Electrónica de potencia y accionamientos: problemas de práctica y preguntas de examen

Convertidores CC-CC: un interruptor S se cierra durante la fracción D de cada periodo T = 1/f. En régimen permanente la tensión media en la bobina es cero (balance voltios-segundo), lo que da las relaciones de conversión ideales en conducción continua: reductor V_o = D·V_in, elevador V_o = V_in/(1 − D), reductor-elevador inversor |V_o| = V_in·D/(1 − D). Un convertidor ideal conserva la potencia: V_in·I_in = V_o·I_o. Mientras S está cerrado la corriente de la bobina aumenta ΔI_L = V_L·D·T/L, con V_L = V_in − V_o en el reductor y V_in en el elevador y en el reductor-elevador. El rizado de la salida es ΔV_o = ΔI_L/(8fC) en el reductor e I_o·D/(fC) en el elevador y en el reductor-elevador. La corriente de la bobina apenas llega a cero (el límite de CCM) cuando la corriente media de la bobina es igual a ΔI_L/2.

Motor de corriente continua: el inducido es una resistencia R_a en serie con la fuerza contraelectromotriz E, de modo que V = E + I_a·R_a. La fuerza contraelectromotriz crece con la velocidad, E = k·ω, y el par con la corriente, T = k·I_a, con la misma constante del motor k (V·s/rad = N·m/A) en unidades del SI. Convierte las velocidades con ω = 2π·n/60. La potencia desarrollada es E·I_a = T·ω; la potencia de entrada es V·I_a, y las pérdidas en el cobre I_a²R_a y las pérdidas rotacionales son la diferencia. La velocidad cae linealmente con el par, ω = V/k − R_a·T/k², desde la velocidad en vacío V/k hasta cero en el par de bloqueo k·V/R_a. En reposo E = 0, así que la corriente de arranque V/R_a es grande a menos que una resistencia la limite.