GRA0687 - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA - Atividade 4 - A4

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GRA0687 
Atividade 4 – A4 
 
1) A modulação PWM (do inglês, Pulse Width Modulation, modulação por largura de 
pulso) permite controlar, por exemplo, o disparo dos semicondutores de potência, 
dispositivos abundantes em praticamente qualquer circuito de eletrônica de potência, 
especialmente para o acionamento de equipamentos frequentes em sistemas 
industriais, como os motores elétricos. 
 
Considerando o exposto, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. Um inversor de frequência pode ser acionado a partir de um sinal PWM. 
II. No caso do disparo, considera-se a condução durante um período estabelecido. 
III. Para o controle da tensão obtida, aumenta-se a largura do pulso utilizado. 
IV. O sinal PWM é obtido a partir da comparação de três sinais diferentes. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
I e II apenas. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta. A afirmativa I se apresenta de 
maneira adequada, visto que um sinal PWM pode ser aplicado a equipamentos práticos, 
como inversores de quatro chaves. A afirmativa II está correta, pois um sinal PWM pode 
ser associado ao controle de quando os semicondutores serão disparados, considerando 
a condução e não condução em períodos esperados. Além disso, a afirmativa III está 
incorreta, já que a diminuição da largura do pulso é utilizada, e a afirmativa IV está 
incorreta, pois se compara um dado sinal de referência e um de controle. 
 
2) Na figura a seguir, é possível visualizar como, na prática, avalia-se uma 
importante medida de qualquer circuito de eletrônica de potência ou equipamento: 
o rendimento global. Nesse caso, o nosso objetivo é avaliar o desempenho de um 
sistema fotovoltaico. 
 
 
 
Figura – Análise de desempenho de rendimento global de um sistema fotovoltaico 
 
Fonte: Shayani (2006, p. 189). 
 
#PraCegoVer: a figura apresenta um diagrama de blocos com desenho, para a 
visualização de como pode ser feita a análise de desempenho de um sistema fotovoltaico. 
Na parte de cima, tem-se a energia teórica do sol acima da atmosfera; em seguida, há o 
bloco que representa a entrada dessa energia, com o medidor RAD, com o rendimento da 
massa de ar atmosférica, nebulosidade do dia, posicionamento e inclinação do arranjo; 
logo após, tem-se o rendimento da energia incidente sobre o painel. Daquele bloco, tem-
se a entrada para o controlador de carregamento, com o medidor Ah, o banco de baterias 
e o controlador de carga, além de outro medidor Ah e o rendimento do banco de baterias. 
Por fim, tem-se outro conversor, CC-CA, e a carga associada, com um medidor V. Nesse 
ponto, analisa-se o rendimento do inversor. A contribuição de todos esses rendimentos 
resulta no rendimento global do sistema fotovoltaico. 
 
SHAYANI, R. A. Medição do rendimento global de um sistema fotovoltaico isolado 
utilizando módulos de 32 células. 2006. 225 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia 
Elétrica) – Universidade de Brasília, Brasília, 2006. 
 
Considerando a figura apresentada, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) 
Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O círculo com o escrito RAD representa um ponto para avaliação da radiação solar, 
questão importante do funcionamento do sistema. 
II. ( ) Nesse caso, é possível observar, pelo diagrama de blocos, que esse é um exemplo 
de sistema fotovoltaico não isolado. 
III. ( ) Existe, nesse sistema para a avaliação do rendimento global, de acordo com o 
diagrama, a medição de potência elétrica. 
IV. ( ) Existem outras variáveis físicas que influenciam diretamente no rendimento do 
sistema, como a inclinação das células solares. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
V, V, F, V 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a afirmativa I é verdadeira, já 
que a radiação solar é um fator importante de funcionamento do sistema fotovoltaico 
como um todo e, conforme mostra o próprio diagrama, ela também é medida. Além disso, 
a afirmativa II é verdadeira, pois, como há um banco de baterias, observa-se que remete 
a um sistema isolado. A afirmativa III, por sua vez, é falsa, pois, pelos medidores 
apresentados, verifica-se que há medição de radiação, tensão e corrente/hora. Por fim, a 
afirmativa IV é verdadeira, uma vez que, de fato, a inclinação do painel influencia 
diretamente em seu desempenho. 
 
3) Um variador de tensão também pode estar associado a uma carga trifásica, como 
na figura apresentada a seguir. As conexões podem ser estabelecidas para as cargas 
e/ou as fontes conectadas em delta (triângulo) e/ou em estrela (Y), e vice-versa, além 
do fato de que as chaves podem ser SCRs. 
 
 
Figura – Variador de tensão trifásico 
Fonte: Adaptada de Rashid (2014). 
#PraCegoVer: a figura ilustra uma fonte de tensão trifásica que deverá alimentar uma 
carga resistiva trifásica ligada em estrela, por meio da instalação de um variador de 
tensão em cada uma das fases do sistema. 
 
RASHID, M. H. Eletrônica de Potência: dispositivos, circuitos e aplicações. Londres: 
Pearson, 2014. 
 
