TAREFA 02 – EXERCÍCIOS COM MATHCAD - Ivo Barbi

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA II – LABORATÓRIO. SEMESTRE: 2011-1TAREFA 02 – EXERCÍCIOS COM MATHCADData da Entrega: Turma B Dia 04 de Abril de 2011.Turma A Dia 05 de Abril de 2011.1 – Ache o valor de z , utilizando o programa Mathcad, para as seguintesequações:a)b)c)⎛⎜z = ⎜ − −x20 ⎜x⎜⎝yz =3 2 6 12 8 1/6 3 2yx + x y xk yx + x y k + 2 + x yx + x y k6 2/3 1/5kx x y k+ +( x+y)2yy637xk + k + − 2 x + 65 + − 224 3 21 1.2y x + x y k + 2 + x2x2 π −35k+ x − 2x2 2 9 y⎛ kπ⎞ ⎛ 3π⎞452sin ⎜ ⎟ 470cos ⎜ ⎟ sin( )5 7z =⎝ ⎠ ⎝ ⎠e− x+ + xy −ky8⎛ 3π⎞ ⎛ xk ⎞tan ln log( )+ ⎜ − ⎜ ⎟xyk⎟⎝ ⎠ ⎝ xky ⎠exy⎞⎟⎟⎟⎟⎠Sendo que x = 2 , y = 2 ,k =2 – Traçar os gráficos das seguintes equações abaixo para o intervalo:( −20 ≤ t ≤ 20 ) usando passo de cálculo adequado:63a)b)4 3y( t) = 0,004t + 0,004t − 0,004t⎛ 2πt ⎞y1( t) = 20cos⎜ ⎟⎝ 3 ⎠⎛ 2π t ⎞ ⎛ 4π t ⎞ ⎛ 8π t ⎞ ⎛ 6π t ⎞ ⎛10πt ⎞y2( t) = 10sin ⎜ ⎟ − 35sin ⎜ ⎟ + 25sin ⎜ ⎟ − 18sin ⎜ ⎟ + 12sin ⎜ ⎟⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠Obs.: Traçar y ( t ) e 1y ( ) 2t no mesmo gráfico.UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – INSTITUTO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA II – LABORATÓRIO. SEMESTRE: 2011-13 – Faça uma planilha de cálculo considerando os seguintes parâmetros,para um conversor flyback:V = 50 V ,100 V ,150 V,200VDCf = 25 kHz,40kHzchL = 60µHD = 0,45RL= 10Ωa) Calcular a corrente de pico no MOSFET do flyback:VinCorrente de pico: IP= T1Lb) Calcular tensão na carga:RLTensão na carga: Vout= VinD2 L fc) Calcular a corrente eficaz no transistor:chCorrente eficaz no transistor:Ief=Vinf LchD33d) Corrente média no diodo:Corrente média no diodo:IDV=2 f2 2inchDLVout4 – Reproduza a planilha “Cálculo Físico do Indutor de um Conversor Boost”.Obs.: Usar variáveis com unidades.Para o exercício 3 e 4 adotar o padrão para forma semelhante ao exemplo deplanilha a seguir, com denominações e considerações.UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – INSTITUTO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA II – LABORATÓRIO. SEMESTRE: 2011-1Cálculo Físico do Indutor de um Conversor BoostDisciplina:Professor:EEL7200 - Eletrônica de Potência IIIvo Barbi, Dr. Ing.Aluno: XXXXXXXXXXXX Florianópolis - Março de 2010Descrição:Dimensionamento do indutor de um conversor BoostEspecificações:Freqüência de comutação: fs := 40kHzCorrente média no indutor: Iin md := 65AOndulação de corrente: ∆I L := 7AIndutãncia: L boost := 27μHDados:Indutância máxima: B max := 0.3TFator de ocupação: K w := 0.7Densidade de corrtente: J max := 450 Acm 2Indutância: L boost := 27μHa) Dimensionamento do núcleo:2L boost ⋅Iin mdAeAw := AeAw = 1.207 × 10 − 7 m 4B max ⋅J max ⋅K wNúcleo escolhido: E65b) Dados do núcleoÁrea da secção transversal do núcleo: : Ae 5.32cm 2 :=Área da janela: Aw 5.47cm 2 :=Volume do núcleo: V nucleo 55cm 3 :=UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – INSTITUTO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA II – LABORATÓRIO. SEMESTRE: 2011-1Coeficiente de perdas por correntes parasitas: K f := 4⋅10 − 10 s 2Coeficiente de perdas por histerese: K h := 4⋅10 − 4 sComprimento médio de uma espira: MLT := 16.8cmc) Número de espiras:⎛⎞∆I LL boost ⋅ Iin md +⎝ 2 ⎠N e := NB max ⋅Aee = 11.588d) Entreferroμ 0 1.257 × 10 − 6 m⋅kg= N e = 11.588A 2 ⋅s 22N e ⋅ μ0 ⋅Aelg := lg = 3.325⋅mmL boostlgl := l = 1.663 × 10 − 3 m2e) Cálculo da bitola dos condutoresPenetração máxima:∆ := 7.5 ∆ = 0.038s 0.5fs2∆ = 0.075s 0.5Para este coeficiente de penetração, a bitola máxima de condutor é: AWG21Secção do condutor nu S fio_nu 0.004105cm 2:=Secção do condutor isolado S fio_isol 0.005004cm 2:=Resistividade do condutor ρ fio := 0.00035 Ω cmf) Área do cobreIin mdA cobre := AJ cobre = 1.444 × 10 − 5 m 2maxUNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – INSTITUTO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA II – LABORATÓRIO. SEMESTRE: 2011-1g) Número de condutores⎛ ⎞A cobreN cond := ceilNS cond = 36fio_nu⎝h) Possibilidade de execução⎠N e ⋅N cond ⋅S fio_isolAw min := AwK min = 2.982 × 10 − 4 m 2wAw minAw= 0.545OK! Pode ser executado, (Awmin/Aw