Exam text content

TTY TEL-1040 Tasasuuntaajat
Sähköenergiatekniikka
Heikki Tuusa tentti 15.12.2010

Tentissä saa käyttää tiedekunnan laskinta!

1. Ideaalista yksivaiheista puoliksiohjattua tyristoritasasuuntaussiltaa syötetään vaihtojännitever-
kosta, jonka vaihejännite on 110 V ja taajuus 60 Hz:n. Sillan sytytyskulma a on 60* ja kuormaksi
oletetaan 10 A:n vakiovirtakuorma.

a) Piirrä samaan kuvaan syöttöjännitteen ja -virran käyrämuodot. (1p)

b) Laske syöttövirran tehollisarvo 1;. (1p)

c) Laske syöttövirran perusaallon tehollisarvo 731. (1p)

d) Laske syötön perusaallon tehokerroin DPF ja kokonaistehokerroin PF. (1p)
e) Laske syötöstä otettu pätöteho ja loisteho. (1p).

f) Laske kuormaan syötetty teho. (1p)

2. Piirrä esimerkkikuvat seuraavista tyristoritasasuuntaajakytkennöistä, niiden tuottamista tasajän-
nitteistä sekä a-vaiheen verkkovirroista vastaaviin verkkojännitteisiin nähden, kun kuormama
on ideaalinen vakiovirtakuorma ja suuntaajien sytytyskulma a on 90”. Piirrä eri kohtiin liittyvät käy-
rämuodot alekkain siten, että päällekkäiset pisteet vastaavat hetkellisesti toisiaan.

a) Kolmivaiheinen täysinohjattu tyristorisilta. (2 p),
b) kolmivaiheinen nolladiodilla varustettu tyristorisilta. (2 p)
c) kolmivaiheinen puoliksiohjattu tyristorisilta. (2 p)

3. Yksivaiheisen tyristorisillan kommutointi. Syöttävä vaihtojännite on 230 V ja taajuus 100 Hz, syöt-
töverkkoa vastaava induktanssi 0,5 mH ja suuntaajan kommutointikuristimen induktanssi 1 mH. Sil-
lan sytytyskulma & on 45" ja kuorma ottaa 50 A:n vakiovirran.

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

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

c) Johda kommutointikulman lauseke ja laske kommutointikulman suuruus (2p)

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

e) Laske kommutoinnin vaikutus sillan tuottamaan tasajännitteeseen (1 p).

4. Kolmivaiheinen diodisilta syöttää kuormaa, joka koostuu sarjaankytketystä vastuksesta R ja vasta-
jännitteestä £. Siltaa syötetään 400 V:n pääjännitteellä ja 50 Hz:n taajuudella. E on puolet pääjännit-
teen huippuarvostaja ja kuormavastus R = 200 9.

a) Piirrä kytkentä. (1p)

b) Piirrä sillan navoissa näkyvän tasajännitteen ja kuormavirran käyrämuodot. (1p)

c) Piirrä samaa kuvaan syötön vaihejännitteen ja -virran käyrämuodot. (1p)

d) Laske kuormavirran keskiarvo. (1p) ( ,
e) Laske vastajännitelähteeseen virtaava teho. (1p) N E
f) Laske vastuksen häviöteho (sin?x=(1-cos2x)/2) (1 p)

5. 12-pulssinen dioditasasuuntaaja.

a) Piirrä kytkentä ja nimeä kuvaan piirissä kulkevat virrat. (1p)

b) Johda syöttävän vaihevirran lauseke lähtien erillissuuntaajien vaihevirroista, kun käytetyn muun-
tajan ensiö- ja toisiokäämien kierrosluvut ovat sellaiset, että kaikki vaihejännitteet ovat saman
suuruisia. (2p)

c) Hahmottele syntyvän vaihevirran käyrämuoto yhden verkkojakson . (1p)

d) Hahmottele syntyvän tasajännitteen käyrämuoto yhden syöttöjakson osalta? (1p)

e) Mikä on syntyvän tasajännitteen keskiarvo, kun syöttävän verkon pääjännitteen tehollisarvo on
400 V. (1p)
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

joenas. moykkynta & tul fi