UPF – FEAR - EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I - GUIA DE EXPERIMENTOS Uma palavra do professor A área de Eletrônica de Potência e Industrial é uma das áreas mais novas da Eletrônica, por assim dizer. Entretanto, é uma das que mais rapidamente se desenvolve e cria nichos. A disciplina de laboratório possui uma importância fundamental, pois através da experimentação é possível investigar, visualizar, compreender e consolidar conceitos que já foram vistos em sala de aula. Por outro lado, é possível desenvolver teorias e justificativas para fenômenos relacionados aos experimentos ainda não estudados de maneira formal em sala de aula, sob o enfoque teórico. O que se espera de cada um de vocês é que desenvolvam seu próprio método de experimentação e que absorvam ao máximo os experimentos realizados, procurando exercitar o lado investigativo e crítico que cada um possui. Metodologia Adotada Para se obter o aprendizado desejado, vamos adotar o seguinte procedimento: 1. Realizaremos experimentos relacionados à disciplina de Eletrônica de Potência I. Por isso é necessário o co-requisito entre as disciplinas de Eletrônica de Potência I e Laboratório de Eletrônica de Potência I; 2. “Antes” da realização de cada experimento, você DEVE entregar o pré-laboratório (pré-lab.), que varia de acordo com cada experimento. Este procedimento tem por objetivo preparar o aluno para a realização da experiência. Vale lembrar que o pré-lab. é individual e constitui uma condição para realização do experimento. 3. “Após” a realização de cada laboratório você terá um prazo de uma semana para entregar o pós-laboratório (pós-lab.), que varia de acordo com cada experimento, podendo ir desde uma lista de exercícios até a elaboração de um relatório (dentro do padrão estabelecido). O pós-lab., ou relatório, deve ser enviado para o endereço de e- mail do professor no formato “PDF”. 4. No decorrer do semestre você deverá realizar pelo menos dois projetos de disciplina, P1 e Pfinal, que pode ser um experimento mais elaborado de laboratório, um pequeno projeto, uma simulação ou outro trabalho que será designado pelo professor; 5. Para extrairmos a média do final de semestre, vamos nos valer de três médias: pós- lab. (Rel) e projetos (P1 e Pfinal). Assim: Média 0,2 R 0,3P1 0,5Pfinal A história que cada um construirá no decorrer da disciplina será única, portanto aproveite- a da melhor maneira possível dentro de uma abordagem científica e crítica. Agora é só arregaçar as mangas e mãos à obra! Edson Acco. 2 em formato PDF. sempre que solicitado. deverá ser confeccionado um relatório. N2 – Inicial do nome do segundo componente do grupo. deverá ser entregue SEMPRE (via e-mail) até o dia da aula seguinte à realização do experimento. EX – Corresponde ao número do experimento realizado.UPF – FEAR . E2 corresponde ao experimento 2. você deve obedecer ao padrão fornecido pelo professor. onde: N1 – Inicial do nome do primeiro componente do grupo. Este relatório. S1 – Inicial do sobrenome do primeiro componente do grupo. Cada arquivo enviado deve obedecer ao seguinte padrão para ser nomeado: N1S1_N2S2_EX. 3 . Para a elaboração dos pós-laboratórios. Por exemplo.pdf. S2 – Inicial do sobrenome do segundo componente do grupo.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .GUIA DE EXPERIMENTOS Padrão Estabelecido para Relatórios Para cada experimento realizado na disciplina de Laboratório de Eletrônica de Potência I. GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 1 CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS E DINÂMICAS DE UM SCR Objetivo: Este experimento tem como objetivo maior estimular e estudo da Eletrônica de Potência através de um dos seus dispositivos mais utilizados . Feche a chave. Abra a chave. Material Utilizado: 01 Fonte de alimentação regulável. Calcule e anote a corrente no LED. Ao abrir o circuito o LED deve apagar.1N753 ou 1N4735A. o LED deve continuar aceso. 