Exam text content

DEE-32000 Tehoelektroniikan perusteet Tentti, 21.2.2017
Tampereen Teknillinen Yliopisto

Sähköenergiatekniikka

Tuomas Messo ja Jenni Rekola Ohjelmoitava laskin sallittu.

Tehtävä 1 (6p)
Vastaa lyhyesti seuraaviin kysymyksiin:
a) Selitä tyristorin (line-commutated, verkko-kommutoitu kytkin) toimintaperiaate kytkimenä. (1p)

b) Selitä IGBT:n tai MOSFETin (self-commutated, pakkokommutoitu kytkin) toimintaperiaate kytkimenä
(1p)

e) Kuvassa | on esitetty hakkurin kelan yli vaikuttava jännite käynnistystilanteessa. Hahmottele kelan läpi
kulkevan virran aaltomuoto, kun A: < 42. (1p)

d) Laske kuvan 1 perusteella hakkurin kelavirran minimi ja maksimiarvot aikavälillä 0...20 us. Voit
olettaa, että ajanhetkellä ? = O virran arvo on O A ja että kelan induktanssin arvo on 1 mH. (2p)

e) Piirrä kohdan c) kelavirta kolmen peräkkäisen kytkentäjakson ajalta. Kohdan d) oletukset ovat
voimassa. Hahmottele kuvaan myös virran keskiarvo. (1p)

jännite (V)
4

15— [-—-—
a aika ()

 

—25+

 

 

 

 

10us 20us

Kuva 1: Kelan yli vaikuttavan jännitteen aaltomuoto.

Tehtävä 2 (6p)

Kuvassa 2 on esitetty erään hakkurin päävirtapiiri transistorin johtaessa. Johda yhtälöt kelavirran derivaatalle
sekä lähtökondensaattorin jännitteen derivaatalle (Vinkki: KirchhofP'n jännite- ja virtalaki).

mi
1 (> (i,

Kuva2: Hakkurin päävirtapiiri kytkimen johtaessa.
Tehtävä 3 (6p)
Kuvassa 3 on esitetty tarkasteltava yksivaiheinen dioditasasuuntaaja. Syöttöjännitteen vs tehollisarvo on 230 V

ja taajuus 50 Hz.

a) Piirrä ulostulojännitteen vo periaatteellinen käyrämuoto ajan / funktiona kahden
verkkojakson ajalta.

b) Piirrä verkkovirran iin periaatteellinen käyrämuoto ajan f funktiona kahden verkkojakson
ajalta samaan kuvaan ulostulojännitteen v, kanssa.

c) Laske ulostulojännitteen vo keskiarvo.
d) Laske verkkovirran iin rms-arvo.
e) Miksi diodisillan perään kytketään usein DC-kondensaattori? Käännä!

f) Miksi diodisillan eteen kytketään usein AC-kela?
DEEF-32000 Tehoelektroniikan perusteet Tentti, 21.2.2017
Tampereen Teknillinen Yliopisto

Sähköenergiatekniikka

Tuomas Messo ja Jenni Rekola Ohjelmoitava laskin sallittu.

10 A

 

Kuva 3: Yksivaiheinen dioditasasuuntaaja.

Tehtävä 4 (6p)

Franklin Electric
Bluffton, Indiana 46714

MODEL 2366029020 HP 10 KW75 VOLTS 230
RPM — 3450 HZ sa AMP 28.4 PH

»

SF. 1.15 KVACODE H S.F. MAX. = AMP 322

MIN. FLOW FT./SEC. 0.5 30*C. MAX. AMB

S Flor0a CONTINUOUS DUTY MADE IN USA.

>
=
=
S
>
2
>
%
2
5

 

Kuva 4: Moottorin parametrit

a) Mikäon roottorin pyörimisnopeus kuvan 4 perusteella?
b) Mikä on moottorin synkroninen pyörimisnopeus?

c) Mikä on moottorin jättämä?

d) Mikäon roottorin taajuus nimellisellä kuormalla?

e) Mikä on moottorin momentti nimellisellä kuormalla?

f) Mikäon moottorin tehokerroin?