Drivsystem Flashcards
Beskriv beteendet hos en dc-maskin vid start fram till första grå linjen.
I början finns ingen ström pga inget spänningsfall över resistansen & ingen “hastighet” pga ingen inducerad spänning. Pga detta vid t=0 kommer all applicerad spänning vara över induktansen. En positiv hög spänning över induktansen kmr leda till en positiv hög ström-derivata vilket innebär att strömmen börjar öka snabbt.
När strömmen ökar kmr även spänningsfallet över resistansen (VR) att öka och “ta över” mer och mer av den applicerade spänningen från induktansen. Dock kmr fortfarande spänningen över induktansen att vara positiv vilket innebär att strömmen kmr fortfarande öka fast inte lika snabbt.
Samtidigt kommer den höga strömmen ge ett högutvecklat vridmoment. Eftersom “processen” startade med “utan hastighet” är belastningsmomentet även det 0. Detta betyder att i början kmr det högutvecklade vridmomentet vara mycket högre än belastningsvridmomentet. Dvs det drivande vridmomentet är högre än det belastande vridmomentet vilket leder till att rotorn kmr börja rotera med en acceleration. När rotorn börjar rotera kommer det uppstå inducerad spänning i rotorlindningarna (ea).
Beskriv beteendet hos en dc-maskin vid start från första grå strecket till andra grå strecket
Vid det första grå-strecket kmr VR+ea=VT och den inducerade spänningen VL kmr ha gått ned till 0. Vid denna tidpunkt är strömmen mkt hög och huvudsakligen begränsad av resistansen.
Eftersom strömmen fortfarande är hög är det drivande vridmomentet forfarande större än det belastande. Därför kmr rotorn fortfarande accelerera. Det betyder att den inducerade spänningen fortfarande ökar. Pga detta kommer (Vr+ea)>VT efter den första grå linjen därav kmr det inducerade spänningsfallet bli negativt. En negativ inducerad spänning innebär en negativ strömderivata alltså kommer strömmen minska. När strömmen minskar gör även det utvecklade vridmomentet det. Efter ett tag kommer den inducerade spänningen att dominera över det resistiva spänningsfallet och det inducerade spänningsfallet ökar upp mot 0.
Beskriv beteendet hos en dc-maskin vid start från andra grå strecket till stationärtillstånd
Vid den andra grå linjen kmr det utvecklade vridmomentet (Tdev) ha minskat så mycket att det är lika stort som belastningsmomentet (TL). När detta sker kommer rotorn inte längre accelerera utan endast hålla jämn hastighet. När hastigheten inte längre ändras kommer inte längre den inducerade spänningen ändras. Samtidigt kmr det inducerade spänningsfallet nå 0, vilket leder till att strömmen inte längre ändras. Vid detta tillfälle är stationärtillstånd uppnåt.
Ekvationer då dc-maskinen befinner sig i stationärtillstånd
VT = VR + ea = Raia + λwr
Ekvationer då dc-maskinen befinner sig i stationärtillstånd
VT = VR + ea = Ra*ia + λ*wr. (Ra*ia = VR), (λ*wr = ea) (Te/)Tdev = TL λ*ia = TL Pdev = Tdev * wr = λ*ia * wr = ia*ea Vf = RF*if
Formel för total elektrisk effekt
Pel = Pa = VT*ia
Formel för elektriska förluster eller förlusteffekt i ankarlindningen
Ploss = P = Ia^2*Ra
Formel för mekanisk effekt???
Pmek = wr*Tdev
Hur beräknas kippmomentet? Och när inträffar det?
Tdev = (λ*VT)/Ra
Det inträffar när hastigheten är 0
Hur beräknas tomgångsvarvtalet? Och när inträffar det
Tdev = VT/λ
Inträffar när ankarströmmen är 0
Förklara stationärtillstånd inom kraftelektronik
Här innebär stationärtillstånd (till skillnad från hos en dc-maskin) att vågformerna upprepas med en fixerad period där frekvensen fås av: f = 1/T
Pga detta räcker det att studera en period
Beskriv en induktor/spole i statinärtillstånd inklusive formel
VL = diL/dt
för att induktorströmmen ska befinna sig i statinärtillstånd måste spänningens medelvärde, VLave = 0. dvs areorna i figuren måste vara lika stora
Beskriv en kondensator i stationärtillstånd inklusive formel
ic = dvc/dt
För att spänningen genom kondensatorn ska befinna sig i statinärtillstånd måste strömmens medelvärde, iCave = 0. dvs areorna i figuren måste vara lika stora
Vilka antaganden måste “stämma” vid räkning med omvandlare inom kraftelektronik?