2x1k. 01 Protoboard e fios para ligação. Calcule e anote a corrente no LED. Resistores: 1x220. Nesta experiência você vai montar circuitos básicos que auxiliarão no entendimento do SCR.UPF – FEAR . 1x10k. calcule a tensão entre os pontos A e GND. meça e anote a tensão no ponto A e a corrente no LED. ou de forma indireta.o SCR. (o LED deve acender). 03 multitestes. 01 diodo zener . Com o LED apagado. Monte o circuito com a chave aberta e VCC=+12V. Com o LED aceso. Faça a leitura da corrente que pode ser com o amperímetro. reduza a tensão de alimentação até zero e eleve-a para+12V lentamente. Supondo que o LED da figura 0 esteja apagado. 2X 470k/10W e 1X1k/3W. O LED nem sempre fica apagado. 2x470. 02 transistores : (01 BC337 . 01 SCR. 01 LED vermelho e 01 LED verde. para VCC=+12V.NPN e 01 BC327-PNP). Anote na tabela I. 01 ferro de solda. Calcule e anote a tensão no ponto A. 1x330. 01 potenciômetro de 1k. Suponha que a chave S (da figura0) feche momentaneamente e em seguida seja aberta. medindo a tensão sobre o resistor de 1k. 4 . meça e anote a tensão no ponto A e a corrente no LED. Se for o caso.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . TIC106 ou equivalente. Procedimento Experimental Modelo com Transistores Este circuito simula o funcionamento de um SCR. O que você conclui a respeito do circuito (prós e contras)? Faça um comentário para o pós-lab. (Encoste por alguns instantes a parte metálica do dispositivo! É para encostar!) Meça novamente a corrente IF. IF=_________________. o SCR. 5. verifique se VS=0 e VGS=0. Inicialmente. Tabela 0: Valores para o circuito com transistores. 5 . Meça a corrente de anodo IA ou IF. IF=________________.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . 3. 1. com um ferro de solda. (pós-lab. Ajuste VS para 20V e mantenha VGS=0. Elabore um comentário a respeito dos itens de 1 a 4.GUIA DE EXPERIMENTOS Figura 0: Circuito equivalente de um SCR com transistores e a pinagem dos mesmos.UPF – FEAR . 4.) Figura 1: Levantamento de características gerais. Procedimento Experimental Características Gerais do SCR Monte o circuito da figura 1. 2. Aqueça. Tabela I: Tensão e corrente de disparo do gatilho. anote na tabela I a tensão do gate (VGT). Verifique se V =20V e V =0V. Observe a tensão V (anodo-catodo) com o S GS AK osciloscópio. 7. entregue todos os dados obtidos. Reduza a tensão V até zero. a corrente de gate (I ) e a tensão V . Medida VGK (V) IGK (mA) VAK (V) 1ª 2ª 3ª Média Pré-lab. obtenha a tensão e corrente de disparo do SCR. O SCR continua conduzindo? Teça uma conclusão a GS respeito dessa observação.: Não há.UPF – FEAR . eu disse lentamente. Lentamente. 6 . No instante do disparo. vá aumentando a tensão VGS e observe o disparo do SCR.GUIA DE EXPERIMENTOS 6. de maneira “formatada” adequadamente e responda aos questionamentos feitos no decorrer do procedimento. Pós-lab. É para anotar as medidas para cada disparo!!! Repita este GT AK procedimento 3 vezes e complete a tabela I.(Verifique a transição de VAK no osciloscópio). Através da média.