Listas de Exercícios - Eletrônica de Potência

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA Professor Alceu André Badin Disciplina Eletrônica de potência Lista de exercícios Conversor CCCC elevador 1 Um conversor CCCC elevador com carga resistiva é alimentado por uma tensão de entrada de 50V Realizouse a medida da corrente através do diodo A forma de onda medida é apresentada abaixo Sabendose que a ondulação da tensão de saída é desprezível determinar a A forma de onda da corrente no indutor com os respectivos valores b O valor da indutância L do filtro de saída c A tensão de saída d A potência de saída e A resistência de carga f Se a razão cíclica fosse alterada para 05 qual a ondulação de corrente e a tensão de saída desprezar perdas g A capacitância de saída se a ondulação de tensão de saída é de 1 Rse desprezível h O valor da máxima Rse se a ondulação de saída é de 2 i Verifique por simulação os resultados 2 Considerando o conversor abaixo e os parâmetros descritos determine E200V R100Ω Po1000W Potência de saída ILo1A VO1 VO T40µs Período de chaveamento a O valor do indutor Lo e do capacitor Co b O tipo de condução e a resistência de carga crítica para esse conversor c A potência fornecida pela fonte E d As perdas se a chave S apresenta uma queda de tensão de 2V quando em condução e A forma de onda da tensão no Indutor f Verifique os resultados por simulação 45A 30A 0 10 s 30 s Ro E C D L UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA Professor Alceu André Badin Disciplina Eletrônica de potência 3 Considerando o conversor CCCC elevador abaixo e as formas de onda de entrada do PWM dadas determinar 15V 40µs 80µs Vtt Vct 75V E100V Ro50Ω a A ondulação de corrente no indutor e da tensão no capacitor se L2mH e C05mF b A máxima Rse do capacitor C para uma ondulação máxima de tensão de saída de 2V c O valor de Vct para que a potência entregue a carga seja de 4kW d A indutância crítica e Verifique os resultados por simulação 4 Duas referências diferentes propõem as seguintes equações para determinar a indutância crítica em um retificador boost critico E D L f I e 2 2 critico o E D D T L I Onde E é a tensão de entrada T é o período de chaveamento Io é a corrente de saída I é a ondulação de corrente no indutor f é a frequência de chaveamento e D é a razão cíclica Analiticamente demonstre qual equação está correta Ro E C D L VC Vt UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA Professor Alceu André Badin Disciplina Eletrônica de potência Lista de exercícios Conversor CCCC abaixadorelevador buckboost 1 Considerando o conversor abaixo e os parâmetros descritos determine E200V R50Ω T50µs Período de chaveamento a Explicar as etapas de operação e desenhar as formas de onda de corrente e tensão do interruptor e do indutor para uma condução descontínua b O tipo de condução para D06 e L03mH c A potência de saída e a ondulação de corrente no indutor para o item b d A razão cíclica para uma potência de 600W na saída considerando condução contínua e Verifique os resultados por simulação 2 Considerando o conversor CCCC abaixadorelevador abaixo e as formas de onda de entrada do PWM dadas determinar 15V 40µs 80µs Vtt Vct 75V E200V Ro50Ω a A ondulação de corrente no indutor e da tensão no capacitor se L05mH e C1mF b A indutância crítica c A potência de saída d O valor de Vct para que a potência entregue a carga seja o dobro mantendo os mesmos componentes e Verifique os resultados por simulação A forma de onda abaixo é a corrente de entrada de um conversor buckboost Sabendose que a tensão de entrada é de 80V determine a A indutância L de entrada b A potência de saída se o conversor tem rendimento unitário c A corrente média no diodo e a resistência da carga d O valor do indutor para condução crítica e A forma de onda da tensão no indutor e no interruptor 2A 05A 0 35us 100us Ro E Co S Vo L IL Ro E C D L VC Vt UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA Professor Alceu André Badin Disciplina