Retificadores Trifásicos: Vantagens e Funcionamento - Prof. Silva, Resumos de Análise de Riscos

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Retificadores TrifásicosRetificadores Trifásicos

Nikolas Libert

Eletrônica de Potência ET53B^ Aula 4

Tecnologia em Automação Industrial

Vantagens dos retificadores trifásicos  (^) A geração, transmissão e distribuição de energia é trifásica.  (^) Tensão de saída mais alta para uma mesma tensão de entrada.  (^) Menor amplitude da ondulação na saída.  (^) Ondulação na saída com frequência mais alta (filtros mais simples).  (^) Maior capacidade de potência.

Revisão - Sistema Trifásico  (^) Com base no diagrama fasorial das tensões de fase, obtenha a função que representa v 13.

-^ v^1 (ωt) +

v (^2) (ωt)

v^3 (ωt)^

R

S

T

N v^1

v 3

v 2

vp^ vp

vp 120° 120°

v 13 = v 1 (ω t )− v 3 (ω t ) v 1

v 3 vp

vp 120° -v 3

v 1 (ω t )= v (^) p sen (ω t ) v 2 (ω t )= v (^) p sen (ω t −^23 π ) v (^) 3 (ω t )= v (^) p sen (ω t −^43 π )

Revisão - Sistema Trifásico 120° vp -v60° 3 v^1

60°^ vp vx^ -v^3

vy vp^ v^ x^ = sen^ (^30 °^ )⋅ v^ p^ =^

v 2 (^) p v (^) y = cos ( 30 ° )⋅ v (^) p = v^ p 2^ √^3

θ°

vRT

vx vy

vp |vRT|

| vRT | =√( v (^) p + vx )^2 + v^2 y^ = (^) √ v^2 p^ (^94 +^34 )= v (^) p √ 3 θ= atan (^) v (^) pv +^ y v (^) x = atan v v^ p (^) p^ √ 3^^3 = 30 ° vRT = v 1 (ω t )− v 3 (ω t )= v 13 (ω t )= v (^) p √ 3 sen (ω t − 30 ° )

Revisão - Sistema Trifásico

θ 1

v (^1) 90° (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) θ 2 θ 3 θ 4 ωt

θ θ 22 : Entre os picos de 90° e 210°=(90°+210°)/2=150°

θ θ 33 : Entre os picos de 210° e 330°=(210°+330°)/2=270°

θ θ 44 : Entre os picos de 330° e 450°=(330°+450°)/2=390°

 (^) Pontos de cruzamento entre sinais de fase.

v 1 (ω t )= v (^) p sen (ω t ) v 2 (ω t )= v (^) p sen (ω t −^23 π ) v (^) 3 (ω t )= v (^) p sen (ω t −^43 π )

Guia para gráficos trifásicos  (^) Guia para gráficos trifásicos.

v 1

ωt v 3 v 2

v 12 v 13 v 23 v 21 v 31 v 32

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS^ +

vS

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt D 1 D 1

D 1 conduz se:

v 1 (ωt)>v e 2 (ωt)

v 1 (ωt)>v 3 (ωt)

Etapa 1: D 1 conduzindo

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS^ +

vS

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt D 2

D 2 conduz se:

v 2 (ωt)>v e 1 (ωt)

v 2 (ωt)>v 3 (ωt)

Etapa 2: D 2 conduzindo

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS^ +

vS

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt

vp

ωt

D 1 D 2 D 3 D 1

VS

vSmed = (^) T^1^5 π/∫^ π/ 6^^6 v (^) 1 (ω t ) d ω t , onde v^ 1 (ω t^ )= v^ p sen^ (ω^ t^ ) e^ T^ =^^56 π − π 6

vSmed =^3 √ 2^^3 π^ v^ p iSmed =^32 √ π^^3^ Rv^ p v (^) Sef = (^) √ T^1^5 π/∫^ π/ 6^^6 ( v (^) p sen (ω t ) (^) )^2 d ω t vSef = 0,84 v (^) p

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS^ +

vS

ωt

D 1 D 2 D 3 D 1

iS

π/6 5π/6 9π/6 13π/

vp/R iD

i iDmed = iSmed 3 i Def =√ 21 π^5 π /^ ∫π / 6^^6 ( v R^ psen (ω t ))^2 d ω t

Dp =^ v R^ p

i Def = 0,485 iDp^ iSef^ =^ √^^23 π^^5 π /^ ∫π/ 6^^6^ (^ v^ R^ p sen^ (ω^ t^ ))^2^ d^ ω^ t^ =^ i^ Def^ √^^3

iSef = 0,841 iDp vSef = 0,841 V (^) p

iSef i Def

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt D 3

Tensão reversa sobre D D 3 conduzindo 1 :

R

v 1 (ωt) VD v 2 (ωt) v 3 (ωt)

M 2

VD

VD

-v 3 + V^ Malha MD3 – VD1 2 + v: 1 = 0

V VD1D1 = v= v 11 - v- v 33 + V= vD3 13

v v (^) 13 = = v v (^) pp ∢ ∢− 0 ° 240 ° v (^) 13 = v (^) p ∢ 0 ° + v (^) p ∢(− 240 ° + 180 ° ) v (^) 13 = v (^) p √ 3 ∢− 30 ° (^) v 1 -v 3

vp vp v 13

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga R

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt D 3

Tensão reversa sobre D 1 Vp

R

v 1 (ωt) vD v 2 (ωt) v 3 (ωt)

vD vD

v (^) p √ 3 ∢− 30 °

D D 1 Ligado:

D^23 Ligado:Ligado:^ v^ p^ √^3 ∢^^30 °

ωt

v 13 (ωt) v 12 (ωt)

v (^) p √ 3

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga RL

π/

v 1 (ωt) v 2 (ωt) v 3 (ωt) 5π/6 9π/6 13π/6 ωt

Vm

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS

vS

- L

● ● As tensões serão iguais.Se L for muito grande, a

corrente na carga não terá ondulação.

ωt

iSmed^ i^1 D 1 D 1

ωt

iS iSmed

Retificador Trifásico com Ponto Médio – Carga RL

R

v 1 (ωt) (^) D 1 v 2 (ωt) i^ R^1 D 2 v 3 (ωt) i^ S^2 D 3 i T 3

N

iS

vS

- L

ωt

iSmed^ i^1 D 1 D 1 π/6 5π/6 9π/6 13π/ ωt

iSmediS

A tensão média no indutor é nula:

v vSmedSmed == vv (^) LmedRmed + v (^) Rmed iSmed = vRmed R =^32 √ π^^3^ Rv^ p

i Def = √ 21 π^5 π/^ ∫π/ 6^^6 ( iSmed )^2 d ω t = √ i^2 Smed 2 π^5 π/^ ∫π/ 6^^6 d ω t

i Def = iSmed √ 21 π (^5 π−π 6 )= iSmed √^13 = iSmed √ 3

i (^) Def = i^ Smed √ 3 i (^) Dmed = i^ Smed 3 iSef = iSmed