Duvidas sobre transfomadores...

[albert_emule]

Este tipo de pwm, onde a parte de cima da senoide varia de 0 a +B e a parte de baixo varia de 0 a -B diferente se a modulaçao fosse de -B a +B.. Para o 0V os transistores devem levar o potencial na saida a 0V!!

O controlador dos mosfets deve funcinar assim:

para o lado positivo da senoide por exemplo, o par de fets do fio de baixo do trafo leva ele ao potencial fixo de -B e mantem, enquanto o par de fets do fio de cima chavea de -b a +b..

Para a parte de baixo da senoide,o par de fets leva o o fio de cima ao potencia -b e permanece enquanto o outro par chavea de -b a +b para o fio de baixo...

o trafo deve ser para a frequencia da senoide e nao do chaveamento! Ou para mais eficaz e nao ter ruidos na saida do trafo, fazer uma modulaçao simples em pwm, ou seja, deixando um dos fios do trafo ligado a 0v fixo, enquanto o outro recebe o sinal senoidal varinado de -b a +b, (ja senoidal ou a senoide modulada em pwm) igual a modulaçao de amplificadores classe D por exemplo!

mesmo o trafo n sendo para as frequencias da modulaçao, ele vai passar ela para o secundario principalmente quando a carga tiver pouco consumo... Eu colocaria um filtro antes do trafo...

O controle de pwm devera ter uma senoide de amostra para modular em potencia, nesse caso pode usar um hartley ou colpitts, armstrong... Entrando em um astavel gerando a modulaçao... Tem outras formas também para gerar o pwm...

Deixa eu ver se entendi a sua descrição:

Você diz que para que aquela ponte inversora produza meio ciclo positivo, a perna inferior do trafo teria que ser conectada ao 0V (negativo da fonte) enquanto a perna superior do trafo hora seria conectada em +B e hora seria conectada em -B por um par daqueles mosefts (semelhante a push pull) e no caso do esquema, os mosfets fariam estas conexões da perna superior do trafo na freqüência de 9Khz, é isso que você quis dizer?

Não é bem assim que funciona.

Com este sistema que você descreveu, além do controle PWM ficar bem complexo, quando conectasse no trafo os mosfets iriam explodir.

Neste sistema do esquema acima apenas é feita uma condução cruzada, pense num "X", para produzir meio ciclo, são acionados ao mesmo tempo o mosfet diretamente ligado à +B e o mosfet diretamente ligado à Zero volts (GND).

Eles são acionados em frequência de 9Khz, começando por um pulso muito fino que vai alargando no ritmo de uma senoide subindo. Aumenta a largura dos pulsos ao máximo para reproduzir o topo da senoide e a largura dos pulsos vai afinando no ritmo de uma senoide caindo. Para meio ciclo negativo da onda é feito o mesmo processo.

Em fim, é conforme está no gráfico a seguir:

Este sistema não dá ruídos.

É largamente utilizado deste 300 watts a mais de 100 mil watts.

O filtro é apenas um capacitor AC na saída que não responde às variações de 9Khz funciona como curto-circuito, apenas responde às variações de 60Hz.

Mas o ponto onde quero chegar, é que ao ser aplicado um sinal PWM, diretamente sobre um transformador (isso depende do transformador usado), mesmo que seja uma senoide por aproximação, você não terá controle sobre as altas frequências geradas pela onda quadrada. Isso pode induzir altas tensões no secundário, além do que você realmente estava esperando.

Agora concordo com ideia de colocar um filtro antes do transformador para garantir seu sinal seja suave.

O tipo de modulação PWM e o filtro que descrevi acima é largamente utilizado para prover energia de emergência durante falta de energia.

Você vai encontrar facilmente sistemas de 100Kva a 200Kva, alimentado centenas de computadores e alguns Rack de servidores dos mais modernos e caros que existem, geralmente na industria.

[Fl4vio]

Deixa eu ver se entendi a sua descrição:

Neste sistema do esquema acima apenas é feita uma condução cruzada, pense num "X", para produzir meio ciclo, são acionados ao mesmo tempo o mosfet diretamente ligado à +B e o mosfet diretamente ligado à Zero volts (GND).

Eles são acionados em frequência de 9Khz, começando por um pulso muito fino que vai alargando no ritmo de uma senoide subindo. Aumenta a largura dos pulsos ao máximo para reproduzir o topo da senoide e a largura dos pulsos vai afinando no ritmo de uma senoide caindo. Para meio ciclo negativo da onda é feito o mesmo processo.

