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RESOLUÇÃO DA ATIVIDADE: Eletrônica de Potência - 53-2024
1ª QUESTÃO
Sobre os conversores CC-CA, também chamados de inversores, sabemos que a técnica de controle das chaves é o que diferencia um circuito de outro, variando de mais simples a mais complexos, conforme a carga que o inversor vai alimentar.
Elaborado pelo professor, 2024.
Sobre circuitos inversores com modulação PWM, avalie as afirmações a seguir:
É correto o que se afirma em:
Alternativas:
1 - I – O conversor apresenta um fluxo de potência sempre unidirecional, no sentido fonte-carga.
2 - II – Se a carga que o conversor alimenta é puramente indutiva, os diodos em paralelo com as chaves podem ser retirados do circuito.
3 - III – Na modulação PWM Bipolar, o sinal resultante de saída na carga possui apenas 2 níveis, enquanto na modulação PWM Unipolar, 3 níveis são percebidos no sinal.
4 - IV – Em um conversor monofásico em ponte, caso a modulação seja PWM Unipolar, são necessárias duas tensões de referência, em que cada braço do inversor é acionado de forma independente.
5 - V – Em um conversor monofásico em ponte com modulação Bipolar, a cada comutação das chaves, a tensão de fase na saída alterna entre Vcc e 0, dependendo do valor da tensão de controle.
Alternativas:
I, II e III, apenas.
II e IV, apenas.
II e V, apenas.
IV e V, apenas.
I, II e IV, apenas.
2ª QUESTÃO
Sobre as técnicas de configuração de conversores CC-CC, temos várias representações, como o Buck, Boost, Zeta, entre outros, cada um com sua respectiva função. Em algumas ocasiões, uma combinação entre eles é necessária, como o Buck-Boost, também chamado de conversor abaixador-elevador.
MARTINS, D. C.; BARBI, I. Conversores CC-CC Básicos Não Isolados. Florianópolis: Editora UFSC, 2006. (Adaptado).
Conforme o trecho anterior, analise as afirmações a seguir:
I. A capacitância aplicada nessa configuração deve ser capaz de garantir que o sinal seja puramente CC. II. O conversor Buck-Boost é composto pelos mesmos componentes dos conversores em configuração separada. III. O processamento do sinal por esse conversor faz com que a tensão de saída esteja com polaridade invertida em relação à tensão de entrada do sistema. IV. A abertura da chave S faz com que a corrente flua pelo diodo e capacitor, e, em contrapartida, o indutor cede sua energia para a carga, acarretando a redução de tensão.
Alternativas:
I, apenas.
II e IV, apenas.
III e IV, apenas.
I, II e III, apenas.
I, II, III e IV.
3ª QUESTÃO
Os conversores CC-CC isolados formam uma importante classe de conversores utilizada na Engenharia Elétrica. Esses conversores são projetados para proporcionar isolamento galvânico entre a entrada e a saída, garantindo que não haja conexão direta entre os dois circuitos. Isso é especialmente útil em aplicações onde é necessária a proteção contra surtos de tensão, interferências e para garantir a segurança dos usuários. Além disso, os conversores isolados permitem a operação em diferentes níveis de tensão entre entrada e saída, possibilitando a transformação de tensão e a interface entre sistemas com níveis de tensão incompatíveis.
Elaborado pelo professor, 2024.
Baseado nesse contexto:
Sobre os conversores CC-CA, chamados de inversores, sabemos que a técnica de controle das chaves é o que diferencia um circuito de outro, variando de circuitos mais simples a mais complexos, cuja complexidade deve estar atrelada à carga que o circuito vai alimentar. Elaborado pelo professor, 2024.
Sobre circuitos inversores com modulação PWM, avalie as afirmações a seguir:
É correto o que se afirma em:
I – O conversor apresenta um fluxo de potência sempre unidirecional, no sentido fonte-carga.
II – Se a carga que o conversor alimenta é puramente indutiva, os diodos em paralelo com as chaves podem ser retirados do circuito.
