P3 - 2023-1

UFU - Universidade Federal de Uberlândia / FEELT - Faculdade de Engenharia Elétrica Momento Privilegiado de Estudo – Prova 03 Eletrônica de Potência 2023-1 Uberlândia, 14 de novembro de 2023 Professor: Luiz Carlos Gomes de Freitas Aluno: __________________________________________ Matrícula: ________________ 1. (3,0 pts.) Um eletroímã é modelado como uma indutância (L) de 100mH em série com uma resistência (R) de 5Ω. Um retificador monofásico de onda completa em ponte totalmente controlada com SCRs (tiristores) é utilizado para alimentar o referido eletroímã a partir de uma fonte de tensão monofásica de 120Vrms e 60Hz. A corrente no eletroímã está no modo contínuo e sua forma de onda é apresentada na Figura 1. Sabendo que o ângulo de disparo dos SCRs é igual a 63°, pede-se: a) Utilizando o primeiro quadro em que é apresentada a forma de onda de Vin, pede-se: a1.) indique o ângulo de disparo dos tiristores a.2.) apresente a forma de onda de Vo sobreposta a Vin. Nota: Vin, Io e Vo devem estar sincronizadas, tomando como referência a forma de onda de Vin. b) Apresente a equação que determina o valor médio de Vo; c) Determine o valor médio da tensão nos terminais da carga (Vo) e da corrente de carga (Io). Figura 1 2. (2,0 pts.) O retificador trifásico com SCRs (tiristores) ilustrado na Figura abaixo está operando como um inversor e está conectado a uma fonte de corrente contínua de 300 V. A fonte de corrente alternada é trifásica, com tensão de linha igual a 240 Vrms em 60 Hz. A resistência (R) equivalente do circuito no lado cc é de 0,5 Ω e o indutor (L) é grande o suficiente para considerar a corrente de carga livre de ondulações. (a) Determine o ângulo de disparo dos SCRs de modo que a tensão de saída Vo do conversor seja de -280 V. (b) Determine a energia fornecida ou absorvida por cada componente no circuito. Nota: os SCRs são considerados ideais. Figura 2 3. (4,0 pts.) Um retificador de seis pulsos controlado com SCRs (tiristores) é alimentado por uma fonte trifásica de 60Hz e tensão de 380Vrms (fase-fase). A carga é altamente indutiva com R' = 20Ω associado em série. (a) Determine o ângulo de atraso necessário para impor uma corrente média igual a 20 A na carga; (b) Apresente as respectivas formas de ondas de Vo, IT1, IT4, Ia; (c) Determine a potência aparente fornecida pela rede CA (d) Determine o valor de L de tal forma que a ondulação da corrente de carga seja limitada em 20% da corrente nominal e justifique sua resposta. UFU - Universidade Federal de Uberlândia / FEELT - Faculdade de Engenharia Elétrica 4. (1,0 pts. - ENADE 2008) Escolha a alternativa correta e justifique a sua resposta. 4. Motor com excitação série O enrolamento de campo deste tipo de motor é ligado em série com o enrolamento do armadura, sendo que não haverá fluxo no entreferro da máquina quando a corrente da armadura for desprezível ou com magnitude carregada. A velocidade varia de um valor muito alto com uma carga pequena até um valor bem baixo com a carga máxima. Portanto, o motor série pode trabalhar em regimes de sobrecarga, sendo o aumento da corrente do enrolamento relativamente moderado. Esta propriedade é essencialmente valiosa para a tração elétrica, acionamento de guindastes etc. Deve-se observar que, no caso da redução de carga, a velocidade do motor se torna tão grande que as forças centrifugas podem destruir o rotor induzido. Por isso, quando a tensão é nominal, não deve ocorrer tal funcionamento e, no caso com a carga reduzida bastante dos grandes motores, eles vem este se generarem ligados diretamente à carga e não através de correntes dos prims. Considerando as relações para o motor CC, a velocidade será: N = V / kφ √T - kRT / kφ = V - Rly / kφ onde Kφ, é o coef. ultra construídos de proporcionalidade. Figura 4 Com base nesse circuito analise as afirmações a seguir. (I) A velocidade do motor aumenta quando os ângulos de disparo dos tiristores aumentam. PORQUE A velocidade do motor de corrente continua série é mais elevado, quando maior for sua tenso terminal, dentro dos limites permitidos. A esse respeito conclui-se que (A) as afirmações são verdadeira e a segunda justifica (B) as afirmações são verdadeiras e, a segunda não justifica primeira (C) A primeira afirmativa é verdadeira, e a segunda é falsa (D) A primeira afirmativa é falsa, e a segunda é verdadeira [E] ambas as afirmações são falsas.