SAÜ.MÜH.FAK. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖLÜMÜ GÜÇ ELEKTRONİĞİ DEVRELERİ VİZE SINAV SORULARI ve çözümleri

Transkript

1 SAÜ.MÜH.FAK. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖLÜMÜ GÜÇ ELEKTRONİĞİ DERELERİ İZE SINA SORULARI ve çözümleri Sru ) Şekil de verilen TCR (tristör kntrllü reaktör) devresinde L= mh; L= mh; L3= 3 mh değerindedir. Arıza lmadığı durumlarda fabrika tam kapasitede çalışmaktadır. A, B ve D anahtarlarından herhangi birisi knumunda lduğunda, F anahtarının da knumunda lmasını temin edecek şekilde tmasyn yapılmıştır. a) Sabit kapasitörün C değerini ve a.c kıyıcının kntrl ettiği L (ayar) selfinin değerini bulunuz. (5+5) b) L yükü arızalanıp devre dışı kaldığında, T ve T tristörlerini kntrl eden işlemcinin ürettiği tetikleme açılarının ne lacağını (gerekli şekilleri çizerek) hesaplayınız (tetiklemeler dengeli lmak zrundadır). Açıları (yaklaşık larak) deneme yanılma yöntemi ile bulabilirsiniz. (5) Şekil Sru ) EMK değeri 9 lan bir akü ve buna bağlı bir self (L=mH), 3 fazlı yarım dalga kntrllü dğrultucu üzerinden Beslenmektedir( alfa tetikleme açısını 30 derece alınız). Dğrultucu devre 3 fazlı alçak gerilim şebekemize (traf yk) direkt larak bağlıdır. a) Dğrultucu çıkışındaki gerilim ve akımın zamana bağlı eğrilerini (önemli değerleri şekil üzerinde belirterek) çiziniz. (5+5) b) Yük akımının rtalama değerini hesaplayınız. (5) c) Yükün tplam aktif gücünü (ani değerlerden hareketle) watt larak bulunuz. (5) Sru 3) Alçak gerilim şebekemize (kaynak) direkt larak bağlı lan bir fazlı tam dalga tam kntrllü köprü dğrultucu çıkışında R= hm direncini beslemektedir. R direnci fırının ısıtıcı direnci lup, mikrişlemci tarafından fırın gücü 45Watt a ayarlanmıştır. a) 45 watt güç üretecek tetikleme yapılması durumunda yük uçları arasındaki gerilimin değişimini çiziniz.(0) b) Kaynağa seri bağlı sigrta akım değerini bulunuz. (0) c) Devredeki bir tristör arızalanıp açık devre lması durumunda, mikrişlemci, aynı gücü ürettirecek tetikleme açısı üretmeye çalıştığında başarılı labilir mi? Eğer başarılı labilirse, yeni tetikleme açısı kaç derece lacaktır? (5) Sınav süresi 90 dakikadır. (yalnızca ders ntları açıktır, bunun dışındaki özel nt ve çalışmalar kaldırılacaktır) NOT: 3. ödeviniz bu Cuma gününe kadar Obis sisteminize yllanacaktır. Başarılar dilerim Prf.Dr.Uğur Arifğlu //008

2 ÇÖZÜMLER Cevap ) a) Bilindiği üzere TCR harmnik etkisi dlayısı ile zrunlu lmadıkça tetiklenmemesi gereken bir statik Ar sistemidir. Dlayısı ile tasarımcı bir mühendis fabrikanın tam kapasite ile çalıştığı nrmal duruma göre TCR yi tetiklemeksizin tüm ihtiyacı sabit kapasitör bataryasından yapacaktır. Diğer bir ifade ile; 5 QC Qfabrika QL QL QL3 3.3*0 ar wl wl wl 3 Q C 5 3.3*0 ar C 0.03F / wc elde edilir. Eğer A, B veya D anahtarlarından her hangi bir veya tanesi knumuna geçerse C devreden çıkmayacağı için sayacın Q ölçmemesi için devreden çıkan tplam L (yük) yerine bunun alıp-vereceği reaktif güç değerini kendisi alıp-veren a.a kıyıcı reaktörü ( L )devreye girmelidir. L kıyıcı kıyıcı nın gücü devreden çıkma ihtimali lan en yüksek iki reaktif güç tüketicisinin (yük) alıpverdiği reaktif güç değeri kadar lacaktır. Yani; Qkıyıcı QL QL wl wl wl kıyıcı L L Lkıyıcı 0.4 mh Lkıyıcı b) A.a kıyıcı L yükünün şebekeden çektiği reaktif gücü temin etmedikçe sayaçtan reaktif güç akacaktır. Bu nedenle 4 L.54* 0 wl Q değeri A.a kıyıcı tarafından üretilmelidir. Yani; ar 4 QL QL.54*0 ( sin()) kıyıcı *w *Lkıyıcı.4 radyan 40.84

3 Cevap ) a) Yük gerilimi Yük akımı Yük larak seri bağlı E-L yükü verildiği için (selfin uçları arasındaki rtaama gerilim daima sıfır lduğundan) yük uçları arasında rtalama gerilim değeri E=9 lacaktır. Bbin uçları arasındaki rtalama gerilim değeri sıfır lduğundan E çizgisinin altında kalan alan üstünde kalan alana eşit lmak zrundadır (aşağıdaki şekilde taralı alanlar) b)

4 ( m sin wt E)dwt (E m 30 sin wt ) dwt m sin E sin E m sin radyan (0 sin wt 9)dwt ( sin wt )dwt ( sin wt )dwt.8 radyan di(t) 0 * sin(wt ) E L i(t) 990cs(34t) 0.90*0 t C dt i(0.0/ 3) 0 ilk kşulu altında; i(t) 990cs(34t) 0.90*0 t 39 elde edilir. Irt 3 [ 0.0* ( 990cs(34t) 0.90*0 t 39)dt] 40A *0 c) P (m sin wt ) *( 990cswt wt 39)dwt kw w Cevap 3) Alçak gerilim şebekemize (kaynak) direkt larak bağlı lan bir fazlı tam dalga tam kntrllü köprü dğrultucu çıkışında R= hm direncini beslemektedir. R direnci fırının ısıtıcı direnci lup, mikrişlemci tarafından fırın gücü 45Watt a ayarlanmıştır. d) 45 watt güç üretecek tetikleme yapılması durumunda yük uçları arasındaki gerilimin değişimini çiziniz.(0) e) Kaynağa seri bağlı sigrta akım değerini bulunuz. (0) f) Devredeki bir tristör arızalanıp açık devre lması durumunda, mikrişlemci, aynı gücü ürettirecek tetikleme açısı üretmeye çalıştığında başarılı labilir mi? Eğer başarılı labilirse, yeni tetikleme açısı kaç derece lacaktır? (5)

5 0 a) P (0 sin wt ) *( sin wt ))dwt 45.4 radyan derece 0 * b) Isigrta *sin wt * dwt 47.3A c) P (0 sin wt ) *( sin wt ))dwt radyan 8 derece