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .: Faça uma conclusão geral do experimento. GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 2 O TRANSISTOR DE UNIJUNÇÃO PROGRAMÁVEL – PUT O OSCILADOR DE RELAXAÇÃO Objetivo: Este experimento tem por objetivo a verificação de funcionamento do PUT em uma aplicação típica. o oscilador de relaxação. RB1=RB2=22K. Resistores: RT=1. Em seus cálculos adote Vv=0. RS=100Ω 01 osciloscópio. Material Utilizado: 01 Fonte de alimentação dc regulável. Capacitor: CT=0.UPF – FEAR . Procedimento: Monte o circuito da figura 1. Verifique se o circuito está oscilando.7µA (típico) IP=1µA (max) IV=25µA (mínimo) IV=270µA(típico) 7 .5MΩ.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . com VBB=20V. 01 Protoboard e fios para ligação.7V.01µF (cerâmico e poliéster) 01 PUT-2N6028 ou 2N6027. (tensão de vale) O PUT utilizado é o 2N6028/6027 que apresenta as seguintes características: PUT 2N6028 VG=10V e RG(RTH)=10kΩ IP=0. Obtenha a variação relativa ao valor calculado conforme fórmula para ∆𝑓% fornecida. Compile seus resultados e faça uma conclusão sobre o experimento. A frequência através de cálculos e através da medição. Obtenha as formas de onda sobre CT e sobre RS.UPF – FEAR . 8 . A configuração para o PUT 2N6028 é a mostrada abaixo: Figura 2: Pinagem do PUT 2N6028.GUIA DE EXPERIMENTOS Figura 1: Circuito oscilador de relaxação com PUT. Qual capacitor fornece o valor mais próximo ao esperado? Por que? 2. com o capacitor cerâmico e com o capacitor de poliéster. 3. Obtenha: 1.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . 100% 𝑓𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 Pré-lab.: Entregue os resultados obtidos com cálculos e as curvas medidas. Pós-lab. 9 . Fórmula para cálculo da variação de frequência: 𝑓𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝑓𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 ∆𝑓% = .UPF – FEAR .: Descreva o funcionamento do oscilador de relaxação e esboce as formas de onda esperadas sobre o capacitor CT e sobre a carga RS. Faça uma conclusão.GUIA DE EXPERIMENTOS Lembre-se: Figura 3: Circuito oscilador de relaxação com PUT.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Tabela I: Resultados obtidos. em relação ao sinal alternado de entrada (rede elétrica) através do controle de fase. Figura 1: Circuito para controle do ângulo de disparo do TIC106.GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 3 CONTROLE DE FASE SIMPLES COM SCR e TRIAC .PROJETO Objetivo: Com um circuito adequado.Controle com um SCR Na figura 1. Calcule os valores do ângulo de disparo do SCR em relação à tensão da rede ( Neste caso. 10 . Em outras palavras. Preencha a tabela I com os valores encontrados. sua potência. Adote RGK=1k. Procedimento: Parte 1 . Neste experimento você irá projetar e montar um circuito para controle de fase para o controle de potência de uma carga resistiva.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . é possível fazer com que um tiristor dispare em instantes diferentes. a carga RL está representada por um resistor de 100Ω/10W e o SCR escolhido é o TIC106. é possível controlar a tensão fornecida à carga e consequentemente. iremos utilizar um trafo 220/18V).UPF – FEAR . Pré-lab. em cada semiciclo. Atenção! Você está trabalhando com a Rede Elétrica! 11 . Destaque para a pinagem do Triac. e verifique as diferenças entre cálculos e medições. 45 e o 60 .Controle com um TRIAC O TRIAC também é utilizado para controle de fase de tensão A. Por isso.UPF – FEAR .GUIA DE EXPERIMENTOS Após seus cálculos. calcule o valor de RX para ângulos de condução de 30 . deve ser aplicada uma tensão de gatilho para disparo. o o Para o circuito da figura 2.C. Justifique! Parte 2 . Além disso. você deve entregar uma simulação dos dois circuitos projetados. Tabela II: Dados para o circuito 2. observe no osciloscópio as formas de onda sobre a carga e vá anotando estes valores.