retificadores monofásicos não-controlados · bibliografia para esta aula capítulo 5:...
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Florianópolis, março de 2010.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Eletrônica de Potência
Retificadores Monofásicos
Não-Controlados
Bibliografia para esta aula
Capítulo 5: Retificadores monofásicos não-controlados
1. Retificador monofásico de onda completa com
transformador em derivação;
2. Retificador monofásico de onda completa em ponte.
http://florianopolis.ifsc.edu.br/~petry
Nesta aula
Retificadores monofásicos não-controlados:
1. Introdução;
2. Retificador monofásico de onda completa com ponto
médio:
• Carga resistiva;
• Carga RL;
• Uso do transformador;
• Fator de potência.
3. Retificador monofásico de onda completa em ponte:
• Carga resistiva;
• Carga RL;
• Uso do transformador;
• Fator de potência.
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Primeira etapa de funcionamento
Segunda etapa de funcionamento
Circuito do retificador
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Carga resistiva pura:
22v t V sen t
22
2 20,9Lmed
VV V
Tensão média na carga:
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
2 22 2 0,9 LmedLmed
VV VI
R R R
Corrente média na carga:
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
22Dp
VI
R
Esforços nos diodos (em cada um):
• Tensão de pico reversa;
• Corrente de pico;
• Corrente média;
• Corrente eficaz.
22 2DpV V
22 2Dmed
VI
R
2 20,7072
Def
V VI
RR
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Fator de potência:
PFP
S
Potência ativaFator de potência
Potência aparente
ef efS V I
2
efP R I
cosef efP V I
Fator de deslocamentoDemonstrar que:
1FP
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Eficiência do retificador:
DC Lmed LmedP V I
fv
fv
t
0
outV
t
outV
0
2
2 2 2
2
2 2 2 2 8DC
V V VP
R R
AC ef efP V I
2
2 22
2 2AC
V VP V
R R
2
2
2
2
2
8
22
DC
AC
VP R
VP
R
2
4 20,573
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Eficiência do retificador, se for usado um transformador:
2
4 20,573
211,75
4 2
ACtrafo
DC
PS
P
Significa o uso de um transformador 1,75 vezes maior.
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva pura:
Ângulo de condução dos diodos:
180o
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Demo
Demo:
• Formas de onda no retificador de onda completa.
Exemplos
Exemplo 5.4 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 120 V, 60 Hz. Se a
resistência de carga for de 10 Ω, determine:
• A corrente máxima na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente eficaz na carga;
• A potência entregue à carga;
• A tensão reversa dos diodos;
• A freqüência de ondulação.
Tarefas
Exemplo 5.4 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 100 V, 60 Hz. Se a
resistência de carga for de 15 Ω, determine:
• A corrente máxima na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente eficaz na carga;
• A potência entregue à carga;
• A tensão reversa dos diodos;
• A freqüência de ondulação.
Carga RL:
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Circuito do retificador
Corrente nos diodos
Tensão e corrente na carga
Carga RL:
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
22v t V sen t
22
2 20,9Lmed
VV V
Tensão média na carga:
Carga RL:
Corrente média na carga e em cada
diodo:
2 22 20,9 Lmed
Lmed
VV VI
R R R
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Se a condução for contínua e a corrente possuir pouca
ondulação, ou seja, a constante de tempo do circuito for
muito grande, então pode-se considerar:
Lef LmedI I
20,45Dmed
VI
R
Carga RL:
Corrente eficaz em cada diodo:
0,707Def LmedI I
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Para condução contínua e
corrente com pouca
ondulação, ou seja, se a
constante de tempo do circuito
for muito grande.
Carga RL:
Ângulo de condução dos diodos:
180o
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Demo
Demo:
• Formas de onda no retificador de onda completa.
Exemplos
Exemplo 5.6 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 115 V, 60 Hz. Se a
resistência de carga for de 100 Ω, determine:
• A tensão média de saída;
• A corrente média na carga;
• A potência entregue à carga;
• A potência na entrada;
• A eficiência do retificador;
• O fator de ondulação;
• O fator de forma.
Tarefas
Exemplo 5.6 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 150 V, 60 Hz. Se a
resistência de carga for de 150 Ω, determine:
• A tensão média de saída;
• A corrente média na carga;
• A potência entregue à carga;
• A potência na entrada;
• A eficiência do retificador;
• O fator de ondulação;
• O fator de forma.
Circuito do retificador:
Estudo do comportamento do transformador:
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Estudo do comportamento do transformador:
1 2 0,707S ef S ef LmedI I I
1 2 1s ef s efS V I
20,9
Lmedef
VV
1 0,7070,9
Lmeds Lmed
VS I
1 0,785s Lmed LmedS V I
2 1 2 1,57s s Lmed LmedS S S V I
L Lmed LmedP V I
2 1,57 LS P
Significa o uso de um
transformador 1,57 vezes
maior que a carga.
Retificador 1ϕ de onda completa com ponto médio
Carga resistiva:
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
Circuito do retificador
Etapas de operação
Carga resistiva:
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
22
2 20,9Lmed
VV V
Tensão e corrente média na carga:
2 2 0,9o oLmed
V VI
R R
Carga RL = Carga resistiva pura:
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
Circuito do retificador
Estudo do comportamento do transformador (carga RL):
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
Estudo do comportamento do transformador (carga RL):
2
2
2
0
1
2ef LmedI I d t
2ef LmedI I
20,9
Lmedef
VV
2 2 20,9
Lmed Lmedef s ef
V IS V I
2 1,11 Lmed LmedS V I
L Lmed LmedP V I
2 1,11 LS P
Significa o uso de um
transformador 1,11 vezes
maior que a carga.
Tensão de pico reversa nos diodos:
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
22DpV V
Demo
Demo:
• Formas de onda no retificador de onda completa.
Retificador 1ϕ de onda completa em ponte
Exemplos
Exemplo 5.7 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 120 V. Se a resistência de
carga for de 10,8 Ω, determine:
• A tensão de pico na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente média em cada diodo;
• A potência média na saída;
• A eficiência do retificador;
• O fator de ondulação;
• O fator de potência.
Tarefas
Exemplo 5.7 do livro Eletrônica de Potência (Ahmed):
• O retificador de onda completa da figura abaixo é
alimentado por uma fonte de 150 V. Se a resistência de
carga for de 10 Ω, determine:
• A tensão de pico na carga;
• A tensão média na carga;
• A corrente média na carga;
• A corrente média em cada diodo;
• A potência média na saída;
• A eficiência do retificador;
• O fator de ondulação;
• O fator de potência.
Próxima aula
http://florianopolis.ifsc.edu.br/~petry
Conversores CA-CC:
1. Retificadores monofásicos controlados (meia onda).