CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS» CONTROLE E PROCESSOS INDUSTRIAIS (PERFIL 02) «

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1 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ ONHEIMENTOS ESPEÍFIOS» ONTOE E POESSOS INDUSTIAIS PEFI «Oberação: Preupoo uilizado no âmbio da queõe de a : - hae ideai pouem reiência infinia, quando abera, e reiência zero e em queda de enão, quando conduzindo Além do mai, não pouem induância e capaciância paraia - Diodo ideal apreena reiência infinia quando polarizado reeramene, e reiência zero em queda de enão, quando polarizado direamene - Fone ideai não pouem reiência inerna - apaciância e induância ideai apreenam efeio omene capaciio e induio, repeciamene São o erminai de um irior S Silicon onrolled ecifier: a Gae Bae Emior b Gae Anodo aodo c Gae Source Dreno d Gae Source Emior e Gae A A Um reificador conrolado em meia onda com um irior S ideal, reifica uma enão alernada no alor O alor da enão reificada média numa carga reiia, em função do ângulo de diparo é a b c d e onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo»

2 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 3 No coneror - Buck da Figura, admiindo odo o componene ideai, com a chae conrolada por um PWM com frequência conane e modo conínuo com duy cycle razão cíclica de /3 e enão média da fone em alor E A enão média na carga o, depoi que o coneror ainge o regime permanene, é a E/8 b E/6 c E/3 d E e 3E hae Eáica Fone Eol Diodo arga o Figura - oneror - Buck 4 Ainda relaio ao coneror - Buck da Figura, admiindo odo o componene ideai A chae coninua endo conrolada por um PWM com frequência conane e modo conínuo com duy cycle razão cíclica de /3 Se a correne média da carga é io, a correne média da fone, depoi que o coneror ainge o regime permanene, é a io/8 b io/6 c io/3 d io e 3io 5 No coneror - boo da Figura, admiindo odo o componene ideai, a chae é conrolada por um PWM com frequência conane e modo conínuo com duy cycle razão cíclica de /3 Se a enão média da fone em o alor E, a enão média na carga o, apó o coneror aingir o regime permanene, é a E/8 b E/6 c E d 3E/ e 3E Fone Eol Induor hae Eáica Diodo apacior arga o Figura oneror - boo «onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

3 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 6 Ainda obre o coneror - boo da Figura, em que e admiem odo o preupoo apreenado na queão 5, relaia ao componene ideai e à modulação PWM com razão cíclica de /3, a correne média da fone em função da correne média io na carga, depoi que e aingir o regime permanene, é a io/8 b io/6 c io d 3io/ e 3io 7 Um coneror -A, com um braço dual, poui dua chae eáica conrolada com eu repecio diodo de roda lire Ee coneror alimena uma carga em meia pone, uilizando um pono cenral do barrameno de correne conínua Deeja-e conrolar a chae ia PWM, para uma enão de referência na carga de Admiindo odo o componene ideai, qual a mínima enão de barrameno que garane uma modulação conínua? a 4 b c d / e /4 8 Um coneror -A pone H com doi braço duai, é morado na Figura 3 ada braço poui dua chae eáica conrolada e eu repecio diodo de roda lire Ee ineror alimena uma carga em pone complea com barrameno de enão conínua de alor conane E Admiindo odo o componene ideai, a máxima enão impoa na carga é a E b E/ c E/4 d E/8 e E Figura 3- oneror doi braço pone H onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 3

4 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 9 onidere o memo coneror -A em pone H com doi braço duai morado na Figura 3 O componene do coneror ambém ão ideai e a chae operam em modo complemenar Deermine o módulo da enão média na carga, admiindo que a razão cíclica da dua chae Sc e Sc da pare uperior do braço ão conane e iguai a 3/4 para Sc e /3 para Sc a 4E/ b E/ c 3E/ d 7E/ e 5E/ 3 Um coneror -A em rê braço duai, em que cada braço poui dua chae eáica conrolada e eu repecio diodo de roda lire Ee ineror alimena uma carga rifáica equilibrada a rê fio em pone complea, com barrameno de enão conínua de alor conane Deeja-e conrolar o coneror ia PWM com modulação enoidal A enão de referência da carga é alernada rifáica equilibrada, com alor de fae eficaz igual a Qual a mínima enão de barrameno que garane a modulação conínua? a b / c d e d y dy 3 Seja a equação diferencial de a ordem 5 6y, cuja condiçõe iniciai y d d dy e ão nula eolendo ea equação diferencial por meio da Tranformada de aplace, a d olução da mema para y é 3 a y e e, para b y e e, para c y e e, para d y e e, para e y e e, para 6 3 4«onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

