Semester 6 2008-2009
Mutatoren 1.
E1-mutator
2.
B2-mutator
3.
M3-mutator
4.
B6-mutator
E1-mutator
Definitie Een mutator is een schakeling tussen een
wisselspanning met een vaste spanning en een vaste frequentie en een gelijkspanning van variabele grootte.
Toegepast Waar energie-uitwisseling mogelijk is tussen
een wisselspanningsnet en gelijkspanningsnet Uw = vast Freq = vast
energie
Ug = variabel
E1-mutator -- Werking 1. 2. 3. 4. 5.
Ohmse belasting Zuiver inductief belasting Ohms-inductief belasting Spoel belasting en tegenspanning Spoel belasting en meewerkende spanning
E1-mutator --- R belast
E1-mutator --- R belast
URB(AV) =
URB(RMS) =
UT Ûn
= =
α
=
gemiddelde spanning over de belastingsweerstand effectieve spanning over de belastingsweerstand spanning over de thyristor maximale waarde van de net spanning ontsteekhoek in graden
E1-mutator --- R belast Een E1-mutator is aangesloten op 220V wisselspanning. De E1-mutator is belast met een belastingsweerstand RB van 10 Ω. Gevraagd: a. Teken URB = f(t) als de intsteekhoek 90° is b. Teken UT = f(t) c. Bereken URB(AV) d. Bereken URB(RMS) e. Bereken het ontwikkelde vermogen in de belastingsweerstand
E1-mutator --- R belast Gevraagd: A. Teken URB = f(t) als de intsteekhoek 90°is. B. Teken UT = f(t) A.
B.
V
V
Als de thyristor geleidt Is de spanning over thyristor 0V. Als de Thyristor niet geleidt staat de netspanning over de thyristor.
UT
URB
t
s
t
s
E1-mutator --- R belast c. Bereken URB(AV) C. URB(AV) = Ûn x 1 + cos α π 2 = 220*1,41 x 1+ cos 90° π 2 = 49,4 V d. Bereken URB(RMS) D. URB(RMS)= ½ x Ûn 1/ π x (π-α + ½ sin2α) = ½ *(220*1,41) 1/ π*(π-(90/360*2π)+ ½ sin2 90°) = 110 V
E1-mutator --- R belast E. Voor het berekenen vam het vermogen in de belastingsweerstand R moeten we de effectieve waarde van de spanning gebruiken. P = U2RB(RMS) / R = 1102 / 10 = 1210 W
E1-mutator --- R belast Een E1-mutator is aangesloten op 230V wisselspanning. De E1-mutator is belast met een belastingsweerstand RB van 30 Ω. Gevraagd: a. Teken UR = f(t) als de intsteekhoek 45° is b. Teken UT = f(t) c. Bereken URB(AV) d. Bereken URB(RMS) e. Bereken het ontwikkelde vermogen in de belastingsweerstand
E1-mutator --- R belast Een E1-mutator is aangesloten op 127V wisselspanning. De E1-mutator is belast met een belastingsweerstand RB van 15 Ω. Gevraagd: a. Teken UR = f(t) als de intsteekhoek 60° is b. Teken UT = f(t) c. Bereken URB(AV) d. Bereken URB(RMS) e. Bereken het ontwikkelde vermogen in de belastingsweerstand
Wet van Lenz
Iedere stroomverandering wordt tegengewerkt door een geïnduceerde elektrische spanning E=Nx∆i ∆t
E1-mutator --- zuiver L belast EL = -L x ∆ I ∆t
E heeft hetzelde grootte als Ubron, maar is tegengesteld aan Ubron
E1-mutator --- zuiver L belast - EL = Ubron
- Ubron = EL = -L x ∆ I ∆t
Ubron = L x ∆ I ∆t
UL = Ubron = L x ∆ I ∆t
E1-mutator --- zuiver L belast
Stel een thyristor wordt ontstoken bij een hoek van 45°. Teken UL = f(t) als de intsteekhoek 45°is Teken IL = f(t) als de intsteekhoek 45° is