Considerando o circuito apresentado, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. A carga conectada na prática a esse tipo de circuito deve estar equilibrada. 
II. Esse tipo de circuito é obtido por meio da adaptação de variadores bifásicos. 
III. Os ângulos de disparo, se comparados ao modelo monofásico, são diferentes. 
IV. Esse circuito é resultado de um variador de onda completa para cada duas fases. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
I e III. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, de fato, para o correto 
funcionamento do circuito, a carga associada deve estar em equilíbrio. Logo, a 
afirmativa I está correta. A afirmativa II está incorreta, pois são circuitos monofásicos 
combinados, basicamente. A afirmativa III está correta, visto que os ângulos de disparo 
devem ser ajustados para manter o desfasamento existente das tensões trifásicas. A 
afirmativa IV está incorreta, pois esse circuito é equivalente a um variador monofásico 
de onda completa para cada fase. 
 
4) Um dado inversor trifásico pode estar conectado, então, a uma carga resistiva 
equilibrada, ou seja, conectada em estrela. Considerando a resistência por fase 120 
ohms e a tensão entregue pela fonte 120 V, é possível saber o valor da potência de 
saída e a tensão RMS de fase, por exemplo. 
 
No que tange ao exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor dos 
parâmetros mencionados. 
 
60 W e, aproximadamente, 48,99 V. 
 
 
 
 
 
5) A essência de um inversor monofásico, que permite o acionamento de diversos 
equipamentos na prática, como motores de indução monofásicos, pode ser 
compreendida a partir de um circuito em ponte e a forma com a qual os possíveis 
semicondutores que podem ser usados, acionados de modo semelhante a chaves, 
comportam-se. 
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresenta corretamente o funcionamento 
básico do inversor explicado. 
 
Há, basicamente, quatro estados, nos quais a configuração básica, de duas chaves, 
alterna entre acionado e não acionado, e a tensão de saída varia. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois um inversor pode funcionar, 
basicamente, com duas chaves, que se alternam em quatro possíveis estados: a 
combinação de ligada e desligada. Caso uma esteja ligada e a outra desligada ou vice-
versa, há a tensão positiva ou negativa, respectivamente. Do contrário, para 
configurações iguais das chaves, enfatiza-se a tensão de saída anulada. 
 
6) É comum o uso, na prática, de circuitos inversores com outros tipos de 
equipamentos e motores. Um exemplo disso é o uso de compressores de ar junto com 
inversores de frequência e motores, já disponibilizados de fábrica em um sistema 
único, capaz de promover vantagens, como manter a pressão estável e a possibilidade 
de vazão extra em situações de demanda aumentada. 
 
A respeito do uso do inversor no contexto apresentado, analise as afirmativas a seguir 
e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).I. ( ) O inversor usado pode, dessa forma, permitir maior economia, comparando-se 
com o sistema somente com o compressor. 
 
II. ( ) A partida do motor, associado ao compressor, torna-se mais eficiente com o uso 
do inversor. 
III. ( ) O inversor, nesse contexto, permite garantir o suprimento de energia em casos 
de faltas de fase. 
IV. ( ) As partes mecânicas do sistema, nesse caso, estarão mais propensas a um 
aumento de vida útil. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
V V F V 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta. A afirmativa I é verdadeira, pois o 
uso do inversor permite, de fato, economizar energia, justamente por controlar a 
velocidade do motor do compressor, ajustando a demanda e o consumo de forma 
eficiente. A afirmativa II também é verdadeira, pois outra função somada ao motor é, 
realmente, melhorar as condições de partida desse motor. Adicionalmente, observa-se 
que a afirmativa III é falsa, visto que o inversor, nesse caso, protege-se desses tipos de 
faltas. A afirmativa IV, por outro lado, é verdadeira, já que, em virtude da partida 
suavizada, é possível melhorar a vida útil das partes mecânicas envolvidas. 
 
7) Um exemplo mais básico de circuito variador de tensão (de corrente alternada para 
corrente alternada) é o variador de tensão CA-CA monofásico dito de onda completa, 
formado por uma fonte de tensão alternada e dispositivos semicondutores, como os 
SCRs. 
 
Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente um exemplo 
desse equipamento com carga resistiva-indutiva. 
 
 
 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, conforme a descrição, é 
possível perceber que, por ser um sistema capaz de operar em onda completa, será 
necessário um caminho para a condução da corrente durante o semiciclo positivo e 
outro para o negativo; logo, há dois dispositivos semicondutores com disparo, como é o 
caso dos SCRs. Além disso, a carga sendo do tipo resistiva-indutiva (RL) é representada 
com um indutor e um resistor 
 
8) Um inversor trifásico pode ser estabelecido com alguns elementos básicos, 
coordenados de acordo com o ângulo de condução. No caso apresentado a seguir, de 
um inversor trifásico básico em ponte, tem-se um tipo de circuito em ponte, no qual 
os semicondutores que serão disparados são apresentados em chaves. 
 
