Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), Løsningsforslag til øvingssett 3, høst 2005

Like dokumenter
Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), øvingssett 3, høst 2005

Løsningsforslag. b) Hva er den totale admittansen til parallellkoblingen i figuren over? Oppgi både modul og fasevinkel.

E K S A M E N S O P P G A V E

Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), øvingssett 2, høst 2005

x, og du dx = w dy (cosh u) = sinh u H sinh w H x = sinh w H x. dx = H w w > 0, så h har ikke flere lokale ekstremverdier.

Løsningsforslag eksamen MAT111 Grunnkurs i Matematikk I høsten 2009

(tel ) Antall sider: 5 Antall vedleggssider: 10. Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

E K S A M E N S O P P G A V E

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Determinanter. Kapittel 6. Determinanter for 2 2-matriser. La oss beregne arealet av dette parallellogrammet. Vi tegner på noen hjelpelinjer:

Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), øvingssett 1, høst 2005

Løsningsforslag til øving 14

4. Viktige kvantemekaniske teoremer

1T kapittel 1 Tall og algebra Løsninger til innlæringsoppgavene

4. Viktige kvantemekaniske teoremer

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

1b) Schwarzschil-metrikken er iagonal, og vi har at g tt = 1, c = r, c ; g rr =, r r r r, =,1, r, ; g =,r ; g '' =,r sin : (9) At raielle baner eksist

Sivilingeniørutdanningen i Narvik Integrert Bygningsteknologi Høsten Løsningsforslag. Kontinuasjonseksamen 4. august 1998

LABORATORIEØVING 8 3-FASE OG TRANSFORMATOR INTRODUKSJON TIL LABØVINGEN

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Eksamen i Elektronikk 24. Mai Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

HØGSKOLEN I AGDER Fakultet for teknologi. ENE 201 Elkraftteknikk 1, løsningsforslag eksamen Oppgave 1. a) T

Grensesjikts approksimasjon. P.-Å. Krogstad

TET4115 ELEKTRISKE KRAFTSYSTEMER EKSAMEN 15. DESEMBER LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag Eksamen 9. desember 2006 TFY4250 Atom- og molekylfysikk /FY2045 Kvantefysikk

Løsning eks Oppgave 1

INEC1800 ØKONOMI, FINANS OG REGNSKAP EINAR BELSOM

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 19/8 2016

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Mandag 7. mai. Elektromagnetisk induksjon (fortsatt) [FGT ; YF ; TM ; AF ; LHL 24.1; DJG 7.

til eksamen i SIF5036 Matematisk modellering 14. desember 2002.

M1_01. Funksjonene f og g er definert ved f( x)= x 1. g( f( x)) er da lik. b ( x + 3) d ( x + 2) e x MA M1 Side 1

6,((OHNWULVNH0RWRUGULIWHU

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET I KOMBINASJONER 7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET TIL VEKSELSTRØM I KOMBINASJONER

Eksamen i ELE620, Systemidentikasjon (10 sp)

Analyseverktøy. Eltransport Hva trenger vi å vite

Anbefalte oppgaver uke 36

4. Viktige kvantemekaniske teoremer

grunnlaget for hele elektroteknikken. På litt mer generell form ser den slik ut:

Logaritmer og eksponentialfunksjoner

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Løsningsforslag til øving 5

(coshu) = sinhudu. dx. Her har vi at u = w Hx, og du dx = w dy. dx = H w w. H sinh w H x = sinh w H x.

Kortfattet løsningsforslag for FYS juni 2007

Onsdag og fredag

41255 Elektroinstallasjoner

Ny/Utsatt eksamen i Elektronikk 2. August Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Ny og utsatt eksamen i Elektronikk 28. Juli Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Kapittel 23 KURSREGNING, FORHOLD OG PROPORSJONER

Forelesning 6 STK3100

Løsningsforslag til øving 4

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Avdelingfor ingeniørotdanning

Beregning av massesenter.

