ENERGOELEKTRONIKA Laboratorium STUDIA STACJONARNE EEDI-3 Przykładowe pytania do przygotowania się do zaliczenia poszczególnych ćwiczeń z laboratorium Energoelektroniki I. Seria 1 1. Badanie charakterystyk statycznych diod mocy i tyrystorów 1) Wymienić wszystkie stany pracy tyrystora, 2) Podać definicję prądu załączania (IL) oraz prądu podtrzymania (IH), 3) Zaznaczyć na charakterystyce prądowo-napięciowej tyrystora następujące parametry: napięcie przełączania, napięcie przebicia, prąd załączania, prąd podtrzymania, 4) Narysować pole bramkowych ch-k prądowo-napięciowych tyrystora, opisać obszary tam występujące, 5) Dlaczego charakterystyki statyczne obwodu bramkowego są przedstawiane w formie rodziny ch-k prądowo-napięciowych, proszę narysować te charakterystyki, 6) Jak zależy prąd bramki od napięcia anodowego IGT=f(UA). 7) Rozszyfrować oznaczenia elementów: 8) T00-175-12-507 9) D10-200-08 2. Badanie elementów półprzewodnikowych mocy (tranzystory) 1) Wyjaśnić następujące oznaczenia literowe występujące w tranzystorze bipolarnym: h21e, U(BR)CES, UBE(on), UCE(SAT), ICES, IEBO, 2) Narysuj charakterystyki wyjściowe bipolarnego tranzystora mocy, 3) Narysować przebieg prądu sterującego baza emiter oraz przebieg prądu kolektora dla obciążenia R oraz RL, 4) Wyjaśnić następujące oznaczenia literowe występujące w tranzystorze unipolarnym: gms, U(BR)DSS, UGS(TO), UDS(on), IDSS, IGSS, 5) Narysować zależność prądu drenu od napięcia na bramce dla tranzystora MOSFET, 6) Narysować zależność prądu drenu od napięcia dren-źródło dla tranzystora MOSFET, 7) Narysować przebieg napięcia sterującego bramka-źródło oraz przebieg prądu drenu dla obciążenia R oraz RL. 3. Badanie najprostszych prostowników sterowanych 1) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednopulsowego z obciążeniem RL bez D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 2) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it, if=f( Z) w układzie prostownika jednopulsowego z obciążeniem RL z D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu,
3) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednopulsowego z obciążeniem RLE bez D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 4) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it, if=f( Z) w układzie prostownika jednopulsowego z obciążeniem RLE z D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 5) Proszę narysować charakterystykę sterowania ud /ud0=f( ) dla układu z diodą i bez diody rozładowczej, 6) Zależność współczynnika mocy kp=f( ) dla układu z diodą i bez diody rozładowczej, 7) Co to jest współczynnik mocy kp, proszę podać sposób jego wyznaczania na ćwiczeniach, 8) Co to jest współczynnik prądowy ki, proszę podać sposób jego wyznaczania na ćwiczeniach, 9) Zależność współczynnika prądowego ki=f( ) dla układu z diodą i bez diody rozładowczej, 10) W jakim celu stosujemy diodę rozładowczą. II. Seria 2 4. Badanie jednokierunkowych prostowników trójfazowych 1) Narysuj przebiegi u T, u d, i d, i T =f( Z ) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z obciążeniem RL bez D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 2) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it, if =f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z obciążeniem RL z D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 3) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z obciążeniem RL bez D0 z uwzględnieniem komutacji. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 4) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z obciążeniem RLE bez D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 5) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it, if=f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z obciążeniem RLE z D0. Podaj ile wynosi zakres sterowania dla tego układu, 6) Proszę narysować charakterystykę zewnętrzną w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego, z uwzględnieniem indukcyjności komutacyjnej xk oraz bez niej, 7) Proszę narysować charakterystykę sterowania ud /ud0=f( ) dla układu prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z diodą i bez diody rozładowczej dla pracy prostownikowej, 8) Zależność współczynnika mocy kp=f( ) dla układu prostownika jednokierunkowego trójpulsowego z diodą i bez diody rozładowczej, 9) Od jakich parametrów i w jaki sposób jest od nich zależny przedział przewodzenia tyrystora T, dla jakich zakresów przedziałów przewodzenia tyrystora T występuje praca przerywana oraz praca ciągła, w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego, 10) Jakie wartości może przybierać kąt Z w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego dla przewodzenia ciągłego oraz przerywanego, 11) W jakim celu stosujemy diodę rozładowczą,
