Post on 08-Jul-2018
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
1/30
1
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 10 - Retificadores monofásicos
a diodo com filtro capacitivo
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICACURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.leandromichels@gmail.com
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
2/30
2Prof. Leandro Michels
Principais topologias
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i L
i D2
i D4i D3
i D1v LR
C 1v C
i C
Meia-onda Onda completa c/ ponto médio
Onda completa em ponte
Onda completa dobrador de tensão
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i L
i D2
i D4i D3
i D1v LR
C 2
C 1v C
v C
1
2 i C
v 1
v D1
i CC
i D1
v LR C 1
v C
i C
i L
v D1
i D1
v LR C 1 v C
i C
i L
v D2
v 1
i 1
i D2
i cc
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
3/30
3Prof. Leandro Michels
Análise qualitativa
Etapas
Retificadores 1 Φ onda completa
Etapa 1
q1 w t < q Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
q
2 w t < q3
q3 w t < q4
q4 wt < q
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i L
i D2
i D4i D3
i D1v LR
C 1v C
i C
+ - +-
+
-
+-
+
-
+-
C 1
+
-
+ - +-
+
-
+
-
+
-
+
-
C 1
+
-
+ - +-
+
-
+
- +
-
+
-
C 1
+
-
+ - +-
+
-+
-
+
-+
-
C 1
+
-
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
4/30
4
Prof. Leandro Michels
Formas de onda:1 2 3 4
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
q1 q 2 q 3 q 4
1Etapas
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
5/30
5Prof. Leandro Michels
Formas de onda:
R=50WC=3300mH
Vo=220Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
6/30
6Prof. Leandro Michels
Formas de onda
R=50WC=3300mH
Vo=220Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
7/30
7Prof. Leandro Michels
Formas de onda
R=50WC=3300mH
Vo=220Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
8/30
8Prof. Leandro Michels
Formas de onda
R=50WC=3300mH
Vo=220Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
9/30
9Prof. Leandro Michels
Análise quantitativa
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
1 11
cos1 cos cos 1 exp 0
2 RC RC
RC
w w w
1 1min minsen sen2 2 2
C C
p o
V V
V V
1 1tan2 RC w
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1v LR
C 1 v C
i C
Equacionamento:
Tensão de saída
wt
V p
|v1(t )|
vC (t )
/2
V Cmin
wt /2
I 1 p
icc(t )
t C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
10/30
10Prof. Leandro Michels
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Análise quantitativa
min1
C
p
V RC f
V
w
Tensão de saída
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
11/30
11Prof. Leandro Michels
Análise quantitativa
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
1C t w
1 1 sin sin
o p
C p
P I
f t V
Corrente de saída
Equacionamento:
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i CC
i D2
i D4i D3
i D1v LR
C 1v C
i C
i L
2omed
o
V P
R
wt
V p
|v 1(t )|
vC (t )
/2
V Cmin
wt /2
I 1 p
icc(t )
t C
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
12/30
12Prof. Leandro Michels
Tensão na cargaMédio
Eficaz
sen sen
cos cos2
p Lmed
V V
v LV LmV Lef
Lef Lmed V V
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
Análise quantitativa
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
13/30
13Prof. Leandro Michels
Corrente na cargaMédio
Eficaz
I LI LmI Lef
Lmed Lmed
V I
R
Lef Lef
V I R
Ativa
Aparente
22 Lef
L Lef V P RI
R
L Lef Lef S V I
Potência na carga
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
Análise quantitativa
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
14/30
14Prof. Leandro Michels
Corrente na entradaMédio
Eficaz
1 0med I
1 11
12 2 p C p C
med
I t I t I
T
i 1pI 1mI 1ef
2
1 11 0
1 1/ 2
ct
ef pC
t I I dt T t
1 1
1
2
3
C ef p
t I I
T
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
Análise quantitativa
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
15/30
15Prof. Leandro Michels
Potência na entradaAtiva
Aparente
11 sen sen2 p pV I P
1 1 1ef ef S V I
p1P 1mP 1ef
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
1 10
1 P p t d t w w
1 11
23
C o p
t S V I
T
Análise quantitativa
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
16/30
16Prof. Leandro Michels
Esforços nos diodosTensão reversa
max 2 D p oV V V Corrente de pico
max 1 D p I I
Corrente média
112 p C
Dmed
I t I T i D1pI D1m
I D1ef
v D1p
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
Análise quantitativa
1
2
ef Def
I I
Corrente eficaz
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
17/30
17Prof. Leandro Michels
Esforços no capacitor Tensão máxima
max 2C pk oV V V Corrente eficaz
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
v C i C I Cef
2C SE C P R I
Perdas de condução
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4i D3
i D1
v LR
C 1
v C
i C
Análise quantitativa
1Cef p
R I f RC
V
w
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
18/30
18Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
Harmônicas (normalizadas): 0.5 < Vc min /Vp < 0.85
1
2 p hh
V c I
R
minC h
p
V c f V
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
19/30
19Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
Harmônicas (normalizadas): 0.8 < Vc min /Vp < 0.98
12 p h
hV c I
R
minC
h p
V c f V
f f f
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
20/30
20Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
Taxa de distorção harmônica (normalizado)
minC
p
V THD f
V
EPO I A l 10 R ifi d fá i di d fil i i
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
21/30
21Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
Fator de deslocamento (normalizado)
min1
C
p
V f
V
EPO I A l 10 R ifi d fá i di d fil i i
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
22/30
22Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
Retificadores 1 Φ com filtro capacitivo
Fator de potência (normalizado)
minC
p
V PF f
V
EPO I A l 10 R ifi d fá i di d fil i i
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
23/30
23Prof. Leandro Michels
Topologia Etapas
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
Interruptor 1 – Tensão V L=V12 – Tensão V
L=2V
1
Etapa 1
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1 v D2
v D4
i L
i D2
i D4i D3
i D1v LR
C 2
C 1v C
v C
1
2 i C
1
2 + - +
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
1
2 + - +
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
q1 w t < q Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
q2 w t < q3
q3 w t < q4
q4 wt < q
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
1 2
1 2eq
C C C
C C
C 1
1
2 + -
+
- +
-
+
-
+
-
+
-+
-
+
-
C 1
1
2 + -
+
-
+
-
+
-+
-
+
-+
-
+
-
EPO I A l 10 R tifi d fá i di d filt iti
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
24/30
24Prof. Leandro Michels
Etapas de operação:1 2 3 4
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
q1 q 2 q 3 q 4
1Etapas
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I A l 10 R tifi d fá i di d filt iti
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
25/30
25Prof. Leandro Michels
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I Aula 10 Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
26/30
26Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I Aula 10 Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
27/30
27Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I Aula 10 Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
28/30
28Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I Aula 10 Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
29/30
29Prof. Leandro Michels
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
8/19/2019 EPO1 10 Retificador Monof Sico a Diodo Com Filtro Capacitivo
30/30
30P f L d Mi h l
EPO I – Aula 10 – Retificadores monofásicos a diodo com filtro capacitivo
V
v 1
D2
i 1
v D3
D1
D3 D4
v D1
v D2
v D4
i L
i D2
i D4
i D3
i D1
v LR
C 2
C 1
v C1
v C2
1
2
i C1
i C2
Formas de onda
R=50WC1=C2=2000mHVo=127Vf=50HzP~1800W
Corrente de entrada
Espectro
Retificadores 1 Φ c/ filtro RC dobrador de tensão