8/19/2019 Chaves Estácticas
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CHAVES ESTÁTICAS AC
Grupo 4
Nomes Docentes
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Tetine, Osvaldo Eng Lugones• Tembe, Cortes Eng Anacleto
• Pelembe, Levi
•Paulo, Hario
• N!abanga, Narciso
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INTRODUÇÃO
• "ma c!ave est#tica comuta a pot$ncia para a carga, liga e desliga,
mas n%o a modiica em nen!um outro aspecto& A caracter'stica
duplamente est#vel dos dispositivos semicondutores (como os
tiristores) *ue possuem dois est#gios (condu+%o e n%o condu+%o),
sugerese *ue esses dispositivos podem ser usados como c!aves
sem contactos& As aplica+-es no campo do c!aveamento est#tico
incluem c!aves Ligadesliga, dis.untores, contactores, rel/s de
estado s0lido e assim por diante&
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OBJECTIVOS
• Deinir o termo c!ave est#tica
• Enumerar as vantagens e desvantagens de uma
c!ave est#tica, *uando comparada a uma
c!ave mec1nica2
• E3plicar a opera+%o de c!aves est#ticas
mono#sicas e tri#sicas
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CHAVES ESTÁTICAS AC
• As c!aves est#ticas s%o usadas tanto para opera+-es de c!aveamento
AC como DC& O c!aveamento AC re*uer controlo bidireccional, cu.a
implementa+%o, em geral, se d# com o uso de um triac ou de dois
C5s (rectiicadores controlados de sil'cio) controlados de orma
antiparalelas& "ma ve6 *ue o dispositivo passa para o estadodesligado naturalmente, o limite de re*u$ncia superior / determinado
pelo tipo de dispositivo usado& Para aplica+-es de c!aveamento com
re*u$ncia bai3a, um 7nico T58AC pode ser usado& Para aplica+-es
de re*u$ncia alta / empregada a conigura+%o de dois C5s em anti
paralelo& O c!aveamento DC re*uer controlo para somente emdirec+%o de lu3o de corrente, e o dispositivo de c!aveamento
costuma ser um C5& A velocidade de c!aveamento / limitada pelo
circuito de comuta+%o e pelo tempo de recupera+%o reverso do C5&
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LIGAÇÃO ANTIPARALELA COM SCR
• Para aplica+%o de c!aveamento em alta pot$ncia, a c!ave
mono#sica AC mais simples / pro.ectada a partir de dois C5s
antiparalelos, como mostra a igura&9& Para ligar a pot$ncia a carga,
C5 9 deve passar para o estado ligado no come+o do semiciclo
positivo& :# C5 ; deve passar para o estado ligado no come+o do
semiciclo negativo, para correntes negativas& A c!ave C5 passar#
de imediato para o estado ligado se um pulso de disparo or
recebido na porta& Para mant$la assim, s%o necess#rios pulsoscont'nuos de disparo na porta, uma ve6 *ue o tiristor passa
naturalmente para o estado desligado no cru6amento do 6ero&
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LIGAÇÃO ANTIPARALELA COM SCR
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LIGAÇÃO ANTIPARALELA COM SCR
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LIGAÇÃO COM TRIAC
• Ainda n%o !# triacs com valores nominais de tens%o, corrente
e re*u$ncia muito altos como os .# e3istentes para C5s&
Entretanto, para aplica+-es de bai3a pot$ncia, desde *ue o
valor nominal da corrente n%o se.a ultrapassado, um 7nico
triac / mais econ0mico do *ue um par de C5s& O triac
tamb/m elimina a necessidade de um segundo circuito dedisparo& A igura&4 mostra uma c!ave Ac ao se usar um triac &
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LIGAÇÃO COM TRIAC
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IMPLEMENTAÇÃO DE CHAVES ALTERNATIVAS
A igura&= mostra duas outras maneiras de implementa+%o de c!aves est#ticas
mono#sicas AC, com uso de combina+-es de C5s e diodos& Os diodos s%o mais
baratos do *ue os 5Cs e n%o re*uerem circuito de disparo& A igura&=a mostra um
arran.o em *ue apenas um C5 e e3igido para controlar ambas as metades do ciclo
AC& O dispositivo e ligado nos terminais DC de um rectiicador de onda completa com
diodo em ponte& O camin!o da corrente positiva segue pelos diodos D9, D4 e do 5C,en*uanto a corrente negativa lui atrav/s de D; D> e ?do 5C & A corrente e AC na
carga e DC no 5C& A carga pode ser resistiva ou indutiva& O circuito de disparo da
porta e simples, uma ve6 *ue !# somente um 5C a ser disparado para o semiciclo
positivo ou negativo& Entretanto, uma ve6 *ue a corrente lui atrav/s dos tr$s
dispositivos, a perda de potencia e mais alta, por causa da *ueda de tens%o directa&
Na igura&=b, C59 e D; condu6em no semiciclo positivo en*uanto C5; e D9, nosemiciclo negativo& "ma ve6 *ue os dois c#todos dos C5s s%o comuns nesse
es*uema, as duas portas podem ser ligadas entre si para ornecer o controlo comum de
