3º Relatório2011

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE CIRCUITOS DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I Circuito de Comando Para Retificadores Controlados Entrega: 05/11/2011 Nome: Bruno Guimarães Souza Edvaldo Assis Resende Elenice Bonifácia Rodrigues Lucas Perché Pinto

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Pontifícia Universidade Católica de Minas GeraisEngenharia Eletrônica e de Telecomunicação

DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE CIRCUITOS DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I

Circuito de Comando Para Retificadores Controlados

Entrega: 05/11/2011Nome: Bruno Guimarães Souza

Edvaldo Assis ResendeElenice Bonifácia RodriguesLucas Perché Pinto

Professor: Whester Jubert de Araujo

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OBJETIVOS Análise teórica e prática do CI TCA 785 Aplicação em retificadores controlados

MATERIAL Módulo 8442 Módulo 8840

EQUIPAMENTO Osciloscópio TDS 220 Microcomputador Multímetro digital

ESTUDO DO CIRCUITO INTEGRADO - TCA 785

O CI TCA 785 é um circuito integrado analógico desenvolvido exclusivamente para gerar pulsos e controlar o ângulo de disparo de tiristores (SCR e TRIAC) continuamente entre 0 e 180 em aplicações para controle de tensão de saída em retificadores controlados e controladores de fase. Sua estrutura interna e a possibilidade externa de seleção do ponto de chaveamento, permitem um grande número de opções de funcionamento, evitando um circuito externo volumoso.

Principais características

- Faixa de alimentação de 8 a 18 volts;- Consumo interno de corrente de 5 mA;- Duas saídas independentes com corrente de até 250 mA;- Duas saídas adicionais complementares;- Possibilidade de inibição dos pulsos de saída;- Duração dos pulsos de disparo determinado por capacitores externo.

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Pinagem

1. terra2. saída de pulsos (saída 15 invertida)3. saída de pulsos4. saída de pulsos (saída 14 invertida)5. entrada do detetor de zero (sincronização)6. inibição dos pulsos de saída (ativa em nível zero)7. saída - soma lógica NOR das saídas 14 e 158. saída de tensão regulada de 3,1 volts9. ajuste da corrente de carga do capacitor10. entrada não inversora do comparador monitor de descarga11. entrada da tensão de controle – Vc12. ajuste da duração dos pulsos de saída ( saídas 14 e 15)13. ajuste da duração dos pulsos de saída ( saídas 2 e 4)14. saída de pulsos sincronizada com ciclo negativo15. saída de pulsos sincronizada com ciclo positivo16. alimentação

Descrição

Os circuitos internos são alimentados pela fonte de tensão interna regulada em 3,1 volts, assegurando independência dos parâmetros essenciais das variações na tensão de alimentação.

O consumo de corrente, cerca de 5 mA, é aproximadamente constante para toda faixa de valores da tensão de alimentação.

A tensão regulada de 3,1 volts é transportada ao pino 8 através de uma resistência interna possibilitando nos circuitos trifásicos iguais condições para controle de todas as três fases, através da ligação paralela dos circuitos integrados. Para melhorar a supressão de RF, um capacitor pode ser colocado entre o pino 8 e o terra.

A sincronização é obtida através de um detetor de zero altamente sensível conectado a um registrador de sincronismo. O gerador de rampa consiste essencialmente de uma fonte controlada de corrente constante que carrega linearmente um capacitor externo (C) conectado ao pino 10. A corrente desta fonte é determinada por uma resistência externa (R) ligada ao pino 9. O tempo de subida da rampa é determinado pela combinação RC.

O comparador de controle compara a tensão de rampa com a do controle aplicada ao pino 11 e provoca a saída de pulsos de disparo via unidade lógica. Pulsos positivos de aproximadamente 30 s aparecem nas saídas A1( pino 14) e A2 (pino 15). A duração deste pulsos pode ser alterada através de capacitores ligados ao pino 12. Se o pino 12 for aterrado, a largura do pulso pode atingir 180. A saída A1 é sincronizada com o semiciclo negativo e A2 com o positivo. Estas duas saídas estão na configuração de seguidor de emissor e podem fornecer corrente de até 200 mA.