5 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 3 d c d c dc d r dr 3 A equação diferencial,, 4 4 repreena um 3 d d d d d iema dinâmico, cuja funçõe de enrada e de aída ão r e c, repeciamene Admiindo-e condiçõe iniciai nula, a função de ranferência que repreena a relação enre aída e enrada do iema no domínio de aplace é dada por a b c d e 33 Seja o diagrama de bloco de um iema malha fechada conforme a Figura 4, Figura 4 Diagrama de bloco de um iema malha fechada a função de ranferência Y/X que repreena ee iema é a b c d e A B B A B B A B F D E D E F D E F D E F E F A E A B A E F D F A B onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 5

6 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 6«onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo 34 No circuio elérico érie da Figura 5, eão indicada a enõe em cada elemeno e a correne do circuio Supõem-e condiçõe iniciai nula No domínio de aplace, a função de ranferência V / V enão no induor / enão na fone é a b c d e Figura 5 ircuio érie

7 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 7 35 Ainda no circuio érie da Figura 5, que é de a ordem, a ariáei de eado ão a correne elérica i e a enão do capacior Além dio, a enão no reior é a repoa do circuio e a enão é a enrada A repreenação em epaço de eado do referido circuio é dada por a ; V d d b ; V d d c ; V d d d ; i i i d d e ; i i i d d 36 A eabilidade é uma da epecificaçõe mai imporane em projeo de iema de conrole om relação à eabilidade, é INOETO afirmar que a um iema é eáel e a repoa naural ender a zero quando o empo ender a infinio b um iema é eáel e oda enrada limiada gerar uma aída ilimiada c um iema é ináel e alguma enrada limiada gerar uma aída ilimiada d um iema é marginalmene eáel e a repoa naural ocila indefinidamene e um iema é ináel e a repoa naural ender a infinio, quando o empo ender a infinio

8 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 37 Dada a função de ranferência em malha fechada de um iema como endo 8 Sabendo que a palara polo, aqui, refere-e ao polo de malha fechada do iema, é OETO afirmar, com repeio à eabilidade de al iema que a ele em doi polo diino no eixo imaginário do plano complexo, e o ouro rê polo no emiplano equerdo dee memo plano, fazendo com que al iema eja marginalmene eáel b ele poui rê do cinco polo no emiplano direio do plano complexo, fazendo com que ee iema eja ináel c ele em odo o cinco polo no emiplano equerdo do plano complexo, fazendo com que o iema ob eudo eja eáel d ele poui apena doi do cinco polo no emiplano direio do plano complexo, fazendo com que o iema ob análie eja marginalmene eáel e para o iema ob análie, não é poíel aber e ele é eáel, e é ináel, ou e ele é marginalmene eáel 38 O circuio elérico érie da Figura 6 repreena um iema de a ordem em que ão indicada a enõe em cada elemeno e a correne elérica do circuio A repoa dee iema é a enão no capacior, para o empo A enrada do circuio é a enão f da fone de enão do circuio Admiem-e condiçõe iniciai nula Também ão conhecida a enão da fone, que é um degrau de ampliude 5 V a parir de =, a capaciância alendo,5 F e a reiência igual a,5 Ω A pare de regime permanene da repoa, o alor aboluo da pare raniória da mema e a conane de empo do iema, alem, repeciamene: a 5 V, 5e -8 V, /8 b V, 5e -8 V, /8 c 5 V, 8e - V, / d 8 V, 5e -5 V, /8 e 5 V, e -8 V, /5 Figura 6 Um iema de a ordem: circuio érie 8«onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

9 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 39 A propoiçõe a eguir raam obre o iema de a ordem e obre o de a ordem, o quai podem repreenar muio iema fíico: I Um iema de a ordem, cuja função de ranferência não em zero, em como enrada um degrau uniário, e o eu único polo eá iuado no emi-eixo real negaio Enão, quano maior for o alor aboluo dee polo, menor é a elocidade da repoa raniória dee iema para ua enrada em degrau uniário II Num iema de egunda ordem do ipo criicamene amorecido, e com enrada ipo degrau uniário, o faor ou relação de amorecimeno eá enre zero e um, de modo que o máximo obre-inal percenual ou oerhoo" diminui à medida que ee faor e aproxima de zero III Em odo o iema de a ordem, exiem a epecificaçõe chamada de faor de amorecimeno e freqüência naural A primeira faor de amorecimeno dá uma idéia da naureza da repoa raniória e o quano de obre-inal e ocilação ocorrerão, independenemene de qual for a ecala de empo empregada A egunda epecificação frequência naural dá uma indicação da elocidade da repoa raniória IV Uma decrição dealhada da repoa do iema de a ordem ubamorecido a uma enrada ipo degrau uniário e faz neceária na análie e no projeo dee ipo de iema Além dio, epecificaçõe da repoa raniória do memo iema, como empo de ubida, empo de acomodação e empo de pico, ajudam a deerminar e a elocidade e a naureza da repoa degradam ou não o deempenho de al iema Analiando a propoiçõe acima, pode-e afirmar que a apena a propoição IV eá correa b apena a propoição I eá incorrea c oda a propoiçõe eão correa d apena a propoiçõe I e II eão incorrea e apena a propoição III eá correa onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 9