12) Proszę podać warunki pracy falownikowej układu prostownika jednokierunkowego trójpulsowego. Co te warunki oznaczają praktycznie, 13) Proszę narysować charakterystykę sterowania ud /ud0=f( ) dla układu prostownika dla pracy falownikowej, 14) Kiedy zachodzi przewrót pracy falownikowej w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego i jak mu zapobiegamy, 15) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego dla pracy falownikowej z uwzględnieniem komutacji. Założyć ciągły przepływ prądu odbiornika, 16) Narysuj przebiegi ut, ud, id, it=f( Z) w układzie prostownika jednokierunkowego trójpulsowego dla pracy falownikowej. Założyć przerywany przepływ prądu odbiornika. 5. Badanie dwukierunkowych (mostkowych) prostowników sterowanych zasilanych jednofazowo 1) Proszę narysować schemat prostownika mostkowego jednofazowego półstrowanego 2T-2D symetrycznego, 2) Proszę narysować schemat prostownika mostkowego jednofazowego półstrowanego 2T-2D niesymetrycznego, 3) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, it3, it4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego pełnosterowanego 4T z obciążeniem R, 4) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, it3, it4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego pełnosterowanego 4T z obciążeniem R z diodą rozładowczą D0, 5) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, it3, it4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego pełnosterowanego 4T z obciążeniem RL, przy pracy ciągłej, 6) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, it3, it4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego pełnosterowanego 4T z obciążeniem RL, przy pracy przerywanej, 7) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, id3, id4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego półsterowanego 2T-2D symetrycznego z obciążeniem RL, 8) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it1, it2, id3, id4, isieci=f( Z) w układzie prostownika mostkowego jednofazowego półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego z obciążeniem RL, 9) Kiedy w prostowniku 4T, 4T+D0, 2T-2D, 2T-2D +D0 przy obciążeniu RL prąd odbiornika ma charakter przerywany a kiedy ciągły, 10) Proszę podać uzasadnienie nazwy mostków: półsterowanego 2T-2D symetrycznego oraz półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego, 11) W którym układzie prostownika mostkowego jednofazowego występuje utrata sterowalności i na czym ona polega, 12) Jak zapobiega się utracie sterowalności i jak się ją niweluje, 13) Proszę narysować charakterystyki sterowania ud /ud0=f( ) dla układów mostków jednofazowych: pełnosterowanego 4T i półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego, 14) Proszę narysować charakterystyki zewnętrzne dla układów mostków jednofazowych: pełnosterowanego 4T i półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego,
15) Proszę narysować charakterystyki współczynników mocy dla układów mostków jednofazowych: pełnosterowanego 4T i półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego, 16) Proszę porównać układ prostownika mostkowego pełnosterowanego 4T z układami: półsterowanego 2T-2D symetrycznego oraz półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego, 17) Proszę wymienić wady i zalety układów mostków półsterowanego 2T-2D symetrycznego oraz półsterowanego 2T-2D niesymetrycznego, 6. Badanie prostowników trójfazowych mostkowych pełnosterowanych i półsterowanych 1) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it, isieci=f( Z) w układzie prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T z obciążeniem RL bez D0, przy pracy ciągłej, 2) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it, isieci=f( Z) w układzie prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T z obciążeniem RL bez D0, przy pracy przerywanej, 3) Narysuj przebiegi ud, ut, id, it, isiec, if=f( Z) w układzie prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T z obciążeniem RL z D0, 4) Narysuj przebiegi ud, ut, uf, id, it, isiec, if=f( Z) w układzie prostownika trójfazowego mostkowego półsterowanego 3T-3D z obciążeniem RL, przy pracy ciągłej ( 600), 5) Narysuj przebiegi ud, ut, uf, id, it, isiec, if=f( Z) w układzie prostownika trójfazowego mostkowego półsterowanego 3T-3D z obciążeniem RL, przy pracy przerywanej ( 600), 6) Proszę podać warunki pracy falownikowej układu prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T, 7) Co powoduje dołączenie diody rozładowczej do układu prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T, 8) Proszę narysować charakterystyki sterowania ud /ud0=f( ) dla układu prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T, z diodą i bez diody rozładowczej D0, 9) Proszę narysować charakterystykę zewnętrzną dla układu prostownika trójfazowego mostkowego pełnosterowanego 6T, z uwzględnieniem indukcyjności komutacyjnej xk oraz bez xk, 10) Proszę narysować charakterystykę zewnętrzną mostkowego pełnosterowanego 6T oraz prostownika, 11) Dla jakich wartości kąta kształt napięcia na odbiorniku dla ma przebieg czasowy sześciopulsowy a dla jakich przebieg trójpulsowy, 12) Kiedy w układzie prostownika trójfazowego półsterowanego 3T-3D może wystąpić utrata sterowalności, jak się przednią zabezpieczyć, 13) Na czym polega utrata sterowalności po zaniku impulsów bramkowych, 14) Na czym polega utrata sterowalności przy wysterowaniu tyrystora kątem bliskim 1800, 15) Proszę narysować charakterystyki sterowania ud /ud0=f( ) dla układu prostownika trójfazowego mostkowego półsterowanego 3T-3D, pełnosterowanego 6T 16) Proszę narysować charakterystyki sterowania ud /ud0=f( ) dla układów prostowników trójfazowego mostkowego oraz pełnosterowanego 6T, 17) Proszę porównać układ mostkowy półsterowany 3T-3D z układem pełnosterowanym 6T.