III – Na modulação PWM Bipolar, o sinal resultante de saída na carga possui apenas 2 níveis, enquanto na modulação PWM Unipolar, 3 níveis são percebidos no sinal.
IV – Em um conversor monofásico em Ponte, caso a modulação seja PWM Unipolar, são necessárias duas tensões de referência em que cada braço do inversor é acionado de forma independente.
V – Em um conversor monofásico em Ponte com modulação Bipolar, a cada comutação das chaves, a tensão de fase na saída alterna entre Vcc e 0 dependendo do valor da tensão de controle.
Alternativas:
I, II e III, apenas.
II e IV, apenas.
II e V, apenas.
IV e V, apenas.
I, II e III, apenas.
4ª QUESTÃO
Sobre as técnicas de configuração de conversores CC-CC temos algumas representações, como o Buck, Boost, Zeta e outros, cada um com a sua respectiva função, e em algumas ocasiões, uma combinação entre eles é necessária, como o Buck-Boost, também chamado de conversor abaixador-elevador. MARTINS, D. C.; BARBI, I. Conversores CC-CC Básicos Não Isolados. Florianópolis: Editora UFSC, 2006. (adaptado).
Conforme o assunto cedido pelo trecho anterior, analise as afirmativas a seguir:
I – A capacitância aplicada nessa configuração deve ser capaz de garantir que o sinal seja puramente CC.
II – O conversor Buck-Boost é composto pelos mesmos componentes dos conversores em configuração separada.
III – O processamento do sinal por esse conversor faz com que a tensão de saída esteja com polaridade invertida em relação à tensão de entrada do sistema.
IV – A abertura da chave S faz com que a corrente flua pelo diodo e capacitor e, em contrapartida, o indutor cede sua energia para a carga, acarretando no abaixamento de tensão.
É correto o que se afirma em:
I, apenas.
II e IV, apenas.
III e IV, apenas.
I, II e III, apenas.
I, II, III e IV.
5ª QUESTÃO
Os conversores CC-CC isolados formam uma importante classe de conversores utilizada na Engenharia Elétrica. Esses conversores são projetados para proporcionar isolamento galvânico entre a entrada e a saída, garantindo que não haja conexão direta entre os dois circuitos. Isso é especialmente útil em aplicações onde é necessária a proteção contra surtos de tensão, interferências e para garantir a segurança dos usuários. Além disso, os conversores isolados permitem a operação em diferentes níveis de tensão entre entrada e saída, possibilitando a transformação de tensão e a interface entre sistemas com níveis de tensão incompatíveis. Elaborado pelo professor, 2024.
Baseado neste contexto, analise as afirmações a seguir:
I – A principal desvantagem dos conversores CC-CC isolados é a saturação do transformador, que acontece independentemente do projeto do circuito.
II – Nos conversores CC-CC que possuem indutância conectada em paralelo à fonte, podemos dizer que este conversor possui entrada em fonte de corrente, pois ela é estabilizada pelo indutor, não atingindo o zero.
III – O transformador utilizado em conversores CC-CC é diferente dos transformadores utilizados em fontes lineares. A grande diferença está no núcleo ferromagnético que possui capacidade de operar em frequências superiores às frequências da rede elétrica.
IV – O conversor Flyback nada mais é que o conversor Buck-Boost substituindo o indutor por um “transformador”, porém no conversor isolado é possível manter a tensão de saída “em fase” com a tensão de entrada invertendo a polaridade do secundário do indutor acoplado.
V – Um conversor isolado possui um indutor acoplado para isolar galvanicamente o circuito ligado à fonte da carga. No projeto deste conversor deve-se ficar atento ao valor da indutância magnetizante, implícita geralmente no enrolamento primário no caso do conversor Flyback, por exemplo.
É correto o que se afirma em:
II e III, apenas.
IV e V, apenas.
I, II e III, apenas.
I, II e IV, apenas.
II, III e V, apenas.
6ª QUESTÃO
Os sistemas de controle são essenciais quando se deseja garantir o funcionamento do circuito dentro de parâmetros estipulados. Estas condições fazem com que um duty-cycle fixo altere todo o funcionamento do circuito. É exatamente onde o controle atua, garantindo que o funcionamento ótimo aconteça. Elaborado pelo professor, 2014.
