
V2
D1
V3
Co
V1
Ro
D6
D3D2
Formas de Onda
Circuito Proposto para Correção
Correção do retificador trifásico com filtro capacitivo utilizando indutor a montante
D3
I
D1
R
I
D2
L1
I
V1
C
D6D5D4
V2
L3V3
L2
Análise Harmônica
0
20
40
60
80
100
120
1 5 7 11 13 17 19 23 25 29 31 35 37 41 43 47 49
In/I1
Ordem das Harmônicas
Gráfico do Espectro Harmônico da Corrente de Entrada para uma Rede Ideal
Metodologia de Projeto
Especificações Iniciais:Vin_ef - Tensão eficaz de entrada;frede - Frequência da rede de alimentação;Vo - Tensão de saída;Po - Potência de saída;
Metodologia de ProjetoParametrizações Adotadas:
- Fator de tensão;
- Corrente Média de Curto Circuito;
- Corrente de Saída;
. .2 3o
in ef
VFVV −
=
2
. .3 2. . .2
in efCC med
rede
VI
f Lπ−
− =
Metodologia de Projeto
Parametrizações Adotadas:
- Indutância Normalizada;
- Resistência de Carga;
0,9, o FVo
LLn L LL == =
( )2. . .2 3 in efo
o
V FVR
P−
=
Metodologia de ProjetoCalcular o fator de tensão desejado e obter a
indutância parametrizada no ábaco.
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01
Ln
FV
Metodologia de ProjetoVerificar o fator de potência obtido
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01
Ln
FP
Metodologia de ProjetoVerificar a defasagem entre a fundamental de corrente
e a tensão
05
101520253035404550
1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01
Ln
Fi
Metodologia de ProjetoVerificar a Taxa de Distorção Harmônica de corrente
0
50
100
150
200
250
1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00 1,E+01
Ln
TDH
Metodologia de ProjetoObter o valor da relação entre a corrente média de
saída e a corrente média de saída com a carga em curto circuito
0,500,550,600,650,700,750,800,850,900,951,00
1,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+00
Io/Icc-med
FV
Exemplo de Projeto
Especificações Iniciais:Vin_ef = 220V - Tensão eficaz de entrada;frede = 60Hz - Frequência da rede de alimentação;Vo = 400V - Tensão de saída;Po = 1,5kW - Potência de saída; Δ Vo = 10% - Ondulação de tensão na saída;
Metodologia de ProjetoCálculo do Fator de tensão:
Metodologia de ProjetoFator de potência obtido = 0,81
Metodologia de ProjetoDefasagem entre a fundamental de corrente e a tensão
-36º
Metodologia de ProjetoVerificar a Taxa de Distorção Harmônica de Corrente
10%
Metodologia de ProjetoValor da relação entre a corrente média de saída e a
corrente média de saída com a carga em curto circuito = 0,42
Metodologia de Projeto
Desfazendo as parametrizações, tem-se:
Portanto:
Metodologia de Projeto
Pode-se obter a indutância parametrizada através daexpressão:
Resultados de Simulação
0-2-4
24
Iint
403
404
405
Vout
0.5 0.51 0.52 0.53 0.54 0.55Time (s)
3.773.783.79
3.8
Iout
Resultados de Simulação
Teórico Simulação
FV 0,742 0,747
THD 10% 8,8%
φ -36° -35.9°
FP 0,81 0,8
Resultados de Simulação
0
20
40
60
80
100
120
1 5 7 11 13 17 19 23 25 29 31 35 37 41 43 47 49
In/I1
Ordem das Harmônicas
Gráfico do Espectro Harmônico da Corrente de Entrada para uma Rede Ideal
Fonte sem Correção
Fonte com Correção a Montante
Referências Bibliográficas
Ivo Barbi, “Eletrônica de Potência”, 4ª edição.
Jonathan Dômini Sperb, “Retificadores –
Correção do Fator de Potência com Indutor à
Montante”, Joinville, 2005.
Prof. Cassiano Rech, Correção do fator de
potência para cargas não lineares. 28 slides.