Klausur Leistungselektronik 1 13.02.2008
LE1-Prüfung WS06/07Insgesamt waren 80 Punkte zu erreichen.
Die genaue Punkteverteilung weiß ich nicht mehr, aber die meisten Punkte (20) gabs auf die 3. Aufgabe.
1. Aufgabe
gegeben: Folgende Wertepaare von der Durchlasskennlinie eines Thyristors:
(I_T = 50A; U_T = 1,0V) und (I_T = 100A; U_T = 1,5 V)
1.1: Durchlassverluste für rechteckförmigen Strom mit dem arithmetischen Mittelwert von 40A und einem Tastverhältnis von 0,5 berechnen
1.2: Mittlere Sperrschichttemperatur berechnen, wenn die Außentemperatur 25°C beträgt und die Summe aller thermischen Widerstände 0,5K/W ist
1.3: Einraststrom, Haltestrom und Freiwerdezeit verbal definieren
2. Aufgabe
gegeben: idealer vollgesteuerter Zweipulsgleichrichter, an 230V-Netz angeschlossen, speist eine Last, deren Strom als konstant angenommen werden kann. Schaltung war gegeben.
2.1: Zündverzögerungswinkel [alpha] berechnen, wenn der Laststrom i_d(t) = I_d = 3A beträgt und in der Last P_d = 531,83W umgesetzt wird
2.2: Ausgangsgleichspannung u_d(t); Netzstrom i_R(t) und die Spannung über dem Thyristor T2 zeichnen
2.3: Maximalwerte von Sperr- und Blockierspannung angeben, mit der ein Thyristor in dieser Schaltung belastet wird
3. Aufgabe
gegeben: idealer vollgesteuerter Sechspulsgleichrichter, an Drehstromnetz angeschlossen, Kommutierungsinduktivitäten werden vernachlässigt, durch die Last fließt ein konstanter Strom
3.1: Ausgangsspannung u_d und Phasenstrom i_R für [alpha] = 0°, 60°, 150° zeichnen
3.2: Spannungsverlauf über T3 für [alpha] = 60° zeichnen
3.3: Für den Lastfall aus 3.2 Steuergesetz angeben, Steuerkennlinie zeichnen, Gleich- und Wechselrichterbetrieb kennzeichnen
3.4: Wie groß ist der minimale arithmetische Mittelwert für u_d und bei welchem Zündverzögerungswinkel ist das der Fall?
3.5: Wie werden die Thyristoren in der Schaltung ein- und ausgeschaltet?
3.6: Eine Beziehung für [alpha]_max angeben, so dass die Freiwerdezeit und die Kommutierungsinduktivität berücksichtigt werden
4. Aufgabe
gegeben: Tiefsetzsteller, ideale Theorie, U_E = 100V, ohmsch-induktive Last mit gegebenen Größen
4.1: Schaltung zeichnen
4.2: In welchen Quadranten arbeitet die Schaltung?
4.3: Wie ist das Tastverhältnis definiert?
4.4: Arithmetischen Mittelwert der Ausgangsspannung berechnen
4.5: Zwischen welchen Werten kann der arithmetische Mittelwert der Ausgangsspannung gestellt werden?
4.6: Arithmetischen Mittelwert des Ausgangsstromes und die in der Last umgesetzte Leistung berechnen, wenn das Tastverhältnis 0,5 ist
4.7: T_E = 1ms. Wie groß ist I_L nach Ablauf von T_E, wenn vorher i_L = 4A geflossen ist?
5. Aufgabe
gegeben: idealer Tiefsetzsteller, U_E = 60V, U_A = 48V
5.1: Schaltung zeichnen
5.2: I_S, I_F, I_L und U_L zeichnen
Den Rest hab ich leider nicht mehr geschafft, abzuschreiben.
Aufgabe 5 ging noch weiter.
In der 6. Aufgabe ging es um einen Hochsetzsteller. Wieder Schaltung zeichnen, Wertebereich für Ausgangsspannung angeben und hastenigesehen.....
Die 7. Aufgabe handelte vom Ausschaltverhalten einer Diode. Es waren, glaub ich, die Strom- und Spannungsverläufe zu zeichnen, wenn der Strom aufgrund induktiver Bauelemente in der Schaltung nicht sofort auf Null geht, sondern mit einem "konstanten -di/dt" absinkt.
BITTE ERGÄNZEN !!!
Also hier mal woran ich mich noch so sinngemäß erinnern kann, bitte korrigieren/ergänzen.Der Rest fällt mir momentan nicht ein
- Wozu ist Leistungselektronik gut? Anwendungen nennen, Bereiche I,U,f nennen
- Erklären der p und der n-leitung im pn-Übergang anhand des Bändermodells, nennen der Stromtransportgleichung (S_n=.. und S_p=…) sowie der Poisson-gleichung
- Für die Bauelemente Leistungsdiode, Thyristor, GTO, Power-Mos, IGBT die Dotierungsstruktur, Ausgangs, falls vorhanden Transferkennlinie aufmalen sowie Einteilung der Bauelemente in einrastende und nicht einrastende Bauelemente. Wodurch lassen sich die nicht einrastenden Bauelemente steuern?
- Für eine Diode waren zwei Wertepaare Strom-Spannung sowie die Umgebungstemperatur gegeben. Berechnung der Durchlassverlustleistung und der Sperrschichttemperatur (wie in Projektaufgabe 2)
- Buck und Boost-converter zeichnen, Schalterstrom, Spulenspannung, Spulenstrom usw. skizzieren. Ausrechnen des Übersetzungsverhältnisses D für gegebene Ein- und Ausgangsspannungen bei beiden Schaltungen.
- Gegeben war eine Schaltung mit Thyristor und Löschschaltung und Freilaufdiode, dazu theoretische Fragen wie was passiert mit der Schaltung wenn statt des Thyristors ein IGBT eingebaut wird, was muss man machen wenn sie als Wechselrichter funktionieren soll ….
- Wie in Komplexaufgabe 4.2 GR mit WR zeichnen, für den Wechselrichter das Zünddiagramm, eine Leiter-Leiter-Spannung und eine Leiter-Erde-Spannung aufzeichnen, Schaltung zeichnen.
- Für eine B6-Brückenschaltung mit Alpha=60° (also wie in der Ü-aufgabe) Strom und Spannungsverläufe zeichnen, Iva, Ive berechnen, B6 zeichnen
- DC Chopper, irgendwas mit Steuergesetz berechnen
- AC Steller Steuergesetz aufschreiben und in Abhängigkeit von Alpha zeichnen
- Ansteuerprinzip erklären am Impulsdiagramm und Blockschaltbild (für B2C).
- Nennen von Online- und Offline-Verfahren und eins erklären, für eine graphisch dargestellte Sägezahnspannung die Kapazität des Glättungskondensators ausrechnen, ähnlich der Aufgabe im Projekt2 von der Idee her
- Zusatzaufgabe: Was ist PFC, wo wird es eingesetzt, wie funktioniert es.
Aufgabe X: reale Kommutierung bei B2 erklären, für Alpha = 30° Ausgangspannung zeichnen
Aufgabe X: für B2 Q1 berechnen
Aufgabe X: realer Schaltvorgang am GTO: I und U Verlauf & Gatestrom zeichnen, wichtige Stellen erklären
Aufgabe X: Verlauf mit Ein- und Ausschaltvorgang: Gesamtverluste berechnen & Energie (ÜA2.6.5)
Aufgabe X: Tastverhältnis D für DC-Chopper mit RL-Last bei gegebener Netzübersetzung berechnen (Ü4)
