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| Aufgabe | | Wählen Sie (z.B. auf digikey.de oder farnell.de) eine konkrete Diode aus, die den Betriebsbedingungender drei Lasten mit einem Sicherheitsfaktor von mindestens 1.2 gerecht wird. Geben sie die relevanten technischen Daten des gewählten Bauteils an und begründen Sie kurz Ihre Auswahl. (Hinweise: Die Erwärmung einer realen Diode soll dabei nicht berücksichtigt werden.) |
hi,
esbs der lastfälle:
[Dateianhang nicht öffentlich]
werte: [mm] R=2\Omega, [/mm] L=5mH, [mm] U_{g}=270V, u=\wurzel{2}U_{el}sin(2\pi [/mm] ft), [mm] U_{el}=230V, [/mm] f=50Hz
hier meine fragen:
was genau sind die betriebsbedingungen?
vorher haben wir für den 1. lastfall (ohmsch) die mittlere gleichspannung über dem widerstand, den mittleren strom, den effektivwert des stroms und die im widerstand umgesetzte leistung berechnet.
für den 2. lastfall (ohmsch-induktiv) haben wir nur die leistung berechnet.
für den 3. lastfall (ohmsch-induktiv mit gegenspannung) garnix.
nun gibts auf digikey verschiedene parameter ( http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Cat=1376383 ). was davon ist wichtig für mich? ich nehme mal an:
1. sperrspannung. woher weiß ich, welche sperrspannung max. anliegt? mit maschengleichung [mm] u=u_{D}-u_{R} \gdw u_{D}=u-u_{R}? [/mm]
nehm ich dann für [mm] u_{R} [/mm] unsere vorher berechnete mittlere gleichspannung (103,5V)? wenn ja, warum muss es eine mittlere gleichspannung sein? wenn nein, welche spannung brauch ich dann? und warum?
mein u is ja definiert. welchen wert nehm ich denn dann für u? der effektivwert is ja 230V, also is die sperrspannung 230V-103,5V=126,5V?
126,5*1.2=151,8 -> also sperrspannung 170V wählen?
2. Strom - durchschn. Richt (digikey). für den effektivwert des stromes haben wir 81,3A ausgerechnet. muss ich diesen nehmen? oder muss ich einfach [mm] I=U_{R}/R=51,8A [/mm] nehmen?
sind das alle relevanten daten, die ich brauche, um mir eine geeignete diode rauszusuchen? sind die überlegungen überhaupt richtig?
muss ich das alles dann noch für last 2 und 3 ausrechnen?
über tipps und hinweise würd ich mich sehr freuen ;)
sg
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:16 Fr 22.04.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo Reicheinstein,
genau das ist die Frage. Was versteht ihr unter Betriebsbedingungen? Hierzu muss ja mal irgendeine Definition gegeben worden sein und ohne diese kommt man wohl kaum zielführend weiter.
In Bezug auf die Diode fallen mir ad hoc nur die beiden Größen Sperrspannung und Durchlassstrom ein. Überschreitet der aktuelle Wert der Spannung die Sperrspannung, so brennt die Diode durch. Der Durchlassstrom ist natürlich auch nicht unendlich hoch, denn dann würde sich die Diode irgendwann in Rauch auflösen. Beide Größen, Durchlassstrom und Sperrspannung sind Momentangrößen, eine Mittelung hilft Dir da nicht weiter.
