Resumo |
A crescente introdução de dispositivos ou cargas não lineares na rede elétrica tem levado o sistema elétrico a deparar-se com uma nova perspectiva de estudo: a qualidade da energia elétrica (QEE). Esse conceito busca maximizar a tríade, qualidade do produto, do serviço e do atendimento. Entre os distúrbios que atingem diretamente a QEE, e está relacionado às cargas não lineares, tem-se a harmônica. A qual é definida como uma componente múltipla inteira da frequência fundamental e é gerada por equipamentos como forno a arco, motores de indução controlados por inversores com comutação forçada, motores de corrente contínua controlados por retificadores, etc. Em diversos desses equipamentos existe um elemento em comum, o inversor. Esse é um conversor que tem por finalidade converter tensão ou corrente CC em CA. Para os inversores monofásicos encontram-se nas literaturas em suma maioria as topologias: push-pull, meia-ponte e ponte completa. O primeiro e o segundo apresentam tensão no IGBT igual ao dobro da fonte, enquanto o último a queda de tensão é igual a da fonte. Isso implica que a topologia em ponte completa apresenta baixos esforços de corrente e tensão nos interruptores. Com a finalidade de construir um inversor em ponte completa, o presente estudo aborda o circuito de acionamento que será utilizado, visto que o circuito de comando de gate deve permitir uma operação adequada do interruptor IGBT nos estados de comutação, condução e bloqueio, proporcionando também o isolamento entre o circuito de controle e o circuito de potência. O inversor em ponte completa possui dois braços inversores e cada braço é formado por dois IGBT's. O elemento superior é conectado ao coletor do inferior, logo há certa dificuldade de gerar a tensão necessária para acionamento desse dispositivo, visto que ele não está conectado à referência do sistema. Dessa forma deve-se elaborar um circuito capaz de armazenar energia e no momento oportuno utilizar para disparar o IGBT. Esse circuito recebe o nome de bootstrap. Alguns drives têm por finalidade realizar essa função, entre eles tem-se o IR2104, o qual já apresenta um tempo morto, a fim de evitar o curto circuito no braço. Em laboratório montou-se a placa de acionamento e foram realizados testes a fim de validar o circuito de acionamento, nesses foram observados o tempo morto, a tensão de saída e a forma de onda. De posse dos circuitos de acionamento, realizaram-se os testes com os interruptores. Através desses foi possível concluir que o circuito de acionamento utilizando o driver IR2104 tem boa aplicabilidade para o inversor em construção. |