Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika"

Krisztián Molnár
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Elektromechanika 6. mérés Teljesítményelektronika 1. Rajzolja fel az ideális és a valódi dióda feszültségáram jelleggörbéjét! Valódi dióda karakterisztikája: Ideális dióda karakterisztikája (3-as jelű karakterisztika): 2. Mi a különbség az egyenirányító és a váltóirányító között? Ha az energia a váltakozó feszültségű (áramú) rendszerből az egyenfeszültségű (-áramú) rendszer felé áramlik, akkor egyenirányító üzemmódról beszélünk; ha az energiaáramlás iránya fordított, akkor pedig váltóirányító (inverter) üzemmódról beszélünk. 3. Definiálja a fázisszám, útszám, ütemszám fogalmakat! A különféle felhasználási igények miatt többféle áramirányító kapcsolást alkalmaznak. Csoportosításuk a fázisszám, az útszám és az ütemszám szerint lehetséges. 1

2 Fázisszám (f): A váltakozó áramú hálózat szerint egy- és háromfázisú megoldásokat különböztetünk meg. Útszám (u): Attól függően, hogy az áramirányító transzformátor szekunder tekercsének egy adott menetében az áram egy- vagy kétirányban folyhat, egy- és kétutas kapcsolásokról beszélhetünk. Ütemszám (ü): Az ütemszámot a készülék egyenfeszültségű kapcsain megjelenő jel legalacsonyabb rendszámú felharmonikus frekvenciájának és a váltakozó áramú oldal frekvenciájának hányadosa határozza meg. Az ütemszám azt jelzi, hogy a váltakozó feszültség egy periódusa alatt az egyenirányított feszültségben hány periódus van. 4. Rajzolja fel a dióda karakterisztikáját, valamint rajzjelét a vezetőirányú áram és feszültség bejelölésével! A dióda rajzjele: A dióda karakterisztikája: 2

3 5. Hogyan szokás közelíteni a számítások során a dióda karakterisztikáját? Pontosabb számításoknál az 1-es jelű, közelítő számításoknál pedig a 2-es jelű karakterisztikával szokás helyettesíteni a dióda valós karakterisztikáját: 6. Rajzolja fel a tirisztor kapcsolási rajzjelét, nevezze meg az elektródákat! A tirisztor rajzjele: Elektródák: A anód; K katód; V vezérlőelektróda. 7. Magyarázza meg röviden, hogy miért lehet a tirisztort vezérelt egyenirányítónak, illetve vezérelt elektronikus kapcsolónak tekinteni? Záróirányú feszültség-igénybevétel (u T < 0) esetén a tirisztor az u v vezérlőfeszültségtől függetlenül gyakorlatilag nem vezet áramot. A diódához hasonlóan a tirisztoron átfolyó áram sem lehet negatív. Nyitóirányú feszültség-igénybevétel (u T > 0) esetén a tirisztor az u v feszültséggel már vezérelhető. Megfelelő amplitúdójú és időtartamú vezérlőfeszültség (u v > 0) esetén a tirisztor vezetővé válik, bekapcsol, begyújt. 8. Mi a tirisztor gyújtásának és oltásának feltétele? A tirisztorok bekapcsolásának, gyújtásának két feltétele van: egyrészt a vezérlőelektródára megfelelő amplitúdójú és időtartamú vezérlőfeszültséget kell kapcsolni (u v > 0); másrészt a tirisztoron a gyújtás pillanatában a feszültség-igénybevételnek nyitóirányúnak kell lennie (u T > 0). 3

4 A tirisztorok kikapcsolásának, oltásának feltétele: a rajta átfolyó áramnak zérusra kell csökkennie (i T = 0), és rövid ideig a tirisztorra jellemző ún. szabaddá válási ideig záróirányú feszültségnek kell rájutnia (u T < 0). 9. Rajzoljon fel egy soros R-L terhelésű, nulldióda nélkül 1.f 1.u 1.ü tirisztoros egyenirányító kapcsolást! 10. Rajzolja fel a 7. kérdés szerinti kapcsolásra az u 2 (t), U R (t), U L (t) és u t (t) feszültségek időfüggvényeit α = 60 gyújtásszög feltételezésével, és röviden indokolja azok menetét! 4