1P kapittel 1 Tall og algebra Løsninger til innlæringsoppgavene

41307 Kraftelektroniske motordrifter Løsningsforslag Kapittel 4 Roterende elektriske maskiner

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Kondensator. Symbol. Lindem 22. jan. 2012

Oppsummering om kretser med R, L og C FYS1120

Forelesning nr.4 IN 1080 Mekatronikk. Vekselstrøm Kondensatorer

LABORATORIERAPPORT. Halvlederdioden AC-beregninger. Christian Egebakken

Løsningsforslag Eksamen 6. august 2007 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Tolkning av måledata betinger kunnskap om egenskaper ved elektriske apparater. en kort innføring i disse for enkelte utbredte apparater

Løsningsforslag for regneøving 1

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Løsningsforslag til EKSAMEN

Lab 1 Innføring i simuleringsprogrammet PSpice

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

Eksamen i Ikkelineær dynamikk, fag TFY 4305 Onsdag 30. november 2005 Løsninger

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

Forelesning nr.7 IN 1080 Elektroniske systemer. Spoler og induksjon Praktiske anvendelser Nøyaktigere modeller for R, C og L

En ideell resistans som tilkoples en vekselspenning utvikler arbeid i form av varme.

Antall oppgavesider:t4 Antall vedleggsider: 1 KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET

ELEKTRONIKK 2. Kompendium del 3 Strømforsyning. Petter Brækken

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2013

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

1 dx cos 1 x =, 1 x 2 sammen med kjerneregelen for derivasjon. For å forenkle utregningen lar vi u = Vi regner først ut den deriverte til u,

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer

TMA4100 Høst Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Prøveeksamen i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Løsningsforslag eksamen TMA4105 matematikk 2, 25. mai 2005

Forelesning nr.6 INF Operasjonsforsterker Fysiske karakteristikker og praktiske anvendelser

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

Litt mer om kjeglesnitt og Keplers lover om planetbanene

STAD. Innreguleringsventil ENGINEERING ADVANTAGE

Oppgaver til kapittel 4 Elektroteknikk

Løsningsforslag for Eksamen i MAT 100, H-03

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer

Forelesning nr.11 INF 1411 Elektroniske systemer

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s og kap. 16, s.

TRANSISTORER Transistor forsterker

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

FYS ØVELSE 10 SPENNINGSFORSYNING

Transkript:

Kraftelektronikk (Elkraft høst), Løsningsforslag til øvingssett 3, høst 005 Ole-Morten Mitgår HiA 005 Oppgave Dioelikeretter: a) Dioene er snu, strømmen går i motsatt retning. (Husk at strømmen kan bare gå en vei gjennom en ioe eller tyristor.) b) b*) c) ) e) Den ioen hvis katoe er på lavest potensial vil lee. Derme leer ioe D når u an er lavere enn e anre fasespenningene. esultatet er som vist i figur 3 i notatet, me en forskjellen at en nere omhyllingskurven representerer u u n nå. Forskjøvet 80 i forhol til før og me motsatt polaritet (negativ) ersom referanseretning for strøm velges ut fra spenningskilenes positive terminaler. Må bli som formel (6) i notatet, men me negativt fortegn. Me e referanseretninger som er valgt, får vi i n og i n. Derme blir i n +i n 0. i får nå ifølge KL at u + u Pn u n 0, slik at u u Pn u n, som er ifferansen mellom e to omhyllingskurvene. Derme vil spenningen på c-sien følge formen til linjespenningene, slik at linjespenningene må brukes ve tegning. Gjør man ette riktig vil man observere at et blir seks pulser på c-sien per perioe på ac-sien. Gjennomsnittlig spenning på c-sien blir nå obbelt så stor som før. Altså: U 3 π 0,6 pulse U 0,3 pulse ( U 0,3 pulse ) U 0,3 pulse U LL, rms. 35 U LL, rms e*) Se læreboka figur 6-0c. Eller legg sammen resultatet fra b* og figur 3 i notatet. Foreler: Symmetrisk runt null, vs. ingen c-komponent, Sie av 0