- Stationärtillstånd –> VLave = 0 och iCave = 0
- C-stor –> V0 = konstant och i0 = konstant
- Pin = Put –> ideala komponenter
- CCM –> iL(t) > 0
Hur ser diagrammet för Vs ut hos en buck?
SW på: tvärt upp till höjd Vd
SW av: tvärt ner till noll
Medelvärdet ges av V0
Hur ser diagrammet för iL ut hos en buck?
SW på: VL = Vd - V0 > 0 –> diL/dt > 0 –> iL stiger upp
SW av: VL = -V0 < 0 –> diL/dt < 0 –> iL faller ned
delta iL kallas för strömrippel
Hur ser diagrammet för iC ut hos en buck?
SW på: iC stiger ovanför noll
SW av:i C faller under noll
Areorna över och under nollinjen är lika stora
Hur ser diagrammet för VL ut hos en buck?
SW på: tvärt upp till höjden Vd - V0
SW av: tvärt ner till höjden -V0
Areorna över nollinjen och under ska vara lika stora
Hur ser diagrammet för id och iD ut hos en buck?
SW på för id: id = iL
SW av för id: id = 0
SW på för iD: iD = 0
SW av för iD: iD = iL
Gemensamt ser det typ ut som iL
Hur beräknas duty cycle?
D = ton/T
Där T = ton + toff
Hur ser diagrammet för Vs ut hos en boost?
SW på: tvärt till 0
SW av: tvärt till höjden V0
Hur ser diagrammet för VL ut hos en boost?
SW på: VL = Vd
SW av: VL = Vd - V0
Areorna över och under nollinjen ska vara lika stora
Hur ser diagrammet för iC ut hos en boost?
SW på: iC = iD - i0
SW av: iC = -i0
Areorna över och under nollinjen ska vara lika stora
Hur ser diagrammet för iL och iD ut hos en boost?
iL:
SW på: VL = Vd –> iL stiger
SW av: VL = Vd - V0 –> iL sjunker
iD:
SW på: iD = 0
SW av: iD = iL
Hur beräknas friktionsförluster?
Pfrict = f(wr)w eller TLfrict = bwr
Hur beräknas verkningsgraden för en dc-maskin?
N = Pout/Pin = Pmek/(Pel + vf*if)
vf*if räknas med då man tar hänsyn till effektförlusterna
Hur ser relationen mellan tidskonstant, (τ), bandbredd, (α) och stigtid, (tr),ut?
τ = 1/α. tr = ln(9)/α = 2,2/α =2,2τ
Hur fungerar poler och hur beräknas de?
Om rotorn har 2 poler kommer den rotera med samma hastighet som det elektriska fältet. Vid högre poltal kommer den mekaniska hastigheten sänkas.
fs = fel/(P/2) = 2fel/P. ws = 2πfs = ns*2π/60
Med 50Hz spänning har en 2-pol maskin den synkrona rotor hastigheten av 3000rpm, en 4-pol maskin har 1500rpm , 6-pol maskin har 1000rpm, 8-pol maskin har 750rpm
Hur beräknas arbetspunkten?
Arbetspunkten infinner då maskinen arbetar i stationärtillstånd, dvs. konstant varvtal, ankarström och fältström. Då är fet drivande vridmomentet lika stort som det lastande, dvs.
Tdev = TL. Vidare kan då sägas att Tdev = λia och på så sätt lösa det.
Hur beräknas ripplet för buck?
Se anteckningar
Hur beräknas ripplet för boost?
Se anteckningar
Hur beräknas Fsw?
Fsw = 1/T
Hur beräknas VLave för buck?
Se anteckningar
Hur beräknas VLave för boost?
Se anteckningar
Hur beräknas duty cycle, D?
D = ton/T
Vilken lastström krävs för att hålla omriktaren i CCM?
I0 >= delta i/2
Hur ser ekvationerna för en dc-maskin ut då den inte befinner sig i stationärtillstånd?
VT = Ra*ia + La (dia/dt) + λwr Tdev = λia Pdev = wr*Tdev TL = bwr J (dwr/dt) = Tdev - TL = λia - bwr Vf = Rf*if + Lf (dif/dt)
Hur gör man om 7,2 + j5,4Ω till 9 <36,9°?
7,2 + j5,4Ω till 9 <36,9°
9 frås av: sqrt(7,2^2 + 5,4^2)
36,9° fås av: arctan(5,4/7,2)
Hur gör man om 9 <36,9° till 7,2 + j5,4Ω?
9 <36,9° till 7,2 + j5,4Ω
7,2 fås av: 9cos(36,9°)
5,4 fås av: 9sin(36,9°)
