Retificador monofásico dobrador de tensão com elevado fator de potência

• Autor(a) principal: Moraes, Cassiano Ferro
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15038
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA; Retificadores de corrente elétrica; Energia elétrica - Distribuição; Fator de potência; Electric current rectifiers; Electric power distribution; Electric power factor

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.