1. O documento discute retificadores controlados monofásicos com comutação em baixa frequência, especificamente retificadores de meia onda e onda completa. 2. Os retificadores controlados podem variar a potência DC de saída através do controle do ângulo de disparo dos dispositivos de potência. 3. Os retificadores de onda completa fornecem menor ondulação de tensão do que os de meia onda.

1. ELECTRÓNICA DE POTÊNCIA
AULA2- Dispositivos de potência:
características e funcionamento.
2.5 .Retificador controlado de meia onda e onda
completa.
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Adaptado por: Eng.André L.Ricardo
A POLITÉCNICA
Universidade Politécnica
INSTITUTO SUPERIOR UNIVERSITÁRIO DE TETE – ISUTE

2. Sumário
1.Introdução
2.Retificadores Monofásicos Controlados com
Comutação na Frequênciada Rede
- Meia onda
- Onda completa
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3. 1.Introdução
• Retificadores com diodos não permitem o controle
da potência DC de saída.
• Os retificadores controlados podem operar com:
 chaveamento em baixa frequência(fsou 2fs, sendo
fsa frequênciada rede elétrica);
 chaveamento em alta frequência.
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Diagrama de blocos de um retificador
controlado.

4. 1.Introdução
• Um conversor AC-DC pode operar nos dois sentidos:
• Convertendo potência AC em DC(com amplitude variável).
• Convertendo potência DC em AC(com características
ajustáveis). Neste caso o conversor se comporta como um
inversor e para isso é necessário uma fonte de potência DC
conectada em Vd, de modo que a corrente Id se torne
negativa.
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5. 2. Retificadores Monofásicos Controlados com
Comutação em Baixa Frequência
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6. 2.Retificadores com Comutação em Baixa
Frequência
• Tipo mais simples de retificadores controlados
monofásicos onde a frequênciade comutação das
chaves semicondutoras de potência é próxima da
frequênciada rede elétrica.
• Utilizam controle de fase para os dispositivos
semicondutores de potência.
• São classificados em:
 Retificador controlado monofásico de meia onda;
 Retificador controlado monofásico de onda
completa.
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7. 2.1. Retificador Monofásico Controlado de
Meia Onda
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8. 2.1.Retificador Controlado Monofásico de Meia Onda
• Circuito pouco utilizado na prática pois produz alta
ondulação na tensão de saída.
• O SCR pode entrar em condução(“disparar”) apenas
nos ciclos positivos (VAK>0), caso receba um pulso
de corrente positiva no terminal degate(IG>0).
• Ângulo dedisparo(α) é definido como a diferença
entre o instante de cruzamento pelo zero e o
instante de disparo do tiristor.
• A corrente da fonte não está o tempo todo em fase
com atensão da fonte (mesmo no caso puramente
resistivo) → FP<1.
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9. Cont.
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Sendo 0 ≤ α≤ π, o ângulo de disparo do SCR.
A partir do controle do ângulo de disparo é possível
variar a potência fornecida à carga.

10. Cont.
• A tensão média pode ser estimada a partir de:
Sendo Vmax o valor máximo da tensão de
alimentação CA.
• O valor eficaz da tensão na saída é:
Observa-se que, quando α → 0, as expressões acima tendem
para os valores obtidos no retificador de meia onda não
controlado:
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11. Cont.
• Considerando carga indutiva (R-L):
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Quando o SCR estiver ligado:

12. Cont.
12
Circuito para o disparo do tiristor Utilizando Resistores e Capacitor:

13. Cont.
• Um sinal alternado desfasado de Vs, é produzido pelo circuito
de disparo.
• O ajuste de R2 regula a defasagem e consequentemente o
ângulo de disparo.
• Embora de simples construção esse circuito tem algumas
limitações:
 Não consegue uma variação de αde 0 a 180o;
 Influencia no comportamento da corrente da carga.
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14. 2.2. Retificador Monofásico Controlado de
Onda Completa
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15. Retificador Controlado Monofásico de Onda
Completa
• Circuito com transformador de derivação central:
Os tiristoresT1e T2estão polarizados diretamente em ciclos
opostos da tensão VS.
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16. Cont.
• O disparo dos tiristores, está condicionado ao pulso de
corrente de gate.
• Condução com Vs>0 e Condução com Vs< 0
• Cada tiristor é disparado uma vez por ciclo da linha CA.
• A corrente da fonte não está o tempo todo em fase com a
tensão da fonte (mesmo no caso puramente resistivo) → FP <
1.
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17. Cont.
17

