Lista de Eletrônica de Potência

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 3ª lista de Exercícios UNIDADE III 2º2024 Valor20 pontos Prof Flávio Maurício de Souza 1º EXERCÍCIO Na ponte H monofásica abaixo que aciona o motor de indução utilizase um comando PWM múltiplos pulsos que tem o valor de M 067 índice de modulação e p 6 número de pulsos por semiciclo O THD medido foi de 30 Considerando que o sinal CC de entrada é igual a 100 volts e que a frequência da portadora onda triangular é igual a 300 Hz pedese a Desenhe a forma de onda de tensão no motor considerando os dados acima b Determine a frequência e amplitude do 1º harmônico do sinal de tensão aplicado ao motor c Represente o 1º harmônico determinado na letra b sobre o desenho da letra a 2 d Determine o valor da rotação do motor considerando a expressão empírica dada e Pretendendo aumentar a rotação do motor sem alterar o torque da máquina indique os procedimentos a serem seguidos para atender esta condição p E Vorms p M 1 fR fc p 2 100 1 1 2 2 X rms V V rms Vorms THD onde M Índice de modulação p n de pulsos por semiciclo duração do pulso em radianos fc freqüência da portadora triangular fR freqüência da referênciaquadrada frequência da onda de saída Relação empírica para o motor Ka x Ve onde é a rotação Ve é o valor eficaz da tensão aplicada ao estator do motor e Ka é uma constante que vale 105 radsVolts 2º EXERCÍCIO Considere o diagrama esquemático de um inversor trifásico abaixo e comando dos interruptores estáticos Para o sinal entre as fases R e S pedese a A forma de onda de tensão b O valor eficaz da tensão Obs É necessário desenhar o circuito equivalente para cada etapa de funcionamento sen n t sen n n X t Vo n 2 4 531 3º EXERCÍCIO Um inversor monofásico em ponte ponte H com comando PWM do tipo múltiplos pulsos controla a potência em uma carga resistiva O valor nominal da fonte de tensão contínua de entrada E é 100 Volts sendo utilizado um comando PWM com 5 pulsos por semiciclo p Para o controle de potência necessário a largura de cada pulso de saída é de 30 para uma frequência da onda de saída de 60 Hz Baseandose nestas informações pedese a Desenhe a forma de onda de tensão na carga com indicação das amplitudes e intervalos de tempo b Determine o valor de VORMS c Se a tensão contínua de entrada aumentar 10 indique como manter a mesma potência na carga d Considerando o espectro harmônico abaixo obtido da onda de saída determine o THD do circuito inversor THD 𝑉𝑟𝑚𝑠 2 𝑉1𝑟𝑚𝑠 2 𝑉1𝑟𝑚𝑠 x100 VORMS E𝑝 𝜋 4º EXERCÍCIO Um inversor trifásico na configuração ponte H tendo os transistores de cada braço acionados com a lógica de 180 foi projetado para alimentar um motor de indução trifásico ligado em estrela sendo que a rotação do motor deveria ser de 3600 RPM Porém ao implementar o circuito a rotação medida foi de 2555 RPM Ao fazer os testes no circuito para saber a causa da diferença entre os valores medido e projetado descobriuse que os transistores do braço da fase S pull up S3 e S6 danificaramse abrindo o circuito permanentemente Baseandose nestes fatos na relação empírica para a rotação motor e que a tensão de alimentação contínua do inversor é de 100 v pedese considerando o defeito detectado a O desenho da forma de onda de tensão com indicação dos valores dos níveis observada entre nos terminas dos enrolamentos do motor VRN VSN VTN b Justifique matematicamente o valor da rotação medida ou seja 2555 RPM Relação empírica para a rotação do motor ω 𝐾𝑀𝑉𝑅𝑁 2 𝑉𝑆𝑁 2 𝑉𝑇𝑁 2 onde KM é uma constante obtida através de ensaio que vale 442 rpmvolts e VRN VSN e VTN é o valor eficaz de cada tensão faseneutro aplicada aos enrolamentos do motor OBS Para obter a forma de onda da letra a é necessário analisar e desenhar os circuitos equivalentes para cada etapa de funcionamento 5º EXERCÍCIO Um inversor trifásico na configuração ponte H tendo os transistores de cada braço acionados com a lógica de 180 foi projetado para alimentar o estator de um motor de indução trifásico ligado em estrela Porém ao implementar o circuito a rotação medida foi abaixo do valor esperado Ao fazer os testes no circuito para saber a causa da diferença entre o valor medido e projetado descobriuse que o comando PWM do transistor do braço da fase R pull up S1 não estava gerando os pulsos de comando Baseandose nestes fatos na relação empírica para a rotação do motor e que a tensão de alimentação contínua do inversor é de 200 v pedese considerando o defeito detectado a O desenho da forma de onda de tensão com indicação dos valores dos níveis observada entre nos terminas dos enrolamentos do motor VRN VSN VTN b O valor da rotação medida Relação empírica para a rotação do motor ω 𝐾𝑀𝑉𝑅𝑁 2 𝑉𝑆𝑁 2 𝑉𝑇𝑁 2 onde KM é uma constante obtida através de ensaio que vale 1335 rpmvolts e VRN VSN e VTN é o valor eficaz de cada tensão faseneutro aplicada aos enrolamentos do motor OBS Para obter a forma de onda da letra a é necessário analisar e desenhar os circuitos equivalentes para cada etapa de funcionamento