disparo de porta& A corrente tem de luir atrav/s de um C5 e de um d'odo, o *ue
provoca uma perda adicional de pot$ncia&
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IMPLEMENTAÇÃO DE CHAVESALTERNATIVAS
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CHAVES ESTÁTICAS TRIFÁSICAS
• Os circuitos AC tri#sicos podem ser ligados e desligados da mesma maneira *ue os
circuitos AC mono#sicos& A igura& mostra v#rias conigura+-es de c!aves tri#sicas
controlando cargas tri#sicas&
• Nas iguras a e b, a c!ave semicondutora pro.ectada com C5s em antiparalelo /
ligada em serie com cada lin!a AC de uma carga conectada em B ou em & Com uma
carga conectada em , os arran.os alternativos s%o mostrados na igura c podem ser
usados se a ase de cada uma das cargas puder ser acessada& Nesse circuito, as c!aves
est%o em serie com a carga, e essa combina+%o est# conectada em & A corrente em cada
c!ave / ve6es menor do *ue a corrente de lin!a& Portanto, o valor nominal da corrente
do C5 / menor do *ue o re*uerido para os dois circuitos anteriores&
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CHAVES ESTÁTICAS TRIFÁSICAS
• Em um sistema tri#sico sem neutro, podemos redu6ir o custo ao substituir um
diodo por um C5 em cada circuito conectado em antiparalelo das iguras a e
b& O circuito mostrado na igura d / denominado c!ave semicontrolada& e
or permitida a opera+%o com a tens%o n%o e*uilibrada, os custos podem serredu6idas ainda mais@ removese um par de C5s, como mostra a igura e&
• A liga+%o em pol'gono da igura usa seis C5s conectados em atrav/s de uma
carga tri#sica& Esse n7mero pode ser redu6ido a tr$s, como mostra a igura g&
Entretanto, as cargas de trabal!o de tens%o e de corrente em cada C5 seriam
mais pesadas& O valor nominal de corrente nos C5s / 9,= ve6 maior do *ue o
das outras liga+-es da igura &
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CHAVES ESTÁTICAS TRIFÁSICAS
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CHAVES ESTÁTICAS TRIFÁSICAS
a)C!aves de lin!a em serie, carga ligada em B2
b)C!aves de lin!a em serie, carga ligada em 2
c)c!aveamento em serie, carga ligada em 2
d)C!ave tri#sica semicontrolada2
e)Controle bi#sico2
) Liga+%o poligonal com seis C5s2
g)Liga+%o poligonal com tr$s C5s&
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REVERSÃO DE LIGAÇES• As c!aves est#ticas s%o usadas com re*u$ncia em aplica+-es *ue e3igem re*u$ncias altas
se c!aveamento, como na revers%o de liga+-es em *ue ma*uinas AC s%o c!aveadas de uma
direc+%o de rota+%o para outra, o *ue reverte o campo rotativo& O circuito mostrado na igura
reverte a pot$ncia tri#sica ornecida a carga& uanto as c!aves , e est%o ligas, alin!a A
alimentada a, a lin!a , b, e a lin!a C, c, para uma direc+%o de rota+%o o desligamento das
c!aves e e o ligamento de e resultam em @ lin!a A alimentando a, lin!a alimentando c e
lin!a C alimentando b& Obt/mse, assim, uma revers%o da se*u$ncia de ase das tens-es
ornecidas a carga& Devese tomar cuidado para garantir *ue e ao mesmo tempo, pois do
contrario ocorrera um curtocircuito entre as lin!as e C& o mesmo se aplicadas as c!aves >
e 4& Observe tamb/m *ue nesse circuito todas as c!aves devem ser C5s, por*ue os diodos
provocariam curtocircuito entre as principais ases&
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REVERSÃO DE LIGAÇES
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VANTAGENS
Permitem um n7mero elevado de manobras2
N%o podem ser empregados em circuitos com corrente continua, ou se.a, dependem da
revers%o da tens%o para abrir (com e3cep+%o das 5 a trans'stor ou com comuta+%o
orcada)2
%o robustos e resistentes a c!o*ues, vibra+-es e campos electromagn/ticos (n%o possuem
partes moveis)2
Operam em ambientes !7midos e su.os
Operam sem orma+-es de arcosvoltaicos (ade*uados para ambientes e3plosivos)2
O tempo de ec!o do circuito / r#pido2
Opera+%o silenciosa2
8nclui protec+%o interna&
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• DESVANTAGENS
O tempo de abertura do circuito / bem mais lento *ue o de ec!o2
A*uecem e possuem perdas bem maiores *ue as conectoras mec1nicas2
Possuem corrente de uga&
• APLICAÇÕES
Cargas com muitas manobras2
istemas de bFpass (nobreas)2
Comuta+%o de bancos de capacitores (cru6amento por 6ero)2
Aplica+-es em ambientes e3plosivos2
Aplica+-es com e3ig$ncia de redu6ido tempo de comuta+%o2
Aplica+-es com e3ig$ncia de redu6ido barul!o (medicas, residenciais, etc)2
Aplica+-es com controlo de pot$ncia (actuando como gradador)&
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