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .: Entregue todas as medidas realizadas (tabelas) de maneira clara e organizada. Figura 2: Controle de fase com o TRIAC. você deverá realizar todos os cálculos e entregar ao professor. Pós-lab. A maior diferença é que o TRIAC conduz nos dois sentidos da corrente.: Trata-se de um projeto. monte o circuito da figura 1. Preencha a tabela II. Monte o circuito. 12 . 06 1N4001-1N4007. ou equivalente Capacitores: 1 x 2200uF/25V. 1 x 100Ω. 1 x 2k2. 03 Transistores NPN de uso geral – Multímetro e osciloscópio BC546. fale com o responsável pelo Almox.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Procedimento: Figura 1: Circuito gerador de rampa.) Equipamento Utilizado: 01 Trafo 220V/9V-0-9V. Um circuito gerador de rampa é utilizado em circuitos onde se necessita realizar algum sincronismo. 1 x POT 1K. você irá montar um circuito que gera uma rampa de tensão.3uF/25V 02 diodos zener – 10V Proto-Board/Bread-Board e fios para montagem e ligações. 1 x 10K. 3. 1 x 1000uF/25V.GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 4 GERADOR DE RAMPA DE TENSÃO COM COMPONENTES DISCRETOS Objetivos: Neste experimento.UPF – FEAR . Resistores: 2 x 1K. Atenção: O protoboard ficará com você durante uma semana (ou guardado no almoxarifado. analise o funcionamento do circuito da figura 1. . representado por R9 é responsável para ajuste da rampa de modo que esta se mantenha em sincronismo com a rede.Emissor de Q2. Caso seja necessário ajuste o potenciômetro para obter uma rampa com máxima excursão durante todo o tempo. Pós-lab. O potenciômetro. Comprovação entre simulação e implementação prática. Curvas obtidas devem ser de: . e se o sinal de rampa está sendo gerado. na figura o VCC. Anote e esboce todos os sinais observados.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . para o estágio de potência do circuito.: Simulação PSpice.Tensão da base de Q1. razoavelmente preciso. Pré-lab. Verifique se a saída fornece 10V. com justificativa para resultados. e em seguida o monte. Montagem em protoboard do circuito. Curvas experimentais obtidas. pois o mesmo será utilizado no próximo experimento. Inicialmente. 13 . ORCAD ou PSIM do circuito.GUIA DE EXPERIMENTOS O gerador de rampa produz um sinal de controle para chaveamento. . Proteus.Tensão do coletor de Q1.: Uma descrição detalhada do funcionamento de cada bloco funcional do circuito deve ser entregue.UPF – FEAR . 1 mostra um circuito que dispara o TRIAC com um sinal de comparação gerado por uma rampa de tensão sincronizada com a rede elétrica. Isto permite que possam ser feitos ajustes no circuito com maior segurança.5 volts (ele fica saturado positivamente). O resistor R2 foi calculado para que possibilitasse um nível de corrente necessário para a transmissão da informação por meio luminoso e assim acionar o gatilho do TRIAC.33ms relativos a meio período da rede elétrica (f=60Hz). 1.UPF – FEAR .GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 5 UNIDADE DIMERIZÁVEL PARA ACIONAMENTO com Isolamento Óptico Objetivos: Esta experiência é a continuação do experimento 4. (Veja a folha de dados) Para limitar a corrente de disparo do TRIAC 2N616 ( na verdade será utilizado um equivalente) foi inserido o resistor R3. propiciando que haja o disparo do TRIAC neste momento. Foi utilizado um circuito isolador de tensões entre o sinal de disparo e o gatilho do TRIAC. você irá implementar o acionamento de uma lâmpada utilizando isolação óptica. O sinal da rampa de tensão (experimento anterior) é comparado com um sinal de referência. 