Viele Grüße,
Infinit
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hi,
danke für deine tipps.
es hat nie jemand was gesagt, was unter betriebsbedingungen zu verstehen ist und sowas steht auch nich in den vorlesungs- oder übungsunterlagen. aber ich geh einfach mal davon aus, dass es sich wirklich nur im die sperrspannung und den durchlassstrom handelt.
also wenn im lastfall 2 (ohmsch-induktiv) die diode sperrt, fällt doch an ihr die sperrspannung u ab, oder? also quasi die komplette netzspannung? die maximalspannunng wär dann doch [mm] \wurzel{2}230V=325,27V. [/mm] is das also die max sperrspannung, die an der diode anliegt?
und den durchlassstrom kann ich folgendermaßen berechnen:
[mm] u=u_{L}+u_{R}=L\bruch{di_{L}}{dt}+Ri_{L}. [/mm] dann einfach die differentialgleichung lösen. stimmts? oder nich? ^^
sg
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 10:00 So 24.04.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo Reicheinstein,
ja, im zweiten Fall liegt die komplette Netzspannung an der Diode und diese muss das abkönnen, um es mal so leger ingenieursmäßig zu sagen. Aus dem Spannungsumlauf bekommst Du dann den dort fließenden Laststrom.
Viel Spaß dabei,
Infinit
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ok, danke.
also ich hab jetzt für den strom folgende gleichung:
[mm] i_{L}=103,54*(sin(100*\pi*t-0,22*\pi)-sin(-0,22*\pi)*e^{-\bruch{t}{0.0025}})
[/mm]
aber wie bekomm ich denn jetzt das maximum raus? ich kann natürlich überlegen, aber geht das vllt noch anders? analytisch oda so? oda einfacher?
sg
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| Status: |
(Antwort) noch nicht fertig  | | Datum: | 17:57 Mo 25.04.2011 | | Autor: | isi1 |
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:20 Mi 27.04.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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| Aufgabe | | Um den Leistungsfluß steuerbar zu machen, werde die Diode durch einen Thyristor ersetzt. Leiten Sie für den Lastfall (b) eine Beziehung [mm] P=\overline{p}=f(\alpha) [/mm] her, die den gemittelten Leistungsfluß in Beziehung zum Zündwinkel [mm] \alpha [/mm] setzt. |
hi,
es geht also um lastfall (b) bzw 2 (ohmsch-induktiv). die gemittelte leistung ist ja: [mm] P=\bruch{1}{2\pi}\integral_{0}^{2\pi}{u(\theta)i(\theta)} d\theta [/mm] mit [mm] \theta =\omega_0t [/mm] jetzt frage ich mich, wo die [mm] \alpha [/mm] -abhängigkeit herkommt. etwa aus den integralgrenzen? dass ich nich von 0 bis [mm] 2\pi [/mm] sondern von 0+alpha bis [mm] 2\pi [/mm] integrieren muss? oder is die abh. in u oder i drin?
sg
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 09:34 So 24.04.2011 | | Autor: | isi1 |
Mir scheint, Reicheinstein,
Deine Fragen entstehen hauptsächlich durch Unklarheit der elektrischen Funktion.
Deshalb meine Anregung, erst mal die Schaltungen zu simulieren durch ein Spice-Programm. Z.B.: http://de.wikipedia.org/wiki/SPICE_%28Software%29
Dann kannst Du Dir die verschiedenen Bedingungen ansehen und hast auch gleich eine Möglichkeit, Deine Rechnung zu überprüfen.
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 09:53 So 24.04.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo Reicheinstein,
ja, Du integrierst nicht mehr über eine volle Periode der sinusförmigungen Größen, sondern nur noch über einen Teil davon.
Viele Grüße,
Infinit
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danke für eure hilfe.
also ich hab nun folgendes für die leistung:
[mm] P=\bruch{1}{2\pi}\int_{\alpha}^{\pi}{u_{d}(\vartheta)i(\vartheta)}
[/mm]
ich integriere von [mm] \alpha, [/mm] weil erst ab dort der thyristor leitet. und ich integriere nur bis [mm] \pi, [/mm] weil ab dort der thyristor ja wieder sperrt. dazu folgendes bild:
[Dateianhang nicht öffentlich]
ist das so korrekt? in der übung hatten wir aber folgende verläufe:
[Dateianhang nicht öffentlich]
ich frage mich allerdings, ob hier der phasenanschnitt korrekt ist und was das mit dem strom zu tun hat.
nun ist [mm] u_{d}=u_{L}+u_{R}=L\bruch{di_{L}}{dt}+R*i_{L}.
