practica3_simulink

Pr´actica en Simulink
Cesar Arango Lemoine, Sandra Ximena Carvajal
Daniela Valencia L´opez
Dahiana L´opez Garc´ıa, Daniel Esteban Bedoya Bedoya
Departamento de Ingenier´ıa El´ectrica y Electr´onica
Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales
Circuitos El´ectricos
´
I. I NTRODUCCI ON
La simulaci´on es una importante herramienta en la ingenier´ıa, que permite modelar un sistema real en lapantalla
y con una ejecuci´on del programa se puede aproximar el
comportamiento de un sistema, circuito o m´aquina con el que
se est´e trabajando.
En la presente pr´actica se pretende analizar el comportamiento
de algunos circuitos monof´asicos de cargas, resistivas, inductivas y capacitivas por medio del sofware de simulaci´on
Simulink , el cual se incluye en el paquete del programa
Matlab .

delinea. Esta parte nunca es negativa, y por lo tanto,
representa un flujo de potencia unidireccional de la fuente
hacia la carga.
• Parte II Tiene una componente oscilante pura al doble
de la frecuencia (2ω) y tiene un valor pico igual a
V I sin φ. Claramente su valor promedio es cero.
Convencionalmente, la potencia instant´anea dada en 5 es
representada por tres potencias constantes: la potenciaactiva,
la potencia reactiva y la potencia aparente:
• Potencia activa P: El valor promedio de la parte I esta
definida como la potencia activa (promedio):

II. L A P OTENCIA BAJO CONDICIONES S INUSOIDALES
Un sistema ideal monof´asico con fuente sinusoidal y carga
lineal inductiva, presenta tensiones y corrientes que son
anal´ıticamente representadas por las siguientes funciones sinusoidales:
√
(1)v(t) = 2V sin(ωt)
√
i(t) = 2I sin(ωt − φ)
(2)
Donde V e I representan el valor eficaz de la tensi´on y
la corriente respectivamente y ω es la frecuencia angular. La
potencia activa instant´anea esta dada por:
p(t) = v(t)i(t) = 2V I sin(ωt) sin(ωt − φ)

(3)

que por identidades trigonom´etricas lleva a:
p(t) = V I cos φ − V I cos(2ωt − φ)

(4)

La ecuaci´on 4 muestra que la potencia instant´anea deun
sistema monof´asico no es constante. Esta tiene una componente de frecuencia doble y un valor DC dado por V I cos(φ).
Descomponiendo la componente oscilante y reorganizando
4 se tienen los siguientes t´erminos, los cuales derivan el
concepto tradicional de potencia activa y reactiva:
p(t) = V I cos φ[1 − cos(2ωt)] − V I sin φ sin(2ωt)
I

(5)

II

La descomposici´on de 5 muestra dos partes de lapotencia
instant´anea, que son interpretadas de la siguiente manera:
•

Parte I :Tiene un valor promedio igual a V I cos φ y tiene
una componente oscilatoria del doble de la frecuencia

P = V I cos φ
•

(6)

Potencia reactiva Q: La potencia reactiva convencional
esta definida como el valor pico de la parte II:
Q = V I sin φ

(7)

La potencia reactiva generalmente se encuentra definida
como laporci´on de potencia que no realiza trabajo, es
decir, que tiene como valor promedio igual a cero.
•

Potencia aparente S: Es com´unmente usada para definir
la potencia nominal de un equipo determinado. Esta
potencia por lo general representa la m´axima potencia
activa que se puede alcanzar con un factor de potencia
igual a uno.
S =VI

(8)

El factor de potencia se define como la relaci´on entre lapotencia activa y la potencia aparente:
fp =

P
S

(9)

III. G ENERALIDADES DEL PROGRAMA .
Simulink es una aplicaci´on de Matlab que permite construir
y simular modelos de sistemas f´ısicos y sistemas de control
mediante diagramas de bloques. El comportamiento de dichos
sistemas es definido mediante funciones de transferencia,
operaciones matem´aticas, elementos de Matlab y se˜nales predefinidas detodo tipo.
Dispone de una serie de utilidades que facilita la visualizaci´on y an´alisis de los resultados de simulaci´on. Esta
aplicaci´on es ampliamente utilizada en la ingenieria de control.

IV. F UNCIONAMIENTO DEL PROGRAMA .
Para acceder a Simulink es necesario abrir el programa, lo
cual se hace escribiendo simulink en la ventana de comandos
de Matlab como se muestra en la figura 1....