1) O documento apresenta o projeto de um conversor CC-CC forward com duas chaves, definindo suas especificações e projetando os componentes do circuito de potência, incluindo o retificador, os semicondutores, o transformador e o filtro.
2) É realizado o dimensionamento dos diodos e das chaves do conversor, considerando as correntes máximas, eficazes e de pico.
3) No projeto do transformador, são definidas características elétricas e magnéticas, como correntes primário e secundário,
O documento apresenta um resumo sobre o conversor Forward com duas chaves, descrevendo sua topologia, funcionamento, etapas de operação e formas de onda. O conversor possui vantagens como ausência de enrolamento de desmagnetização e redução de esforços de tensão na chave em comparação ao conversor Forward tradicional.
1) O documento descreve o projeto de um conversor forward com duas chaves para converter de 90-250VAC para 27VCC a 6,5A com eficiência maior que 85%.
2) É realizada uma análise quantitativa dos esforços nas chaves, diodos e outros componentes do circuito primário, secundário, retificador e filtro.
3) São calculadas expressões para a corrente eficaz, corrente de pico, tensão de bloqueio necessária nos diferentes componentes.
O documento descreve o projeto de um conversor forward com duas chaves, incluindo o diagrama do circuito, o modelo da planta, o controlador, e o circuito de acionamento. O objetivo é reduzir a influência do zero de alta frequência e do pólo de baixa frequência através de um controlador PID customizado.
O documento apresenta um resumo do projeto de uma fonte chaveada com as seguintes informações essenciais: (1) O programa abrange os principais conceitos de fontes chaveadas ao longo de duas semanas; (2) As etapas de projeto de uma fonte chaveada incluem especificação, seleção de topologia, cálculo dos estágios de entrada e saída e circuitos de controle; (3) O capítulo I descreve o estágio retificador com filtro de entrada para fontes monofásicas operando em 110V e 220
1. O documento apresenta os resultados de dois experimentos envolvendo fontes de tensão. O primeiro experimento constrói uma fonte DC estabilizada usando um retificador de ponte, filtro e diodo Zener. O segundo experimento usa um regulador de tensão variável LM317.
2. Os experimentos foram simulados no MULTISIM e construídos em um protoboard, com medições feitas por um osciloscópio. As tensões medidas experimentalmente apresentaram erro máximo de 8,33% em comparação com os valores simulados.
3. O documento
1. O documento apresenta o estudo, projeto e implementação de um amplificador de áudio classe D com potência de saída de 100W e distorção harmônica menor que 1% medida a 1kHz.
2. O projeto utilizou componentes semicondutores de alta tecnologia e cuidado no layout da placa de circuito impresso para obter boa qualidade sonora.
3. Foi usada a técnica de modulação auto-oscilante para tornar o circuito menor e com menos componentes, reduzindo custo e melhorando a qual
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADOCiro Marcus
Este relatório descreve a construção de uma fonte de tensão de 5V utilizando um regulador de tensão LM78M05. O objetivo era fornecer uma fonte de alimentação para trabalhos posteriores. Os cálculos dos componentes foram realizados utilizando curvas de Shade e a simulação confirmou as tensões de saída esperadas. Medições experimentais foram realizadas para validar os resultados da simulação.
O documento apresenta um resumo sobre o conversor Forward com duas chaves, descrevendo sua topologia, funcionamento, etapas de operação e formas de onda. O conversor possui vantagens como ausência de enrolamento de desmagnetização e redução de esforços de tensão na chave em comparação ao conversor Forward tradicional.
1) O documento descreve o projeto de um conversor forward com duas chaves para converter de 90-250VAC para 27VCC a 6,5A com eficiência maior que 85%.
2) É realizada uma análise quantitativa dos esforços nas chaves, diodos e outros componentes do circuito primário, secundário, retificador e filtro.
3) São calculadas expressões para a corrente eficaz, corrente de pico, tensão de bloqueio necessária nos diferentes componentes.
O documento descreve o projeto de um conversor forward com duas chaves, incluindo o diagrama do circuito, o modelo da planta, o controlador, e o circuito de acionamento. O objetivo é reduzir a influência do zero de alta frequência e do pólo de baixa frequência através de um controlador PID customizado.
O documento apresenta um resumo do projeto de uma fonte chaveada com as seguintes informações essenciais: (1) O programa abrange os principais conceitos de fontes chaveadas ao longo de duas semanas; (2) As etapas de projeto de uma fonte chaveada incluem especificação, seleção de topologia, cálculo dos estágios de entrada e saída e circuitos de controle; (3) O capítulo I descreve o estágio retificador com filtro de entrada para fontes monofásicas operando em 110V e 220
1. O documento apresenta os resultados de dois experimentos envolvendo fontes de tensão. O primeiro experimento constrói uma fonte DC estabilizada usando um retificador de ponte, filtro e diodo Zener. O segundo experimento usa um regulador de tensão variável LM317.
2. Os experimentos foram simulados no MULTISIM e construídos em um protoboard, com medições feitas por um osciloscópio. As tensões medidas experimentalmente apresentaram erro máximo de 8,33% em comparação com os valores simulados.
3. O documento
1. O documento apresenta o estudo, projeto e implementação de um amplificador de áudio classe D com potência de saída de 100W e distorção harmônica menor que 1% medida a 1kHz.
