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File: ASIG_01.Asignatura: Electrnica Industrial.Problemas propuestos y resueltos para el primer corte.

1. El tiempo de recuperacin inversa de un diodo es trr=3 us y la velocidad del decremento o lareduccin de la corriente en el diodo es di/dt = 30 A/us. Determine (a) La carga de almacenamientoQrr y (b) la corriente inversa pico Irr.

2.

Si el tiempo de recuperacin inversa en un diodo es trr = ta + tb; explique de quin depende ta ytb.

3. Complete los valores no indicados en la siguiente grfica y explique: (a) Como es el funcionamientode un diodo de potencia polarizado en directo? y (b) Como es el funcionamiento de un diodo depotencia polarizado en inverso?. (c) De qu depende la tensin de bloqueo inversa en un diodo depotencia?.

4. Que son cargas distorsionantes y por qu en un circuito con cargas distorsionantes no se cumpleque el factor de potencia pf= cos()?.

5. Cual es el significado de los trminos: (a) Distorsin armnica total (THD), (b) factor de forma (FF)y (c) factor de Cresta (CF)?

6.

Qu es la conmutacin y de quien depende, explique con un ejemplo?7.

Complete las siguientes grficas e indique para cada una de ellas: Cual es el significado real decada uno de los trminos que aparecen?.

8. Indique en base a qu parmetros usted seleccionara un diodo de potencia y por qu?. Puedeayudarse con la hoja de especificaciones del fabricante.

9.

Explique como trabaja un SCR de potencia, (a) dibuje su curva caracterstica indicando los puntosque usted considera importantes, (b) Cundo entra en conduccin un SCR de potencia? (c)

Cundo deja de conducir un SCR de potencia? (d) Como est construida la compuerta de un SCRde potencia y cual es su funcin?.10.Explique como es el modelo equivalente a transistores de un SCR de potencia. De quin depende el

valor de CJ2?.

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11.Explique que efectos tiene el dv/dt sobre un SCR de potencia y como usted puede compensarlos? 12.

Explique que efectos tiene el di/dt sobre un SCR de potencia y como usted puede compensarlos?13. El rectificador de media onda de la figura es alimentado con una fuente sinusoidal ideal (Ls = 0) de 120

Vrms, 60 Hz y una carga RL con R=150 , L=120mH. Determine:

(a) Una expresin para la tensin en la carga en funcindel tiempo.

(b)

La tensin y la corriente promedio en la carga.(c) El ngulo de extincin .(d) La tensin y la corriente rms en la carga, asuma hasta

el armnico de orden 6.(e) La potencia absorbida por la resistencia.(f) El factor de distorsin (DF) y el factor de potencia.(g) La distorsin armnica total (THD%).(h) El factor de de forma (FF) y el factor de cresta (CF).(i) Haga una grfica de la tensin y la corriente en la carga

en funcin del tiempo.(j) Haga una grfica de la tensin y la corriente en la fuente de alimentacin en funcin del tiempo.(k) Haga una grfica de la tensin en los diodos de potencia en funcin del tiempo.

(l) Haga una grafica de barras donde se represente a la magnitud de la tensin en la carga y sus armnicos.(m) Haga una grafica de barras donde se represente a la magnitud de la corriente en fuente y susarmnicos.

(n) Si ahora la fuente de tensin tiene una impedancia asociada de valor Ls= 10 mH, Calcule: Cuanto valeel ngulo de conmutacin ()? y Cual ser el nuevo voltaje promedio en la carga?.

() Haga una grfica donde se represente las formas de onda del voltaje de salida, el voltaje en los diodos eindique como afecta la conmutacin al voltaje promedio de salida Vo?.

14. Repita el problema No. 13 para el siguiente circuito y adicionalmente indique:(o) Cul es el valor de la corriente promedio en cada diodo?(p) Cul es el valor de la tensin inversa de trabajo en cada diodo?(q) Cul es la corriente rms en cada diodo?

15. El rectificador de onda completa con filtro capacitivo de la figura est alimentado por una fuente de 120VAC @ 60 Hz. R=500 Ohm, C= 100 uf. Determine:

(a)

El valor de las variaciones de voltaje en la carga (el ripple vo).(b) Determine el nuevo valor del condensador para que vo = 1%.(c) Qu ocurre con la corriente is y en los diodos en el primer ciclo despus de la energizacin,

suponiendo que el condensador est totalmente descargado y su valor es muy elevado, por ejemplo:10.000 uf, 100.000 uf? Puede ayudarse con el PSIM graficando estas seales ante un cambio en el valordel condensador.

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Problemas propuestos del Libro de Daniel Hart.

Recomendados tambin: No. 3.13, 3.27, 3.31, 3.37

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Respuestas del Libro de Daniel Hart.:

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Problemas Resueltos (suponiendo corriente de carga constante Id):

16.En un rectificador monofsico no controlado de onda completa con Ls=0, la corriente constante porla carga Id=10 A, calcule la potencia suministrada a la carga:

(a) Si vs es una tensin sinusoidal con Vs= 120 VAC rms, 60 Hz.(b) Si vs tiene la forma de onda de la figura No. 01.

RESPUESTA:

Respuesta

Vs=120.2.sin(t)Por Fourier, para un rectificador no controlado de onda completa tenemos:

=

+=kh

hho )thsin(.VdVd)t(vd2

con k=1,2,3,4, Si la corriente de carga es ctte. id = Id

Podemos escribir la potencia promedio como:

[ ]

[ ]

W.A.V..

Id.Vs.

Id.V

Id.VdPd

:Donde

kcos()cos(hh

thcos()t(dthsin(Ih

)t(dthsin(II.Vd..Id

Id.VdPd

)t(d...)tsin(..IdVd)tsin(..IdVdId.VdPd

)t(d.id.vdPd

mo

hh)h

).h

).hh,hh

kh

o

..o

3810801012022222

021

2

22221

1

00

02

0

4422

0

=

=

=

==

==

==

=

+=

+++

=

=

=

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Como Pd=Vdo.Id, para una onda cuadrada como la de la figura tenemos:

W.A.VId.VdPd

VVs)t(d.VsVd

o

(max)

.

(max)o

33133310400

3

400

3

213

2

0

===

==

=

17.En un rectificador monofsico no controlado de onda completa con Ls=0 y corriente constante por lacarga Id, obtenga los valores de corriente promedio y rms por cada diodo en funcin de Id.

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18.En un rectificador monofsico no controlado de onda completa se tienen los siguientes datos:Vs=120 Volt, 60 Hz. Ls=1mH, Id=10 A. Calcule el ngulo de conmutacin , Vd y Pd. Cul es elporcentaje de cada de tensin en Vd debida a Ls?

19. En un rectificador monofsico no controlado de onda completa se tienen los siguientes datos: Vs=onda cuadrada de amplitud 200 Volt, 60 Hz. Ls=1mH, Id=10 A. Calcule el ngulo de conmutacin , Vdy Pd. Cul es el porcentaje de cada de tensin en Vd debida a Ls?

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19.

Obtenga el THD, DPF, PF y CF en un circuito rectificador monofsico con id=Id = Constante.

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