E1-mutator --- zuiver L belast
UL = f(t) als de intsteekhoek 45°is
E1-mutator --- zuiver L belast IL
= f(t) als de intsteekhoek 45°is
E1-mutator --- zuiver L belast
Bij zuiver inductief belast E1-mutator is de doofhoek: ∟ δ = 360°- ∟ α
E1-mutator - zuiver L belast
Energierichting Wn = Un+ • IL • t net levert positief WL = Un+ • IL • t spoel neemt op E1-mutator werkt als een gelijkrichter
P=+
E1-mutator - zuiver L belast
Energierichting Wn = Un- • IL • t net neemt op negatief WL = Un- • IL • t spoel levert negatief E1-mutator werkt als een wisselrichter
P=-
E1-mutator - ohms inductief belast
Bij een zuivere ohmse belasting Imax bij 90°
Bij een zuivere inductieve belasting Imax bij 180°
E1-mutator - ohms inductief belast
Bij een ohms-inductieve belasting Imax tussen 90°en 180° Hoe ohmser de belasting ○ Imax dichter bij 90 ° Hoe inductiever de belasting ○ Imax dichter bij 180 °
Een vrijloopdiode wordt toegepast om: De rimpel op de belastingstroom zal
afnemen De gemiddelde stroom door de belasting zal toenemen
E1-mutator --- R/L- belast
Een E1-mutator is aangesloten op 220V,60Hz wisselspanning. De E1-mutator is ohmsinductief belast. De onsteekhoek is 30 °en de
doofhoek is 210 °.
Gevraagd: a. Bereken URLB(AV) b. Bereken URLB(RMS)
E1-mutator --- R belast a. Bereken URLB(AV) a. URLB(AV) = Ûn x cos α - cos δ π 2 220*√2 x cos 30 °- cos 210° π 2 = 85,77 V b. Bereken URLB(RMS) b. URLB(RMS)= ½ * Ûn 1/ π * (δ-α + sin α * cos α - sin δ * cos δ ) = ½ *(220* √2) 1/ π*(1⅓π-⅓π+ sin30°*cos30°- sin210°*cos210°) = 155.56 V
=
E1-mutator --- R/L- belast
Een E1-mutator is aangesloten op 220V,60Hz wisselspanning. De E1-mutator is ohmsinductief belast, de weerstand heeft een waarde van 32Ω en de spoel een waarde van 122 mH. De onsteekhoek is 60 °. Gevraagd: a. Bereken de doofhoek δ
E1-mutator --- R/L- belast
XL = 2π*f*L = 2π*60*0,122 =46Ω ZRLB= R2+ XL2 = 322 +462 = 56 Ω
Cos φRLB=R/ ZRLB =32/56 =0,57
E1-mutator --- R/L- belast
Hoek βRLB = 55° Als hoek βRLB = 55°en de onsteekhoek α=60 ° dan volgt uit tabel dat de doofhoek β = 235,5 °
E1-mutator --- R/L- belast
Een E1-mutator is aangesloten op 127V,60Hz wisselspanning. De E1-mutator is ohmsinductief belast, de weerstand heeft een waarde van 75Ω en de spoel een waarde van 200 mH. De onsteekhoek is 45 °. Gevraagd: a. Bereken de doofhoek δ
E1-mutator --- R/L- belast
Een E1-mutator is aangesloten op 127V,60Hz wisselspanning. De E1-mutator is ohmsinductief belast. De onsteekhoek is 60 °en de
doofhoek is 240 °.
Gevraagd: a. Bereken URLB(AV) b. Bereken URLB(RMS)
E1-mutator -- L belast en tegenspanning
E1-mutator -- L belast en tegenspanning Et > Un, dus thyristor in sper Et = Un, dus thyristor kan onstoken worden sin ε = Et / Ûn Et staat over de belasting zolang de thyristor niet wordt ontstoken
UL + = Un - Et
UL - = Un + Et
E1-mutator -- L belast en tegenspanning Et > Un, dus thyristor in sper Et = Un, dus thyristor kan onstoken worden
UL + = Un - Et
UL - = Un + Et
E1-mutator -- L belast en meewerkende spanning G +