2. O projeto utilizou componentes semicondutores de alta tecnologia e cuidado no layout da placa de circuito impresso para obter boa qualidade sonora.
3. Foi usada a técnica de modulação auto-oscilante para tornar o circuito menor e com menos componentes, reduzindo custo e melhorando a qual
FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADOCiro Marcus
Este relatório descreve a construção de uma fonte de tensão de 5V utilizando um regulador de tensão LM78M05. O objetivo era fornecer uma fonte de alimentação para trabalhos posteriores. Os cálculos dos componentes foram realizados utilizando curvas de Shade e a simulação confirmou as tensões de saída esperadas. Medições experimentais foram realizadas para validar os resultados da simulação.
Este documento descreve os principais componentes e aplicações de diodos semicondutores. Resume:
1) Um diodo é formado pela junção de materiais semicondutores tipo N e P, permitindo fluxo de corrente em uma direção e bloqueando no sentido oposto.
2) A curva característica de um diodo mostra baixa corrente em polarização reversa e aumento rápido em direta após certo nível de tensão.
3) Há três modelos para diodos: ideal, tensão constante e tensão constante mais resistência
O documento descreve um sistema de conversão CA-CC trifásico controlado utilizando retificadores com comutação na frequência da rede e em alta frequência. São apresentados os principais tipos de retificadores controlados trifásicos, como o de três, seis e doze pulsos, abordando suas características de operação e controle para cargas resistivas e indutivas. Aplicações como acionamento de motores, sistemas HVDC e geração em velocidade variável são discutidas. No final, exercícios de fixação sobre os temas apresent
Este documento descreve uma prática de laboratório sobre conversores retificadores monofásicos. Foram simulados e medidos circuitos com carga resistiva, resistivo-indutiva e resistivo-indutiva com diodo de roda livre. Os resultados experimentais confirmaram as fórmulas teóricas para tensão e corrente média na carga. O uso de diodo de roda livre corrigiu o problema de ceifamento da corrente na carga indutiva.
1) O documento descreve os principais componentes e operação de um retificador monofásico de meia onda com carga resistiva e carga RL. É apresentado o cálculo das formas de onda, tensões e correntes médias.
2) Quando uma carga RL é usada, a presença da indutância causa uma redução na tensão média na carga em comparação com uma carga puramente resistiva. A tensão média no indutor é nula, indicando que o indutor é desmagnetizado a cada ciclo.
3) As expressões
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.Fred Pacheco
1. O documento descreve transformadores de instrumentos, especificamente transformadores de corrente.
2. Transformadores de corrente reduzem a corrente primária da rede elétrica para níveis padronizados no secundário e isolam os dispositivos de medição e proteção da alta tensão.
3. São detalhadas as características, especificações, classificações e aplicações dos transformadores de corrente.
1. O documento apresenta os resultados de um experimento para determinar os circuitos equivalentes de um transformador monofásico através de ensaios de curto-circuito e circuito aberto.
2. Foram realizados ensaios de circuito aberto e curto-circuito para obter parâmetros como resistência, reatância e indução do transformador.
3. Com base nos resultados experimentais, foram determinados os circuitos equivalentes referidos aos lados de alta e baixa tensão do transformador.
O documento discute amplificadores e como capacitores são usados neles. Explica que capacitores de acoplamento transmitem sinais CA entre circuitos e capacitores de desvio desviam sinais CA para a terra em altas frequências. Também apresenta cálculos para análise de circuitos CA e CC e parâmetros como ganho de tensão e impedância.
O documento discute o amplificador diferencial, apresentando:
1) Seu circuito básico com pares de transistores BJT e cargas passivas;
2) Seu funcionamento em grandes e pequenos sinais, incluindo análise do ganho, impedância de entrada e saída;
3) Técnicas para estender sua linearidade, como degeneração de emissor.
2º relatório de laboratória de eletrônica industrialAudenor Júnior
1. O documento descreve um relatório de laboratório sobre o uso de MOSFETs como chaves para gerar uma tensão CC variável. 2. Foi implementado um circuito com um temporizador 555, um transistor BC549C e quatro MOSFETs IRF640 em uma ponte H para gerar e controlar a tensão variável. 3. Os resultados mostraram as formas de onda geradas nos diferentes estágios do circuito com uma frequência de 66Hz calculada.
Este documento descreve os testes realizados em vários circuitos retificadores utilizando um transformador toroidal, sensor de efeito de Hall e conversor DC-DC. Foram analisadas as formas de onda da tensão e corrente em cargas R, RL e RC para circuitos de retificação de meia onda, onda completa e ponte retificadora. Os resultados obtidos demonstraram os efeitos da retificação e elementos reativos na forma de onda da corrente na carga.
O documento discute a resposta em frequência de amplificadores analógicos. Aborda conceitos como largura de banda, redução do ganho com o aumento da frequência, polos e zeros. Apresenta modelos de pequenos sinais para BJT e MOSFET em altas frequências, considerando suas capacitâncias parasitas. Explica o cálculo da frequência de transição e fornece exemplos para ilustrar os conceitos.
O documento discute os tipos básicos de retificadores de tensão alternada para fontes de alimentação, incluindo retificador de meia-onda, retificador de onda completa e retificador de ponte. Ele também explica como esses circuitos retificam a tensão de entrada em uma tensão contínua na saída e como um filtro capacitivo pode ser usado para suavizar ainda mais a tensão de saída.
