P2 - 2023-1

Graduacao em Engenharia Eletrica Disciplina Eletronica de Potencia Momento privilegiado de estudo - 2a Av.aliacao Prof. Luiz Carlos O. ... de Freitas Nota: Aluno: 1. (3.0 pt.) O circuito ilustrado na Figura 2(a) representa um inversor em ponte completa alimentando uma carga RL. A Figura 2(b) apresenta as formas de ondas de tensao (vo) e corrente (io) na carga. Diante do exposto, pede-se: a) Apresente os circuitos equivalentes para analise de cada etapa de operacao indicada na Figura 2(b) (intervalos de tempo 1, 2, 3 e 4) b) explique o que acontece em cada etapa de operacao. Figura 2 - (a) circuito simplificado do inversor em ponte completa (b) formas de ondas de tensao e corrente na carga RL. 2. (2.0 pts.) Um inversor de onda quadrada alimenta uma carga representada por um resistor de 10Q conectado em serie com um indutor de 10mH. A frequencia fundamental da tensao de saida do inversor e de 60 Hz. (a) Determine o valor da fonte ce necessaria para fornecer 1.0 kW a carga na frequencia fundamental. (b) Determine o THD da tensao e da corrente na carga considerando ate 7a ordem harmonica. 3. (2.0 pts.) A fonte CC que alimenta um inversor monofasico e de 250 V. O inversor opera com modulacao PWM bipolar e a carga e uma combinacao RL em serie com R = 20 Q e L = 50 mH. A frequencia fundamental da tensao de saida e igual a 60 Hz. (a) Especifique a taxa de modulacao da amplitude para fornecer 160 Vrms na frequencia fundamental; (b) Se taxa de modulacao da frequencia for 31, determine a distorcao harmonica total da corrente na carga. 4. (3.0 pts.) Especifique a tensao de alimentacao, a taxa de modulacao de amplitude e a frequencia de chaveamento (frequencia da portadora) para que um inversor monofasico operando com modulacao PWM bipolar possa ser utilizado para alimentar uma carga representada por um resistor de 10Q conectado em serie com um indutor de 20mH. A tensao de saida deve ser 120Vrms e 60Hz (frequencia fundamental). A distorcao harmonica total da corrente de carga deve ser inferior a 8%. FORMULARIO PADRAO P2 Inversor Monofasico 1- Operando com Onda Quadrada v_o(t) = \sum_{n=1,3,5,7...} V_n \cdot sen(n \cdot \omega_0 \cdot t) i_o(t) = \sum_{n=1,3,5,7...} \frac{4 \cdot E}{\pi \cdot n} \cdot sen(n \cdot \omega_0 \cdot t) S1 D1 \to S2 D2 v_o(RMS) = \sqrt{\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{V_n}{\sqrt{2}})^2} I_o(RMS) = \sqrt{\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{I_n}{\sqrt{2}})^2} DHT_v = \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty}(V_n(RMS))^2}}{V_1(RMS)} 2- Operando com Modulacao PWM Senoidal Taxa de Modulacao da Amplitude (m_a) Se m_a \leq 1, V_m(refencia) m_a = \frac{V_m(reféncia)}{V_m(portadora)} Modulacao BIPOLAR: se mf for um numero inteiro impar: \nu_o(t) = \sum_{n=1}^{\infty} V_n \cdot sen(n \cdot \omega_0 \cdot t) Modulacao UNIPOLAR: se mf for um numero inteiro par: \nu_o(t) = \sum_{n=1}^{\infty} V_n \cdot sen(n \cdot \omega_0 \cdot t) In = \frac{V_n}{Z_n} \quad \quad \quad \quad V_n = \frac{V_n}{\sqrt{R^2 + (n \cdot \omega_0 \cdot L)^2}} I_o(RMS) = \sqrt{\sum_{n=1}^{\infty} (\frac{I_n}{\sqrt{2}})^2} P = R \cdot \sum_{n=1}^{\infty} (\frac{I_n}{\sqrt{2}})^2 DHT_v = \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty}(V_n(RMS))^2}}{V_1(RMS)}