lea2 msp
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Set of flashcards Details
| Flashcards | 177 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Electrical Engineering |
| Level | University |
| Created / Updated | 06.07.2021 / 07.07.2021 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20210706_lea2_msp
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| Embed |
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Stromrichter Bauformen: Wie wird die Zwischenkreisspannung in einem Diodengleichrichter konstant gehalten? Ersatzschaltbild?
Mit Bremschopper. Skirpt S. 103, Bild 5.23
Stromrichter Bauformen: Zeichne die Drehmoment/Drehzahl Kennlinienfelder für ASM und SM. Gib Feldschwächung, und den Punkt \(\omega_S = \omega_{me}\) an.
Skript S. 104, Bild 5.25
Stromrichter Bauformen: 3 Anforderungen an den Frequenzumrichter?
- Frequenz Variabel, Energieaustausch in beide Richtungen, Phasenfolge umkehrbar (Drehrichtung)
- Statorgrössen symmetrisch im stationären Betrieb, Sinusförmige Spannungen und Ströme, Drehmomentpulsation und zusätzliche Verluste bei Abweichung
- Amplituden einstellbar (0...max.)
- Lieferung von Blindleistung
- Die geforderte Dynamik des Antriebes gibt die Geschwindigkeit vor, mit welcher der lastseitige Stromrichter in der Lage sein muss, seine Ausgangsgrössen zu verstellen.
Stromrichter Bauformen: Von was hängt der Verlauf der geschalteten Ausgangsspannung und des Stromes lastseitig ab?
Spannung: Steuerverfahren
Strom: ohne zusätzliche Regelung -> Spannung und Lastimpedanz (stellt sich also frei ein)
Stromrichter Bauformen: Liestungsbilanz Stromrichter vom Eingang zum Ausgang (Netz - Zwischenkreis - Last).
Näherungen
- Wirkleistung: \(P_N = P_d = P_L\)
- Blindleistung: Zwischekreis: sozusagen keine, Blindleistung von Netz und Last sind unabhängig
- Scheinleistung: \(S = \sqrt{3} U I\) -> Leistungsfaktor: \(\lambda = {P \over S}\), \(\lambda\) soll möglichst 1 sein, damit werden die Effektivwerte der Ströme minimal
- Grundschwingungsfaktor \(cos(\phi)\): ist für Sinusgrössen ohne Verzerrung gleich dem Leistungsfaktor
Richtwerte Wirkungsgrad:
- Diodengleichrichter: 0.98...0.99
- Zwischenkreis: 0.99...0.995
- Lastseitiger Stromrichter: < 0.85 (Last >= 1 kW)....> 0.97 für Lasten >=100kW
Selbstgeführter Stromrichter: Annahmen für den idealen Stromrichter?
- Kein Spannungsabfall im eingeschalteten Zustand
- Keine Leckströme
- Schaltvorgägne unendlich schnell
- Sternpunkt nicht mit Zwischenkreis verbunden = \(i_U + i_V + i_W = 0\)
Selbstgeführter Stromrichter: Zeichne das Zeitdiskrete vereinfacht Modell eines Stromrichters mit Last (Maschine). Zeichen ebenfalls das Ersatzschaltbild mit HL für einen "Schalter" des Modelles.
Skript S. 108, Bild 5.31
Selbstgeführter Stromrichter: Gib die zeitdiskrete Form von den Mittelpunktspannugen und des Zwischenkreisstrom eines Stromrichters an. Welche diskreten Werte können die verketteten Spannung annehmen?
\(U_{x0} = s_x {u_d \over 2} \\i_d = {1 \over 2} (s_u i_u + s_v i_v + s_w i_w) \\\)
Verkettete Spannung: \(- {u_d}, \ 0, \ u_d\)
Selbstgeführter Stromrichter: Gib die Sternspannung \(u_{N0}\)in diskreter Form an.
\((s_u + s_v + s_w) {u_d \over 6}\)
Selbstgeführter Stromrichter: Welche diskreten Spannungen gibt es für \(u_{x0}, \ u_x, \ u_{N0}\)? Wieviele Schaltzustände gibt es insgesamt?