O documento apresenta um modelo matemático para representar o comportamento de transformadores sob condições de regime permanente. O modelo descreve o transformador por um transformador ideal e impedâncias série e transversais que representam perdas no cobre e núcleo. Parâmetros do modelo podem ser determinados por ensaios em vazio e curto-circuito.
O documento descreve circuitos eletrônicos analógicos com amplificadores elementares transistorizados. Aborda amplificadores básicos com transistores bipolares e MOSFETs, incluindo ganho, resistência de entrada e saída. Também discute medições de ganho/atenuação usando decibéis e simulações de circuitos com LTSpice.
1. O documento apresenta os resultados de experimentos realizados com circuitos retificadores de meia onda e onda completa.
2. Foram realizados testes com diodos direta e inversamente polarizados para entender seu funcionamento.
3. Os circuitos retificadores de meia onda e onda completa foram construídos e testados com e sem filtro capacitivo para produzir tensão contínua.
1) Transformadores de instrumento fornecem alimentação elétrica proporcional à corrente e tensão do circuito de potência para reles e medidores, além de prover isolamento.
2) Existem transformadores de potencial e de corrente, sendo que os transformadores de corrente reduzem níveis de corrente para tornar equipamentos mais compactos e baratos.
3) Transformadores de corrente possuem diferentes tipos de construção dependendo da aplicação, como tipo barra, enrolado, janela ou bucha.
O documento descreve diferentes tipos de circuitos retificadores e fontes de alimentação, incluindo: (1) retificador de meia onda usando um transformador e diodo, (2) retificador de onda completa usando um transformador com derivação central e dois diodos, e (3) retificador em ponte usando quatro diodos. Também discute como usar um capacitor para filtrar a saída dos retificadores e produzir uma tensão contínua mais limpa para alimentar circuitos eletrônicos.
Este documento discute circuitos retificadores, incluindo circuitos de meia onda e onda completa. Ele fornece equações para calcular a tensão média e corrente em carga para cada circuito, além de especificações mínimas para diodos. Exemplos demonstram como aplicar as equações e dimensionar componentes.
O documento discute a produção de energia elétrica através da biomassa no Brasil, incluindo os principais processos de conversão energética da biomassa, as fontes disponíveis no país e as usinas termoelétricas movidas a biomassa. Também aborda aspectos socioambientais e sistemas de cogeração de biomassa.
Este documento discute os tipos de osciladores controlados por tensão (VCOs), incluindo osciladores em anel, de relaxação e LC. Ele explica as topologias, equações e aplicações desses osciladores, concluindo que os VCOs são circuitos importantes em telecomunicações devido à sua capacidade de variar a frequência de saída com a tensão de entrada.
O documento descreve um projeto de uma multiplexadora de dois canais analógicos. Ele discute os desafios de acoplamento de impedância e potência da fonte, e apresenta diagramas de blocos e de circuitos para aquisição, filtragem e amplificação dos sinais de entrada antes da saída multiplexada final. O projeto custa entre R$15-25 dependendo dos componentes, e consome cerca de 800mW de potência.
Este documento apresenta os resultados da simulação de um conversor estático forward de duas chaves, incluindo tensões e correntes medidas nos circuitos primário e secundário do transformador, na saída do filtro e na carga durante as fases de partida, regime permanente e comutação. Os gráficos mostram sinais de controle da chave e do driver, além da desmagnetização do núcleo do transformador.
Este documento descreve os principais componentes e aplicações de diodos semicondutores. Resume:
1) Um diodo é formado pela junção de materiais semicondutores tipo N e P, permitindo fluxo de corrente em uma direção e bloqueando no sentido oposto.
2) A curva característica de um diodo mostra baixa corrente em polarização reversa e aumento rápido em direta após certo nível de tensão.
3) Há três modelos para diodos: ideal, tensão constante e tensão constante mais resistência
O documento descreve um sistema de conversão CA-CC trifásico controlado utilizando retificadores com comutação na frequência da rede e em alta frequência. São apresentados os principais tipos de retificadores controlados trifásicos, como o de três, seis e doze pulsos, abordando suas características de operação e controle para cargas resistivas e indutivas. Aplicações como acionamento de motores, sistemas HVDC e geração em velocidade variável são discutidas. No final, exercícios de fixação sobre os temas apresent
Este documento descreve uma prática de laboratório sobre conversores retificadores monofásicos. Foram simulados e medidos circuitos com carga resistiva, resistivo-indutiva e resistivo-indutiva com diodo de roda livre. Os resultados experimentais confirmaram as fórmulas teóricas para tensão e corrente média na carga. O uso de diodo de roda livre corrigiu o problema de ceifamento da corrente na carga indutiva.
1) O documento descreve os principais componentes e operação de um retificador monofásico de meia onda com carga resistiva e carga RL. É apresentado o cálculo das formas de onda, tensões e correntes médias.
2) Quando uma carga RL é usada, a presença da indutância causa uma redução na tensão média na carga em comparação com uma carga puramente resistiva. A tensão média no indutor é nula, indicando que o indutor é desmagnetizado a cada ciclo.
