2. Circuitos de rectificação monofásicos

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1 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas Crcuos de recfcação monofáscos Exercíco nº2.1 eermne a expressão da ensão na ressênca e o seu dagrama emporal, em função de V I, e C, quando o crcuo se enconra em regme permanene. A ensão de enrada é I ()=Vsen(100 π). I + C + C Exercíco nº2.2 Consdere o recfcador de mea onda da fgura onde a frequênca da rede de almenação é gual a 50Hz. O nerrupor S1 é lgado durane a alernânca negaa da ensão de almenação Vef =220V. I Consdere S1 fechado e S2 abero a) Esboce os dagrama emporas das ensões, o, e AK e das correnes e. b) Calcule os alores médos e efcazes de e de o. II Consdere S1 e S2 fechados. epa I S1 S 2 AK ω = 10Ω 10Ω INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 1

2 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas 2.2 Exercíco nº2.3 Para o crcuo da fgura segune, em que = 2 V sen ω esboce aproxmadamene os dagramas emporas das grandezas,, o, o, e AK, e calcule o alor médo de o. (ω=100π) AK 2Ω 30mH o o 50V Exercíco nº2.4 No crcuo da fgura o rsor é dsparado com um ângulo α=π/6 e = a) Calcule os alores médo e efcaz da correne. b) Calcule a poênca fornecda pela fone de ensão conínua e o facor de poênca aos ermnas da fone de correne alernada. c) Esboce os dagramas emporas das ensões o, (ensão na bobne) e AK. AK 2 Ω X=3.5 Ω o o 40V = s e n π Exercíco nº2.5 No crcuo da fgura o rsor é dsparado com um mpulso de "gae" de duração 100ms com um ângulo α=π/3. eermne: a) O ângulo de condução γ INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 2

3 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas 2.3 b) O ângulo de exnção β c) O alor médo e o alor efcaz da correne na carga. d) A poênca fornecda à fone VC e) O facor de poênca na fone. = AK 2 Ω X=5 Ω o o 112V Exercíco nº2.6 Consdere o recfcador monofásco de onda complea da fgura. Para cada po de carga deermne o andameno emporal da ensão e da correne na carga, bem como os seus alores médos e efcazes. (=10Ω, X=100Ω, E=50V, Vef=220V) o 1 2 o 4 3 INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 3

4 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas 2.4 Exercíco nº2.7 I epa o problema aneror consderando o recfcador monofásco de onda complea conrolado da fgura. eermne anda o facor de poênca aos ermnas da fone de almenação e a poênca na carga. Trace o dagrama emporal da correne na fone de almenação alernada. Consdere ângulos de dsparo α= π/3, π/2, 5π/6. o T 1 T 2 o T 4 T3 Exercíco nº2.8 epa o exercíco aneror consderando uma pone semcomandada. Exercíco nº2.9 Consdere um recfcador monofásco oalmene comandado, de onda complea a rsores, lgado a uma carga consuída pela sére de uma ressênca, uma bobne e uma força elecromorz E. O recfcador é almenado a parr da rede de almenação com a ensão: = a) Com =0, =10Ω, e E=100V deermne para um ângulo de dsparo dos rsores α=45 o, a eolução da correne e da ensão na carga bem como os seus alores médos. b) epa a alínea a) consderando agora um ângulo de dsparo α=15 o, E=0, = 10Ω, e = 100mH c) Nas condções da alínea a) mas consderando agora =1µH esboce aproxmadamene os dagramas da ensão e da correne na carga. INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 4

5 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas 2.5 Exercíco nº2.10 Preendese dmensonar um recfcador monofásco para carregar uma baera com uma ensão de 48V a uma correne consane de 20A. A ressênca nerna da baera é 10 mω. Supondo que a ensão da rede de almenação é 220V(+ 10%). eermne: a) A relação do nº de espras do ransformador. b) Os alores máxmo e mínmo do ângulo de dsparo. c) Os alor de ITAV e VAK dos rsores. d) Os dagramas emporas das grandezas elécrcas do crcuo para a máxmo. e) A poênca na carga e o facor de poênca ao ermnas da fone CA. Exercíco nº2.11 No crcuo da fgura emse ω>> e >> C ( =20mH, =10Ω e C =1mH). a) Explque qual a nfluênca que em a bobna C na comuação dos dodos. b) eermne os dagramas emporas das correnes em cada um dos dodos c) deermne o ângulo de condução smulânea e o alor médo da ensão em 2. I = I + C 1 2 Exercíco nº2.12 epa o problema aneror consderando o crcuo da fgura segune e os mesmos dados do problema aneror. I I + C INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 5

6 EECTÓNICA E POTÊNCIA Crcuos de recfcação monofáscos Colecção de Problemas 2.6 Exercíco nº2.13 Um moor de C.C. de excação separada ulza dos recfcadores monofáscos semcomandados almenados a parr de uma rede de ensão alernada (V Ief = 208V, f = 50Hz). Um dos recfcadores comanda o crcuo de armadura do moor de modo a ser possíel regular a sua elocdade, o ouro recfcador almena o crcuo de excação do moor, manendo a correne de excação no alor máxmo possíel. Caraceríscas de operação: ressênca de armadura:.25 Ω ressênca de campo: 147 Ω elocdade de roação: 1000 rpm bnáro de carga: 45 N.m consane do moor:.7032v/arad/s perdas mecâncas nulas auondução de armadura sufcene para se ober ondulação de correne de armadura desprezáel. a) eermne: (1) o ângulo de dsparo do recfcador do crcuo de excação, (2) a correne de excação, (3) a correne de armadura e (4) o ângulo de dsparo do recfcador do crcuo de armadura. b) Trace os dagramas emporas da ensão no moor a, da correne e da ensão num rsor e da correne de enrada no recfcador do crcuo de armadura. c) Calcule os alores de I TAV, I TMS, V M e V M dos rsores. Indque, jusfcando se é necessáro, nesa aplcação, doar os rsores de proecções conra d T /d excesso e no caso afrmao dga como efecuara essa proecção. d) Calcule o alor efcaz da correne de enrada, a sua axa de dsorção harmónca e o facor de poênca do conersor quando a máquna opera a 1200rpm com um bnáro de carga de 80% do bnáro ndcado. e) Esando o conersor a operar nas condções da alínea aneror, ndque como proceder para raar a máquna recuperando energa para a rede de almenação. Faça as modfcações ao crcuo que achar necessáras. INSTITUTO SUPEIO TÉCNICO SECÇÃO E MÁQUINAS EÉCTICAS E EECTÓNICA E POTÊNCIA Prof. Bearz Vera Borges SECÇÃO E EECTÓNICA 3/12/2003 6