1 são referentes a tensão de saída regulada do circuito da experiência 4. A Fig. Fig. Com o gerador de rampa da experiência anterior. O circuito gerador de rampa (experiência 4 – não demonstrado na figura) possui um nível de tensão para cada instante de tempo num intervalo de 8. Quando a tensão na entrada não inversora do comparador (LM 741) for maior que o módulo da tensão na entrada inversora.Dimmer. O diodo D1 foi inserido para proteger o LED do MOC 3020 contra uma tensão reversa elevada. Os 10 volts representados na Fig.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . O indutor L1 não permite que a corrente na carga 14 . Unidade de acionamento . a saída do comparador assume um valor próximo de 13. conforme modelo. Pós-lab.GUIA DE EXPERIMENTOS possa sofrer variações bruscas.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .UPF – FEAR . O capacitor C1 e o resistor R4 formam um circuito snubber para proteger o TRIAC. sendo assim suavizando-a. Pré-lab. 15 .: Não há.: Relatório da prática de laboratório. Você deve confeccioná-lo de forma empírica. . você irá verificar as características do TCA785 para o controle de acionamento de um tiristor que controla a potência fornecida a uma carga. 01 osciloscópio. 02 capacitores: 1uF. Também deverá ser implementada a devida isolação entre o circuito de controle e o circuito de potência. Figura 1: Diagrama de blocos do TCA785. O diagrama funcional do TCA785 está mostrado na figura 1.GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 6 CONTROLE DE LUMINOSIDADE DE LÂMPADA INCANDESCENTE e/ou VELOCIDADE DE FURADEIRA Controle de Potência Utilizando o TCA785 Objetivos: Nesta experiência. Este dispositivo substitui o TCA780 e 780 D.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Vale lembrar que também existem outros dispositivos dedicados ao disparo de tiristores. por exemplo.C.. Este CI bipolar é utilizado para controle de SCR´s. este sistema pode ser utilizado para controle de velocidade de furadeira. Os pulsos de gatilho podem ser dados em ângulos que vão desde 0o até 180º. para controle de acionamento de tiristores e controle de luminosidade de uma lâmpada incandescente de 60W a 100W.UPF – FEAR . Você irá utilizar o TCA785. 16 . Na verdade. como comprovaremos. TRIAC´s e Transistores. 47nF. Equipamento utilizado: 01 fonte D. 01 BJT BC547. Procedimento: Inicialmente leia a folha de dados do TCA785. Figura 2: Geração de Pulsos de disparo do TCA785. Para o circuito da figura 2.GUIA DE EXPERIMENTOS Resistores: 1k. Quando há defeito em um equipamento com tiristores. 3k9. 17 . ou no sistema controlado por ele. indique a condição de defeito e atue no pino 6 do TCA evitando maiores danos ao sistema. Faça os cálculos necessários para desenhar as formas de onda obtendo a tensão máxima no capacitor e o tempo para o disparo ! Após suas anotações varie a tensão de controle e verifique o que ocorre com os pulsos de saída. Para esta montagem em particular. 10k.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . é interessante bloquear o funcionamento dos tiristores.UPF – FEAR . Tome nota das equações que regem a operação do dispositivo. Faça os cálculos que forem necessários! (Utilize um fio e simule a atuação da chave) Figura 3 : Bloqueio do TCA com a utilização de transistores. Desenhe as formas de onda obtidas nos pinos 10. POT de 10k. A idéia é que um alarme. 2k2. por exemplo. ajustando uma tensão de controle de 3. Para isto existe uma opção que é o bloqueio da saída do TCA. 14 e 15.5V no pino 11. Implemente o circuito da figura 3 e verifique o bloqueio das saídas do TCA. Verifique como é feita a ligação com a rede elétrica. Monte o circuito e verifique o seu funcionamento. A tensão deve ter uma amplitude em torno de 1V. RR=100k e CR=47nF com o pino 12 aberto. 