[/mm]
[mm] i_{L} [/mm] haben wir schon ausgerechnet in der übung:
[mm] i_{L}=\bruch{\wurzel{2}u_{d}}{\wurzel{R^2+X_{L}^2}}(sin(\omega t+\phi)-sin(\phi)e^{-\bruch{t}{\tau}})
[/mm]
wobei [mm] \wurzel{2}U_{d}=\hat{u}, \phi=arctan(-\bruch{X_{L}}{R}) [/mm] und [mm] \tau=\bruch{L}{R}
[/mm]
angeblich ist [mm] \hat{u} [/mm] bekannt bzw wir kennen den wert. also ich kenn ihn nich ^^ woher bekommen wir denn [mm] \hat{u}? [/mm] is das vllt [mm] \wurzel{2}*230V? [/mm] also das spannungsmaximum der netzspannung?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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> danke für eure hilfe.
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> also ich hab nun folgendes für die leistung:
>
> [mm]P=\bruch{1}{2\pi}\int_{\alpha}^{\pi}{u_{d}(\vartheta)i(\vartheta)}[/mm]
>
> ich integriere von [mm]\alpha,[/mm] weil erst ab dort der thyristor
> leitet. und ich integriere nur bis [mm]\pi,[/mm] weil ab dort der
> thyristor ja wieder sperrt. dazu folgendes bild:
>
> [Dateianhang nicht öffentlich]
wegen der induktivität fliesst nach dem 180° durchgang noch weiter strom, der einen spannungsabfall zur folge hat. erst wenn der strom versiegt, ist auch [mm] u_d [/mm] wieder 0. (stromverlauf siehe unten)
>
> ist das so korrekt? in der übung hatten wir aber folgende
> verläufe:
>
> [Dateianhang nicht öffentlich]
das bild sieht ok aus. was aber hier [mm] \alpha [/mm] darstellen soll? der anschnittswinkel ist es nicht.. denn vergrösserst du die induktivität würde dieses [mm] \alpha [/mm] sich auch vergrössern
>
> ich frage mich allerdings, ob hier der phasenanschnitt
> korrekt ist und was das mit dem strom zu tun hat.
>
> nun ist [mm]u_{d}=u_{L}+u_{R}=L\bruch{di_{L}}{dt}+R*i_{L}.[/mm]
>
> [mm]i_{L}[/mm] haben wir schon ausgerechnet in der übung:
>
> [mm]i_{L}=\bruch{\wurzel{2}u_{d}}{\wurzel{R^2+X_{L}^2}}(sin(\omega t+\phi)-sin(\phi)e^{-\bruch{t}{\tau}})[/mm]
>
> wobei [mm]\wurzel{2}U_{d}=\hat{u}, \phi=arctan(-\bruch{X_{L}}{R})[/mm]
> und [mm]\tau=\bruch{L}{R}[/mm]
>
> angeblich ist [mm]\hat{u}[/mm] bekannt bzw wir kennen den wert. also
> ich kenn ihn nich ^^ woher bekommen wir denn [mm]\hat{u}?[/mm] is
> das vllt [mm]\wurzel{2}*230V?[/mm] also das spannungsmaximum der
> netzspannung?
ja û ist der scheitelwert der spannung, also [mm] \sqrt [/mm] 2 * 230v
gruß tee
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| Status: |
(Frage) überfällig  | | Datum: | 18:04 Mo 25.04.2011 | | Autor: | isi1 |
Wie kann denn die blaue Kurve bei 180° aufhören, wenn der Thyristor erst abschaltet, wenn der Strom = 0 wird. Müsste nicht auch noch die negative Spannung (nach 180°) solange anliegen, bis der Strom Null wird?
Siehe grüne Kurve in diesem Bild:
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/Mikrocontroller/pa1.png
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:21 Mi 27.04.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:24 Di 26.04.2011 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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