LISTA DE EXERCÍCIOS - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I - 1223A

RETIFICADORES

1) - O retificador monofásico de meia-onda controlado, com diodo de comutação, éutilizado para alimentar uma carga industrial que solicita 15A a partir de uma fonteCA de 240Vca. Determine as tensões média e eficaz na carga para os seguintesângulos de disparo : 0, 45, 90, 135 e 180 graus. Especifique o SCR e o diodo decomutação.

2) - O retificador do problema anterior é utilizado para alimentar uma carga de baixatensão, a partir de 20Vca. Pede-se determinar a tensão média na carga, assumindoque a corrente na carga é contínua. O ângulo de disparo é 60 graus e a queda diretano SCR é 1.5V e no diodo 0.7V.

3) - Um retificador bifásico de meia-onda, controlado, é alimentado com 120Vca emrelação ao neutro. Determine o valor médio da tensão na carga para os seguintesângulos de disparo : 0, 30, 60 e 90 graus. Assumir que a corrente na carga é contínuae que a queda direta em carda SCR é de 1.5V. Especifique os SCR’s e otransformador. A corrente de carga é de 15A.

4) - Um retificador monofásico de onda completa, totalmente controlado, é alimentadocom 120Vca. Determine o valor médio da tensão na carga para os seguintes ângulosde disparo : 0, 45 e 90 graus. A queda direta nos SCR’s é de 1.5V.

5) - O retificador monofásico de onda completa, híbrido, é alimentado com 120Vca.Determine a tensão média na carga para os seguintes ângulos de disparo : 0, 60, 90,135 e 180 graus. Especificar os SCR’s e os diodos, sabendo que a carga é fortementeindutiva e solicita 25A. Desprezar as quedas nos semicondutores.

6) - Considerando o retificador monofásico de onda completa, híbrido, desenhar asformas de onda da tensão na carga e da corrente nos componentes para :a) - sem diodo de retornob) - com diodo de retorno

7) - Um retificador trifásico de meia-onda é alimentado por uma fonte CA de 150Vcapor fase. Determine a tensão média na carga e especifique os diodos, sabendo que acorrente na carga é igual a 25A e a queda direta nos diodos é 0.7V.

8) - Um retificador trifásico de meia-onda, controlado, é alimentado por uma fonte de150Vca por fase. Determine a tensão média e eficaz na carga para disparos em : 0, 30,60 e 90 graus; assumindo que a corrente é contínua a queda direta nos SCR’s é de 1.5V.

9) - Um retificador trifásico de onda completa fornece a carga fortemente indutiva,300Vca e 60A, a partir de uma fonte trifásica de 415Vca, via conexão DELTA-ESTRÊLA. Especificar os diodos e o transformador de entrada, considerando a quedadireta de 0.7V.10) - Um retificador trifásico de onda completa, totalmente controlado, é alimentado por220Vca de linha ( estrêla ). Determine a tensão média e eficaz na carga para disparos em

: 0, 30, 45, 60 e 90 graus; assumindo 1.5V de queda direta nos SCR’s e carga fortementeindutiva. Desenhe as formas de onda da tensão na carga e nos SCR’s, para disparo em75 graus.

11) - Um retificador trifásico, híbrido, é alimentado por uma tensão de linha igual a415Vca (estrêla ). Desenhe a curva de tensão média na carga em função do ângulo dedisparo, considerando desprezível a queda direta nos semicondutores. Desenhe asformas de onda de tensão na carga para disparos em 0, 30, 60 e 90 graus.

12) - Uma fonte trifásica de 220Vca(fase), com uma reatância de 0.5Ω/fase, é utilizadapara alimentar retificadores trifásicos de onda completa. Se a carga, indutiva, necessitade uma corrente de 60 A, calcular :a) - tensão média na carga para α = 60 gruas, quando é utilizado :

a.1) - retificador trifásico totalmente controladoa.2) - retificador trifásico híbrido

b) - desenhar as formas de onda de tensão na carga para os itens a.1 e a.2.