220k. simule o sinal da rede com o gerador de sinais. 100k proto-board e fios para ligações. Meça a tensão no pino 8 _____________. Para a carga. IC100KΩ = __________________. para RR = 22KΩ e RR = 100KΩ. Salve essas formas de onda.UPF – FEAR . 4. verifique se o TCA está gerando a tensão de rampa e os pulsos de saída. IC22KΩ = __________________. (Pino 9). utilize a ponteira com relação 100:1. Ligue o circuito de potência e anote o que se pede: 1. da figura 4. 6.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Mas antes faça a lista de componentes e pegue-os no almoxarifado. T15 _____________. 18 . Figura 4: Circuito para controle de luminosidade de uma lâmpada/furadeira.GUIA DE EXPERIMENTOS Montagem do TCA com a Rede Elétrica Monte o circuito abaixo. Utilize as fórmulas do TCA para isso. Calcule o valor da corrente constante de carga do capacitor C10. 5. Meça e anote abaixo a largura do pulso no pino 15. 10 . Ligue o osciloscópio. _____________. 2. observe as formas de onda nos pinos 15. neste caso a entrada no pino 5 NÃO está isolada da rede. cuidado! Procedimento: Confira cuidadosamente as ligações.14 e sobre a carga (lâmpada). 3. Ajuste o potenciômetro e perceba a variação da luminosidade da lâmpada. Observe que. Observe o valor máximo da tensão no pino 10. Se necessário. V15MÁX =_____________ Observações: a) Para as formas de ondas solicitadas. Tomar nota das equações que regem a operação do dispositivo. 19 . utilize um pendrive e salve as mesmas diretamente do osciloscópio. ajuste a rampa e a tensão de controle do pino 11. T45 = ______________ 8.UPF – FEAR . Se prepare para o experimento! Pós-lab.: Relatório do projeto. Pré-lab. Trazer impressa. Todos os cálculos deverão ser entregue ao professor.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .: LER a folha de dados do TCA785. b) Verifique se a rampa está excursionando ao longo dos 8.333ms. Anote abaixo o tempo transcorrido para o início do pulso (use o osciloscópio). Anote abaixo o valor máximo de tensão de pulso presente no pino 15. Ajuste o potenciômetro para que o pulso de gatilho ocorra a 45º após o início da senóide.GUIA DE EXPERIMENTOS 7. tema do experimento. fios e solda. Resistores: 1Ω/10W. como. Multímetro digital.rede. 5k6/10W. Neste experimento você deverá realizar a análise das formas de onda dos retificadores trifásicos a diodos com ponto médio. no entanto. O retificador do experimento está mostrado na figura 1. [multiteste] 3) Meça VRcarga(rms) = valor eficaz da tensão na carga. a partir de uma rede de distribuição de corrente alternada. tensão do Varivolt de 220V rms (LINHA-LINHA) e. Material Utilizado: Varivolt 3Φ 5kVA . por exemplo. Os retificadores não controlados. EXPERIMENTO 7 RETIFICADORES TRIFÁSICOS A DIODOS O RETIFICADOR DE 3 PULSOS Objetivo: O fornecimento de energia elétrica é feito. com carga resistiva (R=5k6Ω/10W). principalmente. são aqueles que utilizam diodos como elementos de retificação. essencialmente. a alimentação do enrolamento de campo de uma máquina elétrica. Figura 1: Retificador 3φ a diodos com ponto médio. A conversão CA-CC é realizada por conversores chamados retificadores. a carga alimentada exige tensão contínua. Osciloscópio digital. 3 x SK4F1/08 ou SKN2604. 2) Meça VR(rms) = valor eficaz da tensão secundária na fase R. [multiteste] . 