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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15038| Título: | Retificador monofásico dobrador de tensão com elevado fator de potência |
| Título(s) alternativo(s): | Voltage doubler rectfier with a raised power factor |
| Autor(es): | Moraes, Cassiano Ferro |
| Orientador(es): | Guepfrih, Marcelo Flavio |
| Palavras-chave: | Retificadores de corrente elétrica Energia elétrica - Distribuição Fator de potência Electric current rectifiers Electric power distribution Electric power factor |
| Data do documento: | 7-Nov-2016 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | MORAES, Cassiano Ferro. Retificador monofásico dobrador de tensão com elevado fator de potência. 2016. 75 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016. |
| Resumo: | Aplicações envolvendo sinais contínuos nos equipamentos elétricos têm sido cada vez mais decorrentes, tendo-se então uma vasta utilização dos conversores de corrente alternada (CA) para corrente contínua (CC), comumente denominados retificadores de tensão. As topologias mais usuais desses conversores fazem uso de diodos semicondutores para retificação dos sinais, entretanto essas topologias, quando se faz uso de filtros capacitivos na saída, possuem o agravante de propiciar à rede uma baixa qualidade de energia, tendo uma elevada taxa de distorção harmônica e um baixo fator de potência. Existem diversas maneiras de corrigir esse problema, que consiste em deixar a tensão e a corrente de entrada em fase, nesse trabalho isso foi possível pelo controle de corrente por histerese. Inicialmente, foi realizada uma caracterização das principais topologias de retificadores a diodo, bem como de uma topologia controlada, o retificador monofásico dobrador de tensão controlado, o qual faz uso de chaves semicondutoras. Para essa topologia foi almejado um elevado fator de potência real e uma baixa taxa de distorção harmônica de corrente. Na sequência realizou-se a modelagem desse conversor, bem como a simulação do controle de corrente por histerese. Posteriormente foi realizada a implementação prática de alguns retificadores não controlados e de um protótipo do retificador monofásico dobrador de tensão controlado, o que possibilitou a validação dos resultados teóricos esperados. Finalmente, comparou-se os resultados obtidos em relação à qualidade de energia dos retificadores estudados, verificando a coerência com as normativas 61000-3-2 da International Electrotechnical Commission (IEC) e 414/2010 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Pôde-se com isso observar a superioridade do retificador monofásico dobrador de tensão controlado em relação, por exemplo, ao dobrador não controlado. Para a topologia não controlada foi obtido um fator de potência real de 0,58 e uma taxa de distorção harmônica de corrente de 80,88%. Já para a controlada foi obtido um fator de potência real de 0,99 e uma taxa de distorção harmônica de corrente de 7,79%, demonstrando a adequação dessa topologia às normativas da IEC e ANEEL, diferentemente do retificador dobrador de tensão não controlado. |
| Abstract: | Applications involving continuous signals in electrical equipment have been increasingly recurring, thus allowing a extensive use of AC-DC converters, generally called voltage rectifiers. The usual topologies of these converters use semiconductor diodes to the signal rectification. However, these topologies, when it makes use of capacitive filters in output, have the aggravation of providing a high rate of harmonic distortion and low power factor. There are several ways to fix this problem, which consists in make the input voltage and input current stay in phase, in this working paper it was possible by the hysteresis current control. At first, a characterization of main uncontrolled rectifier topologies was made and a controlled topology was studied, the single-phase voltage doubler rectfier, which makes use of controlled semiconductor switches. For this topology was desired a high real power factor and low total harmonic current distortion. In sequence, a modeling for this converter was developed, as well a hysteresis current control simulation. Subsequently, some of main uncontrolled rectfiers were implemented, as well as a voltage doubler controlled rectifier prototype, which enabled the validation of expected theoretical results. Finally, the extracted results were compared related with energy quality, analysing the coherence with 61000-3-2 IEC and 414/2010 ANEEL regulations. From this comparison was possible to note the superiority of controlled voltage doubler rectifier related to uncontrolled voltage doubler rectifier, for example. For uncontrolled topology was obtained a real power factor of 0,58 and a total harmonic current distortion of 80,88%. While for the controlled topology was obtained a real power factor of 0,99 and a total harmonic current distortion of 7,79%, demonstrating the adequacy of this topology to IEC and ANEEL regulations, differently of the uncontrolled topology. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15038 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Elétrica |
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