Prova -ESTUDOS DIRIGIDO-FERRAMENTAS DA GESTÃO, GESTÃO EMPRESARIAL

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<p>Prova On-line - Estudo Dirigido - Eletrônica de Potência</p><p>1-Os circuitos retificadores controlados têm a função de converter tensão e corrente</p><p>alternadas em tensão e corrente contínuas com valores médios variáveis. Segue um exemplo</p><p>deste circuito:</p><p>Determine o valor aproximado do ângulo de disparo dos SCRs sabendo que L>>R e que a</p><p>corrente eficaz na carga é de 8,1 A:</p><p>2- O circuito chopper buck-bost converte uma tensão contínua fixa em uma tensão contínua</p><p>variável. A figura abaixo mostra um exemplo deste circuito:</p><p>Se o tempo em que a chave permanece desligada (Toff) for de 0,5 ms e sua frequência de</p><p>chaveamento for de 500 Hz, pode-se afirmar que o valor aproximado da corrente média na</p><p>carga é de:</p><p>3- Os inversores de tensão (VSI, Voltage Source Inverter) convertem tensões contínuas</p><p>em tensões alternadas com frequência e valor eficaz variáveis. A figura a seguir apresenta um</p><p>inversor VSI em ponte completa com carga resistiva e seu correspondente sinal de saída Vo</p><p>sobre a carga quando em funcionamento:</p><p>Os números de 1 a 6 no gráfico referem-se à parcelas do sinal Vo resultantes da combinação</p><p>dos estados das chaves S1 a S4. Os estados das chaves S1, S2, S3 e S4 que resultam na parcela</p><p>de número 4 é:</p><p>4- Abaixo tem-se o circuito de um inversor monofásico em ponte utilizando IGBT.</p><p>Dependendo da forma de como os IGBTs, neste circuito, são acionados pode-se ter na saída</p><p>uma tensão alternada com forma de onda quadrada ou uma tensão praticamente senoidal se o</p><p>acionamento foi feito utilizando a modulação PWM (modulação por largura de pulso)</p><p>A modulação PWM mais utilizada em inversores é a senoidal em que uma tensão senoidal é</p><p>comparada com uma tensão cuja forma de onda é triangular que é denominada de portadora.</p><p>A frequência de chaveamento é determinada pela frequência da onda triangular.</p><p>Deve-se ter o cuidado para que os IGBTs de um mesmo braço não conduzam simultaneamente</p><p>por que isto provocaria um curto-circuito. Deve-se acionar ora o par T1 e T4 e ora o par T2 e</p><p>T3.</p><p>Dentre as várias aplicações para os inversores pode-se citar o acionamento de motores de</p><p>indução e o no-break.</p><p>De acordo com a figura acima em que se tem a modulação PWM utilizando uma onda senoidal</p><p>e uma onda triangular, o índice de modulação (Ma) também denominado de profundidade de</p><p>modulação e a razão entre as frequências (Mf), respectivamente, são:</p><p>5- O tiristor SCR e os transistores de potência MOSFET e IGBT são dispositivos semicondutores</p><p>utilizados como chaves em vários circuitos da eletrônica de potência. Seguem algumas</p><p>informações sobre estes elementos:</p><p>1ª: Os SCRs são utilizados em retificadores controlados, pois permitem o controle do ângulo</p><p>de condução da carga na polarização direta e têm a capacidade de bloquear altas tensões</p><p>inversas.</p><p>2ª: Uma das vantagens do MOSFET em relação ao IGBT é a menor tensão retida na chave no</p><p>estado ligado resultando em uma menor potência perdida na condução;</p><p>3ª: O diodo de corpo é um diodo de retorno existente na estrutura do MOSFET que</p><p>impossibilita o bloqueio de tensões inversas.</p><p>Em relação as informações apresentadas, pode-se afirmar que:</p><p>6-Os circuitos retificadores não controlados têm a função de converter tensão e corrente</p><p>alternadas em tensão e corrente contínuas com valores fixos. Segue um exemplo deste circuito</p><p>e suas correspondentes tensões:</p><p>Cada divisão horizontal no gráfico corresponde à 30°. Se a corrente média na carga for de 9 A,</p><p>pode-se afirmar que a resistência de carga RL vale aproximadamente:</p><p>7-O conversor conhecido como chopper é usado para obter uma tensão contínua variável a</p><p>partir de uma tensão contínua fixa. A figura abaixo apresenta três gráficos que representam o</p><p>funcionamento de conversores choppers distintos, onde o eixo vertical corresponde à razão</p><p>entre a tensão de saída (Vo) e a tensão de entrada (Vi) e o eixo horizontal refere-se ao ciclo de</p><p>trabalho (d):</p><p>De acordo com os gráficos, pode-se concluir que os conversores 1,2 e 3 referem-se</p><p>respectivamente aos conversores:</p><p>8-Os circuitos abaixo permitem calcular a potência numa carga R podendo utilizar o controle de</p><p>ciclo integral e o controle de fase. No controle por fase, a potência em R é controlada</p><p>ajustando-se o ângulo de disparo dos tiristores.</p><p>No controle de ciclo integral a carga é energizada por alguns ciclos do sinal de entrada e</p><p>desligada para outros ciclos. Para se ter o controle de ciclo integral deve-se disparar o tiristores</p><p>num ângulo de 0°. A carga R é ligada e desligada em intervalos controlados para se obter a</p><p>potência desejada na mesma.</p><p>Considerando controle por ciclo integral, R= 25 ohms e sabendo que a carga fica ligada durante</p><p>24 ciclos para um período da tensão alternada de entrada, o valor da tensão rms em R é de</p><p>9-Os conversores CC-CC são muito utilizados em eletrônica por terem um alto rendimento isto</p><p>é, praticamente, não se tem perdas consideráveis de energia nos dispositivos de chaveamento.</p><p>Uma técnica muito utilizada nos conversores chaveados é a denominada de PWM ou</p><p>modulação por largura de pulso.</p><p>A figura abaixo mostra o conversor BOOST também denominado de step-up sendo que a chave</p><p>SW pode ser um transistor de junção bipolar (TJB), um MOSFET, um IGBT, dentre outros.</p><p>No circuito abaixo, a capacitância C é grande o suficiente para manter a ondulação (ripple) na</p><p>saída desprezível. Considere os componentes do circuito ideais e operação em regime</p><p>permanente.</p><p>Sabendo que D = ton / T sendo Ton é o tempo em que a chave fica fechada e frequência de</p><p>chaveamento igual a 5kHz tem-se que o tempo durante o qual o diodo conduz, em µs é de</p><p>10-Um técnico em eletrônica fez uma experiência com dois conversores CC para descobrir o</p><p>tipo de conversor CC e o ciclo de trabalho dos mesmos. Para isto, elaborou uma tabela com os</p><p>valores de VCC (tensão de entrada) e os valores obtidos para a tensão de saída para cada valor</p><p>de VCC. O ciclo de trabalho D é igual nos dois circuitos analisados.</p><p>De posse dos valores de VCC e Vsaída obteve os gráficos abaixo representados nas figuras 1 e 2.</p><p>Analisando as figuras 1 e 2 tem-se que o ciclo de trabalho D e o conversores CC (chopper) em</p><p>teste são respectivamente</p>