Em fim, é conforme está no gráfico a seguir:

Este sistema não dá ruídos.

É largamente utilizado deste 300 watts a mais de 100 mil watts.

O filtro é apenas um capacitor AC na saída que não responde às variações de 9Khz funciona como curto-circuito, apenas responde às variações de 60Hz.

O tipo de modulação PWM e o filtro que descrevi acima é largamente utilizado para prover energia de emergência durante falta de energia.

Você vai encontrar facilmente sistemas de 100Kva a 200Kva, alimentado centenas de computadores e alguns Rack de servidores dos mais modernos e caros que existem, geralmente na industria.

Falo isso por que, segundo a Serie de Fourier, uma onda quadra é uma composição de infinitas somas de senos e cossenos (cada uma com uma frequência distinta).

Logo isso gera muito ruído na saída do sistema, caso não seja aplicado algum tipo de filtro.

[albert_emule]

Falo isso por que, segundo a Serie de Fourier, uma onda quadra é uma composição de infinitas somas de senos e cossenos (cada uma com uma frequência distinta).

Logo isso gera muito ruído na saída do sistema, caso não seja aplicado algum tipo de filtro.

No caso do sistema citado, o filtro apenas visa filtrar o chaveamento de 9Khz do PWM, funcionado como um curto-circuito para esta freqüência, e respondendo com elevada resistência elétrica para a freqüência de 60Hz. Trata-se de um capacitor AC que é ligado na saída do trafo, em paralelo com a bobina do transformador.

Quer ver um exemplo prático?:

Este no-breaks é da marca SMS e ele é senoidal onda pura.

Observe a forma de onda dele no momento que está mandando direto da rede elétrica, e no momento que é simulado a falta e energia e ele produz sua própria onda senoidal:

Veja que a onda da senoide que ele produz é totalmente perfeita, diferente da onda da rede elétrica que é distorcida e cá pra nós, quando os vizinhos ligam eletrodomésticos diversos, motorizados, na rede elétrica, ela fica muito pior, cheia de harmônicas.

Sabe como é feita esta onda senoidal?

Assim:

http://imageshack.us/a/img33/9529/l2t.png

Eu sei o que estou dizendo. Trabalho com estes sistemas e já fui até na fábrica tomar cursos.

O capacitor que filtra a componente de modulação deste no-break é de 10uF por 250Vah.

Ele está ligado diretamente na saída do no-break.

É um capacitor amarelo que é fixado por abraçadeira plastica na placa.

É igual a este:

Quanto a Série de Fourier:

http://www.ime.unicamp.br/~vaz/fourier.htm

Eu entendo que são funções matemáticas que teorizam como um número incontável de harmônicas juntas podem representar uma onda quadrada.

Ao meu ver, uma onda quadrada produzida por um chaveador não é composta de harmônicas, apesar poder produzir harmônicas ao chavear circuitos indutivos.

Imagine se você resolvesse ligar e desligar a luz do seu quarto numa freqüência de 1Hz, Produzindo na lâmpada, onda pulsante de 1Hz (uma vez por segundo);

Você estaria produzindo meio ciclo de onda quadrada na lâmpada não é?

Você acredita que quando o interruptor estiver em ON, com seus contatos metálicos unidos (lâmpada ligada), você acredita que lá dentro do interruptor sem ninguém ver ele esteja chaveando uma composição de infinitas somas de senos e cossenos (cada uma com uma frequência distinta)????

[mroberto98]

Acho que nao entendeu o que eu disse... o que eu tentei dizer e um funcionamento igual o que acontece em amplificadores classe DDX (digitais) possuem mais rendimento e fidelidade do que os classe D por chavearem diferente..

depois posso postar graficos para entender melhor..

Por exemplo, começando do começo, onde varia de zero a +B... No momento que estiver em +B o fet ligado ao +b conduz e o outro ligado ao -b conduz para a outra perna do trafo... Mas e quando cair para 0V? Os dois pares vão cortar deixando o circuito aberto?

o que eu quis dizer e uma forma de eles levarem as duas pernas do trafo ao mesmo potrncial (ficando com 0v de diferença) para que ficar aberto em tempo nenhum!