10 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 4 onidere a propoiçõe abaixo, referene à écnica do lugar geomérico de raíze I Tal écnica pode er uada para decreer de modo qualiaio o deempenho de um iema, no qual ário parâmero ão mudado II Ea écnica permie que ganho e ouro parâmero do iema ejam projeado para ober uma repoa raniória deejada para o iema, e ee úlimo for de ordem um e aé no máximo de ordem quaro III om al écnica, é poíel deerminar o ganho de malha fechada do iema ganho K que reula na relação de amorecimeno precria para o polo dominane de malha fechada IV O lugar da raíze fornece uma repreenação gráfica da eabilidade do iema, de modo que e podem oberar niidamene a faixa de alore de eabilidade, aquela de inabilidade, bem como a condiçõe que fazem com que o iema pae a ocilar om relação a ea propoiçõe, conclui-e que a apena a propoição I eá correa b apena a propoição II eá incorrea c apena a propoiçõe I e III eão correa d a propoiçõe I, II, III e IV eão oda correa e apena a propoiçõe III e IV eão incorrea «onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

11 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 4 onidere o circuio com rê impedância, uma fone e dua malha repreenado na Figura 7 A expreão que relaciona a correne I e I da malha à fone de enão é Figura 7- ircuio com dua malha a * + * + * + b * + * + * + c * + * + * + d * + * + * + e * + * + * + onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo»

12 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 4 O circuio da Figura 8 em quaro impedância, uma fone e doi nó com enõe deconhecida A expreão que relaciona a enõe e do nó à fone de enão é Figura 8- ircuio com doi nó a [ ] * + [ ] b [ ] * + * + c [ ] * + [ ] d [ ] * + [ ] e [ ] * + [ ] «onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

13 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 43 Uma carga induia rifáica equilibrada a rê fio, com ângulo de fae de 6, é alimenada por uma enão alernada de linha de 38V alor eficaz A correne alor eficaz, medida com um alicae ol-amperímero num do rê fio, poui um alor de A A poência aparene dea carga é a 7,6 KVA b 7,6 KVA c 3,8 KVA d 3,8 KVA e 6,6 KVA 44 Uma carga rifáica equilibrada ligada em dela é compoa de rê impedância iguai a Z Uma carga equialene em erela, que poua a mema poência, ano aia quano reaia, é compoa de rê impedância iguai a a Z/6 b Z/3 c Z d Z e 3Z 45 É comum denro de iema elérico, enõe com harmônico ímpare deido à cura de magneização não linear do ranformadore Se uma fone de enão monofáica, omene com fundamenal e o harmônico ímpare, repreenada por, alimena uma reiência, a poência média diipada na reiência é a b c d e 46 Um iema rifáico deequilibrado poui a eguine enõe de fae em ol:, e, onde O módulo da componene imérica de equência nula e poiia da enõe de fae em ol ão, repeciamene a zero; 44/3 b zero; 64/3 c /3; 44/3 d /3; 64/3 e /3; 44/3 onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 3

14 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 47 Uma fone de enão rifáica equilibrada a quaro fio alimena uma carga deequilibrada ambém a quaro fio, como mora a Figura 9 O alore eficaze da correne da fae, em ampere, ão:, e, onde O módulo da correne que flui pelo neuro é Figura 9 ircuio rifáico a quaro fio alimenado por uma fone rifáica equilibrada a A b A c A d A e A 48 Trê recho de um iema elérico rifáico de poência ão eparado por doi ranformadore rifáico, como mora a Figura O dado nominai do ranformadore ambém ão morado na Figura, ob cada ranformador A enõe nominai de cada lado do ranformadore ão morada ob o memo Se o alore de bae no recho I ão poência aparene rifáica e enão de linha, o alore de bae de poência e enão do recho III ão, repeciamene Figura Diagrama unifilar de um iema elérico rifáico com rê recho e doi ranformadore rifáico a e b e c e d e e e 4«onhecimeno Epecífico «onrole e Proceo Induriai Perfil «ódigo

15 IFPB» oncuro Público Profeor Efeio de Enino Báico, Técnico e Tecnológico» Edial Nº 36/ 49 Um circuio formado por uma reiência em érie com uma induância é alimenado por uma fone de enão de frequência Em regime permanene, a correne na carga eá araada em relação à enão na mema carga do ângulo de a b c d e 5 Um circuio alimenado por uma fone de enão produz uma correne na carga de Se o argumeno da funçõe rigonomérica eão em radiano, o faor de poência da carga é a b c d e onhecimeno Epecífico» onrole e Proceo Induriai Perfil» ódigo» 5