Examen EAT oefeningen 17/06/2015

Examen EAT oefeningen 17/06/2015
Vraag 1 Synchrone machine
Een driefasige synchrone generator in ster geschakeld heeft volgende kenplaatgegevens: 𝑓𝑛𝑜𝑚 =50Hz,
𝑉𝑛𝑜𝑚 =3600V, 𝐼𝑛𝑜𝑚 =50A, cos⁡(𝜙)=0.8 (blindvermogen leveren aan net). Tijdens een nullastproef
werden volgende metingen bekomen:
Sterspanning 0
(V)
Veldstroom
0
if (A)
1720
1895
2035
2145
2230
2295
2345
40
45
50
55
60
65
70
Een bijkomende proef bij wattloos debiet geeft 𝑋𝜎 =6 ohm, 𝑘𝑑,𝛼 =0.7, 𝑘𝑞 =0.5∙ 𝑘𝑑
Gevraagd:
1) Bepaal de kortsluitstroom 𝑖𝑓 =70A. Welke reactantie is stroombeperkend?
2) Bepaal poolradspanning, bekrachtigingstroom en koppel bij nominale werking en teken het
vectordiagramma (incl. mmk vectoren)
Vraag 2 Gelijkrichter
Een driefasige halfgestuurde bruggelijkrichter wordt via een transformator gevoed uit een 400V net.
𝑛
De windingsverhouding van de transformator bedraagt 𝛾 = 𝑛1 = 3.2. De gelijkrichter voedt een zuiver
2
resistieve last met 𝑅𝑙 = 3⁡𝑜ℎ𝑚.
Gevraagd:
1) De stuurhoek wordt ingesteld op 65°
a. Schets op onderstaande figuur links de spanning over de last.
b. Bereken de rms-waarde van de spanning over de last en het vermogen gedissipeerd in
de weerstand.
c. Schets ook de stroom door de thyristor die tussen fase U en de positieve klem van de
last geschakeld is.
d. Bereken de piekwaarde en de rms-waarde van die stroom
2) Aan de last wordt nu een bijzonder grote zelfinductie toegevoegd.
a. Bereken het maximale vermogen dat kan gehaald worden met deze configuratie. Bij
welke stuurhoek 𝛼 treedt dit op? Schets op onderstaande figuur rechts de spanning
over de last.
b. Bereken opnieuw de rms-waarde van de spanning over de lastweerstand bij 𝛼=65°.
c. Bereken ook opnieuw de piekwaarde en de effectiefwaarde van de stroom in de
thyristor uit voorgaand deel. Schets ook deze stroom.
3) Bij een meting blijkt de bereikte spanning over de lastweerstand echter 5V lager te liggen dan
de waarde berekend in 2b. Men vermoedt dat dit te maken heeft met spreidingsinductantie
van de transformator.
a. Bereken de waarde van die spreidingsinductantie die zou nodig zijn om deze
spanningsvermindering te verklaren.
b. Welke commutatieduur komt hiermee overeen?
c. Wat is het maximale vermogen dat nu nog aan de last overgedragen kan worden?
Vraag 3 IM (niet voor 3sp)
A) Een driefasige in ster geschakelde zes-polige IM heeft een statorweerstand die 0.065 ohm per
fase bedraagt. Tijdens een proef werden volgende waarden opgenomen:
- De statorfrequentie 𝑓𝑠 is 49.5Hz
- De gekoppelde spanning 𝑉𝐿 is 415V
- De lijnstroom 𝐼𝐿 is 128.89A
- Het opgenomen vermogen 𝑃𝑒𝑙 is 82.42kW
- De as snelheid 𝑁𝑟 is 970rpm
In het nominale werkingspunt: het ijzerverlies bedraagt 1500W en de mechanische verliezen
bedragen 750W. Bepaal arbeidsfactor, rendement en koppel bij dit werkingspunt.
B) Een driefasige vierpolige sleepringankermotor wordt in driehoekschakeling gebruikt in een
hijskraan en heeft volgende parameters in het T-vervanging schema (alle waarden zijn naar de
stator omgerekend) bij 50Hz:
- 𝑅1 = 0.2⁡𝑜ℎ𝑚 (statorweerstand)
- 𝑅𝑟 = 0.22⁡𝑜ℎ𝑚 (rotorweerstand)
- 𝑋1𝜎 = 0.51⁡𝑜ℎ𝑚 (statorspreidingsreactantie)
- 𝑋2𝜎 = 0.51⁡𝑜ℎ𝑚 (rotorspreidingsreactantie)
- 𝑋𝑚1 = 30⁡𝑜ℎ𝑚 (magnetiseringsreactantie)
1. De rotorketen is voorlopig kortgesloten. Reken het T-vervanging schema om naar het Lvervanging schema.
2. De rotor is nog steeds kortgesloten. Bereken de lijnstroom 𝐼𝐿 bij een gekoppelde spanning
𝑉𝐿 van 400V indien de motor op een 60Hz net wordt geschakeld bij een toerental van 1750
rpm. Bepaal de arbeidsfactor.
3. Bij de voedingspanning, frequentie alsook last uit vraag 2: bereken de bijkomende
rotorweerstand (omgerekend naar de stator) die nodig is opdat het toerental 1700 rpm
bedraagt.
4. Met de voeding en extra weerstand uit vorige vraag, bereken nu het aanloopkoppel en de
aanloopstroom (lijnstroom) indien men de motor met een ster-driehoekschakelaar
aanloopt.