[albert_emule]

Acho que nao entendeu o que eu disse... o que eu tentei dizer e um funcionamento igual o que acontece em amplificadores classe DDX (digitais) possuem mais rendimento e fidelidade do que os classe D por chavearem diferente..

depois posso postar graficos para entender melhor..

Por exemplo, começando do começo, onde varia de zero a +B... No momento que estiver em +B o fet ligado ao +b conduz e o outro ligado ao -b conduz para a outra perna do trafo... Mas e quando cair para 0V? Os dois pares vão cortar deixando o circuito aberto?

o que eu quis dizer e uma forma de eles levarem as duas pernas do trafo ao mesmo potrncial (ficando com 0v de diferença) para que ficar aberto em tempo nenhum!

Mas é justamente isso que está muito errado.

O fato de você levar as duas pernas a zero volts logo depois de ter sido carregadas com pulso de 320V DC ou 400v DC, pode provocar correntes violentas nos chaveadores.

Cada vez que o pulso é zero, as pernas primárias do trafo ficam soltas mesmo.

Ao final do chaveamento do meio ciclo positivo, no último pulso, existe um tempo morto (pequeno intervalo em zero V) que evita a mudança instantânea de uma tensão positiva para negativa. Não fosse o tempo morto, ocorreria correntes violentas neste caso também. A bobina do trafo não consegue acompanhar variações tão rápidas de tensão, necessitando de tempo morto.

Na prática, a corrente no primário da bobina do trafo fica assim com este serrilhada, mas na freqüência de 9Khz,

Na saída do trafo o que sai é apenas uma onda senoidal pura, sem ruídos pois o capacitor que está ligado em paralelo co o trafo não deixa a tensão oscilar na frequência dos 9Khz devido sua capacitância ser elevada para esta freqüência, e também segura a tensão nas lacunas de chaveamento.

O capacitor ideal, seria quele que formasse um circuito tanque com a bobina do transformador (Circuito oscilante).

Este sim, deixaria a onda totalmente sem ruídos, uma onda completamente liza, mas para isso iria precisar de capacitores volumosos.

Na prática apenas se usa um capacitor que apenas diminua os ruídos a níveis desprezíveis.

[mroberto98]

Agora nao entendi por que haveria alta corrente quando levado os terminais do trafo a 0v..

a 9khz nem daria tempo para a bobina criar o campo em 100%.. A corrente que poderia aparecer nos transistores seria a energia armazenada pela bobina certo? Como essa energia poderia ser estão alta? Considerando ainda que a 9khz a largura dos pulsos e estão pequena que nao da tempo para a completa criqçao do campo...

ate mesmo quando se solta o trafo, haveria tensaos muitas contra induzidas na bobina, queimando o transistor por excesso de tensqo mas nao de corrente... A corrente criada por essa energia armazenada e desprezivel...

Pois essa de levar os terminais a 0v, um amplificador DDX faz! Por isso nao entendi porque haveria alta corrente pelos transistores...

Ou também como um classe D, uma perna fica sempre presa em 0V enquanto apenas a outra recebe o chaveamento de -b a +b... Assim nunca ficara aberto... Como um amp classe D...

uma perna recebe 0v... Enquanto a outra recebe a senoide indo de -b a +b....

[albert_emule]

A forma acima descrita é a forma mais eficiente energeticamente de produzir ondas senoidais puras.

Não se pode comparar totalmente as técnicas de PWM em inversores com as técnicas de PWM em amplificadores de áudio.

Em áudio o amplificador precisa responder a várias frequências ao mesmo tempo, entre 20Hz a 20Khz, isso sá complica tudo.

Precisa de PWM acima de 320Khz

Só isso já faz perder potência em calor por chaveamento rápido.

Um mosfet quando chaveia ele não passa instantaneamente para a posição ON. Ele passa por toda a tensão durante o chaveamento, como se fosse um potenciômetro fechando, mas de forma muito rápida. Contudo se chaveia em freqüência alta, as perdas de potência que ocorrem em cada pulos se tornam mais evidentes devido o número mais elevado de chaveamento.

No inversor ele trabalha com a freqüência mais baixa 9Khz, garantindo a máxima eficiência.

Para sistemas em alta tensão é usado IGBT que dão muito menos perdas que os mosfets nestas tensões elevadas.

Chavear bobinas de transformadores em alta potência, tipo 30Kva é muito diferentes de chavear bobinas de alto-falante que mais funcionam como resistores do que propriamente bobinas.

