Relatórios

Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng de Controle e Automação PRÁTICA CONTROLADOR DE TENSÃO CA CICLOS INTEIROS Introdução Esse tipo de controle é utilizado nas aplicações que têm alta constante de tempo térmica elevada por exemplo aquecimento industrial Devido ao chaveamento com tensão e corrente zero dos tiristores os harmônicos gerados pela ação de chaveamento são reduzidos O controle ligadesliga pode ser explicado através de um controlador monofásico de onda completa conforme a figura 2 A chave estática composta pelos tiristores conecta a rede de alimentação CA à carga durante um tempo tn2π x n a chave é desligada através da inibição dos pulsos de gatilho durante um tempo t02π x m O tempo da chave ligada tp geralmente consiste de um número inteiro de ciclos Os tiristores são disparados nos cruzamentos da tensão CA de entrada quando esta é zero Os pulsos de gatilho para os tiristores T1 e T2 e as formas de onda para as tensões de entrada e saída são mostrados na figura 1 Figura 1 Forma de onda do controle por ciclos inteiros A estrutura do circuito é constituída por um circuito de disparo de tiristores baseado no circuito integrado TCA785 controlado por um módulo de controle por ciclos inteiros e por uma etapa de potência constituída de dois tiristores SCRs em antiparalelo Figura 2 Circuito de potência com tiristores Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng de Controle e Automação A figura 3 apresenta o circuito de acionamento Ele é composto pelo gerador PWM com ajuste de 10 ou 100 ciclos circuito de sincronismo da rede circuito de disparo dos tiristores com TCA785 e gerador de alta frequência Figura 3 Circuito de acionamento do controle por ciclos inteiros 2 TP2 TP1 TP3 TP4 Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng de Controle e Automação Lista de componentes Item Quant Descrição 1 1 Circuito integrado TCA785 2 2 Circuito integrado LM555 3 1 Circuito integrado 4013 4 1 Circuito integrado LM358 5 2 Resistor filme metálico 47 6 2 Resistor filme metálico 1k 7 1 Resistor filme metálico 1k2 8 1 Resistor filme metálico 3k9 9 4 Resistor filme metálico 10k 10 1 Resistor filme metálico 27k 11 1 Resistor filme metálico 18k 12 1 Resistor filme metálico 120k 13 1 Resistor de fio 22R 10W 14 1 Trimpot 220k 15 1 Trimpot 10k 16 5 Capacitor de poliéster 100 nF 17 1 Capacitor de poliéster 150 pF 18 1 Capacitor eletrolítico 1uF 25V radial 19 1 Capacitor eletrolítico 10uF 25V radial 20 2 Tiristor BT151 21 2 Transistor BC548 22 1 Transistor BC558 23 7 Diodo 1N4007 24 2 Transformador de pulso 25 1 Transformador 0220V012V 500 mA 26 1 Push bottom 5 mm 27 1 Chave 2 posições A figura 4 apresenta a placa de circuito impresso do sistema implementado Figura 4 Placa do circuito Feche a chave SW1 para a posição de 10 ciclos ou seja o sistema atua a cada 10 ciclos completos da rede de 60Hz Assim varie o ciclo ativo do controlador atuando sobre o potenciômetro do mesmo de modo que o ciclo ativo sobre a carga varie de 0 a 100 3 Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng de Controle e Automação Meça a tensão eficaz sobre a carga e o número de ciclos ativos através do osciloscópio e preencha a tabela abaixo Ciclos ativos Tensão eficaz medida V Tensão eficaz calculada V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Esboce abaixo as formas de onda da carga para cada ciclo ativo 1 ciclo inteiro 2 ciclos inteiros 3 ciclos inteiros 4 ciclos inteiros 5 ciclos inteiros 6 ciclos inteiros 7 ciclos inteiros 8 ciclos inteiros 9 ciclos inteiros 4 Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng de Controle e Automação Esboce abaixo a forma de onda da carga para um ciclo ativo de 40 Feche a chave SW1 para a posição de 100 ciclos Ajuste o ciclo ativo para 60 e meça com o osciloscópio 5 TON ms T ms TON ms T ms Eletrônica IV Eng ElétricaEng Eletrônica Eletrônica de Potência Eng Controle e Automação PRÁTICA 1 RETIFICADOR CONTROLADO E GRADADOR Introdução O TCA785 é um CI dedicado ao controle de SCRs e TRIACs O pulso de gatilho pode ser deslocado em uma faixa entre 0 e 180 O sinal de sincronismo é obtido a partir da rede de alimentação através de um resistor de alta impedância pino 5 Um comparador detecta a passagem por zero da tensão de alimentação e informa ao registrador de sincronismo Este registrador controla um gerador de rampa o capacitor externo C10 o qual é carregado por uma corrente constante determinada por um resistor externo R9 O tempo de subida da rampa é determinado pela combinação RC Quando a tensão de rampa V10 excede a tensão de controle V11 um sinal é enviado a Lógica Dependendo da magnitude da tensão de controle V11 o ângulo de disparo α pode ser deslocado numa faixa de 0 a 180 Ao se conectar o pino 6 à terra inibese todas as tensões de saída do módulo Figura 1 Formas de onda do TCA785 Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng Controle e Automação TCA785 disparando um SCR Monte o circuito abaixo Ajuste o trimpot de 100k de forma a obter a rampa em V10 com amplitude máxima igual ao valor máximo de V11 Meça as formas de onda do circuito de disparo pinos 5 10 11 e 15 do TCA785 e do circuito retificador monofásico Meça a tensão média e eficaz sobre a carga através de um multímetro ou osciloscópio e preencha a tabela abaixo Ângulo de disparo Tensão média calculada V Tensão média medida V Tensão eficaz calculada V Tensão eficaz medida V 0 30 90 120 2 15VCA 60Hz Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng Controle e Automação Meça a forma de onda sobre a carga e o tiristor para o ângulo de disparo de 30 e 90 através de um osciloscópio e preencha as telas abaixo TCA785 disparando um TRIAC Modifique o circuito conforme figura abaixo Meça novamente as formas de onda do circuito de disparo pinos 10 11 14 e 15 do TCA785 e do circuito gradador monofásico 3 15VCA 60Hz Eletrônica de Potência Eng Eletrônica Eng Elétrica Eletrônica IV Eng Controle e Automação Meça a tensão eficaz sobre a carga através de um multímetro ou osciloscópio e preencha a tabela abaixo Ângulo de disparo Tensão eficaz calculada V Tensão eficaz medida V 0 30 90 120 Meça a forma de onda sobre a carga e o tiristor para o ângulo de disparo de 30 e 90 através de um osciloscópio e preencha as telas abaixo Partes do relatório introdução desenvolvimento com cálculos tabelas e formas de onda das medições realizadas e conclusões 4