Exam text content

DY TEL-1040 Tasasuuntaajat
Sähköenergiatekniikka
Heikki Tuusa tentti 20.10.2011

Tentissä saa käyttää tiedekunnan laskinta!

1. Ideaalista yksivaiheista tyristorisiltaa syötetään vaihtojänniteverkosta, jonka vaihejännite on 230 V
ja taajuus 50 Hz:n. Sillan kuormaksi oletetaan 100 A:n vakiovirtakuorma. Sillan sytytyskulma a =45".
a) Piirrä samaan kuvaan syöttöjännitteen ja -virran käyrämuodot. (1p)
b) Laske syöttövirran tehollisarvo I. (1p)
c) Laske syöttövirran perusaallon tehollisarvo 151. (1p)
d) Laske syötön perusaallon tehokerroin DPF ja kokonaistehokerroin PF. (1p)
e) Laske syötöstä otettu pätöteho ja loisteho. (1p).
£) Laske kuormaan syötetty teho. (1p)

2. Piirrä esimerkkikuvat seuraavista ideaalisista tyristorikytkennöistä ja niiden tuottamista tasajän-
nitteistä ja yhden syöttävän vaiheen verkkovirrasta yhden syöttöjännitejakson aikana, kun kuorma-
na on ideaalinen vakiovirtakuorma ja sytytyskulma a on 60".
a) Nolladiodilla varustettu yksipulssisuuntaaja (1p)
b) Nolladiodilla varustettu yksivaiheinen silta (1p)
c) Puoliksi ohjattu yksivaiheinen silta (2p)
d) Puoliksi ohjattu kolmivaiheinen silta. (2p)

3. Yksivaiheisen tyristorisillan kommutointi. Yksivaiheista siltaa syötetään verkon 400 V:n pääjän-
nitteellä, jonka taajuus on 50 Hz. Syöttöverkkoa vastaava vaihekohtainen induktanssi 0,5 mH ja
suuntaajan kommutointikuristimen induktanssi 0,5 mH. Tyristorisillan sytytyskulma a on 60".

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

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

€) Johda kommutointikulman lauseke ja laske kommutointikulman suuruus. (2p)

d) Piirrä verkkovirran ja tasajännitteen käyrämuodot, kun kommutointi huomioidaan. (1p).
e) Laske kommutoinnin vaikutus sillan tuottamaan tasajännitteeseen (1 p).

4. Laske suodinkuristimen induktanssin Lg minimiarvo kuvan esittämälle kolmivaiheiselle diodi-
tasasuuntaajalle, jotta virta ia olisi jatkuvaa, kun Vs = 230 V, £ = 50 Hz ja Pjoaa = 10 kW. Jännitteen vg
aaltoisuus oletetaan merkityksettömäksi. (6 p)

 

5. 12-pulssinen tasasuuntaaja, joka muodostuu sarjaankytketyistä diodisilloista ja tarvittavasta muun-
tajakytkennästä. Muuntajan toision kierrosluvut on valittu siten, että siltoja syöttävät vaihejännitteet
vastaavat ensiön vaihejännitteitä. Suuntaajan kuormaksi oletetaan vakovirtakuorma.

a) — Piirrä kytkentä ja merkitse kuvaan syötön ja suuntaajien vaihevirrat sekä muuntajan käämi-
virrat. (2p)

b) — Johda muuntajan toisio- ja ensiökäämien virroille yhtälöt yhden vaiheen osalta lähtien suun-
taajien syöttövirroista. (2 p)

o — Piirrä alekkain siltojen, muuntajakäämien ja syöttävän verkon virtojen periaatteelliset
käyrämuodot yhden vaiheen osalta. (2 p)