6,((OHNWULVNH0RWRUGULIWHU

Transkript

1 RUJHVWHNQLVN QDWXUYLWHQVNDSHOLJH XQLYHUVLWHW 78 6,((OHNWULVNHRWRUGULIWHU,67)25(/.5$)7(.,.. Faggruppe: Energiomforming og Elektriske anlegg Adresse: 749 Trondheim Telefon: Telefax: YLQJQU Utarbeidet av: Richard Lund Utlevert: 3.2. Frist for innlevering: SSJDYH 7UHIDVH7\ULVWRUOLNHUHWWHU Tyristorlikeretteren i Figur driver en likestrømsmotor med fremmedmagnetisering, og er tilkoblet et symmetrisk 23 V trefasenett. Magnetiseringstrømmen er konstant lik merkeverdien, I under hele driften. De nødvendige data dere trenger i oppgaven er gitt nedenfor: Nett: 9 // 9 I 6 +] Likestrømsmaskinens merkeverdier: 9 D 9DQNHUVSHQQLQJ Q Ã RPLQWXUWDOO, D $DQNHUVWU P - PÃ NJP WUHJKHWVPRPHQWWLOPRWRU 5 D ΩDQNHUPRWVWDQG I hele oppgaven antas det at ankerinduktansen / D er så stor at ankerstrømmen er konstant. Kommuteringsinduktansene / V slik at kommuteringen skjer momentant. Figur : Trefaset tyristorlikeretter med likestrømsmotor. Likeretteren kjøreres i første omgang med tennvinkel α (som en diodelikeretter):. Skisser ankerspenningen Y G W, fasestrømmene L D WL E WL F W på vedlagte kurveark, tegn også inn hvilke tyristorer som leder til en hver tid. 2/3/ )DJ6,( Side av 5

2 .2 Utled middelverdien av likespenningen Y G W..3 Beregn middelverdien av strømmen i fase r..4 Beregn den totale effektivverdien av strømmen i fase r-, UHII. Fourieranalyse av nettstrømmene: Generelt kan Fouriertransformasjonen av en ikke-sinusvarierende kurveform IW med vinkelhastigheten ω uttrykkes på følgende form: I ( W) ) + I ( W) 2 D + { D cos( Kω W) + E sin( K} K K K K K hvor ) D er middelverdien av signalet og D K 2 I ( W) cos( K E K 2 I ( W)sin( K Ved symmetri i kurveformen kan uttrykkene for D K og E K forenkles. Tabell gir en oversikt over noen symmetriformer. Tabell : Oversikt over symmetriformer for Fourier Analyse. 2/3/ )DJ6,( Side 2 av 5

3 Fasestrømmene i likeretteren har odde symmetri, og dette gir: D K E K 2 I ( W)sin( K.5 Vis at effektivverdien av den førsteharmoniske til fasestrømmen blir, UHII, D.6 Regn også ut effektivverdien av 2.-,3.-,4.-,5.-,6.-,7.-harmoniske av fasestrømmen. (Ser du noen sammenheng??) Nå skal likeretteren styres ved å gi tennpulser til tyristorene, spenningen ut fra tyristorbroa er da lik: α 9 cosα.359 cosα G // // Motoren kjøres nå med, DÃ $, og turtall Q RPLQ.7 Beregn N H ut fra merkeverdiene..8 Hva blir tennvinkelen α i dette driftstilfellet? Rotoren står nå i ro, og motoren skal nå starte. Grensen for maksimal motorstrøm settes til, DÃPD[ $..9 Hvilken ankerspenning 9 Gα og tennvinkel α må en ha ved oppstart for å begrense strømmen til, DÃPD[? Vi ønsker nå å akselerere motoren opp til Q RPLQ,, D $ under hele oppstartsforløpet, og lastmomentet på motoren er lik null.. Hvor lang tid tar det å akselerere motoren opp til Q RPLQ? 2SSJDYH 'LPHQVMRQHULQJDY'LRGHRJ7UDQVLVWRUL6WHS'RZQ&KRSSHU Io Vd id + vt - it Figur 2: Step down chopper. 2/3/ )DJ6,( Side 3 av 5

4 I Figur 2 er det vist en stepdown chopper. Data for denne er gitt nedenfor: 9 G 9GFVSHQQLQJ I V N+]VYLWVMHIUHNYHQV, $ODVWVWU P ' GXW\F\FOH 2. Beregn spenningen ut på lasten til omformeren 2.2 Utled uttrykkene for middelverdien av strømmene gjennom dioden og transistoren: I d,mid, I T,mid. 2.3 Utled uttrykkene for effektivverdiene av strømmene gjennom dioden og transistoren: I d,eff, I T,eff. I Figur 3 er det vist ledespenningskarakteristikkene for hhv. diode og transistor som skal brukes i omformeren, merkeverdiene for komponentene er 2V/3A for dioden og 6V/3A for transistoren. Lede kar. for Diode Figur 3: Ledekarakteristikker Lede kar. for transistor 2.4 Utfra karakteristikkene i Figur 3 skal dere beregne ledespenningsmotstandene 5 ' og 5 7 for hhv. dioden og transistoren (bruk 5 V gatespenning for transistoren). 2.5 Beregn midlere ledetap for hhv. dioden og transistoren. 2/3/ )DJ6,( Side 4 av 5

5 I Figur 4 er det vist svitsjeenergitap for hhv. diode og transistor. Avslagstap for diode Påslags-/Avslagstap for transistor Figur 4: Svitsjetap for diode og transistor 2.6 Beregn ut fra Figur 4 svitsjetidskonstanten for både dioden og transistoren: N 7 ( VZ( RQ) + 8, ( VZ( RII ) Påslagstapene for dioden neglisjeres. Svitsjetapene i Figur 4 er gitt ved 2 V for dioden, og 3 V for transistoren, slik at en må bruke disse i formelen. (Bruk at gatemotstanden 5 J Ω når det dere beregner avslagstap for dioden) 2.7 Beregn midlere svitsjetap for både diode og transistor. 2.8 Beregn midlere totaltap for både diode og transistor. 2/3/ )DJ6,( Side 5 av 5