3) As expressões
Transformadores - Proteção de Equipamentos e Sistemas Elétricos.Fred Pacheco
1. O documento descreve transformadores de instrumentos, especificamente transformadores de corrente.
2. Transformadores de corrente reduzem a corrente primária da rede elétrica para níveis padronizados no secundário e isolam os dispositivos de medição e proteção da alta tensão.
3. São detalhadas as características, especificações, classificações e aplicações dos transformadores de corrente.
1. O documento apresenta os resultados de um experimento para determinar os circuitos equivalentes de um transformador monofásico através de ensaios de curto-circuito e circuito aberto.
2. Foram realizados ensaios de circuito aberto e curto-circuito para obter parâmetros como resistência, reatância e indução do transformador.
3. Com base nos resultados experimentais, foram determinados os circuitos equivalentes referidos aos lados de alta e baixa tensão do transformador.
O documento discute amplificadores e como capacitores são usados neles. Explica que capacitores de acoplamento transmitem sinais CA entre circuitos e capacitores de desvio desviam sinais CA para a terra em altas frequências. Também apresenta cálculos para análise de circuitos CA e CC e parâmetros como ganho de tensão e impedância.
O documento discute o amplificador diferencial, apresentando:
1) Seu circuito básico com pares de transistores BJT e cargas passivas;
2) Seu funcionamento em grandes e pequenos sinais, incluindo análise do ganho, impedância de entrada e saída;
3) Técnicas para estender sua linearidade, como degeneração de emissor.
2º relatório de laboratória de eletrônica industrialAudenor Júnior
1. O documento descreve um relatório de laboratório sobre o uso de MOSFETs como chaves para gerar uma tensão CC variável. 2. Foi implementado um circuito com um temporizador 555, um transistor BC549C e quatro MOSFETs IRF640 em uma ponte H para gerar e controlar a tensão variável. 3. Os resultados mostraram as formas de onda geradas nos diferentes estágios do circuito com uma frequência de 66Hz calculada.
Este documento descreve os testes realizados em vários circuitos retificadores utilizando um transformador toroidal, sensor de efeito de Hall e conversor DC-DC. Foram analisadas as formas de onda da tensão e corrente em cargas R, RL e RC para circuitos de retificação de meia onda, onda completa e ponte retificadora. Os resultados obtidos demonstraram os efeitos da retificação e elementos reativos na forma de onda da corrente na carga.
O documento discute a resposta em frequência de amplificadores analógicos. Aborda conceitos como largura de banda, redução do ganho com o aumento da frequência, polos e zeros. Apresenta modelos de pequenos sinais para BJT e MOSFET em altas frequências, considerando suas capacitâncias parasitas. Explica o cálculo da frequência de transição e fornece exemplos para ilustrar os conceitos.
O documento discute os tipos básicos de retificadores de tensão alternada para fontes de alimentação, incluindo retificador de meia-onda, retificador de onda completa e retificador de ponte. Ele também explica como esses circuitos retificam a tensão de entrada em uma tensão contínua na saída e como um filtro capacitivo pode ser usado para suavizar ainda mais a tensão de saída.
O documento apresenta um modelo matemático para representar o comportamento de transformadores sob condições de regime permanente. O modelo descreve o transformador por um transformador ideal e impedâncias série e transversais que representam perdas no cobre e núcleo. Parâmetros do modelo podem ser determinados por ensaios em vazio e curto-circuito.
O documento descreve circuitos eletrônicos analógicos com amplificadores elementares transistorizados. Aborda amplificadores básicos com transistores bipolares e MOSFETs, incluindo ganho, resistência de entrada e saída. Também discute medições de ganho/atenuação usando decibéis e simulações de circuitos com LTSpice.
1. O documento apresenta os resultados de experimentos realizados com circuitos retificadores de meia onda e onda completa.
2. Foram realizados testes com diodos direta e inversamente polarizados para entender seu funcionamento.
3. Os circuitos retificadores de meia onda e onda completa foram construídos e testados com e sem filtro capacitivo para produzir tensão contínua.
1) Transformadores de instrumento fornecem alimentação elétrica proporcional à corrente e tensão do circuito de potência para reles e medidores, além de prover isolamento.
2) Existem transformadores de potencial e de corrente, sendo que os transformadores de corrente reduzem níveis de corrente para tornar equipamentos mais compactos e baratos.
3) Transformadores de corrente possuem diferentes tipos de construção dependendo da aplicação, como tipo barra, enrolado, janela ou bucha.
O documento descreve diferentes tipos de circuitos retificadores e fontes de alimentação, incluindo: (1) retificador de meia onda usando um transformador e diodo, (2) retificador de onda completa usando um transformador com derivação central e dois diodos, e (3) retificador em ponte usando quatro diodos. Também discute como usar um capacitor para filtrar a saída dos retificadores e produzir uma tensão contínua mais limpa para alimentar circuitos eletrônicos.
Este documento discute circuitos retificadores, incluindo circuitos de meia onda e onda completa. Ele fornece equações para calcular a tensão média e corrente em carga para cada circuito, além de especificações mínimas para diodos. Exemplos demonstram como aplicar as equações e dimensionar componentes.
O documento discute a produção de energia elétrica através da biomassa no Brasil, incluindo os principais processos de conversão energética da biomassa, as fontes disponíveis no país e as usinas termoelétricas movidas a biomassa. Também aborda aspectos socioambientais e sistemas de cogeração de biomassa.