18. Cont.
• A partir do controle do ângulo de disparo é possível variar a
potência fornecida à carga.
• A tensão média pode ser estimada a partir de:
• O Valor eficaz da tensão é:
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19. Cont.
Efeito de uma carga indutiva:
A ondulação da corrente tende a ser reduzida com o aumento
da indutância da carga.
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20. Cont.
• Quando L >> R (L →∞):
Para α= 0
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21. Cont.
• Quando L >> R (L →∞):
21
Para α= 45º Para α= 90º Para α= 135º

22. Cont. (Quando L >> R (L →∞):
• A tensão média na carga é dada por:
• A tensão eficaz na carga é igual à da fonte (e independente de
α):
• A tensão média normalizada é definida por:
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23. Cont.
Quando L >> R (L →∞):
Operação no modo de inversão:
• Quando α > 90oa tensão média de saída é negativa e
o conversor como um inversor.
• A transferência de potência do lado CC para o CA
somente é possível com a conexão de uma fonte de
tensão no lado CC.
• Um exemplo de aplicação é um motor de corrente
contínua que opera em condições regenerativas.
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24. Cont.
• Circuito em ponte:
• Uma ponte de tiristores, é utilizada para produzir um sinal
retificado em onda completa.
• As formas de onda são semelhantes às do retificador de onda
completa com transformador de derivação central.
• A principal diferença está na máxima tensão reversaque
precisa ser suportada por cada tiristor.
• Os tiristoresdevem ser disparados aos pares:
 T1e T2devem ser disparados durante os ciclos positivos de Vs.
 T3e T4devem ser disparados durante os ciclos negativos de
Vs.
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25. Cont.
25
Totalmente controlado

26. Cont.
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Para garantir o disparo simultâneo, utiliza-se
o mesmo sinal de disparo para os tiristores T1
e T2/ T3 e T4.
Os sinais de cada ramo da ponte são
semelhantes aos de retificadores controlados
de meia onda.
A ondulação da tensão de saída é reduzida
em comparação ao retificador controlado de
meia onda.

27. Cont.
• Considerando que a indutância de carga é muito maior que a
resistência(L >> R):
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28. Cont.
• A corrente na carga tende a um valor constante.
• A corrente exigida da fonte é uma onda quadrada
com a mesma frequênciada tensão de alimentação
CA, porém defasada em α.
• A operação pode ser ajustada para os modos de
retificação ou inversão a partir da variação do ângulo
de disparo (α ).
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29. EXERCICIOS
1)Um retificador controlado de onda completa utiliza
um transformador de derivação central (1:3) e é
conectado numa fonte de 220 V. Considerando que a
carga é uma resistência de 100 Ω, encontre os valores
do ângulo de disparo de modo que:
a.O valor médio da tensão na carga é 250 V.
b.A corrente eficaz na carga é ≈ 30 A.
c.O fator de potência do conversor é ≈ 0,85.
2)Num retificador de onda completa controlado em
ponte com carga predominantemente indutiva
alimentado por uma fonte de 330 V,encontre:
a.O ângulo de disparo necessário para que o valor
médio da tensão na carga seja 100 V.
b.O fator de potência para α= 25o. Considere R = 150 Ω.
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30. Cont.
3)Para o retificador da questão 02, encontre os valores
RMS e médio da corrente sobre cada tiristor.
4)Calcule as perdas associadas aos tiristoresno circuito
da questão 05. Considere que foram utilizados
tiristoresdo modelo TIC 106 conforme datasheetem
anexo.
5)Explique o funcionamento do retificador elevador
monofásico e indique suas vantagens em relação aos
retificadores com comutação na frequênciada rede.
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31. Bibliografia
• ALMEIDA, José Luis Antunes de. Estude e Use – Dispositivos
Semicondutores – Tiristores. Editora Érica.
• Rashid, Muhammad H. Power Electronics Handbook, Devices,
Circuits and Applications, SegundaEdição, Elsevier, 2007.
• Ahmed, Ashfak. Eletrônica de Potência, Wiley, Pomilio, José
Antenor. Eletrônica de Potência , Faculdade de Engenharia
Elétrica e de Computação, UNICAMP, 1998, Revisado em 2002.
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