III. Seria 3 7. Badanie sterowników mocy prądu przemiennego 1) Narysuj przebiegi u0, ut, it=f( ) w układzie jednofazowego sterownika mocy z obciążeniem RL, 2) Narysuj przebiegi u0, u1, u2, u3 =f( ), zaznacz przedziały przewodzenia tyrystorów w układzie czteroprzewodowym dla: a) 0 600, b) 60 900, 3) Narysuj trzy schematy 3-fazowych sterowników mocy, 4) Porównaj trój- i czteroprzewodowy układ gwiazdowy sterownika mocy pod względem sposobu pracy i podstawowych właściwości, 5) Porównaj sposób i zakres sterowania tyrystorów w trój- i czteroprzewodowym układzie gwiazdowym, 6) Podaj minimalny kąt zapłonu Z dla sterownika odwrotnie równoległego obciążonego dowolnym odbiornikiem, 7) Do czego służą sterowniki mocy prądu przemiennego, 8. Badanie regulatorów impulsowych DC/DC 1) Do czego służą regulatory impulsowe prądu stałego. 2) Wyjaśnić różnicę pomiędzy regulatorem dwu-i cztero-kwadrantowym. 3) Rodzaje regulatorów impulsowych DC/DC. 4) Wyjaśnić zasadę regulacji wartości średniej napięcia poprzez sterowanie PWM. 5) Graficzna interpretacja regulacji wartość średniej napięcia w regulatorze impulsowym DC/DC 2-kwadrantowym. 6) Graficzna interpretacja regulacji wartość średniej napięcia w regulatorze impulsowym DC/DC 4-kwadrantowym (o zmiennym kierunku napięcia i prądu). 7) Wyprowadzić zależność na napięcie wyjściowe w regulatorze impulsowym DC/DC 2-kwadrantowym. 8) Wyprowadzić zależność na napięcie wyjściowe w regulatorze impulsowym DC/DC 4-kwadrantowym (o zmiennym kierunku napięcia i prądu). 9) Charakterystyka sterowania regulatora impulsowego DC/DC 2-kwadrantowego. 10) Charakterystyka sterowania regulatora impulsowego DC/DC 4-kwadrantowego (o zmiennym kierunku napięcia i prądu) 11) Charakterystyka obciązenia regulatora impulsowego DC/DC 2-kwadrantowego 12) Charakterystyka sterowania regulatora impulsowego DC/DC 4-kwadrantowego 13) Podaj schemat i zasadę działania najprostszego regulatora impulsowego. Podaj wzór na wartość średnią napięcia na odbiorniku. 14) Scharakteryzuj sterowanie napięciem odbiornika za pomocą regulatora impulsowego przy tp=var., f=const. (charakterystyki, przebiegi i wzory). 15) Scharakteryzuj sterowanie napięciem odbiornika za pomocą regulatora impulsowego przy tp=const., f=var. (charakterystyki przebiegi i wzory). 16) Scharakteryzuj sterowanie napięciem odbiornika za pomocą regulatora impulsowego przy tp=var. i f=var. (charakterystyki przebiegi i wzory). 17) Narysować przebiegi napięcia i prądu wyjściowego regulatora impulsowego DC/DC 4-kwadrantowego, obciążenie RL, tp/t=0,25.
9. Badanie falowników tranzystorowych cz. I 1) Narysować przebiegi sterujące dla falownika trójfazowego z półokresowym przewodzeniem łączników. 2) Narysować przebiegi wyjaśniające modulację szerokości impulsów w falowniku trójfazowym, 3) Zasada działania falownika napięciowego jednofazowego 4) Zasad działania falownika napięciowego trójfazowego 5) Jak działa falownik prądu- schemat przykładowe przebiegi. 6) Harmoniczne w przebiegach napięć i prądów jedno i trójfazowego falownika napięcia 10. Badanie falowników tranzystorowych cz. II 1) Wymienić metody PWM stosowane w falownikach napięcia 2) Różnica pomiędzy modulacją PWM unipolarną i bipolarną 3) Przedstawić graficzne sposób generowania przebiegu PWM 4) Współczynnik głębokości modulacji dla metody SPWM definicja. 5) Współczynnik częstotliwości dla metody SPWM definicja 6) Zależność napięcia wyjściowego z modulatora od współczynnika głębokości modulacji. 7) Czas martwy 8) Wektor przestrzenny definicja 9) Zasada sterowania falownika za pomocą metody wektora przestrzennego.