13) - Para o retificador trifásico de onda completa híbrido, pede-se :a) - deduzir a equação de tensão média na carga para um ângulo de disparo α genérico.SE α = 45 graus, qual a tensão média na carga???b) - desenhe as formas de onda de Vcarga, IT1, ID4 e Ifonte, com α = 45 graus.DADOS : Va =Vb = Vc = 220Vca

carga indutivadesprezar as quedas nos componentes

14) -a) - especificar os SCR’s do retificador trifásico de meia-onda, totalmente controlado, edo transformador de entrada com conexão Y-Y, que devem ser utilizados para alimentaruma carga que necessita de 150V/20A. A tensão do primário é de 300Vca ( linha ).Desprezar as quedas nos componentes.b) - desenhar o circuito completo com todas as informações necessárias.

15) - Dado o circuito abaixo, calcular o valor da tensão máxima ( Vmax ) da fonte CA,necessária para produzir uma corrente de manutenção de 15mA, que mantém o SCR emcondução após ser retirado o pulso no gate. São dados :

f = 60 Hz; R1 = 40 Ω; R2 = 20 kΩ; L = 0,5 H; α = 30°; tpulso = 80 µs.

R1

R2

LIH

v = Vmax.SEN(wt)

Th

V

16) - Se no circuito do exercício anterior a fonte AC for substituída por uma fonte DCde valor E, pede-se :a) - determinar a equação da corrente de manutenção IH de forma que o SCR continue aconduzir após um tpulso = t;

b) - dados : E = 200V; L = 0.6H; R1 = 20Ω; R2 = 2.7kΩ e tpulso = 50us. Calcular acorrente de manutenção IH para estas condições.

* OBSERVAÇÃO :Para todos os exercícios, calcular os parâmetros de performance do retificador

17)- No circuito retificador monofásico em ponte, totalmente controlado, pede-se :a) - Explique o seu funcionamento completo, para um ciclo da tensão de entrada;b) - Se Vs é igual a 220Vrms/60Hz, calcular a tensão média na carga para α igual a 60º;90º e 120º; com e sem diodo de retorno;c) - Para αααα igual a 60º, calcular os Parâmetros de Performance ( THD, DF e PF ) doretificador ( sem o diodo de retorno ), onde sabe-se que a equação da corrente eficaz deentrada do retificador, para o n-ésimo harmônico, é :

ππππ..2.2

n

II O

sn ==== ; onde :

IO é a corrente de carga de valor 20A

n é o número de harmônicos da corrente ( n = 1, 3, 5, 7 e 9 );∅∅∅∅ 1 é igual a -αααα.

18)- Um retificador trifásico de meia-onda é operado a partir de um transformadortrifásico ( Y-Y ), com tensão no secundário de 220Vrms(FASE)/60Hz e, alimenta umacarga altamente indutiva, que trabalha com uma corrente de 100A para uma tensãomédia de saída VDC de 75% da máxima possível, calcular :a) - o ângulo de disparo αααα para satisfazer a condição de corrente e tensão da carga;b) - a corrente eficaz no secundário do transformador;c) - as correntes média e eficaz e a tensão reversa em um SCR;d) - os Parâmetros de Performance : η e Fator de Potência.

19) - Projetou-se um retificador trifásico de onda-completa , semi-controlado, para sealimentar uma carga com as seguintes especificações : VDC = 250V e IDC = 50A. Atensão de alimentação é proveniente de um transformador trifásico ( ∆∆∆∆ - Y ) com VLINHA

( 2° ) = 380Vrms. A queda de condução direta de cada SCR é de 1.5V.Quando o retificador foi ligado, verificou-se que : VDC = 230V e IDC = 50A. Estadiferença, entre o valor projetado e o valor medido, é devido a indutância da fonte.Pede-se :a) - calcular o valor desta indutância ( por fase );b) - apresente uma solução para que o valor da tensão na carga possa ser o especificadoem projeto (250V). Justificar a solução apresentada.

20) - Uma carga CC de 2000V e 300A é alimentada por um retificador trifásico emponte, totalmente controlado. Dimensionar os SCR's, o Transformador de Entrada (Y-Y)e desenhar o circuito completo (transformador + retificador + carga), com todas asinformações necessárias.OBS : - Desprezar as quedas nos SCR's; V1

o = 380Vrms(LINHA).