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CAPITULO 2. CÁLCULOS DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA
TIPO 5
Ejercicio 2.1.
La tensión y la corriente de un dispositivo (utilizando el convenio de signos pasivo) son funciones periódicas con = 100 descritas por
= 0 0 <^ <^ ^ <^ < 100
= (^) ^0 0 <^ <^ ^ <^ < 100 =38^ =
=5^ =
Determine:
(a) La potencia instantánea. (b) La potencia media. (c) La energía absorbida por el dispositivo en cada periodo.
Ejercicio 2.
Una corriente de 40 , = 2, = 60 entra en un elemento. Dibuje la potencia instantánea (use Excel o Matlab o un programa de cálculo numérico) y determine la potencia media absorbida por el elemento de carga cuando dicho elemento es:
a) Una resistencia de 7 ohmios. b) Una bobina de 46 mH. c) Una fuente de voltaje de 28 V (la corriente entra por el terminal positivo).
Ejercicio 2.
Determine el valor medio y el valor eficaz de la tensión y de la corriente del Ejercicio 2.1.
Ejercicio 2.
En la figura: R=7 ohmios , L= 46mH ; Vcc= 28 y = 50 + 30 cos 460 + 10cos 8
Determine la potencia absorbida por cada componente.
Figura Ejercicio 2.
Ejercicio 2.
Una fuente de tensión sinusoidal = 240√2 260 se aplica a una carga no lineal, dando lugar a una corriente 7 260! 11 460 . Determine:
a) La potencia absorbida por la carga. b) El factor de potencia de la carga c) La distorsión armónica total de la corriente de carga d) El factor de distorsión de la corriente de carga
Ejercicio 2.
Simule en PSIM el circuito del ejercicio 2.2 y compruebe sus respuestas. Presente el esquema y el gráfico de simulación.
Ejercicio 2.
Simule en PSIM el ejercicio 2.4 y verifique los resultados. Presente el esquema y el gráfico de simulación.
Ejercicio 3.
El rectificador de media onda con diodo de libre circulación de la figura utiliza un generador de alterna de 120V rms, cuya inductancia es de 46/10 mH. La corriente de carga es constante e igual a 12A. Determine el ángulo de conmutación y la tensión media de salida. Compruebe los resultados en PSIM, compruebe que el ángulo de conmutación de *+ a *, es el mismo que de *, a *+.
CAPITULO 4 RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA Y TRIFASICOS
Ejercicio 4.
Un rectificador monofásico de onda completa en puente presenta una carga resistiva de 7 ohmios y está alimentado por una tensión de alterna con valor eficaz de 120V y 60Hz. Determine la corriente media, la corriente pico y la corriente eficaz en la carga y en cada diodo
Ejercicio 4.
Un rectificador en puente monofásico presenta una carga R-L con R= 7 ohmios y L= 46 mH. La tensión eficaz del generador de alterna es de 120V a 60Hz. Determine:
a) La corriente media de carga. b) La potencia absorbida por la carga. c) El factor de potencia.
Ejercicio 4.
La tensión de entrada de un rectificador de onda completa es 169.7 V, R= 7 ohmios, L = 46 mH, Vcc= 80 V, y = 260 rad/s. Determine:
a) La potencia absorbida por el generador de continua b) La potencia absorbida por la resistencia c) El factor de potencia d) Estime la variación pico a pico de la corriente de carga considerando únicamente el primer término de alterna de la serie de Fourier para la corriente
Ejercicio 4.
El rectificador de onda completa tiene como fuente de alimentación alterna cuya tensión
pico es Vm=120√2 V a 60Hz. Este rectificador debe alimentar a una carga que requiere una tensión continua de 80V y que absorberá 0,1 A. Determine el condensador de filtro necesario para limitar el rizado de la tensión pico a pico de salida a un 3% de la salida de continua. Determine la corriente de pico y la corriente media en cada diodo.
Ejercicio 4.
El convertidor de onda completa de la figura utilizado como inversor presenta un generador de alterna con una tensión eficaz de 240V a 60Hz, R= 7ohmios, L = 0,5H y Vcc=
- 80V. El ángulo de disparo del convertidor es de 105 grados. Determine la potencia entregada al sistema de alterna desde el generador de continua. Estime el rizado pico a pico de la corriente de carga utilizando el primer término de alterna en la serie de Fourier
Rectificador trifásico no controlado
Ejercicio 4.
Se utiliza un generador de 480Vrms línea a línea a 60Hz para alimentar a un rectificador trifásico. La carga RL es una resistencia de 7 ohmios en serie con una bobina de 46 mH. Determine:
a) La corriente media y eficaz de la carga b) La corriente media y eficaz de los diodos c) La corriente eficaz del generador d) El factor de potencia
Rectificador trifásico controlado
Ejercicio 4.
Se utiliza un generador trifásico de 480 Vrms línea a linea a 60Hz para alimentar el convertidor trifásico controlado de seis pulsos como la figura. El ángulo de disparo es de 150 grados y la carga es una combinación RL con R= 7ohmios y L= 46 mH.
Determine:
a) La corriente media en la carga
b) La amplitud de la sexta componente armónica de corriente c) La corriente eficaz en cada línea del generador de alterna
Diseño
Ejercicio 4.
Diseñe un circuito que produzca una corriente media de 40A con una carga resistiva de 7ohmios. La variación pico a pico de la corriente de carga no deberá superar el 6% de la corriente continua. Se dispone de un generador de tensión monofásico de 480 Vrms a 60Hz y de otro generador trifásico de 480 Vrms línea a línea a 60Hz. Determine la corriente media, la corriente eficaz y la corriente de pico en cada elemento del circuito. Simule el circuito en PSIM para verificar que cumple los requisitos.
Ejercicio 5.
El controlador de tensión trifásico conectado en estrella utiliza una fuente de 240V eficaces línea a línea a 60Hz. La carga en cada fase es una combinación serie RL con R= ohmios y L = 46mH. El ángulo de disparo es α= 150 grados. Simule el circuito utilizando PSIM para determinar la potencia absorbida por la carga. Indique los intervalos de conducción de cada SCR en la gráfica de un período de la corriente en la fase A. Realice el análisis para la corriente en régimen permanente.