\(u_{x0} = {-u_d \over 2}, \ {u_d \over 2} \\ u_{x} = {-2 u_d \over 3}, \ {-u_d \over 3}, \ 0, \ {u_d \over 3}, \ {2 u_d \over 3}, \\u_{N0} = {-u_d \over 2}, \ {-u_d \over 6}, \ {u_d \over 6}, \ { u_d \over 2}\)
Es gib insgesamt 8 Zustände: \(Z^0...Z^7\)
Selbstgeführter Stromrichter: Gib die diskreten Schalstellungen von su, sv und sw an für die beiden Nullzustände.
1,1,1 oder -1,-1,-1
Selbstgeführter Stromrichter: Drehzeiger: Welche Zeigerlänge hat der Zeiger \(|u_{str}|\) maximal? Welche Werte können die \(\alpha \beta\) Komponeneten einnehmen?
\(u_{str} = {2 u_d \over 3}, \ 0 \\u_{\alpha \beta} = {-2u_d \over 3}, \ {-u_d \over 3}, \ 0, \ {u_d \over 3}, \ {2u_d \over 3}\)
Selbstgeführter Stromrichter: Zeitkontinuierliche Beschreibung: Gib den Mittelwert für \(\overline{u}_{U0}(t)\) an.
\(\overline{u}_{U0}(t) = {1 \over T_T} \int_{t-T_T/2}^{t+T_T/2}u_{U0}(\tau)d \tau\)
Selbstgeführter Stromrichter: Zeichne das Zeitkontinuierliche Modell der dreiphaisgen Brücke.
Skript S. 113, Bild 5.35
Selbstgeführter Stromrichter: Wie kann die Zeitverzögerung bei einer zeitkontinuierlichen Modulation berücksichtigt werden?
Mittels Totzeitglied. Für 2-fache Abtastung/Periode beträgt die Verzögerung im statistische Mittel ca. \(T \over 4\) oder ca. \(T \over 2\) bei einfacher Abtastung.
Modulator und Steuerverfahren: Zeichne die Wirkungskette einer Modulation (Sollwert bis Stromrichter)
Skript S. 114, Bild 5.36
Modulator und Steuerverfahren: gib den Modulationsgrad M (ohne dritte harmonische) an.
\(u(t) = {u_d \over 2}M sin(\omega t) -> m(t) = M sin(\omega t)\)
M ist bezogen auf \(u_d \over 2\)
Modulator und Steuerverfahren: Welche diskreten Zustände gibt es bei der Grundfrequenzsteuerung für einen Brückenzweig? Wie lange wird geschaltet?
Zustände: \({-u_d \over 2}, {u_d \over 2}\)
Es wird jeweils für eine halbe Periode (\(\pi\)) geschaltet. Die Signale liegen \(2 \pi \over 3\)auseinander.
Modulator und Steuerverfahren: Grundfrequenzsteuerung: Gib die Fourierreihe für für Mittelpunktspannung und Phasenspannung an (Gundschwinungsanteil, Spektra, f(v)). Gib ebenfalls Amplituden, Effektivwerte (Grundschwingung) der Phasenspannung an sowie der Modulationsgrad.
Grundschwingungsanteil: \(|u_x| = |u_{x0}| = {4 u_d \over 2\pi}\)
Spektra \(u_x\)= 1,5,7,11,13...
Spektra \(u_{x0}\)= 1,3,5,7,9
Die Spektra unterscheiden sich nur in der 3. harmonischen und deren vielfachem!
Effektivwert Grundschwingung Phasenspannung: \({1 \over \sqrt{2}} {4 u_d \over 2\pi} = 0.9 {u_d \over 2}\)
Modulationsgrad M: \({4 \over \pi} = 1.273\)
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Illustriere das Funktionsprinzip des Verfahrens (Trägersignal, Sollwert Modulation mit s).
Skript S 117, Bild 5.39
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Gib den Mittelwert über eine Peridode des Trägersignals für \(u_{U0}\) an.
