Eletrônica de Potência e Acionamentos: pacote de revisão

Conversores CC-CC: uma chave S conduz durante a fração D de cada período T = 1/f. Em regime permanente a tensão média no indutor é zero (equilíbrio volt-segundo), o que dá as relações de conversão ideais em condução contínua: buck V_o = D·V_in, boost V_o = V_in/(1 − D), buck-boost inversor |V_o| = V_in·D/(1 − D). Um conversor ideal conserva a potência: V_in·I_in = V_o·I_o. Enquanto S conduz, a corrente no indutor sobe ΔI_L = V_L·D·T/L, com V_L = V_in − V_o no buck e V_in no boost e no buck-boost. A ondulação da saída é ΔV_o = ΔI_L/(8fC) no buck e I_o·D/(fC) no boost e no buck-boost. A corrente no indutor apenas toca o zero (o limite da CCM) quando a corrente média no indutor é igual a ΔI_L/2.

Conversores CC-CC: uma chave S conduz durante a fração D de cada período T = 1/f. Em regime permanente a tensão média no indutor é zero (equilíbrio volt-segundo), o que dá as relações de conversão ideais em condução contínua: buck V_o = D·V_in, boost V_o = V_in/(1 − D), buck-boost inversor |V_o| = V_in·D/(1 − D). Um conversor ideal conserva a potência: V_in·I_in = V_o·I_o. Enquanto S conduz, a corrente no indutor sobe ΔI_L = V_L·D·T/L, com V_L = V_in − V_o no buck e V_in no boost e no buck-boost. A ondulação da saída é ΔV_o = ΔI_L/(8fC) no buck e I_o·D/(fC) no boost e no buck-boost. A corrente no indutor apenas toca o zero (o limite da CCM) quando a corrente média no indutor é igual a ΔI_L/2.

Motor CC: a armadura é uma resistência R_a em série com a força contraeletromotriz (fcem) E, de modo que V = E + I_a·R_a. A fcem cresce com a velocidade, E = k·ω, e o torque com a corrente, T = k·I_a, com a mesma constante do motor k (V·s/rad = N·m/A) em unidades SI. Converta velocidades com ω = 2π·n/60. A potência desenvolvida é E·I_a = T·ω; a potência de entrada é V·I_a, e a perda no cobre I_a²R_a e a perda rotacional fazem a diferença. A velocidade cai em linha reta com o torque, ω = V/k − R_a·T/k², da velocidade a vazio V/k até zero no torque de travamento k·V/R_a. Com o motor parado E = 0, então a corrente de partida V/R_a é grande, a menos que um resistor a limite.

Motor CC: a armadura é uma resistência R_a em série com a força contraeletromotriz (fcem) E, de modo que V = E + I_a·R_a. A fcem cresce com a velocidade, E = k·ω, e o torque com a corrente, T = k·I_a, com a mesma constante do motor k (V·s/rad = N·m/A) em unidades SI. Converta velocidades com ω = 2π·n/60. A potência desenvolvida é E·I_a = T·ω; a potência de entrada é V·I_a, e a perda no cobre I_a²R_a e a perda rotacional fazem a diferença. A velocidade cai em linha reta com o torque, ω = V/k − R_a·T/k², da velocidade a vazio V/k até zero no torque de travamento k·V/R_a. Com o motor parado E = 0, então a corrente de partida V/R_a é grande, a menos que um resistor a limite.

Potência CA: a potência aparente S = V·I (VA) se divide em potência ativa P = S·cos φ (W), que realiza trabalho útil, e potência reativa Q = S·sin φ (var), que vai e volta entre fonte e carga. O fator de potência é cos φ. Um capacitor em paralelo fornece potência reativa localmente, então a corrente de linha cai para a mesma potência ativa.

Potência CA: a potência aparente S = V·I (VA) se divide em potência ativa P = S·cos φ (W), que realiza trabalho útil, e potência reativa Q = S·sin φ (var), que vai e volta entre fonte e carga. O fator de potência é cos φ. Um capacitor em paralelo fornece potência reativa localmente, então a corrente de linha cai para a mesma potência ativa.

Sistemas trifásicos equilibrados: em uma ligação Y (estrela) a tensão de linha é √3 vezes a tensão de fase, V_L = √3·V_ph, e a corrente de linha é igual à corrente de fase. Em uma ligação Δ (triângulo) a tensão de linha é igual à tensão de fase e a corrente de linha é √3 vezes a corrente de fase, I_L = √3·I_ph. A potência total é três vezes a potência de uma fase: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ.

Sistemas trifásicos equilibrados: em uma ligação Y (estrela) a tensão de linha é √3 vezes a tensão de fase, V_L = √3·V_ph, e a corrente de linha é igual à corrente de fase. Em uma ligação Δ (triângulo) a tensão de linha é igual à tensão de fase e a corrente de linha é √3 vezes a corrente de fase, I_L = √3·I_ph. A potência total é três vezes a potência de uma fase: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ. Correção do fator de potência: os capacitores fornecem potência reativa localmente, Q_C = P·(tan φ₁ − tan φ₂). Cada um dos três capacitores fornece Q_C/3 = V²·ω·C, onde V é a tensão sobre aquele capacitor: V_L em um banco em Δ, V_L/√3 em um banco em Y.