CENTRO UNIVERSITRIO TUPY UNISOCIESC

INSTITUTO SUPERIOR TUPY IST

EDVANDER SILVA DE ANDRADE

GIOVANI DA SILVA

JOS PEDRO CARDOSO VALDRICH

RETIFICADOR MONOFSICO

Joinville

2014

EDVANDER SILVA DE ANDRADE

GIOVANI DA SILVA

JOS PEDRO CARDOSO VALDRICH

RETIFICADOR MONOFSICO

Este trabalho ser apresentado ao Instituto Superior Tupy, na Disciplina de Eletronica de Potncia I, ministrada pelo Prof Dirceu Jos Soncini, no Curso de Bacharelado em Engenharia Eltrica na Turma EEL 361, como requisito para 1 parcial.

Joinville

2014

SUMARIO

introduo4

1.Dimensionamento5

1.1.Problema5

1.2.Tenso do secundrio do transformador5

1.3.Faixa de disparo dos tiristores6

1.4.RESISTNCIA da Carga7

1.5.Tenses e correntes na carga7

1.6.Tiristor9

1.7.Proteo contra Dv/Dt10

1.8.FUSVEL12

1.9.Disjuntor12

1.10.PROTEO trmica no dissipador12

1.11.Outros clculos12

Anexos14

concluso31

introduo

Dimensionamento

Problema

Projetar um retificador monofsico totalmente controlado com carga resistiva de 15KW alimentada uma tenso mdia de 125Vcc.

Dados: - Tenso de alimentao - 380Vca 5% - 60Hz - monofsico - fase, fase.

- Temperatura ambiente - 45 graus.

- Transformador isolador - 380Vca/Vs (Tenso secundaria necessria).

- Proteo com disjuntor no primrio do transformador.

- Proteo do retificador por fusvel ultra rpido.

- Proteo trmica no dissipador de calor por termoelemento de contato.

- Proteo individual por tiristor contra dv/dt

Figura 1: Circuito proposto a ser dimensionado

Tenso do secundrio do transformador

Equao base para o dimensionamento, elevando em conta que a tenso mdia na carga deve ser 125 V:

Atribuindo um valor genrico ao ngulo de 30

As tenses do transformador adotadas foram de 380V no primrio e 150V no secundrio.

Para isso o ngulo de disparo nominal ser readequado para 31.586, com tenso de 2V e corrente de 600mA:

Faixa de disparo dos tiristores

Aplicando uma tolerncia de 5% de variao no nvel de tenso da rede encontram-se os ngulos de disparo mximo e mnimo:

Mximo:

Mnimo:

Figura 2: Formas de onda da tenso e corrente mxima na alimentao

Figura 3: Formas de onda da tenso e corrente mnima na alimentao

RESISTNCIA da Carga

Aplicando o calculo de potncia em carga resistiva:

Tenses e correntes na carga

Clculos de tenso e corrente mdias e eficazes na carga:

Figura 4: Formas de onda da tenso e corrente nominal na carga

Clculos de tenso e corrente eficaz e fator de potencia da alimentao:

Tabela 1: Comparativo dos valores calculados e simulados.

Valores calculados

Valores simulados

V0 rms nominal

380 V

379,999 V

I0 rms nominal

40,146 A

40,146 A

VL rms nominal

147,47 V

147,470 V

VL medio nominal

125 V

125,050 V

IL rms nominal

101,703 A

101,703 A

IL medio nominal

86,207 A

86,241 A

VS rms nominal

150 V

149,999 V

V0 rms maximo

399 V

398,999 V

I0 rms maximo

42,477 A

41,395 A

VL rms maximo

152,176 V

152,060 V

VL medio maximo

125 V

125,041 V

IL rms maximo

104,949 A

104,869 A

IL medio maximo

86,207 A

86,171 A

VS rms maximo

157,5 V

157,382 V

V0 rms mnimo

361 V

360,999 V

I0 rms mnimo

38,661 A

38,660 A

VL rms minimo

142,015 V

142,012 V

VL medio minimo

125 V

125,040 V

IL rms minimo

97,941 A

97,939 A

IL medio minimo

86,207 A

86,235 A

VS rms mnimo

142,5 V

142,499 V

Tiristor

O tiristor foi selecionado levando e conta as correntes e tenso aplicadas nele. Tiristor selecionado: T70RIA40S90 (International Rectifier)

Dados:

11

Calculo da potncia dissipada no tiristor:

Dimensionamento dos dissipadores dos tiristores:

Dissipador 125137 (HS) 125x137x101.6 mm com com microventilador axial E11 ALCD (Ventisilva) 125x125x38mm com velocidade do ar de . Nestas condies a temperatura de juno ser de aproximadamente:

Proteo contra Dv/Dt

Dimensionamento do filtro de proteo dos tiristores contra :

Potncia no filtro:

Transformador

Dimensionamento do transformador aplicando fator de correo K para a presena de harmnicas.

O transformador selecionado foi um S3 (Blutrafo) com 20 KVA conforme descrio abaixo:

Tabela 2: Dados tcnicos do transformador

Transformador monofsico

Marca: Blutrafo - Modelo S3

Potncia

20 KVA

Massa

110 KG

Altura

490 mm

Largura

300 mm

Comprimento

380 mm

Tenso primaria

380 V

Tenso secundaria

150 V

Frequncia

60 Hz

Classe de isolamento

0,6 KV

Classe de temperatura

F

Elevao de temperatura

105C

Grau de proteo

IP-00

FUSVEL

No secundrio do transformador haver dois fusveis ultra-rpido de 125A SITOR (Siemens) cd. 3NE1 022-0 categoria gR.

Disjuntor

No primrio do transformador haver um disjuntor monofsico de 63A, curva C, 5SY7 (Siemens) cd. 5SY7 163-7, conforme corrente calculada.

PROTEO trmica no dissipador

Considerando a temperatura mxima na juno do tiristor sendo 125C, a temperatura do dissipador no deve passar de:

Com isso, ser aplicado no dissipador um termotato bimetlico modelo KSD301A75AHF2B da Sunshine para 75C 3C com diferencial de 4C.

Outros clculos

Anexos

Ficha tcnica do tiristor T70RIA40S90 .....................................................................15

Ficha tcnica do dissipador HS 125137...................................................................26

Ficha tcnica do transformador monofsico S3.......................................................28

Ficha tcnica do fusvel ultra-rpido Sitor.................................................................29

Ficha tcnica do disjuntor 5SY7................................................................................30

concluso