TE067-Laboratório de Engenharia Elétrica V
Projeto e Construção de um Gradador Senoidal
Ewaldo Luiz de Mattos Mehl
Universidade Federal do Paraná
Departamento de Engenharia Elétrica
[email protected]
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Projeto e Construção de um Gradador Senoidal
• 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
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
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
Com 1 TRIAC
Com 2 SCR
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
Estratégias de comando:
Progressivo
Regressivo
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução
Exemplo:
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução - Vantagens
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.
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• Gradadores com controle pelo ângulo de
condução - Desvantagens
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.
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• Gradadores com controle PWM
Chaveamento em alta freqüência, com ajuste
na largura dos pulsos de comando:
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• PWM
Pulse width modulation
D=50%
D=20%
t alto
D (%) 
 100
T
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• PWM
Pulse width modulation
T
t alto
D (%) 
 100
T
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• PWM
Pulse width modulation
D=50%
D=95%
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• Gradadores PWM - Vantagens
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
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• Gradadores PWM - Desvantagens
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.
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• Gradadores de senóide completa
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• Gradadores de senóide completa
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)
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• Módulo Fonte de Alimentação
Baseado no Regulador (LM)(MC)7812
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
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• Módulo Fonte de Alimentação
Baseado no Regulador (LM)(MC)7812
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
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•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.)
• Tensão de Alimentação:
de 4,5 V até 18 V
• Tensão de inicialização:
>1V
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• Módulo Gerador de Pulsos
pulsos
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• Módulo Gerador de Pulsos
Cor do LED: vermelho
Cor do LED: verde
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• 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
IRF740
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• Módulo Controlador de Potência
Baseado no MOSFET IRF740
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• Módulo Controlador de Potência
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Projeto e Construção de um Gradador Senoidal
• 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
Placa da
Fonte
Placa do
Gerador
de Pulsos
c/ 555
Placa de
Potência c/
MOSFET
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• Lista de Materiais
Disponível em:
http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te076