1) Monte o circuito de acordo com a figura 1. Barra de terminais. a facilidade de adaptação do nível de tensão por meio de transformadores. realize os procedimentos de (2) até (10). devido. Em muitas aplicações. Realize uma conclusão geral para o experimento e entregue todos os resultados ao professor. Ao trabalhar com a rede elétrica. correntes e formas de ondas solicitadas nos itens de 2 a 10. [multiteste] 5) Verifique e desenhe a forma de onda de tensão na carga (VRcarga) através do osciloscópio. [multiteste] 9) Meça a corrente média através de um dos diodos (ID1). mantenha sua atenção!! Pré-lab. Análise dos Resultados e Conclusões Verifique se as formas de onda e os valores obtidos correspondem àqueles esperados teoricamente.: Simulação do retificador em questão. em conjunto com as justificativas para os mesmos. com o osciloscópio sobre o resistor RR. e através de simulação com o programa PSIM.UPF – FEAR . 21 . [osciloscópio] 10) Verifique a forma de onda da corrente através de D1 (V(ID1)). 8) Meça a corrente média na carga (IDC). Pós-lab. 6) Verifique e desenhe a forma de onda de tensão sobre um dos diodos (D1) com o osciloscópio. com as curvas de entrada e de saída e entrega de todos os resultados com uma conclusão. Caso existam erros.: Entregars os valores teóricos esperados para as tensões. apresente-os.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .GUIA DE EXPERIMENTOS 4) Meça VRcarga(med) = valor médio da tensão na carga. 7) Determine a tensão de pico inversa (PIV) sobre o diodo D1. Multímetro digital. com carga R (R=15k/10W) e. Neste experimento você deverá realizar a análise das formas de onda dos retificadores trifásicos a diodo mais conhecido como ponte de Graetz.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Procedimento: Monte o circuito de acordo com a Figura 1.onda completa. 1) Meça VR(rms) = valor eficaz da tensão secundária na fase R. 22 . ou retificador de 6 pulsos. fios e solda. Osciloscópio digital. Barra de terminais. realize os procedimentos de (1) até (9). 6 x SK4F1/08 ou SKN2604. são aqueles que utilizam diodos como elementos de retificação. tema do experimento. O retificador do experimento está mostrado na figura 1.GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 8 RETIFICADORES TRIFÁSICOS A DIODOS O RETIFICADOR DE 6 PULSOS – PONTE DE GRAETZ Objetivo: Os retificadores não controlados. 15k/10W.UPF – FEAR . Figura 1: Retificador 3φ a diodos .rede. Resistores: 1Ω/10W. Material Utilizado: Material Utilizado: Varivolt 3Φ 5kVA . 7) Meça a corrente média na carga (IDC). correntes e formas de ondas solicitadas nos itens de 1 a 9. 8) Meça a corrente média através de um dos diodos (ID4). 3) Meça VRCARGA(med) = valor médio da tensão na carga. 23 . 9) Verifique a forma de onda da corrente através de D4 (V(ID4)). e através de simulação com o programa PSIM. em conjunto com as justificativas para os mesmos.UPF – FEAR .: Entrega de todos os resultados obtidos com uma conclusão. Realize uma conclusão geral para o experimento e entregue todos os resultados ao professor. com o osciloscópio. Caso existam erros.GUIA DE EXPERIMENTOS 2) Meça VRCARGA(rms) = valor eficaz da tensão na carga.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .: Entregar simulação dos valores teóricos esperados para as tensões. Pós-lab. Pré-lab. 4) Verifique e desenhe a forma de onda de tensão na carga (VRCARGA) através do osciloscópio. Análise dos Resultados e Conclusões Verifique se as formas de onda e os valores obtidos correspondem àqueles esperados teoricamente. 5) Verifique e desenhe a forma de onda de tensão sobre um dos diodos (D4) com o osciloscópio. apresente-os de forma percentual. 6) Determine a tensão de pico inversa (PIV) sobre o diodo D4. 03 x 10W .parâmetros: ic. Leia as folhas de dados! Equipamentos: 1.100. tr.E B C E 24 .UPF – FEAR . 04 x 1k.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . 5 – Potenciômetros lineares – 01 x 220k.tempos de comutação: td.GUIA DE EXPERIMENTOS EXPERIMENTO 9 TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO – PBJT E DISPARO Objetivo: Analisar as principais características do BJT de potência: .220. 4 – Resistores: 01 x 1W . 01 x 5W – 4. tq . 01 x 1/4W – 2. 1 x 2N2907 2 – CI – 1 x SG3524 3 – Diodos – 1 x 1N4148 ou equivalente. 02 x 10k. Vbe .1.C i Ib TIP v 120 Base . Fonte CC de 0 a 30V – 2A 2. Símbolo 1. 6 – Capacitor – 01 x 10nF.2k. Aspecto Físico Coletor . 01 x 10k. tf. 01 x 2. Protoboard Componentes: 1 – Transistor – TIP 120 ou equivalente.2.perdas de chaveamento e condução E analisar o circuito de disparo de um BJT com SG3524. ib. 1 x 2N2222.B Emissor . Multímetro 3. Osciloscópio Digital 4.7. 1.7k. Identificação do componente 1. 01 x 100F. Vce. Monte o circuito da figura 2.1 Tabela1 Obs. 2. Monte o circuito da figura 3.1. é imperioso que você leia a folha de dados! 25 .ic 100 Vr paralelo ic . 4. 5V 220 220 + A + Vf 10V Vce - .EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .: Em caso de aquecimento excessivo nos resistores.1 e varie a fonte Vf de forma a preencher a tabela 2 3X + Vf Vce ic ib P = Vce.UPF – FEAR . 30Vcc 220 220k 50A + A Vce 100A .GUIA DE EXPERIMENTOS 2.1. 500A ib Vb TIP120 1mA 5mA 10mA 20mA 50mA Figura 2.1 e varie o potenciômetro e/ou a fonte Vb de forma a preencher a tabela 1. Perda em condução.1 e ajuste a requência dos pulsos para 1kHz e uma largura de pulso de 20% (duty-cycle). 3X + ib ic = Vr / Rc Vce Vbe 100 paralelo ic Vr 10A . Obs. faça cálculos e pequenos ajuste ou utilize um “cooler” para auxiliar no resfriamento! 3. 15V ib 15Vcc TIP120 20V 25V 30V Figura 3.: Para entendimento do CI em questão. 3. Monte o circuito da figura 4. varie o valor de Rt e do potenciômetro de 10K. Para isto.1 Tabela2 4. Controle da corrente de base ib. Circuito de Disparo.1. + 4.1 5.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I .1 e meça os tempos de chaveamento conforme indicado na figura 5. Para isto. Monte o circuito da figura 5.7 Ve 10k - 1k 10nF 1k 10k 1k Rt Figura 5.GUIA DE EXPERIMENTOS 15Vcc 10k 15 13 12 9 10k 11 1 SG 3524 14 16 2 6 7 8 10k 10k 1k 10nF 1k 10k 1k Rt=220K Figura 4. Qual a função de tal circuito?? 26 . que poderia ser feito com outros transistores equivalentes.UPF – FEAR .2.2. 5. 2N2222 3X 15Vcc 10k + 100 Vr paralelo ic - 220 30Vcc 15 13 12 9 + 10k 11 Vce 1 SG 3524 14 + - 16 2 6 7 8 Vcmd ib 10k 2N2907 . Tempos de Comutação. 5. observe as formas de onda de Vcmd e Ve. Faça um gráfico da tensão Vce e da corrente ic (Ve).1.1 Observe que para acionar o transistor de potência foi utilizado um circuito formado por dois transistores de sinal (2N2222 e 2N2907). explique como ocorre o controle do BJT com a corrente de base e onde se caracterizam as regiões de corte e saturação. Monte uma tabela comparando os valores dos tempos medidos no item 5.: Fazer a leitura da folha de dados dos componentes envolvidos no experimento. Final dos experimentos pré-estabelecidos Agora é tempo de desenvolvermos o projeto final!!! 27 .2. Explique eventuais diferenças. 3.: Entrega o que se pede nos itens de 1 a 4 abaixo. Desenhe o gráfico obtido no item 5.EE – LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I . Pós-lab. com os valores fornecidos pelo fabricante.2 Pré-lab.UPF – FEAR . 1. 2.1 com os valores fornecidos pelo fabricante e explique eventuais diferenças. 4.GUIA DE EXPERIMENTOS Figura 5. Faça um gráfico de Vce X ic com os valores obtidos na tabela 2 e descreva como variam as perdas em condução do BJT. Compare os valores de VceSAT obtidos na tabela 1. Com base nos resultados da tabela 1.