reator de núcleo saturável

i
Índice
Introdução
Capítulo 1 - Estudo dos componentes empregados em eletrônica de
potência (Diodos, Tiristores e Transistores)
Capítulo 2 – Retificadores a diodo
Capítulo 3 – Retificadores a Tiristor
Capítulo 4 – Estudo da comutação
Capítulo 5 – Conversores Duais
Capítulo 6 – Cicloconversores
Capítulo 7 – Gradadores
Capítulo 8 – Circuitos de comando
Capítulo 9 – Teoria Básica dos Inversores de Tensão (Autônomos)
Introdução
ii
INTRODUÇÃO
„ Controle do fluxo de energia elétrica entre dois ou mais
sistemas elétricos distintos
„ Princípio de controle ⇒ Interruptor (Médias e Altas
Potências e Elevado Rendimento)
„ Evolução interruptores :
⇒ Relés,
⇒ Contatores,
⇒ Reatores com núcleo saturáveis,
⇒ Retificadores a arco,
⇒ Válvulas Tiratrons,
⇒ etc....
„ Exceção núcleos saturados ⇒ Interruptores comandados.
„ Interruptores mais eficientes ⇒ Tiristores (Anos 60-GE).
„ Revolução no processamento de energia (Equipamentos
Compactos, Maior Rendimento e Redução Volume)
„ Nasce a ELETRÔNICA DE POTÊNCIA: Ciência aplicada
dedicada ao estudo dos conversores estáticos de energia elétrica.
„ CONVERSOR ESTÁTICO: Sistema constituído por
elementos passivos (resistores, capacitores e indutores) e elementos
ativos (interruptores), tais como diodos, tiristores e transistores,
associados segundo uma lei pré-estabelecida.
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Introdução
iii
„ Principais funções Conversores Estáticos (Fig. 1):
E1
=
Conversor CC/CC
"Chopper"
Retificador
( v 1 , f1 )
Conversor
Indireto de
Freqüência
Conversor
Indireto de
Tensão
=
E2
Inversor
Conversor
Direto de
Freqüência
(v 2 , f 2 )
Fig. 1 - Principais funções dos conversores estáticos.
„ Aplicações:
a) Fontes estabilizadas.
b) Controle dos motores de corrente contínua.
c) Controle de motores de corrente alternada (síncronos, de indução
e a relutância).
d) Conversores para soldagem.
e) Aquecimento indutivo.
f) Alimentação de segurança.
g) Alimentação de emergência.
h) Carregadores de bateria.
i) Retificadores para eletroquímica.
j) Transmissão em corrente contínua.
k) Interligação de sistemas de energia elétrica de freqüências
diferentes.
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Introdução
iv
„ ESPECIALIZAÇÕES: ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
a) Eletrônica de Potência Básica
Comutação natural, tensões inferiores a 2kV, correntes inferiores a
1kA e freqüências inferiores a 1kHz.
b) Comutação Forçada
Conversores a comutação forçada ⇒ Inversores autônomos a tiristor.
c) Altas Correntes
Conversores que operam com correntes superiores a 1kA.
d) Altas Tensões
Conversores que operam com tensões superiores a 2kV.
e) Altas Potências
Conversores que operam com tensões superiores a 2kV e correntes
superiores a 1kA.
f) Altas Freqüências
Conversores que operam com freqüências superiores a 1kHz.
g) Minimização de Custos
Aplicações destinadas ao mercado consumidor geral ⇒ Custo é de
importância decisiva.
h) Minimização de Peso e Volume
Aplicações embarcadas (aeronáuticas, aeroespaciais, veículos, navios,
etc..) ⇒ Redução do peso e do volume constitui a restrição básica.
i) Técnicas Especiais de Controle
Estudos e técnicas para aplicações específicas ⇒ Fontes chaveadas.
j) Filtragem
Controle das harmônicas de tensão ou corrente introduzidas pelos
Estudo das interferências
conversores, nas fontes ou nas cargas ⇒
eletromagnéticas provocadas pelos conversores.
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Introdução
v
„ DIFICULDADES ⇒ AUMENTAM COM A POTÊNCIA
(TENSÕES E CORRENTES PROCESSADAS) E FREQÜENCIA DE
OPERAÇÃO.
„ PRINCIPAIS DISPOSITIVOS EM ELETRÔNICA DE
POTÊNCIA E SUAS LIMITAÇÕES (Fig. 2 - 1997)
Potência 5
Controlavel10
[kVA]
104
103
TIRISTOR
GTO
SI Thy
MCT
IGBT
10 2
GTO : Gate Turn-off Thyristor
MCT : MOS Controlled Thyristor
SI Thy : Static Induction Thyristo
BPT : Bipolar Power Transistor
IGBT : Insulated Gate Bipolar
Transistor
MOSFET : MOS Field-Effect
Transistor
BPT
101
MOSFET
-1
10
10 -1
10
0
101
2
10
106
10 4
105
Freqüência de Operação [kHz]
Fig. 2 - Emprego dos principais dispositivos em eletrônica de potência.
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