Este documento discute os tipos de osciladores controlados por tensão (VCOs), incluindo osciladores em anel, de relaxação e LC. Ele explica as topologias, equações e aplicações desses osciladores, concluindo que os VCOs são circuitos importantes em telecomunicações devido à sua capacidade de variar a frequência de saída com a tensão de entrada.
O documento descreve um projeto de uma multiplexadora de dois canais analógicos. Ele discute os desafios de acoplamento de impedância e potência da fonte, e apresenta diagramas de blocos e de circuitos para aquisição, filtragem e amplificação dos sinais de entrada antes da saída multiplexada final. O projeto custa entre R$15-25 dependendo dos componentes, e consome cerca de 800mW de potência.
Este documento apresenta os resultados da simulação de um conversor estático forward de duas chaves, incluindo tensões e correntes medidas nos circuitos primário e secundário do transformador, na saída do filtro e na carga durante as fases de partida, regime permanente e comutação. Os gráficos mostram sinais de controle da chave e do driver, além da desmagnetização do núcleo do transformador.
O documento descreve a linguagem LabVIEW e sua utilização em instrumentação virtual. LabVIEW é um software da National Instruments que usa programação visual em blocos para aquisição de dados, processamento de sinais e controle. Ele permite automatizar processos de medição e controle de forma flexível e a baixo custo.
O documento discute filtros ativos, incluindo suas vantagens sobre filtros passivos, principais tipos, topologias comuns e circuitos integrados. Aborda também filtros digitais, explicando como funcionam e seus benefícios em relação aos analógicos.
O documento apresenta um resumo do projeto de uma fonte chaveada com as seguintes informações essenciais: (1) Apresenta as etapas de projeto de uma fonte chaveada, incluindo especificação, definição da topologia, cálculo dos estágios e circuitos de controle; (2) Descreve o funcionamento do estágio retificador com filtro de entrada, incluindo cálculos para dimensionamento dos componentes; (3) Apresenta uma simulação numérica ilustrando o funcionamento do estágio retificador.
O documento descreve o Programa Luz Para Todos, que tem como objetivo levar energia elétrica às áreas rurais do Brasil até 2008. O programa visa atender 2,5 milhões de famílias rurais e 12 milhões de pessoas, priorizando projetos paralisados e áreas com baixo índice de desenvolvimento humano. Sistemas fotovoltaicos individuais são uma alternativa para localidades remotas.
O documento descreve circuitos eletrônicos analógicos, incluindo diodos retificadores, fontes de alimentação linear e transformadores. Fornece detalhes técnicos sobre os componentes e estágios funcionais dessas fontes de alimentação, que convertem tensão alternada em contínua e regulada para alimentar cargas eletrônicas.
O documento discute princípios de correção de fator de potência, incluindo energia reativa, harmônicas e proteção de capacitores. Ele também apresenta os capacitores cilíndricos da linha QCap da ABB, destacando suas vantagens como alta confiabilidade, segurança e versatilidade.
A Necessária Integração dos Indicadores de Qualidade de Energia e Aspectos de...slides-mci
O documento propõe uma metodologia para avaliar e gerenciar as variáveis elétricas nos barramentos de uma instalação de forma a melhorar continuamente a qualidade de energia e eficiência energética. A metodologia envolve monitorar continuamente indicadores em diferentes barramentos, atribuir ponderações aos indicadores baseadas em limites aceitáveis e não aceitáveis, e definir ações corretivas para melhorar os indicadores com menor ponderação.
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.
Aula 1_Eletrônica de Potência_Conceitos geras.pdfPedroLima629226
- A eletrônica de potência aplica dispositivos semicondutores no controle e conversão de energia elétrica em altas potências, permitindo a conversão de AC/DC e vice-versa e o controle de frequência, tensão e corrente.
- Ela possibilita o controle automático da potência com baixo custo e dimensões reduzidas ao realizar chaveamento utilizando semicondutores para controlar a tensão.
- As chaves semicondutoras ideais transferem toda potência para a carga, mas as reais apresentam perdas
Conversor Fotovoltaico Durante AfundamentosAlex Pereira
Este artigo avalia a operação de um conversor
fotovoltaico durante afundamentos de tensão da rede, modelado e simulado em MATLAB/SIMULINK com algoritmos de controle de corrente e tensão em referencial síncrono.
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compreendida como uma ciência cujo objeto de estudo são
os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle
do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispositivos elétricos. Dentre as várias
aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de
iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de
sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue
à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação.
O documento descreve os principais componentes e funcionamento de um inversor de frequência, dispositivo eletrônico usado para controlar a velocidade de motores elétricos variando a frequência da tensão de alimentação. Explica que o inversor converte a tensão da rede elétrica em DC e depois em AC pulsado de frequência variável, permitindo controlar a velocidade e torque do motor. Detalha os blocos funcionais do inversor, incluindo a CPU, interface, etapa de potência e circuitos de retificação, filtragem e
O documento descreve os principais componentes e tipos de controle de inversores de frequência, incluindo retificador, link CC, inversor, PWM, controle escalar V/f e vetorial. Também apresenta os modelos ACS380, ACS580 e ACS880 de inversores da ABB, destacando suas principais características e aplicações.