No caso dos inversores o sistema é crítico.

requer uma engenharia forte

Para as tensões contra induzida existem os CAC, controlhe de auxilio a comutação, e os snubbers

O PWM usado em inversores chama-se PWM unipolar.

O PWM que são usados em amplificadores de áudio são chamados de PWM bipolar, veja como é:

https://fbcdn-sphotos-h-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash4/487484_227600900701224_1957451300_n.jpg

Estas são simulações de um amplificador classe D com topologia UCD, foi simulado no LTspice, veja mais uma foto, desta vez mostrando o PWM no gate dos dois mosfets:

https://fbcdn-sphotos-h-a.akamaihd.net/hphotos-ak-ash4/301114_227602614034386_980919690_n.jpg

Usa mosfet canal N e mosfet canal P

A frequência de do áudio testada aí estava em torno de 15Khz

[mroberto98]

E qual a frequencia do pwm ai?

Mas e a tensão gerada quando os fets cortam?? Pelo que você disse, se a corrente e alta então tensão seria ainda maiir que o normal das outras bobinas... também nao queimariam os transistor? usando zener e diodos também n funcionariam pois ai quem explodiria seria eles pela alta corrente...

[Fl4vio]

Ao meu ver, uma onda quadrada produzida por um chaveador não é composta de harmônicas, apesar poder produzir harmônicas ao chavear circuitos indutivos.

Imagine se você resolvesse ligar e desligar a luz do seu quarto numa freqüência de 1Hz, Produzindo na lâmpada, onda pulsante de 1Hz (uma vez por segundo);

Você estaria produzindo meio ciclo de onda quadrada na lâmpada não é?

Você acredita que quando o interruptor estiver em ON, com seus contatos metálicos unidos (lâmpada ligada), você acredita que lá dentro do interruptor sem ninguém ver ele esteja chaveando uma composição de infinitas somas de senos e cossenos (cada uma com uma frequência distinta)????

Ok, eu só queria chegar nesse ponto, onde a transição abrupta de onda uma quadrada, possa gerar efeitos indesejáveis, como harmônicos ou ruídos.

No caso de ligar e desligar uma lâmpada no seu exemplo, você deveria levar em consideração o efeito gerado pelo chaveamento do interruptor, de 1Hz, no comportamento da carga e não "que lá dentro do interruptor sem ninguém ver ele esteja chaveando uma composição de infinitas somas de senos e cossenos (cada uma com uma frequência distinta)????", e sim considerar os efeitos inercias da corrente na lâmpada (carga).

[albert_emule]

Este da simulação do amplificador não tem freqüência fixa é um tipo chamado UCD onde ele é auto-oscilante e a freqüência de chaveamento varia conforme as freqüência que estão sendo amplificadas. Nas frequancias de áudio mais altas, pode chegar em uns 320Khz, nas mais baixas, esta abaixa muito.

Quanto ao PWM que você citou, eu deduzi que haveria correntes elevadas, pois o campo magnético no transformador não varia tão rápido, ainda mais nestes transformadores grandes, eles tem uma certa inercia, ainda mais quando se tem filtro capacitivo na saída.

Você nunca ouviu falar em inrush em transformadores?

É uma corrente de magnetização do transformador que pode ultrapassar muitas vezes o valor nominal do próprio transformador durante o pico.

Em alta potência as coisas mudam muito

O que você quer fazer é basicamente magnetizar e desmagnetizar o transformador a cada pulso PWM:

http://www.osetoreletrico.com.br/web/documentos/fasciculos/ed56_fasc_protecao_capIX.pdf

Você diz que o pulso é tão curto que não dá tempo de magnetizar o trafo, mas isso só ocorre no início do pulso

Imagine quando os pulsos já estiverem no meio da onda... A tensão induzida no primário trafo já vai estar no topo da senoide, em 320V DC a 400V (eu já mensurei até uns 420V nos barramentos DC dos equipamentos de 30 a 40Kva), quando neste momento Os IGBTs módulos chavearem as duas pernas do trafo para zero voltts, vai existir aí uma corrente de pico muito elevada. vai ser um milagre se não explodir.

Quanto a alta tensão que você citou, ela é determinada pela função dv/dt

(Derivada; tensão em determinado tempo).

Se você desenergiza uma bobina, A corrente vai variar instantaneamente e a tensão em seus polos irão ao infinito, limitada apenas pela resistência do ar, da própria bobina ou algo que feche o circuito.

