06/05/2019

Capítulo 5Retificadores controlados

Retificadores controlados

Introdução

• Retificadores com apenas diodos → tensão fixa de saída

• Retificadores com tiristores → controle de fase, com

tensão de saída ajustável

• Ajustam-se os ângulos de disparos dos tiristores

• O desligamento dos tiristores é natural (em função da

rede)

• Com cargas indutivas, o desligamento pode ser forçado

• São designados como conversores CA-CC

• Dois tipos: 1) Monofásico e 2) Trifásico

• No estudo de cargas altamente indutivas, pode-se supor

que a carga seja modelada por uma fonte de corrente

constante

06/05/2019

Retificadores controlados

Conversores de fase controlada (monofásico de meia-onda)

( )

( )

( )

( )

2 2

( )

1sin

2

1 cos2

1sin

2

1 sin 2

2 2

o dc m

m

o dc

o dc

o rms m

m

V V d

V

VI

R

V V d

V

π

α

π

α

θ θπ

απ

θ θπ

απ α

π

=

= +

=

=

= − +

∫

∫

Fig. 5.1

α variando de 0 a π →

Vo(dc) variando de

Vm/ π a 0

θ = ωt

Retificadores controlados

Conversores monofásicos semicontrolados (onda completa em ponte)

Fig. 5.2

T2

E=0v

Carga altamente indutiva

Operação em um quadrante:

(Vo > 0 e Io > 0)

Tensão média:

Vo(dc) = (Vm/π)(1+cosα)

Obs. Caso RL não seja altamente indutiva (corrente não pode ser

considerada constante): Realiza-se análise semelhante à feita para retificador monofásico em ponte com diodos (2 modos).

06/05/2019

Retificadores controlados

Conversores monofásicos controlados (onda completa em ponte)

Fig. 5.3

E=0v

Carga altamente indutiva

• Vo > 0: modo retificação (energia da rede para a carga)

• Vo < 0: modo inversão (energia da carga para a rede)• Para α: π→0, implica em -(2Vm/π) ≤ Vo ≤ (2Vm/π)

• Como ficariam as curvas com carga puramente resistiva?

• Para carga RL qualquer: fazer a análise dos dois modos, como no

caso de retificadores com diodos

( )

( )

( )

2 2

( )

( )

( )

2sin

2

2cos

2sin

2

2

o dc m

m

o dc

o dc

o rms m

ms

o rms

o rms

V V d

V

VI

R

V V d

VV

VI

R

π

α

π

α

θ θπ

απ

θ θπ

=

=

=

=

= =

=

∫

∫

π+α

π+α

Circuitos e retificadores controlados

Retificador trifásico

Fasores (tensões de fase e de linha)

Amplitude da tensão

de fase: Vm

Sentido de análise

Tensão de fase

Tensão de linha

Negativo da tensão de linha

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Retificadores controlados

Conversores trifásicos (meia-onda)

Fig. 5.7

Características:

• Opera a uma frequência

maior (simplifica o filtro)

• Tensão média maior

• Corrente da rede de

alimentação terá componente

CC

• Para carga resistiva a

corrente pode se tornar

descontínua

• As tensões de fase polarizam

os tiristores

5π/6 + α

3π/2 + α

Calculado.Verifique!

α α α α

30º → π/6

30º+120º =150º → π/6+2π/3=5π/6

• Após determinada tensão

de fase se tornar a de

maior valor, aguarda-se um

ângulo de fase α e dispara-

se o tiristor correspondente

àquela fase.

• Vo pode se tornar negativo,

pois não existe diodo de

freewheeling em paralelo

com a carga.

06/05/2019

Retificador trifásico em ponte (com diodos) visto no capítulo 3

/ 6

( )0

23 cos

2 / 6

3 31.654

o dc m

m m

V V d

V V

π

θ θπ

π

=

= =

∫Fig. 3.26

/2 2

( )0

23 cos

2 /

3 9 31.6554

2 4

q

o rms m

m m

V V dq

V V

π

θ θπ

π

=

= + =

∫(q=6)

Retificadores controlados

Retificadores controlados

Conversores trifásicos semicontrolados (onda completa em ponte)

Fig. 5.8

Características:

• Operação em um quadrante

• Dm não permite tensão

negativa na carga

• As tensões de linha

polarizam os diodos

• A interpretação dos gráficos

temporais deve ser feita em

relação às tensões de linha

(vac, vba e vcb)

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Observar:

vac, vba e vcb

α α

Retificadores controlados

Conversores trifásicos controlados (onda completa em ponte)

Fig. 5.10

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/ 2

( )/ 6

/ 2

/ 6

3

33 sin

6

3 3cos

o dc ab

m

m

V v d

V d

V

π α

π α

π α

π α

θπ

πθ θ

π

απ

+

+

+

+

= =

= +

=

∫

∫

/ 22 2

( )/ 6

33 sin

6

1 3 33 cos 2

2 4

o rms m

m

V V d

V

π α

π α

πθ θ

π

απ

+

+

= +

= +

∫

Retificadores controlados

Conversores trifásicos controlados (onda completa em ponte)

Fig. 5.10

Obs. A interpretação dos

gráficos temporais deve ser

feita em relação às tensões

de linha (vab, vbc e vca)