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ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 24 – Conversores duaisAula 24 – Conversores duais
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICASCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.Prof. Leandro Michels, Dr. [email protected]@gmail.com
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
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Princípio dos conversores duaisPrincípio dos conversores duais
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
União de dois retificadores totalmente União de dois retificadores totalmente controlados (operação em dois quadrantes) controlados (operação em dois quadrantes) com o propósito de operar em quatro com o propósito de operar em quatro quadrantesquadrantes
Operação na carga com tensão positiva e Operação na carga com tensão positiva e negativa e corrente positiva e negativanegativa e corrente positiva e negativa
Aplicação: controle de motores de corrente Aplicação: controle de motores de corrente contínua (aceleração e frenagem com giro contínua (aceleração e frenagem com giro nos dois sentidos)nos dois sentidos)
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Princípio dos conversores duaisPrincípio dos conversores duais
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Conversor Conversor → 1º e 4º quadrantes→ 1º e 4º quadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saída vs. alfaTensão de saída vs. alfa Quadrantes de operaçãoQuadrantes de operação
( )1.17 cosLmed oV V≅ α
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Princípio dos conversores duaisPrincípio dos conversores duais
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Conversor Conversor → 2º e 3º quadrantes→ 2º e 3º quadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saída vs. alfaTensão de saída vs. alfa Quadrantes de operaçãoQuadrantes de operação
( )1.17 cosLmed oV V≅ − α
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Princípio dos conversores duaisPrincípio dos conversores duais
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Conversor Conversor → 1º, 2º, 3º e 4º quadrantes→ 1º, 2º, 3º e 4º quadrantesCircuitoCircuito Circuito equivalenteCircuito equivalente
Tensão de saída vs. alfaTensão de saída vs. alfa Quadrantes de operaçãoQuadrantes de operação
180oP Nα + α =
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Problema da corrente de circulaçãoProblema da corrente de circulação
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Problema Problema →→ os conversores possuem valores os conversores possuem valores médios de tensão iguais, mas valores instantâneos médios de tensão iguais, mas valores instantâneos diferentesdiferentes
Diferenças de tensão Diferenças de tensão → existe uma corrente → existe uma corrente circulante entre os conversores muito altacirculante entre os conversores muito alta
Solução Solução → reatores de circulação (limita a corrente)→ reatores de circulação (limita a corrente)
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7Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Tensão de saídaTensão de saída
Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento
2P N
ZV VV += 180oP Nα + α =
Conversor P ativo e N passivo Conversor P ativo e N passivo → 0→ 0oo ≤≤ αα < 90º < 90º
Conversor N ativo e P passivo Conversor N ativo e P passivo → 90→ 90oo < < αα ≤≤ 180º 180º
Conversor P passivo e N passivo Conversor P passivo e N passivo → → αα = 90º = 90º
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Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Corrente de carga nula Corrente de carga nula → I→ ILL = 0 = 0
IIPP = = IINN = = IICC ≠ 0 ≠ 0
Conversores com corrente de circulação em um só Conversores com corrente de circulação em um só sentidosentido
IICC IICC
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ExemploExemplo
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Tensão nula Tensão nula → → ααPP==90º, L=1mH90º, L=1mH
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10Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Tensão nula Tensão nula → → ααPP==90º, L=10mH90º, L=10mH
ExemploExemplo
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11Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
IIPP = I = ILL + I + ICC IINN = I = ICC
Conversores com corrente de circulação em um só Conversores com corrente de circulação em um só sentidosentido
IICC IICC
IILL IILL
Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento Corrente de carga positiva Corrente de carga positiva → I→ ILL>0A >0A
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12Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
ExemploExemplo
Tensão nula Tensão nula → → αα==90º, L=10mH, I90º, L=10mH, ILL=10A=10A
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ExemploExemplo
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Tensão positiva Tensão positiva → → αα==30º, L=10mH, I30º, L=10mH, ILL=10A=10A
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14Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
ExemploExemplo
Tensão negativa Tensão negativa → → αα==120º, L=10mH, I120º, L=10mH, ILL=10A=10A
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15Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
IIPP = I = ICC IINN = I = ILL + I + ICC
Conversores com corrente de circulação em um só Conversores com corrente de circulação em um só sentidosentido
IICC IICC
IILL
Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento
IILL
Corrente de carga negativa Corrente de carga negativa → I→ ILL<0<0
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16Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
ExemploExemplo
Tensão nula Tensão nula → → αα==90º, L=10mH, I90º, L=10mH, ILL=-10A=-10A
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ExemploExemplo
Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Tensão positiva Tensão positiva → → αα==30º, L=10mH, I30º, L=10mH, ILL=-10A=-10A
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18Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
ExemploExemplo
Tensão negativa Tensão negativa → → αα==30º, L=10mH, I30º, L=10mH, ILL=-10A=-10A
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19Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Cálculo da corrente de circulaçãoCálculo da corrente de circulação
00oo < < ααPP < 60º < 60º
( ) ( )( )3 3 2 cos senoC P P P
VIL
= α α − απ ω
6060oo < < ααPP < 90º < 90º 2 2 2cos sen3 3 33 3 2
cos sen3 3 3
P P Po
C
P P P
VIL
π π π − α α − − α − = π ω π π π + α − − α − − α
Valor máximoValor máximo
max
0.567 2 oC
VIL
=ω
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20Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Corrente de circulação vs. alfaCorrente de circulação vs. alfa
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21Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Cálculo das harmônicas na cargaCálculo das harmônicas na carga
Amplitude das harmônicas Amplitude das harmônicas
( )( ) ( )( )cos 1 cos 12 sen1 1
P Pon
n nmVVm n n
− α + απ = − π − +
m → número de pulsos de cada grupo (positivo/ m → número de pulsos de cada grupo (positivo/ negativo) negativo)
n n → ordem da harmônica→ ordem da harmônica
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22Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Exemplo - harmônicasExemplo - harmônicas
Conversor dual de três pulsos Conversor dual de três pulsos
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23Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Estruturas de conversores duaisEstruturas de conversores duais Monofásico – ponto médio Monofásico – ponto médio
Monofásico – ponte completaMonofásico – ponte completa
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24Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Estruturas de conversores duaisEstruturas de conversores duais Trifásico – ponto médio Trifásico – ponto médio
Trifásico – ponte completaTrifásico – ponte completa
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25Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 24 – Conversores duais
Operação sem circulação de correnteOperação sem circulação de corrente
Reduz-se os esforços nos semicondutoresReduz-se os esforços nos semicondutores
Evita-se a necessidade dos reatores de Evita-se a necessidade dos reatores de interfase interfase