No caso destes inversores eles contem circuitos que evitam esta variação de tensão instantânea.

O simples fato do transformador ter um capacitor de filtro na saída (para um de 15Kva =60uF a 127V) já evita que ocorra variações bruscas de tensão. Geralmente o capacitor não varia a tensão tão rápido devido a sua capacitância. Quando um pico de tensão destes ocorre, é devido a mudanças buscas no campo magnético. A variação vai ocorrer para todas as bobinas. Se uma segura (por causa de um capacitor) todas vão ficar limitadas.

Geralmente este picos de alta tensão não tem potência, danifica os componentes apenas por alta tensão

[mroberto98]

mesmo que o chaveamento seja perfeito onda quadrada, quando uma tensão ou corrente muda bruscamente como na saubida ou descida de uma onda quadrado geraria harmonicos...

mas esse pico de corrente quando for desmagnetizar a bobina a força como por exemplo levar os dois terminais a 0v, o valor da corrente n teria a ver com a propria corrente quando a senoide estiver no pico maximo?

voce disse que haveria a corrente de pico, mas a bobina nao havera essa corrente no exato momento ate mesmo por ser um indutor e ter uma reatancia, alta resistencia em variaçoes brusca (como esse caso)...

eu sei que esta falando de trafos grandes, mas para essa potencia essa corrente do campo armazenado seria de alguma forma proporcional como os trafos de baixa potencia... Nao sei se estou certo me corrija se eu estiver errado..

Por exemplo um trafo de 100W você consegue eliminar as tensoes contra induzida com simples diodos (o que significa que essa corrente e menor que a propria potencia do trafo..)

[albert_emule]

mesmo que o chaveamento seja perfeito onda quadrada, quando uma tensão ou corrente muda bruscamente como na saubida ou descida de uma onda quadrado geraria harmonicos..

Num sistema muito bem projetado não.

Recentemente fazer manutenção preventiva num nobreak engetron de 40Kva num Hospital. Este é um tipo de equipamento que modula a senoide daquele jeito que lhe falei.

Chegando lá eu observei que ele estava operando como line interativo (igual a um no-break pequeno) não como on-line. É uma opção dele para economizar energia. Isso quer dizer que enquanto existe rede elétrica ele alimenta as cargas direto pelo transformador, com isso economiza uns 5% de perdas dos conversores estáticos que vão estar desligados.

Tinha um engenheiro lá no hospital e ele tinha um analisar de energia da Fluck.

Colocou este equipamento na saída do no-break e percebeu alguma harmônia.

Quando eu passei o no-break para o modo online, as harmônicas foram filtradas.

Bom, agora o inversor estava ligado online:

Rede retificando, carregando banco de capacitores de 320V e alimentando inversor de tensão que modula a entrada do trafo assim:

É exatamente isso aqui:

A rede elétrica da concessionária de energia sempre tem harmônicas devido a retificadores diversos estarem ligados a rede sem correção de fator de potência; Computadores, televisores, industria e suas máquinas etc.

Veja a diferença entre rede elétrica e o inversor modulado do jeito que lhe falei:

Só lembrando que a onda do inversor do no-break não distorce, pois o circuito modulador de PWM sempre corrige esta onda, deixando sempre totalmente senoidal, não importando o tipo de carga.

[mroberto98]

Cara a minha rede e pior q a do video... A ultima vez que vi ela estava tipo uma mistura de dente de serra com quadrade senoidal meia triangular.. Aquela quadrada depois de passado por um cap de acoplamento com os picos tortos alem de quadrados..

Enfim tava detonada!!

[albert_emule]

mesmo que o chaveamento seja perfeito onda quadrada, quando uma tensão ou corrente muda bruscamente como na saubida ou descida de uma onda quadrado geraria harmonicos...

mas esse pico de corrente quando for desmagnetizar a bobina a força como por exemplo levar os dois terminais a 0v, o valor da corrente n teria a ver com a propria corrente quando a senoide estiver no pico maximo?

voce disse que haveria a corrente de pico, mas a bobina nao havera essa corrente no exato momento ate mesmo por ser um indutor e ter uma reatancia, alta resistencia em variaçoes brusca (como esse caso)...

eu sei que esta falando de trafos grandes, mas para essa potencia essa corrente do campo armazenado seria de alguma forma proporcional como os trafos de baixa potencia... Nao sei se estou certo me corrija se eu estiver errado..