Az u 2 tápfeszültség pozitív félperiódusában a t = gyújtási időpontig (α gyújtási szögig) a tirisztor még szigetel (i t = 0), a teljes u 2 tápfeszültség rájut a tirisztor anódkatód kapcsaira, így az

5 Az u 2 tápfeszültség pozitív félperiódusában a t = gyújtási időpontig (α gyújtási szögig) a tirisztor még szigetel (i t = 0), a teljes u 2 tápfeszültség rájut a tirisztor anódkatód kapcsaira, így az u t feszültség zérus. A időpontban a gyújtás következtében a tirisztor vezetővé válik (i t 0); az anód-katód kapcsok közötti feszültség a időpontban ugrásszerűen közelítőleg zérusra törik le és a félperiódus végéig zérus is marad. Következésképpen a < t < T/2 időintervallumban a teljes u 2 tápfeszültség az R t ellenállás sarkaira jut. A tápfeszültség negatív félperiódusaiban a tirisztor záróirányú igénybevétele miatt nem vezethet, így i t = 0, u T = Hogyan számítható ki az 1f. 1u. 1ü. kapcsolásban az egyenirányított feszültség U 0 átlagértéke? Tiszta ohmos ellenállás-terhelés esetére az u t = u t (t) egyenirányított feszültség egy periódusra vett átlagértéke: T/2 U 0 = 1 T u 2dt = π 1 2π U 2m sin ωt dωt α = 2 π U 1 + cos α 2eff 2 = U 2m 2π (1 + cos α) = ahol 2 π U 2eff = U m a lehetséges legnagyobb átlagérték, amely a teljes félperiódus alatti vezetés (α = 0) esetén jön létre. 12. Indokolja meg röviden, hogy miért zérus az egyenirányítókat terhelő induktivitásban indukált feszültség egy periódusra vett átlagértéke! u L -nek az egy periódusra vett átlaga zérus, mivel az L t fojtótekercs fluxusának egy periódusra vett átlagértéke zérus, hiszen árama és energiája a t = 0 és a t = t k időpontban egyaránt zérus. Tehát t k t k t k dφ u L dt = dt dt = dφ = Φ(t k ) Φ( ) = L[i(t k ) i( )] = Rajzolja fel az R-L terhelésű, nulldiódával kiegészített 1f. 1u. 1ü. egyenirányító kapcsolást, valamint a hozzátartozó u 2 (t), u R (t) és az i 2 (t) időfüggvényeket! 5

6 14. Magyarázza meg a nulldióda szerepét az R-L terhelésű, 1f. 1u. 1ü. egyenirányító kapcsolásban! Az induktivitás által fenntartott i t terhelőáram a megfelelő polaritással beiktatott D nulldiódán keresztül záródni tud az u 2 transzformátorfeszültség negatív félhullámainak ideje alatt is. 15. Mekkora a nulldiódával kiegészített, R-L terhelésű 1f. 1u. 1ü. egyenirányító kapcsolás u t (t) kimenő feszültségének átlagértéke az u 2 (t) transzformátor-feszültség csúcs-, illetve effektív értékével kifejezve? U k = U 2m 2π 2 (1 + cos α) = π U 1 + cos α 2eff Rajzolja fel a váltakozó áramú átalakító kapcsolását! 6

7 17. Rajzolja fel a váltakozó áramú átalakító kapcsolásra az u t kimenőfeszültség időfüggvényét tetszőleges 0 < α < φ gyújtásszög esetére! 18. Rajzolja fel a váltakozó áramú átalakító kapcsolásra az u t kimenőfeszültség időfüggvényét α > φ gyújtásszög esetére! 7

Hasonló dokumentumok

ElMe 6. labor. Helyettesítő karakterisztikák: Valódi karakterisztika 1 pontosabb számításoknál 2 közelítő számításoknál 3 ideális esetben

ElMe 6. labor. Helyettesítő karakterisztikák: Valódi karakterisztika 1 pontosabb számításoknál 2 közelítő számításoknál 3 ideális esetben ElMe 6. labor 1. Rajzolja fel az ideális és a valódi dióda feszültség-áram jelleggörbéjét! 5. Hogyan szokás közelíteni a számítások során a dióda karakterisztikáját? 4. Rajzolja fel a dióda karakterisztikáját,