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Projeto e Construção de um Gradador Senoidal

TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V. Projeto e Construção de um Gradador Senoidal. Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica mehl@eletrica.ufpr.br. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V.

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Projeto e Construção de um Gradador Senoidal

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Presentation Transcript

  1. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica mehl@eletrica.ufpr.br

  2. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores • Gradadores com controle pelo ângulo de condução de um interruptor • Gradadores com controle PWM • Gradadores de senóide completa • Módulo Fonte de Alimentação • Módulo Gerador de Pulsos • Módulo Controlador de Potência • Montagem dos Módulos na Placa-Base • Lista de Materiais

  3. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores • Objetivo de um Gradador: variar o valor eficaz de uma corrente alternada • Algumas aplicações: • Controle da intensidade luminosa de lâmpadas incandescentes • Controle da temperatura em aquecedores • Controle da velocidade de motores de indução • Limitação da corrente de partida de motores de indução

  4. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle pelo ângulo de condução Com 1 TRIAC Com 2 SCR

  5. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle pelo ângulo de condução Estratégias de comando: Progressivo Regressivo

  6. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle pelo ângulo de condução Exemplo:

  7. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle pelo ângulo de condução - Vantagens • Circuito simples. • Em caso de lâmpadas, podem ser construídos de forma compacta, podendo portanto ser alojados no interior das caixas embutidas (caixas de 4” x 2”). • Não necessitam de uma fonte de alimentação auxiliar. • Baixo custo.

  8. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle pelo ângulo de condução - Desvantagens • É comum observar-se ruído audível na carga. • Geram interferências em equipamento eletrônico existentes nas proximidades dos cabos de saída. • Elevam o nível de corrente elétrica no “terra” das instalações elétricas. • Aquecimento (=perdas) elevadas no chaveamento do TRIAC ou dos SCRs.

  9. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores com controle PWMChaveamento em alta freqüência, com ajuste na largura dos pulsos de comando:

  10. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PWMPulse width modulation D=50% D=20%

  11. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PWMPulse width modulation T

  12. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PWMPulse width modulation D=50% D=95%

  13. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores PWM - Vantagens • Operam com chaveamento em freqüência fixa: O ruído gerado pode, portanto, ser filtrado de forma relativamente fácil. • O uso de MOSFET reduz as perdas por aquecimento. • Não produzem correntes no “terra” das instalações elétricas

  14. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores PWM - Desvantagens • O circuito é mais complexo que os gradadores com controle por fase. • O custo é significativamente maior que os gradadores com controle por fase. • Necessitam de uma fonte de alimentação auxiliar para o circuito de comando. • O circuito resultante é relativamente grande, sendo difícil de ser instalado de forma discreta em uma residência já existente.

  15. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores de senóide completa

  16. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Gradadores de senóide completa • Vantagem: • Não produzem ruído. • Desvantagens: • Circuito complexo • Se o chaveamento for rápido, causam flutuações na tensão da rede • Não podem ser usados para lâmpadas (somente podem ser usados em cargas resistivas, como fornos)

  17. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Fonte de AlimentaçãoBaseado no Regulador (LM)(MC)7812

  18. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Fonte de AlimentaçãoBaseado no Regulador (LM)(MC)7812

  19. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Fonte de Alimentação

  20. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PCI do Módulo Fonte de Alimentação

  21. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Gerador de PulsosBaseado no Circuito Integrado 555(LM555, NE555, CA555 etc.) • Tensão de Alimentação: de 4,5 V até 18 V • Tensão de inicialização: > 1 V

  22. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Gerador de Pulsos pulsos

  23. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Gerador de Pulsos Cor do LED: vermelho Cor do LED: verde

  24. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Gerador de Pulsos

  25. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PCI do Módulo Gerador de Pulsos

  26. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Controlador de PotênciaBaseado no MOSFET IRF740 IRF740

  27. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Controlador de PotênciaBaseado no MOSFET IRF740

  28. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal

  29. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Módulo Controlador de Potência

  30. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PCI do Módulo Controlador de Potência

  31. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Placa Base

  32. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • PCI da Placa Base

  33. Placa de Potência c/ MOSFET Placa do Gerador de Pulsos c/ 555 Placa da Fonte TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Montagem dos Módulos na Placa Base

  34. TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V Projeto e Construção de um Gradador Senoidal • Lista de Materiais Disponível em: http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te076

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