Exam text content

TTY/ Sähköenergiatekniikka
TEL-1040 Tasasuuntaajat
Heikki Tuusa tentti 07.12.2009

TENTISSÄ SAA KÄYTTÄÄ LASKINTA! (fescLu mnen)

1.

Piirrä esimerkkikuvat seuraavista tyristorikytkennöistä ja niiden tuottamista tasajän-
nitteistä yhden syöttöjännitejakson aikana ( yksi ruutu vastaa 30":a) sekä laske syntyvän
tasajännitteiden suuruudet, kun kuormana on ideaalinen vakiovirtakuorma ja sytytys-
kulma a on 60'.

a) Nolladiodilla varustettu yksipulssisuuntaaja (2p)

b) Nolladiodilla varustettu yksivaiheinen silta (2p)

e) Puoliksi ohjattu kolmivaiheinen silta. (2p)

Kuvassa esitettyä piiriä syötetään sinimuotoisella vaihtojännitteellä (U; = 230 V, & =
50 HZ). Resistanssi R on 50 £2 ja induktanssi Z oletetaan erittäin suureksi.

a) Piirrä virtojen 11, io ja s käyrämuodot ( yksi ruutu vastaa 30':a) (1,5 p)

b) Laske virtojen 11, i; ja i3 tehollisarvot. (1,5 p)

c) Laske virran 3 perusaallon tehollisarvo. (1 p)

d) Laske virran 13 särö. (1 p)

e) Laske syötön osalta kokonaistehokerroin PF (1 p)

ig ja
115V
Ti
230 V E
50 Hz
115V
io

Yksivaiheisen tyristoritasasuuntaussillan kommutointi. Siltaa syötetään 230 V:n ja 50

Hz:n vaihtojännitteellä. Sillan sytytyskulma a on 60*, kommutointi-induktanssi 7, on 1

mH ja kuormaksi oletetaan 50 A:n vakiovirtakuorma.

a) Esitä lyhyesti, mitä kommutoinnilla tarkoitetaan. (1p)

b) Esitä erikseen yhteen kommutointitapahtumaan osallistuvat virtapiirin osat. (1p)

o) Piirrä verkkovirran ja tasajännitteen periaatteelliset käyrämuodot, kun kommutointi
huomioidaan. (1p)

d) Laske kommutointikulman suuruus. (1p)

€) Laske kommutoinnin vaikutus sillan tuottamaan tasajännitteeseen (2 p).

 

Kolmivaiheinen dioditasasuuntaajasilta syöttää kuormaa, joka koostuu vastuksen ja

vastajännitelähteen sarjaankytkennästä. Siltaa syöttävän symmetrisen kolmivaiheverkon

(50 Hz) vaihejännitteen tehollisarvo on 230 V. Vastajännite E on puolet syöttöverkon

pääjännitteen huippuarvosta ja vastus R= 10 9.

a) Piirrä kytkentä. (1p)

b) Piirrä samaan kuvaan sillan navoissa näkyvän tasajännitteen 11g., kuormavastuksen
jännitteen ue sekä tasavirta is; käyrämuodot.(2p)

c) Laske kuormavirran ige aritmeettinen keskiarvo. (2p)

d) Laske verkosta otettava keskimääräinen teho. (1p)

Yksivaiheisen tasasuuntaajan syöttövirran muokkaus PFC-piirillä.
a) Piirrä kytkentä. (1p)

b) Piirrä merkittävimpien ac- ja dc- suureiden käyrämuodot. (2p)
c) Miten virran muokkaus tapahtuu. (1p)
d) Miten sillan tasajännitettä säädetään, mitkä ovat säätörajat? (1p)

e) Miksi piirin tuottamassa tasajännitteessä on aina jonkin verran säröä? (1p)