8/17/2019 0 - TP1_Eind_E

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Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Ramo de Energia

Electrónica Industrial 

 A. Pina Martins, Rui E. Araújo  1

Trabalho Prático

Simulação, montagem e teste de um rectificador monofásico em ponte completa a díodos,com diferentes tipos de carga

Objectivos 

  Compreender a simulação funcional de semicondutores e de conversores electrónicosde potência

  Contactar com a experimentação em semicondutores e conversores de potência

  Consolidar conhecimentos fundamentais de conversão CA/CC

  Verificar o funcionamento de transdutores de corrente

  Analisar a interface para a rede eléctrica de conversores electrónicos de potência

  Sensibilizar para os aspectos da qualidade da energia eléctrica

Metodologia

1- estudo, baseado em simulação, das principais características de funcionamento de uma ponte de díodos monofásica, com carga capacitiva/resistiva e com carga indutiva/resistiva.Estabelecer os níveis de tensão e de corrente nos diversos pontos do sistema de conversãoCA/CC.

2- estudo, baseado em simulação, do espectro da corrente de entrada da ponte de díodos emdiferentes condições de carga. Verificar a não linearidade do conversor e tomar contacto

com aspectos normativos neste domínio.

3- projecto de um modelo equivalente da rede eléctrica e das principais cargas que permitarepresentar uma rede distorcida. Analisar o efeito de cargas não lineares na rede eléctrica.

4- montagem experimental do circuito de potência: transformador monofásico de ligação àrede, ponte díodos com dissipador e diferentes cargas.

5- teste e verificação do funcionamento do sistema de conversão de energia com diferentescargas. Efectuar montagens experimentais, planear experiências.

6- análise dos resultados experimentais e compação com os de simulação. Validar aimportância da simulação e comparar modelos com componentes reais.

7- elaboração de um relatório. Organizar, sintetizar e apresentar resultados e obterconclusões. Cumprir requisitos formais.

Sistema a analisar

Topologia

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Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Ramo de Energia

Electrónica Industrial 

 A. Pina Martins, Rui E. Araújo  2

Parâmetros fundamentais:

Potência do transformador: 500 VA

C1: entre 470 µF e 2.2 mF

R1 e R2 (reóstatos): entre 33 Ω e 10 Ω 

L1: entre 25 mH e 250 mH

Relatório

Análise e comentário das formas de onda associadas aos elementos do sistema de conversãode energia: semicondutores, transformador e carga.

Inclusão de registos de simulação das tensões e correntes nos diversos pontos do circuito,ramo CC e CA, para as duas cargas indicadas: RC paralelo e RL série.

Medida do ripple de tensão na carga RC paralelo com duas resistências diferentes.

Verificação e medida dos harmónicos da corrente CA e da taxa de distorção harmónica total(THD), com os dois tipos de carga.

Incluir modelos realistas dos díodos e verificar as alterações de funcionamento (medir tensõese potências/rendimento).

Verificar o regime transitório de ligação do sistema em diversas condições de carga.

Aspectos complementares (10%)

Verificar a presença do sinal de telecomando na rede eléctrica.Analisar o efeito deste tipo de conversor, com as várias cargas, na rede de alimentação(modelar a rede com uma impedância equivalente e colocar uma carga não linear de potênciaelevada).

Avaliação

Do conhecimento e capacidade de compreensão das ciências fundamentais da EngenhariaElectrotécnica.

Da aplicação de conhecimentos específicos de Electrónica Industrial num problema real em

contexto multidisciplinar.

Da capacidade para integrar conhecimentos e desenvolver soluções em situações deinformação incompleta.

Da capacidade de comunicação escrita.

Da capacidade de trabalho em grupo.