Positive og negative pulser av lik lenge, istribuert symmetrisk, som mefører minre harmoniske komponenter. Forenklet H-overføring a) u i figur 5 er eksakt lik i form u i figur 4. Dette ses best ve å snu en av figuren opp ne. Derme blir utleningen av formelen eksakt som vist for ligning (40), men me en forskjell at γ i figur 5 spiller samme rolle som α i figur 4. b) c) Bruk oppgitt formel og oppgitte ata til å regne ut U ve eceiving En, U, og regn ut effekten som prouktet av spenning og oppgitt strøm. Kall spenningen ve Sening En U S. Ohms lov gir at spenningsfallet på kabelen er lik ens resistans ganger strømmen, som begge er oppgitt. Altså: U U S U S blir erme 89. k. ) P U S S irkningsgra effekt inn/effekt ut P /P S 97.3 % e) Ligning (40) i notatet kan brukes til å finne α S. (Alle anre størrelser er nå kjent beregnet eller gitt.) Ligning (39) kan eretter brukes til å finne u S. esten av oppgaven er litt vanskelig, kanskje. To løsningsmetoer er vist neenfor. Metoe : Ligning (40) gjeler båe i likeretter og vekselretterrift, og kan erfor brukes også for eceiving En. Men sien eceiving En har snue tyristorer (et er sekspulsomformerens negative pol som er tegnet inn) er et negativ omhyllingskurve som må brukes i utleningen av ligningen, hvilket fører til at vi må skifte fortegn i ligningen, jamfør ioeoppgaven. Derme moifiseres ligningen til: U 3 3 U LL, rms cosα ωl π π s En finurlighet her: Legg merke til at motstanen er gitt per trepuls-omformer. En reell H-omformer vil, som sagt i notatet, være satt sammen av to seriekoblee (på c-sien) sekspuls omformere, et vil si til sammen 4 trepuls. De omformerspenninger vi bruker når vi jobber per trepuls er erfor bare ¼ av faktisk spenning. Derme må vi skalere motstanen tilsvarene når vi skal bruke Ohms lov for å finne spenningsfallet på kabelen. Dette spenningsfallet er til gjengjel et fysisk riktige spenningsfall når vi har skalert motstanen til å være bare ¼ av reell motstan på kabelen, som her. Sie av 0

enne ligningen er et kun α som er ukjent. år α er funnet, kan man bruke ligning (4) for å finne u. Metoe : Ligning (39) sier: cos( α + u Ligning (4) sier: 80 ) cosα α + + u γ ωl U s LL, rms Kombinerer isse og finner at (gjør et selv!): cos( γ + u ) cosγ ωl U s LL, rms å er u en eneste ukjente, og kan finnes. Deretter brukes ligning (4) til å finne α. Sammenlign e to metoene e gir samme svar! e*) For Sening En: stuer figur 4 i notatet og figur 6-5 i læreboka. For eceiving En: stuer figur 5 i notatet og figur 6-3 i læreboka. Sie 3 av 0

Oppgave a) Ligning 7-3 i læreboka gir: 6X S 3 6, P.70 LL cosγ P.70 50 0 cos 0 800 347 k π π P 347 800 77 MW P, P P b) Ligning 6-6 i læreboka kan brukes, men me γ isteenfor α som vist i øvingene. X S cos( γ + u) cosγ P cos 0 800 0.7738 50000 LLl γ + u 39. 3 ; u 39.3 0 9. 3 c) P 77 MW P, P P PP 77 P 3 A 45, P KCL gir P E + P, slik at E P P 3 800 33 A Sie 4 av 0

Oppgave 3 a) Prousert effekt forbruk av effekt, slik at P FC Last PLast 33000 FC 89. A 370 b) P Kile P Llast + E + Batt P FC 33000 + 40 40 + 40 0 40 30 0 45600 W Momentvinkelen: PKile X 45600 0.5 δ arcsin 6. 78 S 0 30 Linjestrømmen: S 0 6.78 30 S 98.6 + j67.99 A jx j0.5 Kompleks effekt levert i punktet : * S 30 98.6 + j67.99 45600 j5456 A S Kompleks effekt levert til omformer A fra punktet : S S S 45600 j5456 (33000 + j6000) 600 j3456 A A Last P.6 kw, Q 3. 5 kar A A A går som likeretter (leverer aktiv effekt til -systemet), og er prousent av reaktiv effekt (leverer reaktiv effekt til AC-systemet). Sie 5 av 0

c) Fra tabellen ses at ve m a.0 er.0 /. Derfor er AC, 0. 707m a AC, m a AC, 0.707 30 0.707 35.3 370: m a 0.88 450: m a 0.7 Så m a varierer mellom 0.7 og 0.88. ) AC, 30 406.6 0.707m 0.707 0.8 a Fra tabellen fremgår at h m f og h m f ± er e tre overharmoniske som har størst rms-verier ve m a 0.8., AC h er henholsvis 0.88 og 0.34. h m f : h 39. f 39 39 f 39 50 950 Hz 0.88 0.88 406.6 AC, h 35. h m f ± : h 77 og 79. f 77 77 f 77 50 3850 Hz; f 79 79 f 79 50 3950 Hz 0.34 0.34 406.6 AC, h 90.3 Sie 6 av 0