Sobre o controle de conversores CC-CC, avalie as afirmações a seguir:
I – No controle com atuação Proporcional (Kp) de um processo com uma função de transferência sem atuação Integral (Ki), o erro em regime estacionário é nulo.
II – Um conversor CC-CC somente pode ter uma saída controlada se estiver operando em Malha Fechada, ou seja, utilizando um sensor (transdutor) para realimentar uma variável e compará-la com um valor de referência.
III – O projeto analítico de controladores PID para conversores CC-CC independe do modelo matemático do conversor, que no caso de projetos de sistemas de controle, é a planta representada comumente por uma função G(s) no domínio de Laplace.
IV – A principal função de um circuito de controle aplicado a conversores CC-CC é a redução de perdas e, consequentemente, o aumento efetivo da eficiência da conversão. Sem um método de controle atuando no conversor, a eficiência do circuito sempre será baixa.
V – Funções de transferência são modelos matemáticos utilizados para relacionar a entrada e a saída em sistemas que podem ser descritos por equações diferenciais lineares e são amplamente utilizadas em projetos de sistemas de controle como o método PID. Geralmente, a variável manipulada de um conversor CC-CC é o duty-cycle, representado nas funções de transferência do conversor com d(s).
É correto o que se afirma em:
II e V, apenas.
I, III e IV, apenas.
II, IV e V, apenas.
II, III e V, apenas.
I, II e III, apenas.
7ª QUESTÃO
O retificador de meia onda com carga resistiva-indutiva apresenta os componentes RL em série e esta configuração tem a finalidade de elevar a eficiência de circuitos eletrônicos. A indutância garante a estabilidade da corrente que flui pelos equipamentos, impedindo alterações abruptas de corrente pelo circuito.
BOYLESTAD, R.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall, 2003. (adaptado).
Dado o enunciado anterior, julgue as afirmativas a seguir e a relação proposta entre elas:
I – A fonte de tensão sendo em CA irá eventualmente decair seu valor de tensão em intensidade positiva até o valor de pico negativo, porém essa configuração concentrará energia positiva por mais de meio período.
II – O esvaziamento da carga acumulada pelo indutor fará com que circule energia positiva pelo retificador, e devido ao primeiro, ocorrerá uma tensão oposta ao valor negativo em meio período, bloqueando a passagem da parte negativa.
É correto o que se afirma em:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições falsas.
8ª QUESTÃO
Na Aula 8, conhecemos os conversores CC-CA trifásicos, ou simplesmente inversores trifásicos, que são aqueles escolhidos para aplicações de maior potência, seja para acionamento de motores, injeção de potência na rede ou mesmo em sistemas de fornecimento de energia ininterrupta, como o conhecido equipamento no-break. É possível construir um inversor trifásico a partir de 3 braços, ou seja, 3 ramos com pares de chaves em série. A construção de um inversor trifásico também depende dos níveis de tensão desejáveis na carga, do número de componentes no circuito e da complexidade de controle que se deseja para a aplicação. Elaborado pelo professor, 2023.
A respeito dos inversores trifásicos, avalie as afirmações a seguir:
I – É possível alimentar uma carga trifásica em uma configuração em estrela ou em triângulo, dependendo da quantidade de tensão e da corrente necessária na carga.
II – Em inversores trifásicos com modulação PWM, a escolha da técnica de controle deve levar em conta o tipo de carga e a aplicação, pois a modulação influencia diretamente na qualidade da tensão de saída e no rendimento do sistema.
III – Na modulação PWM Unipolar, os sinais gerados para controlar as chaves são combinados para criar um sinal de saída com menos harmônicos e uma forma de onda mais próxima da senóide, ideal para aplicações em motores e geradores.
IV – O controle de um inversor trifásico é mais complexo devido ao número de fases e à necessidade de garantir que cada fase esteja sincronizada corretamente para evitar problemas de harmônicos e distorções na forma de onda.
É correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, III e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I e IV, apenas.
II e IV, apenas.