Por exemplo um trafo de 100W você consegue eliminar as tensoes contra induzida com simples diodos (o que significa que essa corrente e menor que a propria potencia do trafo..)

Quanto a esta questão se há corrente ou não, só sei que os fabricantes não fazem do jeito que você citou. Talvez possa ser por um destes dois motivos:

Complexabilidade do controle PWM sem necessidade:

Aterrar os dois polos do trafo ou não, tecnicamente não iria fazer diferença, só aumentaria o custo de desenvolvimento e produção de uma placa eletrônica de controle mais complexa. É uma hipótese.

Talvez haja mesmo esta corrente se aterrar os dois polos do trafo. também é uma Hipótese.

Se os fabricantes não fazem é porque de alguma forma não é bom, concorda?

Eu nem ponho esta questão em dúvida, pois tais equipamentos são caríssimos, geralmente custando acima de 35 mil reais e são projetados para manter protegido equipamentos caros de fábrica contra falta e variações de energia. São equipamentos que trabalham de forma ininterrupta com seus inversores ligados por muitos anos(alimentados pela rede retificada), sem nunca parar nem um segundo sequer.

Portanto, não ha o que duvidar.

[mroberto98]

Concordo... Agr uma outra pergunta... O grafico que voce postou no começo começa com a parte de cima da senoide, o pulso começa indo de 0 a +b depois cai pra 0 e depois volta pra +b... Se eu entendi certo o grafico, então os pulsos aplicados ao trafo seria senpre com metade da fonte? Porque por exemplo, do jeito que o grafico esta ele deve ser de apenas umas das pontas do trafo e nao da resultante total das twnsoes induzidas nele certo?

imagina que +b seja de 100v e -b -100V... No momento do pulso positivo +b eu entenderia que esta sendo induzido apenas 100V e nao 200V... então esse grafico compreende apenas para uma das pernas do trafo?

ate porque seria impossivel um fet levar um lado a 100V enquanto o outro lado ficar em 0V pois os fet n tem ligaçao a 0V...

[albert_emule]

Voltando ao assunto, a ideia é fazer um inversor senoidal de forma mais simples possível:

O colega Fávio havia proposto um oscilador oscilador colpitts.

Eu comentei que este seria inviável pois teria o mínimo de 40% de perdas como hum amplificador classe AB.

A solução é um oscilador Royer:

http://myfunprojects.com/images-royer%20inverter/Royer%20inverter%20circuit.JPG

Este oferece ondas perfeitamente senoidais e não perde tanta energia em calor pois ele é um oscilador ressonante:

O chaveador não produz a senoide como num amplificador classe AB. Ele produz pulsos de onda quadrada. O amortecimento da corrente pelo indutor L1 e a ressonância do circuito tanque (circuito oscilante), formado por C1 e bobina primária do trafo, fazem a onda quadrada dos chaveadores se tornar totalmente senoidal.

O resultado é que os chaveadores devidor estarem chaveando onda quadrada, perdem o mínimo em calor, e a potência é toda entregue no transformador. O rendimento fica na faixa dos 80 a 85%.

Estabilizar a tensão de saída é complicado. Certamente a tensão de saída irá cair conforme a bateria vai sendo descarregada.

Neste caso será melhor que projete o sistema para fornecer 135VAC quando a bateria estiver com 13.8V e 107Vac quando a bateria já estiver com 10V, onde é considerada descarregada.

Deve haver um circuito para desligar o sistema. de 107Vac até 135Vac é uma faixa de tensão considerada utilizável, não há problema em ligar equipamentos eletrônicos.

Concordo... Agr uma outra pergunta... O grafico que voce postou no começo começa com a parte de cima da senoide, o pulso começa indo de 0 a +b depois cai pra 0 e depois volta pra +b... Se eu entendi certo o grafico, então os pulsos aplicados ao trafo seria senpre com metade da fonte? Porque por exemplo, do jeito que o grafico esta ele deve ser de apenas umas das pontas do trafo e nao da resultante total das twnsoes induzidas nele certo?

imagina que +b seja de 100v e -b -100V... No momento do pulso positivo +b eu entenderia que esta sendo induzido apenas 100V e nao 200V... então esse grafico compreende apenas para uma das pernas do trafo?

ate porque seria impossivel um fet levar um lado a 100V enquanto o outro lado ficar em 0V pois os fet n tem ligaçao a 0V...

