Projeto e Construção de um Gradador Senoidal
Ewaldo Luiz de Mattos MehlUniversidade Federal do ParanáDepartamento de Engenharia Elé[email protected]
TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V
• 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
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• Gradadores
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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
• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
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Com 1 TRIAC Com 2 SCR
• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
Estratégias de comando:
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Progressivo
Regressivo
• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
Exemplo:
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução - Vantagens
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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.
• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução - Desvantagens
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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.
• Gradadores com controle PWM
Chaveamento em alta freqüência, com ajuste
na largura dos pulsos de comando:
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• PWM
Pulse width modulation
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100(%) T
tD alto 100(%)
T
tD alto
D=50%D=50%
D=20%D=20%
• PWM
Pulse width modulation
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100(%) T
tD alto 100(%)
T
tD alto
T
• PWM
Pulse width modulation
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D=50%D=50%
D=95%D=95%
• Gradadores PWM - Vantagens
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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
• Gradadores PWM - Desvantagens
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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.
• Gradadores de senóide completa
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• Gradadores de senóide completa
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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)
• Módulo Fonte de Alimentação
Baseado no Regulador (LM)(MC)7812
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Encapsulamento:
Circuito de Aplicação:
Características (__7812):
Tensão máxima de Entrada: 35V
Tensão de Saída Típica = 12 V
Tolerâncias: 7812A: 11,75V Vout 12,25V 7812B: 11,5V Vout 12,5 V
Corrente de saída:
Iout (tip.) 1A Iout (pico) = 2,2 A
• Módulo Fonte de Alimentação
Baseado no Regulador (LM)(MC)7812
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Circuito do Regulador de Tensão:
C1: Capacitor de Poliéster, para filtragem de ruído de alta freqüência porventura existente na tensão de entrada. Valor sugerido: na faixa de 10 nF a 100 nF. C2: Capacitor Eletrolítico, para melhorar a estabilidade da tensão de saída. Valor sugerido: 100 F
•Módulo Fonte de Alimentação
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• PCI do Módulo Fonte de Alimentação
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• Módulo Gerador de Pulsos
Baseado no Circuito Integrado 555 (LM555, NE555, CA555 etc.)
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• Tensão de Alimentação: de 4,5 V até 18 V
• Tensão de inicialização: > 1 V
• Módulo Gerador de Pulsos
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pulsos
• Módulo Gerador de Pulsos
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Cor do LED: verde
Cor do LED: vermelho
• Módulo Gerador de Pulsos
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• PCI do Módulo Gerador de Pulsos
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• Módulo Controlador de Potência
Baseado no MOSFET IRF740
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IRF740
• Módulo Controlador de Potência
Baseado no MOSFET IRF740
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• Módulo Controlador de Potência
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• PCI do Módulo Controlador de Potência
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• Placa Base
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• PCI da Placa Base
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• Montagem dos Módulos na Placa Base
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Placa do Gerador
de Pulsos c/ 555
Placa de Potência c/
MOSFET
Placa da Fonte
• Lista de Materiais
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Disponível em:
http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te076