Grad Adores

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA 1 UTFPR – Campus Curitiba Prof. Amauri Assef Disciplina de Eletrônica de Potência Disciplina de Eletrônica de Potência – ET66B ET66B Aula 17 Aula 17 – Gradadores Gradadores Prof. Amauri Assef Prof. Amauri Assef [email protected] [email protected]

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁUNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICADEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA

1UTFPR – Campus Curitiba

Prof. Amauri Assef

Disciplina de Eletrônica de Potência Disciplina de Eletrônica de Potência –– ET66BET66B

Aula 17 Aula 17 –– GradadoresGradadores

Prof. Amauri AssefProf. Amauri Assef

[email protected]@utfpr.edu.br

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Eletrônica de Potência Eletrônica de Potência -- GradadoresGradadores

� Introdução:

� Os gradadores são conversores estáticos destinados a variar o valor eficaz de uma tensão alternada

� Caracterizam-se por colocar a carga em contato direto com a fonte, sem tratamento intermediário de energia

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� Não alteram a frequência da tensão alternada da fonte

� Não utilizam elementos reativos

� Introduzem harmônicas na tensão de saída e na corrente de entrada

Empregam apenas tiristores

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� Principais empregos dos gradadores:

� Controle de intensidade luminosa (dimmer)

� Controle de temperatura – chuveiros e fornos

� Controle da velocidade de motores de indução

� Limitação da corrente de partida de motores de indução

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� Limitação da corrente de partida de motores de indução� Sistema de partida suave para motores – soft-starters

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� Principais topologias:

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� Estrutura do gradador monofásico:

� Cargas de pequena potência ���� TRIAC� Exemplo: TIC226

� Potências maiores ���� Dois tiristores em antiparalelo

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� Potências maiores ���� Dois tiristores em antiparalelo� Exemplo: TIC106 (SCR)

Bidirecional

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MT – main terminal

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� Gradador monofásico – carga R:

� Topologia e formas de onda

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� Gradador monofásico – carga R:

� Simulação com o PSIM

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� As grandezas envolvidas são representadas pelas expressões:

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VLmed

e ILmed

nulos

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� Tensão eficaz no resistor:

[ ] [ ]∫∫ ==π

α

π

α

ωωπ

ωωπ

tdtsenVtdtsenVn

V ooLef

222

12

2

( )π

απα

2

21

senVV oLef +−≅

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� Corrente eficaz no resistor:

ππ 21VV oLef +−≅

( )π

απα

2

21

sen

R

VI o

Lef +−≅ ( )21

2

2/

oLef

sen

R

VI

+−= ααππ

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� Corrente eficaz parametrizada no resistor:

( )21

2

2

2

1

2

/

o

Lef sen

V

RI

+−= ααππ

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� Tensão média em cada tiristor:

� Corrente média em cada tiristor:

( )∫=π

α

ωωπ

tdtsenVV oTmed 22

1 ( )( )απ

cosV

V oTmed += 1

2

2

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� Corrente média em cada tiristor:

� Corrente eficaz em cada tiristor:

( )( )απ

cosR

VI o

Tmed += 12

2

( )∫

α

ωωπ

tdtsenR

VI o

Tef

2

22

1

2Lef

Tef

II =

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� Corrente eficaz parametrizada no tiristor:

Ou parametrizada:

( )21

2

2

2

/

oTef

sen

R

VI

+−= ααππ

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Ou parametrizada:

( )21

2

2

2

1

2

/

o

Tef sen

V

RI

+−= ααππ

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� Valores médio e eficaz parametrizados em cada tiristor:

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� Gradador monofásico – carga RL:

� Topologia e formas de onda

Tensão de alimentação

Corrente de carga para φ=α

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Corrente de carga para φ=α

Corrente na carga

( )22 LR

Rcos

ωφ

+=

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� Ângulo de extinção β para cargas RL

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� Formas de onda para cargas RL

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� Verificação experimental para gradador monofásico RL

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� Exemplo de aplicação de gradador monofásico:

� Controle de intensidade luminosa (dimmer)

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�� TRIAC TRIAC �� equivale a dois SCR em antiequivale a dois SCR em anti--paraleloparalelo

�� Circuito de disparo mais simples Circuito de disparo mais simples �� DIAC (bidirecional)DIAC (bidirecional)

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� Curva característica do DIAC:

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