Eletrônica de potência Lista de exercícios Conversor CCCC abaixador 1 Um conversor buck CCCC com filtro LC de saída e carga resistiva é alimentado com uma tensão de entrada de 100V Realizouse a medida da corrente através do diodo A forma de onda medida é apresentada abaixo Sabendose que a ondulação da tensão de saída é desprezível determinar a A forma de onda da corrente no indutor com os respectivos valores b O valor da indutância L do filtro de saída c A tensão de saída d A potência de saída e A resistência de carga f Se a razão cíclica fosse alterada para 05 qual a ondulação de corrente e a tensão de saída desprezar perdas g A capacitância de saída se a ondulação de tensão de saída é de 1Rse desprezível h O valor da máxima Rse se a ondulação de saída é de 2 2 Considerando o conversor abaixo e os parâmetros descritos determine E200V R5Ω Po1000W Potência de saída ILo1A VO1 VO T20µs Período de chaveamento a O valor do indutor Lo e do capacitor Co b O tipo de condução e a resistência de carga crítica para esse conversor c A potência fornecida pela fonte E d As perdas se a chave S apresenta uma queda de tensão de 2V quando em condução e A forma de onda da tensão no Indutor f Verifique os resultados por simulação 3 Considerando o conversor CCCC abaixador que segue que apresenta uma razão cíclica de 06 Io10A E100V determinar a As formas de onda da tensão no interruptor S e da corrente no diodo D b A potência transferida para fonte Io c O rendimento do circuito se a resistência em condução de S é 1Ω e a tensão direta do diodo D é 15V desconsiderar perdas de comutação d Verifique os resultados por simulação 45A 15A 0 20 s 50 s E Co D Lo S ILo Vo Io E D S UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CURITIBA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA Professor Alceu André Badin Disciplina Eletrônica de potência 4 Um conversor buck CCCC com filtro LC de saída e carga resistiva é alimentado por uma fonte E A corrente na fonte de entrada é apresentada abaixo Sabendose que o indutor é de 02mH determinar a A tensão de entrada e a tensão de saída se a condução é crítica b A tensão de entrada e a tensão de saída se a condução é descontínua e a corrente de saída é de 1A c O capacitor de saída para uma ondulação de tensão de 1 na tensão de saída considerando condição crítica d A potência de saída para condução crítica e Se a razão cíclica fosse alterada para 05 considerando os parâmetros do item a qual a ondulação de corrente e a tensão de saída e o tipo de condução desprezar perdas f O valor da máxima Rse se a ondulação de saída é de 1 g Verifique os resultados por simulação 25A 0 20 s 50 s IE Lista de exercícios de retificadores trifásicos 1 Para o retificador abaixo determine a Esboce a tensão de saída α 90º b esboce a tensão sobre o tiristor T1 para α 90º c a tensão média de saída para α 90º d o ângulo de disparo para que a corrente média de saída seja 10 A e o fator de potência para α 90º 2 Para o retificador ponte mista abaixo determine a Esboce a tensão de saída α 60º b Esboce a tensão de saída α 120º c esboce a tensão sobre o tiristor T1 para α 60º d a tensão média de saída para α 60º e o ângulo de disparo para que a corrente média de saída seja 10 A f o fator de potência para α 60º 3 Para o retificador abaixo determine a Esboce a tensão de saída α 120º c esboce a tensão sobre o tiristor T1 para α 120º d a tensão média de saída para α 120º f o fator de potência para α 120º 4 Para o retificador abaixo determine a Esboce a tensão de saída α 60º b esboce a tensão sobre o tiristor T1 para α 60º c a tensão média de saída para α 60º d o ângulo de disparo para que a corrente média de saída seja 10 A e o fator de potência para α 60º f esboce a forma da tensão de saída para o caso onde T2 falhe circuito aberto 5 Para o retificador abaixo determine a Esboce a tensão de saída α 120º b esboce a tensão sobre o tiristor T1 para α 120º c a tensão média de saída para α 120º d o fator de potência para α 120º