 
Figura – Inversor trifásico em ponte 
Fonte: Adaptada de Ahmed (2000). 
#PraCegoVer: o esquema mostra uma fonte de tensão E conectada com 3 pares de 
duas chaves e dois diodos em paralelo, associados a cada uma das três fases (A, B e C). 
A corrente de entrada é is; as chaves são numeradas de 1 a 6 e representadas pela 
letra S; os diodos são numerados de 1 a 6 e estão todos conectados apontando para 
cima. As correntes ia, ib e ic são estabelecidas em cada uma das fases, sendo que essas 
fases estão conectadas entre si, para uso do neutro N. 
 
AHMED, A. Eletrônica de Potência. Londres: Pearson, 2000. 
 
A respeito do circuito trifásico apresentado, analise as afirmativas a seguir e assinale V 
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) Para que não haja um curto na fonte das duas chaves no mesmo caminho, elas 
devem estar ligadas. 
II. ( ) Ao analisar o circuito, percebe-se que há um intervalo de 120º entre o fim da 
condução da chave S1 e o começo da S4. 
III. ( ) O inversor, nesse caso, pode ser controlado de maneira que cada uma das 
chaves conduzirá por um período de 120º. 
IV. ( ) A carga conectada, do tipo resistiva, por exemplo, estará sujeita às tensões de 
fase vab, vbc e vac. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
F, F, V, F 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta. A afirmativa I é falsa, pois o que 
deve ser feito é o contrário: ambas as chaves citadas devem alternar como ligada e 
desligada, e vice-versa. A afirmativa II também é falsa, pois, embora exista o intervalo, 
este é de 60º. A afirmativa III é verdadeira, uma vez que os intervalos estão arranjados, 
com metade conduzindo durante o semiciclo positivo e a outra no negativo, durante 
120º. Por fim, a afirmativa IV é falsa, porque as tensões de fase são: van, vbn e vcn. 
 
9) Há algumas combinações tradicionalmente utilizadas, dada a facilidade também de 
se obter sinais desse tipo por meio de circuitos eletrônicos e de geração de sinais, 
como o uso de um sinal de referência senoidal e um sinal de controle do tipo triangular 
para a obtenção de um sinal PWM. 
 
Com base no exposto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Nesse caso, para a geração do sinal PWM, o sinal de referência deve ter amplitude 
maior que a do sinal de controle. 
 
Pois: 
 
II. A frequência obtida para o sinal de saída é a mesma da frequência do sinal de 
referência. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta. 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta 
da I. 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é uma proposição 
verdadeira. De fato, são estabelecidas, para a obtenção de um dado sinal PWM, as 
amplitudes dos sinais de referência e de controles diferentes, sendo a de referência 
maior. Além disso, a asserção II é uma proposição verdadeira, mas não justifica a I, pois, 
embora o sinal obtido na saída tenha a frequência igual do sinal de referência, isso nada 
tem a ver com o estabelecimento das amplitudes mencionado anteriormente. 
 
10) De forma completa e permitindo um maior controle do disparo, para o controle, 
consequentemente, do sinal obtido na saída para o acionamento de um equipamento 
na prática, o circuito apresentado a seguir pode ser utilizado. Ademais, é possível 
notar que há dois tipos de semicondutores: os diodos e os SCRs. 
 
 
Figura – Inversor em ponte completa 
Fonte: Adaptada de Ahmed (2000). 
#PraCegoVer: o esquema mostra uma fonte de tensão que alimenta o circuito inversor. 
O arranjo é formado por quatro pares diodo-SCR, conectados em antiparalelo. A fonte 
de tensão foi posicionada em paralelo a dois pares diodo-SCR alocados em série. No 
ponto médio entre os pares diodo-SCR em série, é posicionado um resistor de 
resistência R e um indutor de indutância L, em série. 
 
AHMED, A. Eletrônica de Potência. Londres: Pearson, 2000. 
 
Considerando a figura apresentada, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) 
Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) Ao analisar o circuito, é possível observar que a corrente nos diodos está no sentido 
contrário à corrente dos SCRs. 
II. ( ) A carga conectada a esse equipamento é do tipo resistiva-indutiva, semelhante a 
várias cargas na prática. 
III. ( ) Os SCRs são, dado o arranjo, disparados de maneira não sincronizada nesse 
inversor. 
IV. ( ) Nesse tipo de inversor, considerando, ainda, a carga a que se associa, visualiza-se 
um acúmulo de energia. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
V, V, F, V 
 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta. A afirmativa I é verdadeira, já que, 
da forma como os diodos, os SCRs e a fonte estão conectados, percebe-se que a corrente 
nos diodos está no sentido contrário da corrente dos SCRs, e vice-versa. Além disso, a 
afirmativa II é verdadeira, pois, com o resistor conectado em série com um indutor, tem-
se a modelagem de uma carga RL, semelhante ao que os motores de indução são na 
prática, por exemplo. A afirmativa III, por sua vez, é falsa, visto que os SCRs são 
acionados de dois a dois nesse caso, de forma sincronizada, e a afirmativa IV é 
verdadeira, pois a corrente elétrica não cresce rapidamente no indutor – cresce, todavia, 
por um determinado intervalo de tempo. 
 
 
 
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