Exam text content

TTY TEL-1010 Tehoelektroniikan perusteet
Sähkötekniikka

HT

Tentti 23.08.2013

 

TENTISSÄ SAA KÄYTTÄÄ OMAA LASKINTA

JE

Esitä selkeästi ja lyhyesti

a) IGB-Transistorin piirrosmerkki, rakenne ja ominaisuudet (1,5 p)

b) Teho-MOSFET:n piirrosmerkki, rakenne ja ominaisuudet (1,5 p)

c) Kuristimen induktanssin suuruuteen vaikuttavat tekijät. (1 p)

d) Laske, paljonko kuristimen magneettikenttään varastoidaan lisää energiaa alkutilan-
teeseen nähden, jos sen virta kaksinkertaistuu. (1 p)

e) Laske, paljonko kondensaattorista otetaan energiaa alkutilanteeseen verrattuna, jos
sen jännite puoliintuu. (1 p)

Kanttiaaltojännitelähde, jonka ulostulo vaihtelee välillä +50 V ja -50 V ja jonka puls-

sisuhde on 1/4, syöttää diodin kautta säädettävää vastuskuormaa. Kuorman vastusarvoa

voidaan muuttaa välillä 10 2...50 2.

a) Piirrä kytkentä. (1 p)

b) Piirrä syöttöjännitteen, kuormavastuksen yli olevan jännitteen ja sen läpi kulkevan vir-
ran periaatteelliset käyrämuodot allekkain. (1 p)

c) Laske kuormavirran keskiarvo ja tehollisarvo vastusarvolla, jolla kuorman kuluttama
lämpöteho on suurimmillaan. (2p)

a) Laske syöttöjännitteen perusaallon (1=1) komponenttien suuruudet (2 p)

Jännitettä laskeva hakkuriteholähde. Esitä

a) Päävirtapiiri (1p),

b) toiminta tehokytkimen johtaessa (1p),

c) toiminta tehokytkimen ollessa johtamattomassa tilassa (1p).

d) Piirrä kytkennän kuristimen jännitteen ja virran periaatteelliset käyrämuodot yhden
kytkentäjakson aikana. (1 p)

€) Johda jännitteen muuntosuhde pulssisuhteen funktiona virran olleessa jatkuvaa. (1p).

£) Mikäon vastaava virran muuntosuhde? (1p).

Erillismagnetoidun tasavirtamoottorikäytön jännitelähteenä on 3-vaiheinen tyristori-

silta, jota syötetään kolmivaiheverkosta (Ur = 400 V). Tasavirtamoottorin nimellisjänni-

te Uan on 450 V, nimellisvirta Jan on 500 A ja nimellinen pyörimisnopeus 7, on 1000 rpm.

Ankkurivastuksen R, suuruudeksi on mitattu 0,05 92.

a) Esitä kytkentä. (1p)

b) Kuinka suuri on sillan sytytyskulma a moottorin nimellisessä toimintapisteessä.(1p)

c) Kuinka suuri on nimellispisteessä moottorin ankkurikäämiin indusoitunut vastajännite
E? (Ip)

d) Mikä on koneen nimellinen akseliteho? (1p)

e) Kuinka suuri on koneen nimellinen momentti? (1p)

£) Millä sytytyskulman arvolla moottorin pyörimisnopeus on 400 rpm, kun koneen
kuorma on edelleen nimellinen ja kun magnetointivirta 7 pidetään vakiona%1p)

Taajuudenmuuttajalla syötetty oikosulkumoottorikäyttö.

Esitä lyhyesti:

a) Oikosulkumoottorin toimintaperiaate. (2p)

b) Kolmivaiheisen PWM-taajuudenmuuttajan rakenne ja toimintaperiaate.(2p)

c) Käyttöön soveltuvan, jättämän säätöön perustuvan yksinkertaisen nopeudensäätöjär-
jestelmän toimintaperiaate (2p).