Controle de Ângulo de Disparo em Retificador Controlado a Tiristores

Eletrônica de Potência
Instrumentação
Disponível
Modelagem, identificação e controle de tensão CC de saída de uma bancada de retificador controlado a tiristores via ajuste do ângulo de disparo.
Data de Publicação

16 de julho de 2026

Objetivos

O retificador controlado a tiristores (SCR) é uma planta clássica de eletrônica de potência para ensino de controle: a tensão CC média de saída é ajustada pelo ângulo de disparo dos tiristores em relação à rede CA, numa relação não linear (proporcional ao cosseno do ângulo de disparo, no caso de carga resistiva/indutiva). O LINCE dispõe de uma bancada didática desse tipo. Objetivos:

  • Revisar o princípio de operação do retificador controlado (topologia monofásica ou trifásica da bancada) e a relação teórica entre ângulo de disparo e tensão CC média de saída;
  • Implementar o circuito de disparo sincronizado com a rede (detecção de passagem por zero e geração do pulso de gate com o atraso correspondente ao ângulo desejado);
  • Levantar experimentalmente a curva tensão-ângulo de disparo e comparar com o modelo teórico, incluindo o efeito da carga (resistiva vs. resistivo-indutiva);
  • Projetar um controlador de tensão CC de saída (malha fechada ajustando o ângulo de disparo) e avaliar seu desempenho frente a variações de carga.

Pré-requisitos

  • Eletrônica de Potência I (retificadores controlados);
  • Sistemas de Controle I;
  • Instrumentação (sincronismo com a rede, isolação de sinais de disparo);
  • Programação em C/C++ para microcontrolador e Python/MATLAB para análise de dados.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

  • Reuniões semanais internas do grupo, com reunião quinzenal com o orientador para validação de resultados;
  • Entregáveis mensais: firmware/notebook reprodutível com o pipeline de sincronismo → geração de disparo → identificação da curva tensão-ângulo → controle de tensão;
  • Ferramentas: bancada de retificador controlado do LINCE, osciloscópio, repositório Git compartilhado;
  • Divisão sugerida: um membro focado no circuito de sincronismo e geração de disparo, outro na identificação da curva tensão-ângulo, outro no projeto e validação do controlador de tensão.

Referências

  1. Mohan, N.; Undeland, T. M.; Robbins, W. P. Power Electronics: Converters, Applications, and Design. 3ª ed. Wiley, 2003. Cap. 6 — Line-Frequency Phase-Controlled Rectifiers and Inverters.
  2. Ogata, K. Engenharia de Controle Moderno. 5ª ed. Pearson, 2010.