O documento discute circuitos elétricos, incluindo:
1) Como resolver circuitos de corrente contínua usando as leis de Kirchhoff e entendendo como as cargas ganham ou perdem energia potencial nos elementos do circuito.
2) O papel das fontes de força eletromotriz em manter uma diferença de potencial para estabelecer uma corrente duradoura.
3) Exemplos de resolução de circuitos com várias malhas e associações de resistores.
Este documento descreve um projeto de interligação de um gerador eólico à rede elétrica utilizando um conversor estático de potência. O projeto envolveu o desenvolvimento de um sistema de emulação de vento e turbina eólica, além de um conversor back-to-back composto por um retificador PWM e um inversor VSC para controlar o gerador e injetar potência na rede de forma controlada. Os resultados experimentais mostraram correntes e tensões de alta qualidade na rede elétrica e no gerador, com baix
1. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto Conversor Forward com duas Chaves
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Gustavo Lambert e Ricardo Lima dos Santos
Universidade do Estado de Santa Catarina, CCT-Joinville
Departamento de Engenharia El´trica
e
Projeto de Conversores Est´ticos
a
May 10, 2012
2. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Sum´rio
a
Defini¸˜o das Especifica¸˜es do Projeto
ca co
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Diagrama do Conversor
Projeto do Retificador de Entrada
Dimensionamento dos Elementos Semicondutores
Projeto do Transformador de Alta Frequˆncia
e
Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Indutor
Projeto do Capacitor
Simula¸˜o do Circuito de Potˆncia
ca e
3. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Defini¸˜o das Especifica¸˜es do Projeto
ca co
O projeto do conversor deve atender as seguintes especifica¸˜es:
co
Entrada 90 a 250 VAC
Sa´ıda 27 VCC e 6,5 A
Potˆncia
e 175,5 W
Eficiˆncia
e Maior do que 85 %
Table: Especifica¸oes de Projeto
c˜
Quanto as condi¸˜es de opera¸˜o:
co ca
Temperatura ambiente de 60 o C .
Frequˆncia de chaveamento 80 kHz.
e
Ondula¸˜o da tens˜o de sa´ menor do que 5 % .
ca a ıda
Ondula¸˜o da corrente de sa´ menor ou igual a 10 %.
ca ıda
4. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Diagrama do Conversor
Figure: Diagrama dos Componentes do Conversor
5. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Retificador de Entrada
Figure: Retificador Ponte Completa com Filtro Capacitivo
6. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Retificador de Entrada - Filtro Capacitivo
Esfor¸os de Tens˜o no capacitor:
c a Esfor¸os de carga (tempo de carga):
c
Limitantes: 90-250V com O tempo de carga de ambos ´ e
varia¸˜o de 5%.
ca igual, pois ´ dependente apenas do
e
Vcpk90 = 127, 270V ∆ de tens˜o desejado.
a
acos(∆Vinmax )
Vcpk250 = 353, 553V tc90 =
2xπxfrede
Vcmin90 = 114, 551V tc90 = tc250
Vcmin250 = 318, 198V tcc90 = 1, 196x10−3 s
7. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Retificador de Entrada - Filtro Capacitivo
Dimensionamento do capacitor: Corrente eficaz final no capacitor:
2 2
Icef = Ic1ef + I2ef
Correntes no capacitor:
Cin x∆Vc
Ip = = Icp = 33, 039A Icef = 11, 757A
tc
Logo a corrente eficaz que circula pelo
capacitor no processo de carga do Limites de tens˜o do capacitor:
a
mesmo ´:e
Vcmax = Vcpk250 x1, 1 = 388, 909V
Ic1ef = Icp 2xtc xfrede − (2xtc xfrede )2
Ic1ef = 11, 585A Logo define-se o capacitor para uma
A corrente que circular´ devido a carga:
a tens˜o de 400V.
a
Pin
I2ef = 2
= 2, 003A
Vcmin90 xDmax
8. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Retificador de Entrada - Ponte Retificadora de Onda Completa
Os esfor¸os na ponte retificadora de onda completa s˜o:
c a
Esfor¸os de tens˜o nos diodos:
c a Esfor¸os de corrente nos diodos:
c
Tens˜o M´xima reversa:
a a Pin
IDmed = = 0, 901 A
2xVcmin90
Vcmax = Vcpk250 x1, 1 = 388, 909V
IDef = Ip tc xfrede = 8, 852 A
Vimax = 400V IDpk = A
Logo o diodo deve suportar uma tens˜o
a
de 400V.
9. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Dimensionamento dos Elementos Semicondutores
Figure: Conversor CC-CC Forward a Duas Chaves
10. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Dimensionamento dos Elementos Semicondutores
Prim´rio:
a
Chaves
Ns
Iswef = Iout x xDmax = 3, 156A
Np
Iswpk = Iprimariopk = 4, 111A
Diodos
Esses s˜o os diodos que se encontram em antiparalelo com as chaves,
a
denominados por D1 e D2.
