Relatório I Conversor CC-CA controlado por defasagem

5/27/2018 Relatrio I Conversor CC-CA controlado por defasagem

1/9

Universidade Federal do Cear

Campus de Sobral

Curso de Engenharia Eltrica

Disciplina: Eletrnica de Potncia II

Professor: Andre Lima

Simulao: InversorControle da Tenso por Defasagem

Aluno: Aldenir Arajo Gonalves mat. 0302757

Sobral , 19 de maro de 2014


2/9

Introduo

Normalmente quando se emprega um conversor CC-CA de tenso,

deseja-se controlar ou regular a tenso nos terminais da carga. No primeiro

caso, pode-se citar a titulo de exemplo a alimentao de uma mquina de

corrente alternada, onde ao se variar a frequncia para ajuste da velocidade

deve-se tambm variar a tenso de modo a manter constante o fluxo no

entreferro. No segundo caso, pode-se citar a alimentao de cargas crticas

a partir de baterias, tanto a variao da tenso da bateria quanto as

impedncias internas da mesma e do prprio circuito inversor alteram atenso de sada, exigindo sua regulao.

Atualmente o mtodo mais eficiente de controle da tenso nos

conversores CC-CA de tenso consiste em incorporar o controle por

modulao ou defasagem dentro do circuito inversor.O conhecimento e o

avano desse tipo de tcnica tem evoludo muito nas ltimas dcadas e,

embora mais complexo de ser implementado e asssimilado, tem sido cada

vez mais empregado.

De forma bem ampla, pode-se dizer que o controle da tenso de sada

atravs das tcnicas de modulao ou defasagem efetuado por meio do

ajuste do intervalo de conduo das chaves estticas controladas, em

relao ao perodo de comutao. Por essa razo utiliza-se genericamente o

termo modulao PWM(modulao por largura de pulso) para a maioria

dos controles de tenso realizados dentro do circuito inversor.

Desta vez, trataremos da tcnica controle da tenso por defasagem,

que recomendado para o conversor CC-CA monofsico em ponte

completa. Ele consiste na combinao das tcnicas de deslocamento de

fase(phase-shifting) e o PWM(pulse Width Modulation). Se observamos a

figura 1 abaixo, veremos que cada brao do inversor controlado

separadamente, mas todas elas apresentam uma razo cclica de 50%. O

comando das chaves adiantado de um ngulo e, desse modo asformas de onda de e apresentadas na figura 2 so geradas. Logo, atenso na carga (

) o resultado da seguinte operao:


3/9

Onde:

e

Logo,

( ) ( )

O referncial N mostrado na fig.1 colocado no centro da fonte CC

de entrada dividindo-a em dois valores iguais de E/2.Nas montagens reais

esse referencial no aparece; entretanto, ele conveniente na anlise terica

para facilitar o tratamento matemtico do circuito. As tenses de onda

e so simples formas de ondas retangulares variando entre(),tendo em vista que os pontos A e B so alternadamente conectados, ora ao

terminal positivo e ora ao terminal negativo da fonte CC de entrada.

A tenso , mostrado na fig. 2.(c), uma forma de ondaconhecida na literatura com forma de onda quase quadrada (ou

retangular).Durante o intervalo de tempo seu valor nulo,correspondendo ao tempo em que os terminais A e B esto conectados

simultaneamenteao mesmo plo da fonte de entrada CC, e a corrente de circula atravs de uma das chave controladas e de uma dos diodos de roda-livre, por exemplo: para uma carga indutiva, durante o intervalo de

tempo esto em conduo a chave e o diodo ;O mesmo ocorredurante o intervalo de tempo quando e conduzemsimultaneamente.

O intervalo de tempo corresponde ao semiciclo

positivo da tenso CA de sada e ao semiciclo negativo.O semiciclopositivo da tenso CA de sada consiste de um nico pulso de amplitude

igual a (+E) e durao . Pode-se ento definir a razo cclica

para este pulso de tenso como sendo:


4/9

Sendo

, ento:

Onde o ngulo varia de zero a

Analisando a fig.2(c) obtem-se a seguinte expresso:

Desse modo, quando igual a zero, e igual a e a tenso na cargatorna-se mxima, correspondendo ao circuito inversor tradicional com

forma de onda retangular, onde se obtm a amplitude mxima possvel da

componente fundamental de sada; quando igual a , igual a zero ea tenso na carga nula. Portanto, a importncia desta reside no fato de que

mesmo que a tenso CC da fonte de entrada (E) seja constante possvel

controlar a tenso de sada atravs da variao do ngulo .

Fig.1 Inversor em ponte


5/9

Fig.2-Formas de onda das tenses no inversor monofsico de tenso em

ponte completa controlado por defasagem.

Simulao:

Agora faremos a simulao do Circuito abaixo para possamos comprovar oque foi dito acima.


6/9

Zero graus

Time

0s 4ms 8ms 12ms 16ms 20ms

V(M3:s)

-400V

0V

400V

SEL>>

V(M1:s)

-400V

0V

400V

Time


V(M1:s,M3:s)

-400V

0V

400V

SEL>>

I(L1)

-40A

0A

40A


7/9

60 graus

Time


I(V1)

-200A

-100A

0A

100A

Frequency

0Hz 1.0KHz 2.0KHz 3.0KHz 4.0KHz 5.0KHz 6.0KHz 7.0KHz

V(M1:s,M3:s)

0V

200V

400V

I(L1)

0A

10A

20A

SEL>>

Time


V(V2:-,M4:d)

-400V

0V

400V

I(L1)

-40A

0A

40A

SEL>>


8/9

72 graus

Time


I(V1)

-80A

-40A

0A

40A

Frequency

0Hz 2KHz 4KHz 6KHz 8KHz 10KHz 12KHz 14KHz

V(V2:-,M4:d)

0V

200V

400V

I(L1)

0A

10A

20A

SEL>>

Time

0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms

V(V2:-,M4:d)

-400V

0V

400V

I(L1)

-40A

0A

40A

SEL>>


9/9

Time0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms

I(V1)

-80A

-40A

0A

40A

Frequency

0Hz 2KHz 4KHz 6KHz 8KHz 10KHz

V(V2:-,M4:d)

0V

100V

200V

I(L1)

0A

10A

20A

SEL>>

Documents

Relatório I Conversor CC-CA controlado por defasagem