543761_CEM_Prueba_1_2013_2
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Universidad de Concepción Facultad de Ingeniería Depto. de Ingeniería Eléctrica Prof. José R. Espinoza C. Depto. de Ing. Eléctrica, of. 220 9 de Octubre de 2013 1 de 1 Prueba N°1 Convertidores Estáticos Multinivel ‐ 543 761 / 418 6009 Problema I. (2.5 ptos.) La figura de la derecha muestra un rectificador monofásico de voltaje con un filtro de segundo orden LfCf en la entrada AC. Si se conoce la función de conmutación del rectificador Sr y la corriente de io es arbitraria, se pide: a) Identifique las variables de estado, las entradas y las perturbaciones. b) Escriba las ecuaciones de ligazón del rectificador. c) Escriba las ecuaciones de estado del sistema. d) Dibuje un circuito eléctrico equivalente que utilice las ecuaciones de ligazón. e) Obtenga el modelo promedio del modelo obtenido en (c). Problema II. (1.5 ptos.) Si la transformación de un vector en ejes abc x abc a ejes dq0 x dq0 se realiza con la transformada, T abc_dq0 = 2 / 1 2 / 1 2 / 1 ) 240 cos( ) 120 cos( ) cos( ) 240 sin( ) 120 sin( ) sin( 3 2 t t t t t t , determine dx abc /dt en función de dx dq0 /dt. Problema III. (2.0 ptos.) Responda y justifique (Nota: la justificación vale la mitad del puntaje): a) Indique la expresión para el factor de potencia instantáneo en función de los voltajes y corrientes instantáneas en ejes abc. b) Demuestre que la potencia aparente instantánea es siempre mayor que la potencia activa instantánea. c) Explique la existencia de segunda armónica en el lado DC de convertidores monofásicos. d) Porqué es posible usar un condensador en el lado DC de un rectificador fuente de voltaje. e) Enumere los estados inválidos de los switches en un inversor de voltaje monofásico. vdc sr1 sr3 ir sr2 sr4 + - rectificador red lado dc vr io + - vs Ls Rs + - R dc Cdc carga idc Lf Cf filtro ac is vf + -
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Universidad de Concepcin Facultad de Ingeniera Depto. de Ingeniera Elctrica
Prof. Jos R. Espinoza C. Depto. de Ing. Elctrica, of. 220 9 de Octubre de 2013 1 de 1
PruebaN1ConvertidoresEstticosMultinivel543761/4186009
ProblemaI.(2.5ptos.)Lafiguradeladerechamuestraun rectificador monofsico devoltajeconunfiltrodesegundoordenLfCfen laentradaAC.Sise conoce la funcin deconmutacindelrectificadorSrylacorrientedeioesarbitraria,sepide:a) Identifiquelasvariablesde
estado, las entradas y lasperturbaciones.
b) Escribalasecuacionesdeligazndelrectificador.c) Escribalasecuacionesdeestadodelsistema.d) Dibujeuncircuitoelctricoequivalentequeutilicelasecuacionesdeligazn.e) Obtengaelmodelopromediodelmodeloobtenidoen(c).
ProblemaII.(1.5ptos.)Silatransformacindeunvectorenejesabcxabcaejesdq0xdq0serealizaconlatransformada,
Tabc_dq0 =
2/12/12/1)240cos()120cos()cos()240sin()120sin()sin(
32 ttt
ttt,
determinedxabc/dtenfuncindedxdq0/dt.
ProblemaIII.(2.0ptos.)Respondayjustifique(Nota:lajustificacinvalelamitaddelpuntaje):a) Indique la expresin para el factor de potencia instantneo en funcin de los voltajes y
corrientesinstantneasenejesabc.b) Demuestre que la potencia aparente instantnea es siempre mayor que la potencia activa
instantnea.c) ExpliquelaexistenciadesegundaarmnicaenelladoDCdeconvertidoresmonofsicos.d) PorquesposibleusaruncondensadorenelladoDCdeunrectificadorfuentedevoltaje.e) Enumerelosestadosinvlidosdelosswitchesenuninversordevoltajemonofsico.
vdc
sr1
sr3
ir
sr2
sr4
+
-
rectificadorred ladodc
vr
io+
-vs
LsRs+
-RdcCdc
carga
idc
Lf
Cf
filtroac
isvf+
-