Oppgave 4 a) Dette er systemet som er tegnet i Figur -3a i læreboka, se uner. Figur -3b er en moell av ette systemet, som viser at me hensyn på imensjonering av c-sien, så kan ette systemet ses på som en step-own c-c omformer. figur -3b må man a regne me en c-spenning inn som er gitt av, hvor er spenningen ut fra ioelikeretteren i figur -3a. og er hhv. sekunært og primært antall vininger i transformatoren. b) Det anre tilfellet (trafo+ioelikeretter me filter+step-own) representerer et enkelt system, men har en ulempe me at en 50 Hz trafo brukes. Denne blir relativt stor og tung, spesielt sammenlignet me et første tilfellet (ioelikeretter me filter + Forwar-omformer), hvor trafoen er en høyfrekvenstrafo (opererer på svitsjefrekvens) Sie 7 av 0

integrert i c-c omformingen. Sien transformatorens størrelse grovt sett er omvent proporsjonal me frekvensen, blir følgelig enne mye minre, hvilket reuserer vekt, volum og pris. Ulempen me et første tilfellet er at Forwar-omformeren er relativt komplisert. tillegg har man problemet me at fluksen må tømmes ut av kjernen etter hver på-perioe for transistoren, hvilket gir behov for en treje vikling i transformatoren (evt. en Zener-ioe), og som essuten setter grenser for maksimal uty ratio D. c) ) D max 0.5 + / + (se læreboka ligning 0-) 3 Generelt har vi for en Forwar-omformer at o D slik at o (se læreboka ligning 0-6) D år er minimal kjører vi me D D max for å hole utgangsspenningen på 5. 30 30 0% 9.7, min Derme,min o D max 5 0.05 9.7 0.5 e) år er maksimal, kjører vi me D D min for å hole utgangsspenningen på 5. 30 + 30 0% 357.8, max D 5 0.05 357.8 o min,max 0.409 f) Fare for luket rift får vi når belastningen er liten, vs. at vi må analysere tilfellet at P loa 5 W. Ploa,min 5 Da er laststrømmen o, min A 5 o Grenseverien for luket rift er gitt av: Ts LB D( D) (se ligning 7-6 i læreboka og jamfør løsningsforslaget lengre L oppe, vs. 4a) Sie 8 av 0

iere har vi at Derme får vi: o D LB Tso L ( D) enne omformeren holes essuten o konstant lik 5. For å unngå luket rift må vi kreve at o, min LB for alle D. Da får vi: Tso ( Dmin ) o 5 ( 0.409) 5 L 44.3 µh 3 P 00 0 5 loa,min Alternativ måte å tenke på: i vet at strømmen gjennom L vil være sagtannformet slik at gjennomsnittsverien er halvparten av toppverien. Det vil si at toppverien må være A på grensen til luket rift, ve minimal belastning (5 W). il Sien vl L og sien vi strømmen kan tegnes me rette linjestykker i ette t il tilfellet, får vi at vl L t Da blir t toff L vl o sien vl o i av-intervallet. il il t off er størst ve D min toff, max Ts ton,min Ts DminTs Ts ( Dmin ) ( Dmin ) ( 0.409) 3 f 00 0 5.9µs Den minste inuktans blir a: 6 5.9 0 L min 5 44.3 µh (svaret blir selvfølgelig et samme som over) 0 Er inuktansen minre enn ette blir flankene til strømmen brattere, og luket rift vil inntreffe ve minimal belastning og høy inngangsspenning. Me en verien vi har funnet for L, tåler omformeren maksimal tillatt inngangsspenning og minimal belastning samtiig. s Sie 9 av 0

For rippel i spenningen bruker vi ligning (7-4) i læreboka, og får: C 8 T s L ( D min min 0.0 ) 8.3 µf Sie 0 av 0