Robert Piqué López - Electrónica de potencia

Como se puede apreciar, y de acuerdo con la ley de Kirchhoff de corrientes, i(t) = ic(t) + iR(t ).

Determínese, para este circuito, y de forma aproximada la tensión de salida, a partir de la aplicación del principio de la superposición, considerando como excitaciones los componentes i(t ) e iR(t ) de la corriente, determinando, a partir de los mismos, el valor medio de la tensión de salida y su rizado.

Compruébese, mediante PSIM, la validez del resultado obtenido.

Sugerencia.La tensión de salida tendrá dos componentes: u(t) = U + ũ( t ), dónde U se podrá determinar a partir de la ley de Ohm, mientras que ũ( t ), un componente de valor medio nulo (rizado) se podrá determinar a partir de la respuesta del condensador, considerando que ⟨ iC ( t )⟩ = 0.

2.8.7.Considérese un elemento dipolar excitado por una tensión u(t) periódica de período T, por el que circula una corriente i(t) así mismo periódica en T. Para este elemento, y a partir de la expresión de la potencia instantánea p(t) = u(t) i(t ), determínense las condiciones que han de cumplir u(t) e i (t) para que el valor medio de la potencia,

2.8.8.Verifíquese el resultado obtenido en el ejercicio 2.8.6 mediante simulación con PSIM del circuito indicado en la figura 2.62

Figura 2.62.

Utilícense los siguientes valores PSIM:

Generador de cuadrada: Vpeak-peak: 100 V; Frequency: 1000 Hz; Duty Cycle: 0.5; DC Offset: 0.

Inductor: 10 mH; Condensador: 0.3 mF; Resistor 5 Ω. Habilitar el parámetro Current Flag a 1 para estos componentes.

Parámetros de simulación (Simulation Control): Time Step: 1E-005; Total Time: 1000 ms; Print Time: 996 ms.

Sugerencia.Realícese la simulación e inspecciónense, desde el postprocesador gráfico Simview, las formas de onda de interés (tensión, corriente y potencia) en el resistor. Utilícense los cursores para lecturas numéricas de los valores de interés.

2.8.9.Utilizando PSIM, simúlese un circuito en el que se generen tensiones periódicas de formas de onda sinusoidal, triangular, cuadrada y rectificadas sinusoidales de media onda y rectificada de onda completa, todas ellas de idéntica amplitud.

Desde el postprocesador gráfico Simview determínese la transformada rápida de Fourier (FFT) y compárese el resultado obtenido con el correspondiente a las series de Fourier que, para estas formas de onda, se recogen en la tabla 2.6.

[1]“Real Decreto 1317/1989, de 27 de octubre, por el que se establecen las Unidades Legales de Medida”. Boletín Oficial del Estado núm 264.

[2]L.O. CHUA, “Memristor - The Missing Circuit Element”, IEEE Transactions on Circuit Theory, vol. CT-18, n° 5, Septiembre de 1971, pp. 507-519.

[3]F.DE COULON, M. JUFER, “Introduction à l’Électrotechnique”, Traité d’Électricité, vol. 1, Éditions Georgi, 1978

[4]Y. CHERON, “La Commutation Douce dans la Conversion statique de l’Energie Electrique”, Technique et Documentation - Lavoisier, 1989.

[5]L.O. CHUA, C.A. Desoer, E.S. Kuh, Linear and Nonlinear Circuits, McGraw-Hill, 1987.

[6]C.K. ALEXANDER, M.N.O. SADIKU, Fundamentos de Circuitos Eléctricos, McGraw-Hill, 2002.

[7]A.ANTONIOU. Digital Filters: Analysis and Design. McGraw-Hill, 1979.

[8]VARIOS AUTORES. Frequency Anlysis. Brüel & Kjaer, 1977.

[9]R. PIQUÉ. Tècniques Instrumentals en el Temps i la Freqü è ncia Basades en el Processament Digital del Senyal. Ediciones GP-EUETIB, 1989.

[10]E. BALLESTER, R. PIQUÉ. Notes sobre les Potències en Circuits Elèctrics. Publicaciones GP-EUETIB, 2001.

[11]J. W. COOLEY, J. W. TUKEY “An algorithm for the Machine Calculation of Complex Fourier Series”. Mathematical Computing, vol. 19, 1965.

[12]J. W. MOTTO (editor). Introduction to Solid-State Power Electronics. Powerex Semiconductor Division, 1977.

1La impedancia se define como una relación operacional entre una tensión y una corriente representadas mediante la variable s de Laplace. En este dominio, las derivadas e integrales que aparecen en expresiones temporales se substituyen por expresiones en s, Por ejemplo, . En este texto no se entrará en detalles sobre este concepto, dejando para ello la bibliografía especializada.

2Entorno cerrado que engloba a uno o más componentes. Un caso particular de la misma es el nodo, entendido como el nexo físico de unión de dos o más componentes.

3En un caso general, la resistencia equivalente de Thévenin o de Norton resultan impedancias operacionales

4Un fasor es la representación de una magnitud sinusoidal mediante un vector giratorio con la velocidad angular ω1=2πf1, de módulo y fase la amplitud y desfase, respectivamente, de la magnitud sinusoidal que representa.

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