Você está confundido com amplificadores que são alimentados em fonte simétrica. Aqui não é uma fonte simétrica, veja o gráfico:

http://imageshack.us/a/img33/9529/l2t.png

Está vendo o semi-ciclo positivo?

Observe que é um PWM, como você mesmo disse, varia indo de 0 a +b depois cai pra 0 e depois volta pra +b...

Observe também que os pulsos mudam de largura, começam finos, ficam com largura máxima no meio e por fim terminam finos como começaram.

Como você já sabe, o aumento e a diminuição da largura dos pulsos, fazem aumentar e diminuir a corrente, certo?

Então,a corrente na bobina primária do trafo vai variar de forma senoidal para aquele semi-ciclo positivo.

Pegue um diodo e alimente um trafo por ele em sério (Retificador meio ciclo).

Vai acontecer o mesmo no trafo; Vai formar uma onda senoidal meio ciclo positivo na bobina do trafo.

Inverta a polaridade do diodo:

Agora vai fazer o meio ciclo negativo.

Coloque dois diodos, um indo e outro voltando:

Agora o trafo vai funcionar normalmente pois vai receber os dois semi-ciclos da tensão.

É exatamente isso que faz o PWM.

Agora você vai entender a questão da ponte "Meia ponte" dos amplificadores e a ponde inversora "Ponte completa" dos inversores de tensão:

É que "meia ponte" dos amplificadores precisam de fonte simétrica para formar o +B e o -B.

Ponte completa, como é o caso dos inversores, possuem mais um par de mosfet, que de uma única fonte +B, ou seja, zero e VCC, fazem tando o -B como o +B.

Neste caso é apenas invertido a polaridade da fonte para formar o semi-ciclo negativo.

Quando você desconecta as duas pernas do trafo, inverte a polaridade da fonte e conecta novamente no trafo, você simplesmente passou do semi-ciclo negativo para o positivo.

Mas bem no momento da inversão a fonte não é invertida instantaneamente.

Existe naquele ponto da inversão, um tempo morto para que haja correntes elevadas pois o trafo não pode mudar instantaneamente de uma polaridade a outra de tensão, não pode inverter instantaneamente seu campo magnético.

Outra coisa: para o trafo o que vai importar é a direção do campo magnético no seu interior, que é definida pelo sentido da corrente.

Não vai importar se os dois polos primários estão sendo aterrados ou não.

[mroberto98]

Entendi! valeu pela explicaçao!

[albert_emule]

SISTEMA DE ACIONAMENTO DE UMA MOTOBOMBA

VIBRATÓRIA SUBMERSA ALIMENTADO POR ENERGIA

SOLAR FOTOVOLTAICA

Inversor push-pull paralelo ressonante

Esta topologia, proposta, é baseada na topologia push-pull clássica e caracteriza-se

por usar um transformador com tap-central no lado primário. O circuito do inversor pushpull

paralelo ressonante é mostrado na Fig. 1.5. Este conversor é alimentado diretamente por

um banco de baterias e utiliza apenas dois interruptores do tipo mosfet. O banco de baterias é

então carregado pelos painéis solares através de um carregador adequado. O transformador

realiza a isolação galvânica e adapta a tensão de saída ao valor nominal da bomba. Seu estágio

de entrada possui uma característica de fonte de corrente pela presença do indutor Lin e no

lado secundário é adicionado um capacitor Cr em paralelo com a carga, o que torna a tensão

de saída ressonante. Este capacitor é também responsável pelo processamento da energia

reativa da motobomba, que está representada pelo seu modelo elétrico equivalente.

http://img15.imageshack.us/img15/2386/ce2.png

Fig. 1.5 – Circuito inversor push-pull paralelo ressonante.

O circuito de comando dos interruptores é do tipo auto-oscilante extremamente simples

e pode ser visto na Fig. 1.6. Ao transformador adicionam-se dois enrolamentos auxiliares

aux1 e aux2 que são ligados diretamente aos resistores de gatilho dos interruptores. Os diodos

zener z1 e z2 são responsáveis pelo grampeamento da tensão de gatilho no limite máximo

especificado.

http://img842.imageshack.us/img842/1043/e0lj.png

Fig. 1.6 – Detalhe do circuito de comando auto-oscilante.