\(\overline{u}_{U0} = {U_d \over 2} \ {1 \over T_T} \int_{0}^{T_T}s_U dt \\ {1 \over T_T} \int_{0}^{T_T}s_U dt = x_{U_{soll}}\)
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Erkläre das Muster im Frequenzspektrum (ft/f1, unteres und oberes Seitenband)
Notizen S. 4 oder Skript S 118, Bild 5.40
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Gib die Modulation (mit M, Ampltiude) für \(u_{x0}\) an so das \(u_x\)eine harmonische Sinusfunktion ergibt
\(u_{x0_{soll}}= {U_d \over 2} M sin(\omega_1t+\phi)\)
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Gib ein mögliches Spektrum für einen Sinusförmigen Sollwert von \(u_{x0}\) an.
Skript S. 119, Bild 5.41
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Was hat die Vergrösserung der maximalen Sollwertamplitude für einen Einfluss auf das Fruenzspektrum?
- Zusätzliche 3. harmonische im Basisband
- Die Amplitudenverteilung der Spektrallinien in den Trägerbändern sind so, dass die gesamten Verzerrungen von Spannungen und Strömen kleiner sind als bei rein sinusförmigen Sollwerten
Modulator und Steuerverfahren: Trägerverfahren: Gib \(u_{G, soll}\) für die Vergrösserung der maximalen Sollwertamplitude an. Gib den resultierenden maximalen Modulationsgrad an.
\(u_{G, soll} = A_IM {u_d \over 2} sin(3 \omega_1t)\)
\(A_I = {1 \over 6}=0.167\)
\(M_{max} = {2 \over \sqrt{3}} = 1.155\)
Modulator und Steuerverfahren: Drezeigermodulation: Welche Vorteile bietet die Drehzeigermodulation?
- Gute Quaität der Spektra
- Eignung für digitale Implementation
Modulator und Steuerverfahren: Drezeigermodulation: maximale Zeigerlänge?
\(2 u_d \over 3\)
Modulator und Steuerverfahren: Drehzeigermodulation: Illustriere das Prinzip der Drehzeigermodulation mit einem Sollwertzeiger -200 + j125.
Notizen S. 5
Modulator und Steuerverfahren: Drehzeigermodulation: Erkläre den Ablauf eines Schaltvorganges.
- Modulationsgrad und Winkel \(\epsilon\) des Sollwertzeigers liegen am Eingang an
- Sektorlogik wählt Sektor (S1...S6)
- Restwinkel \(\epsilon'\) wird ermittelt
- Der Sektor legt die Schaltfrequenz fest
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Zeichne das Zweiachsenmodell eines Stromrichters und Last für die Auslegung einer Stromregelung. Gib alle Ströme und Spannungen an. Warum wird die Regelung nicht im 3Ph System ausgelegt?
Skript S. 126, Bild 5.50
Das System wäre mit 3 Regelkreisen überbestimmt (iu+iv+iw=0)
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Gib für die Stromregelung die \(\alpha \beta\) Ströme an.
Skript S. 127, 5.51, 5.52
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Welches Koordinatensystem wird für die flussorientierte Regelung der ASM benutzt?
xy
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Auf welche Achse wird im dq/xy Koordinatensystem das Netz resp. der Fluss gelegt?
Nestspannung e auf y/q - Achse
Fluss auf x/d - Achse
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Gib die Spannungen \(u_{\alpha \beta}\) resp. \( u_{xy}\) an.
\(u_{\alpha \beta} = Ri_{\alpha \beta}+{d i_{\alpha \beta} \over dt}L + e_{\alpha \beta} \\u_{xy} = Ri_{xy}+{d i_{xy} \over dt}L + j\omega_k i_{xy}L + je_{xy} \\\)
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Zeichne die Regelstruktur für einen SR als Stromregler allgemein (Blockdiagram)
Skript S. 128, Bild 5.52
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Zeichne die verienfachte Regelstruktur für einen SR als Stromregler aim \(\alpha \beta \) System.
Skript S. 129, Bilder 5.53 und 5.54
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Durch welche Komponenten beeinflussen sich die beiden Regelkreise im xy Koordinatensystem gegenseitig?
Durch die Komponente \(i_{xy}L \omega_K\)
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: Zeichne die verienfachte Regelstruktur für einen SR als Stromregler aim \(xy\) System.
Skrip. S 130, Bild 5.56
Selbstgeführte SR als Stromquelle: Regelstrukturen: MIt welcher Frequenz werden die Ist-Ströme idealerweise abgetastet?
Gleiche Frequenz wie PWM...