ID2 = Im
ID1 = ID2 = 0, 536A
VD2 = Vimax
VD1 = VD2 = 400V
2
2A2
ID1ef = Dmax ∗ |Im − | = 0, 413A
3
11. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Dimensionamento dos Elementos Semicondutores
Secund´rio:
a
Diodos
No secund´rio aparecem dois diodos. O primeiro (D3) est´ em s´rie com
a a e
o enrolamento do secund´rio e o segundo (D4) est´ em anti-paralelo com
a a
D3 e o enrolamento secund´rio conforme a figura 1.
a
Diodo 3: Diodo 4:
Ns
VD3 = Vimax x = 209, 524V VD4 = VD3 = 209, 524V
Np
ID3ef = Iout x Dmax = 4, 36A ID4ef = Iout x 1 − Dmax = 4, 921A
∆I
ID3pk = Iout x = 6, 825A ID4pk = ID3pk = 6, 825A
2
12. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Dimensionamento dos Elementos Semicondutores
Lista dos Semicondutores definidos:
Chaves: Diodo D3
Chaves do tipo MOSFET de canal Diodo ultra-r´pido de s´
a ılicio.
N. Partname:MUR 840
Partname:IRF 825
Diodos D1 e D2 Diodos D4
Diodos ultra-r´pidos de s´
a ılicio. Diodo ultra-r´pido de s´
a ılicio.
Partname:MUR 240 Partname:MUR 840
13. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Especifica¸˜es do Transformador
co
Al´m das especifica¸˜es j´ informadas, para o projeto do transformador
e co a
do Forward s˜o necess´rias mais algumas informa¸˜es. Nesta sec¸˜o elas
a a co ca
s˜o definidas:
a
Especifica¸˜es:
co
Jimax = 350A/cm2
Kw = 0.65
Kp = 0.6
Vfdiodos = 1V
ηtrafo = 0.9
14. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas
e
Corrente Eficaz no Prim´rio
a
´
E necess´rio considerar que o prim´rio tamb´m conduzir´ a corrente de
a a e a
magnetiza¸˜o, por isso:
ca
Ns
IPef = 1.15xIout xDmax = 3.629A
Np
Corrente 1a etapa + magnetizante (15% da corrente do prim´rio).
a
15. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas - Correntes no prim´rio
e a
5
Ns ∆I Ns
IPdesmag = 0.15xIout xDmax Iprimario = (Iout + )x
Np 2 Np
IPdesmag = 0.473A Im = 0, 15xIprimario = 0, 536A
Iprimario = 2 2
IPef + IPdesmag = 3, 66A Iprimariop k = Iprimario + Im = 4, 111A
Observa¸˜o: Como a magnetiza¸˜o e a desmagnetiza¸˜o para
ca ca ca
esse conversor s˜o feitas no mesmo enrolamento, a corrente
a
magnetizante ´ igual a desmagnetizante.
e
16. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas
e
Corrente Eficaz no Secund´rio
a Sec¸˜o m´
ca ınima de cobre
Isecundarioef = Iout Dmax Sp = 10cm2
Isecundarioef = 4.36A
Iprimarioef
Sp = = 0.01cm2
Jmax
Isecundarioef
Ss = = 0.012cm2
Jmax
17. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas
e
Penetra¸˜o da corrente (Efeito Peculiar)
ca
15
δmax = √ = 0, 053 cm , diametro
fs
Sabendo que resultar´ em um leve aumento da Densidade de Corrente
a
(J.max), define-se o condutor AWG 25.
φisolamento = 0, 057cm
φcobre = 0, 051cm
Scobre = 0, 002047cm2 Sisolamento = 0, 002586cm2
18. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas
e
Condutores em paralelo
Sp
Npparal = = 5.108
Scobre
Sp
Npparal = =6
Scobre
Ss
Nsparal = = 6.086
Scobre
Ss
Nsparal = =7
Scobre
19. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas El´tricas
e
Possibilidade de Execu¸˜o
ca
Sisolamento xNp xNpparal + Sisolamento xNs xNsparal
Possibilidade = = 0.593
Aw
Como,
Possibilidade < 0.65
Considera-se esse um fator adequado para a constru¸˜o do transformador.
ca
20. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas Magn´ticas
e
Para o projeto do magn´tico utilizou-se as informa¸˜es apresentadas
e co
sobre os n´cleos de ferrites comerciais que utilizam material do tipo “P”.
u
Esses materiais est˜o dispon´
a ıveis no site do fabricante Magnetics.
21. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Caracter´
ısticas Magn´ticas
e
Especifica¸oes:
c˜ Pela tabela de n´cleos:
u
A
Jmax = 350 cm2
kw = 0.65 e kp = 0.6
Vf = 1 V
ηtrafo = 0.9
∆Bmax = 0.15 T
Obtˆm-se o parˆmetro AeAw:
e a
AeAw = 2, 143 cm4
Escolhe-se o n´cleo “Metric E40”,
u
isso resulta em:
AeAw = 2, 25 cm4
22. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Perdas no cobre no transformador
Efeito Joule:
ρcobre = 2.246x10−6 cm.Ω
ρcobre xNp xIt
Rccp = = 0.059Ω
Scobre xNpparal
ρcobre xNs xIt
Rccs = = 0.026Ω
Scobre xNsparal
2 2
PJoule = Rccp xIprimario ef + Rccs xIsecundario ef = 1.292W
23. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Perdas no elemento magn´tico
e
Perdas no magn´tico, considerando curva de perdas do material tipo
e
P:
mW
Pvd = 30 3
cm
Pmag = Pvd xVferrite = 0.587W
PT = Pmag + PJoule = 1.879W
Eleva¸˜o da Temperatura:
ca
23
RT =
0.94080.37
∆TTrafo = RT xPT = 44.198o C
TTrafo = ∆TTrafo + 60o C = 104.198o C
24. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Transformador
Resumo
Caracter´
ısticas finais:
N´cleo:
u Enrolamento Secund´rio:
a
Magnetics no espiras prim´rio: 22
a
Metric E40 Condutor AWG 25
Composto por EE e carretel 7 condutores em paralelo de
Enrolamento Prim´rio:
a cobre esmaltado
no espiras prim´rio: 42
a
Condutor AWG 25
6 condutores em paralelo de
cobre esmaltado
25. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Indutor
kL = 0, 7
ILpk = Iout + ∆IL = 7, 15A A
JmaxL = 350
ILmin = Iout − ∆IL = 5, 85A cm2
IL = 6, 5A BmaxL = 0, 15T
Vout x(1 − Dmax
Lind = = 285, 577X 10−6 H
fs x∆IL
26. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Indutor
Utilizando-se de metodologia semelhante ao transformador, temos:
Lind xIL2
AexAwLcm4 = pk
= 2, 781cm4
BmaxL xJmaxL
Figure: Cat´logo Magnetics
a
27. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Indutor
Pelo cat´logo da Magnetics encontramos o n´cleo DIN 55/21
a u
VferriteL = 2, 44cm3 = 0, 088L
ltL = 12, 4cm
AexAw = AeLxAwL = 13, 26cm4
28. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Indutor
2
NL xµ0 xAel
Entreferro =
Lind xILpk Lind
NL = = 38, 562
BmaxL xAeL
Entreferro = 2, 31x10−3 m
NL = 39 espiras
NL xNparalL
ILpk Possibilidade = ScobreL x
ScobreL = = 2, 043x10−6 m2 AwL
JmaxL
NparalL = 3 , AWG 15 Possibilidade = 0, 635
29. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Indutor
Perdas no Indutor
Perdas no Cobre:
ρcobre xNL xltL
RccL = = 0, 018Ω
ScobreL xNparalL
2
PJouleL = RccL xIout = 0, 74W
Perdas no N´cleo:
u
Pnucleo = Pvd ∗ vferriteL = 2, 64 W
Ptotal = Pnucleo + Pcobre = 3, 389 W
30. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Indutor
Resumo
Caracter´
ısticas finais:
N´cleo:
u
Magnetics
DIN 55/21
Composto por EE e carretel
Enrolamento:
no espiras: 39
Condutor AWG 15
3 condutores em paralelo de
cobre esmaltado
31. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto do Filtro de Sa´
ıda
Projeto do Capacitor
Capacitor
O projeto do capacitor inicial foi baseado na seguinte equa¸˜o:
ca
ILpk xl
Cout = = 33µF
2xπxfs x∆Vmax xV
Itens adicionais:
Baixa RSE.
Temperatura 120 o C
Tens˜o 50 V
a
Observa¸˜o: Ainda n˜o buscou-se um capacitor real, pois o valor da
ca a
capacitˆncia do mesmo poder´ sofrer altera¸˜es de acordo com o projeto
a a co
do controlador.
32. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Circuito de Potˆncia
e
Com o objetivo de verificar os resultados te´ricos foi realizada a
o
simula¸˜o do circuito de potˆncia. A simula¸˜o foi realizada no software
ca e ca
Cadence Pspice v16.3.
Figure: Circuito de potencia
33. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Circuito de Controle
Figure: Controlador Proporcional com ganho aproximadamente unit´rio
a
34. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Rela¸˜o de Potˆncias
ca e
Comprovou-se atrav´s da simula¸˜o que em regime permanente o circuito
e ca
obteve-se uma eficiˆncia de 86,7 % .
e
Figure: Potˆncia de Entrada e de Sa´
e ıda
35. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente na Entrada
a
Figure: Tens˜o e Corrente na Entrada
a
36. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no capacitor da Entrada
a
Figure: Tens˜o e Corrente no capacitor da Entrada
a
37. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente na Chave
a
Figure: Tens˜o e Corrente na Chave
a
38. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no diodo D1
a
Figure: Tens˜o e Corrente no diodo D1
a
39. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no prim´rio do transformador
a a
Figure: Tens˜o e Corrente no prim´rio do transformador
a a
40. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no secund´rio do transformador
a a
Figure: Tens˜o e Corrente no secund´rio do transformador
a a
41. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no diodo D3
a
Figure: Tens˜o e Corrente no diodo D3
a
42. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no diodo D4
a
Figure: Tens˜o e Corrente no diodo D4
a
43. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no Indutor
a
Figure: Tens˜o e Corrente no Indutor
a
44. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Simula¸˜o preliminar
ca
Tens˜o e Corrente no capacitor de Sa´
a ıda
Figure: Tens˜o e Corrente no capacitor de Sa´
a ıda
45. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Projeto Conversor Forward com duas Chaves
Projeto do Circuito de Potˆncia
e
Gustavo Lambert e Ricardo Lima dos Santos
Universidade do Estado de Santa Catarina, CCT-Joinville
Departamento de Engenharia El´trica
e
Projeto de Conversores Est´ticos
a
May 10, 2012