Na partida, ocorre o carregamento das capacitâncias do mosfet pela fonte de

alimentação até a tensão de gatilho atingir o valor necessário para o disparo, iniciando assim a

oscilação. As tensões nos enrolamentos auxiliares são defasadas de 180º e proporcionais à

tensão de saída do conversor. A comutação dos interruptores ocorre na passagem por zero da

tensão de saída. Os enrolamentos são projetados para fornecerem uma tensão superior ao

limite especificado pelo fabricante garantindo a condução dos interruptores.

Considerando os componentes ideais, o princípio de funcionamento do conversor pode

ser descrito em duas etapas de operação:

Primeira etapa: - Condução de S2 (t1 – t0)

Nesta etapa S2 é comandado a conduzir enquanto que S1 é comandado a bloquear,

assim, a corrente de entrada Iin passa a circular por S2. A comutação dos interruptores é

suave. A tensão sobre S1 passa a crescer senoidalmente devido à ressonância entre Cr e Lc.

Segunda etapa: - Condução de S1 (t2 – t1)

Nesta etapa a tensão em S1 se anula e S2 é bloqueado e S1 é comandado a conduzir

assumindo a corrente de entrada. Esta etapa termina quando a tensão sobre S2 se anula e a

primeira etapa se repete. As formas de onda experimental da tensão e da corrente na

motobomba e no interruptor S1 são mostradas na fig. 1.7 e na Fig. 1.8 respectivamente. Em

ambas as etapas o conversor opera em regime permanente.

http://img801.imageshack.us/img801/6617/oa2n.png

http://img191.imageshack.us/img191/6982/o1h.png

O capacitor é um elemento fundamental para o correto funcionamento desta topologia,

sendo responsável pela ressonância do circuito e seu valor depende diretamente dos

parâmetros da bomba (Rc e Lc) e do transformador, podendo ser calculado pela equação (1.3).

http://img849.imageshack.us/img849/4427/am6g.png

(1.3)

Onde

Leq Indutância paralela equivalente entre a indutância da bomba e a

indutância magnetizante do enrolamento secundário do transformador;

wd Freqüência de ressonância amortecida.

Portanto, para cada modelo de bomba deve-se calcular o valor adequado para o

capacitor Cr. Logo, isto pode ser visto como uma desvantagem desta topologia, se caso for

empregada para fins comerciais.

Apesar de se utilizar apenas dois interruptores comandados em baixa freqüência, o

rendimento obtido com esta topologia é de aproximadamente 85%, sendo o transformador a

principal fonte de perdas. A utilização de baterias faz com que haja a necessidade de

manutenções periódicas em função da vida útil das baterias, além da necessidade de um

circuito carregador de baterias. O circuito de controle utilizado para o comando dos

interruptores no inversor não prevê nenhuma atuação sobre o ripple de corrente drenada das

baterias, o que torna sua vida útil ainda menor. Por outro lado este conversor entrega à carga

uma tensão senoidal, com pouca distorção, e apresenta comutação suave nos interruptores.

Fonte:

http://www.gpec.ufc.br/inicio/trabalhos/SISTEMA%20DE%20ACIONAMENTO%20DE%20UMA%20MOTOBOMBA.pdf

Está é uma boa topologia, simples e senoidal, com baixas perdas.

Mas com pode ser visto na figura 1.8, as formas de onda de corrente e de tensão nos chaveadores variam no tempo, fazem uma certa cuva.

Isso ainda é ruim pois esta curva ocorre quando o chaveador está diminuindo a sua resistência interna para entrar em condução total, mas enquanto este está fazendo esta curva, a potência está sendo perdida em calor.

O fato dele ser auto-oscilante também complica pois o trafo terá que ser aquelas bobinas a mais para cionar o gate do mosfet.

A ideia é fazer um oscilador 60Hz com um multivibrador astável projetado com transistores (Eu já tenho projeto de um bem simples) e usa-lo para acionar os mosfets com pulsos perfeitamente quadrados. Isso evitaria perdas de calor nos chaveadores e elevaria a eficiência para uns 90%, além de eliminar duas bobinas que o trafo teria que ter e variações de freqüência causadas pela carga.

Ficaria como o esquema abaixo, faltando apenas acrescentar o indutor de entrada no positivo (positivo do trafo, não do oscilador) e o capacitor de saída para formar o circuito ressonante:

http://img542.imageshack.us/img542/4926/inversor100w.png