Högskolan i Halmstad
IDE-sektionen
Lars Landin tel 167425
Tentamen Elektriska Drivsystem 5p
2007-01-11
Tentamen i Elektriska Drivsystem 5 p
Namn:_____________________________________________________________________
Hjälpmedel:
Miniräknare
Valfria formelsamlingar. Även egenhändigt skriven formelsamling är tillåten
om den inte innehåller lösta uppgifter.
Betygssättning:
Max poäng 34.
Mindre än 14 är underkänt
Minst 14 ger betyg 3
Minst 20 ger betyg 4
Minst 27 ger betyg 5
Övrigt:
Skrivningsformuläret skall lämnas in.
Skriv namn på alla inlämnade blad !
Del A. 1p/uppgift. Endast korta svar erfordras
A1.
Hur ser tyristorn I/U karaktäristik ut. Markera i diagrammet
a) Spärrtillstånd
b) Blockeringstillstånd
c) Ledtillstånd
A2.
Vad är det för principiell skillnad på användningen av transistorer i kraftelektronik och i analog
elektronik ?
A3.
Tyristorn kan klara en spärrspänning på ca 10 kV. Vad gör man för att klara högre spänningar?
A4.
Vad är skillnaden på ström resp spänningsstyv koppling ?
A5.
Skissa spänningen u i nedanstående koppling om styrvinkeln är 45 grader!
A6.
Redogör för principen med pulsbreddsmodulering. Hur varierar man grundtonens frekvens och
amplitud?
A7.
Redogör för effektflödet i enasynkronmotor. Redogörelsen skall innehålla begreppen ingående
elektrisk effekt, luftgapseffekt och mekanisk effekt.
1
Högskolan i Halmstad
Tentamen Elektriska Drivsystem 5p
IDE-sektionen
2007-01-11
Lars Landin tel 167425
A8.
Varför bör en likströms seriemotor inte köras obelastad? Motivera gärna utifrån
varvtalsekvationen.
A9.
Hur stort är varvtalet hos en 6 polig synkronmotor vid normal driftlast om den ansluts direkt till
nätet?
A10.
Hur förändras momentkurvan för en asynkronmotor när man använder yttre resistorer. Hur
påverkas eftersläpningen resp startmomentet? Rita gärna en skiss!
A11.
För servomotorn är det viktigt att förhållandet mellan vridmoment och tröghetsmoment är stort:
Varför?
A12
Vad skiljer stegmotorn och servomotorn vad gäller sättet att styra dem?.
Del B. Fullständiga lösningar erfordras.
B1. (3+3)
En separatmagnetiserad motor skall användas i en utrustning för varvtalsreglering. Motorns
ankarkrets matas från en strömkälla med variabel spänning. Strömkällan är försedd med
inställbar strömgräns. Strömkällan kan maximalt lämna 540 V och dess strömgräns är inställd på
50 A.
Vid Ua = 400 V sjunker maskinens varvtal från no = 1800 r/min vid tomgång ( I a 0 ) till
nbel = 1600 vid belastning ( I a 40 A). Fältströmmen är 3 A.
Vid ett senare tillfälle är maskinen belastad vid Ua = 300 V och Ia = 30 A. Fältströmmen är
oförändrad 3 A.
a) Bestäm varvtalet vid detta senare tillfälle!
b) Vilket är maximalt varvtal som kan uppnås vid samma belastningsmoment. (Observera att
max ankarström Ia är 50 A.)
B2 (2p)
Motorn i föregående uppgift matas från en sexpuls styrd likriktare. Vilken nätspänning är den
kopplad till och hur stor blir styrvinkeln om man vill få ut 300 V. Antag ansluten drift.
B2. (3)
En fyrpolig trefas asynkronmotor matas från ett nät med konstant spänning och frekvensen 50
Hz. Då den belastas med ett vridmoment på 780 Nm, blir dess varvtal 1462 rpm.
a) Hur stor blir vid denna belastning den mekaniskt avgivna effekten?
b) Hur stor blir rotorförlusterna? Friktionsförlusterna försummas.
c) Vilket blir varvtalet om belastningsmomentet minskas till 500 Nm?
B3. (4)
En trefas synkronmaskin har den synkrona reaktansen 2.00 Maskinen arbetar som motor
ansluten till ett nät med huvudspänningen 600 V. Motorn avger 100 kW och
magnetiseringsströmmen injusteras så att ankarsträmmen blir så liten som möjligt.
Beräkna inducerade spänningen Er samt lastvinkeln. (Alla förluster försummas)
Vad skall man göra för att motorn skall leverera reaktiv effekt till nätet?
B4.(3)
I step up convertern nedan (nästa sida) är L = 2 mH, och C = 470 µF. Frekvensen är 20 kHz. Den
matas med spänningen 24 V, och ger utspänningen 32 V. RLast = 50 ohm.
a) Beräkna ledtiden T1, spärrtiden T2 samt inkopplingsförhållandet
b) Beräkna ripplet i utspänningen.
c) Beräkna medelvärdet för strömmen genom dioden
2
Högskolan i Halmstad
IDE-sektionen
Lars Landin tel 167425
Tentamen Elektriska Drivsystem 5p
2007-01-11
a)
B5.(4)
En byggkran skall drivas med en asynkronmotor. Kranen skall lyfta 600 kg (dimensionera dock
för 1200kg). Önskad lyfthastighet är 1 m/s. Kranens vajer lindas kring en trumma med
diametern 0.15 m. Den befintliga växellådan har utväxlingen 30:1.
Välj lämplig motor i tabellen nedan. Ange poltal och märkeffekt. Du kan anta att lämplig
frekvensomriktare finns att inhandla. Ange vilken frekvensinställning du skall ha på omriktaren
för att få den önskade lyfthastigheten. Du får försumma alla typer av friktion. Motorns
eftersläpning kan anses försumbar i sammanhanget.
3
Högskolan i Halmstad
IDE-sektionen
Lars Landin tel 167425
Tentamen Elektriska Drivsystem 5p
2007-01-11
4
Högskolan i Halmstad
IDE-sektionen
Lars Landin tel 167425
Tentamen Elektriska Drivsystem 5p
2007-01-11
5