As saídas invertidas de A1 e A2, pinos 2 e 4, estão configuradas em coletor aberto com corrente máxima de 1,5 mA e cuja duração dos pulsos pode ser alterada através do pino 13 com introdução de capacitores.

Todas as saídas podem ser inibidas através do pino 6 conectado ao terra.

A duração dos pulsos pode ser alterada mediante capacitor ligado ao pino 12, segundo a tabela abaixo.

C12 (pF) 100 220 330 680 1000Duração (s) 80 130 200 370 550

Caso o pino 12 seja aterrado, a duração do pulso será sempre (180 - d) .

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Obs. importante: A resistência interna do pino 11 é de 15 K em relação ao terra.

Determinação da expressão de Vc(t)

ic = C dVc/dtComo a carga do capacitor é a corrente constante, ic = I I = C dVc/dtAplicando integral em ambos os lados: Idt = CdVc Vc = (I/C) t carga a corrente constante Vc é linear com o tempo (rampa)

Determinação da expressão de Vcmax

Como a rampa está sincronizada com a rede, o seu período T define Vcmax

Para f = 60 Hz T = 16,6 ms

Vcmax = (I/C) (T/2) = 8,33 ms x I/C

Determinação da expressão de I

I = V9/R9 I = 3,1/R9

Relação entre d e V11 (tensão de controle – Vc)

(Vcmax / ) = (V11/d) d = (V11/ Vcmax) Relação linear

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PROCEDIMENTO DA MONTAGEM

COMPROVAÇÃO DO FUNCIONAMENTO DO CIRCUITO

1. Observando o módulo 8442 e visualizando somente o circuito de disparo com o TCA 785, compare-o com o diagrama abaixo

2. Interligar os módulos 8840 e 8442 conforme diagrama abaixo

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3. Verifique e anote simultaneamente os sinais da rampa (VRAMP) e Vc

(Vramp e VC)

3. Ajuste Vc de tal forma a obter um ângulo de disparo de 60. Indique o procedimento

Fizemos o ajuste baseados no ciclo completo da tensão de entrada:

F = 60Hz 360 – 16,6 өd = 2,76msT = 16,6 ms 60 - өd

Ajustamos vc de modo que, ele cruze com a rampa 2,76ms, à partir da origem.

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4. Confirme o ângulo de disparo observando e anotando as formas de onda simultaneamente em SINC ,T (pino 15) e T(barra)(pino 14).

AMPLIFICADOR DE PULSOS

5. Observe o circuito do amplificador de pulso (circuito de ataque) cujo esquema está representado a seguir.

6. Complemente-o inserindo os transformadores de pulsos conforme o módulo 8442

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7. Verifique e anote as formas de ondas em G em relação a C, e G(barra) em relação a C(barrra) e SINC (em relação ao terra) para d = 60.

(G em relação a C e Sinc. Em relação ao terra)

(G (barra) em relação a C(barra) e Sinc. Em relação ao terra)

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8. Conclusão

Podemos verificar que o circuito apresentou o funcionamento proposto na parte teórica, sendo comprovadas as formas de ondas e suas variações.

Este circuito apresenta a técnica de controle vertical para gerar os pulsos, ou seja, variando-se a tensão de referência mudamos o ponto de cruzamento com a rampa. Como o pulso é gerado exatamente no ponto em que a tensão de referência é maior que a tensão da rampa obtemos desta forma uma variação do pulso no sentido vertical.

Com apenas um circuito deste conseguimos comandar dois SCR’s e a associação de três poderemos acionar um Ponte Retificadora Trifásica de Onda Completa Totalmente Controlada, tendo isto como vantagem.

9. Bibliografia

Livro:"Eletrônica de Potência"Muhammad H. Raschid

Disciplina Eletrônica de Potência I, matéria dada em sala de aula.