EnEl 03 - 0307 - K06 - ILS (Note 1,0 mit 100%)

1. Ein Gleichstromsteller für 2-Quadranten-Betrieb wird mit
UB = 144V ± 12,5%betrieben und soll
UA = 30 ... 120V, IA = 60A für eine Maschine erzeugen.
a) Zeichnen Sie den Steller und begründen Sie Ihre Wahl der Halbleiterventile.
(Hinweis: Es ist eine Spannungssicherheit Su = 2 anzunehmen.)
b) Skizzieren und beschreiben Sie, wie die Schaltung im 1.Quadranten arbeitet.
c) Skizzieren und beschreiben Sie, wie die Schaltung im 2. Quadranten arbeitet.
d) Bestimmen Sie die Stellbereiche für das Tastverhältnis a für die größte und
kleinste Spannung und den gesamten Stellbereich.
e) Wie groß ist der aufgenommenen Batteriestrom – bei idealem Steller – in den
Stellbereichen für 30V und für 120V?
2. Ein Batterieladegerät soll aus dem 230V – Wechelstromnetz eine Batterie laden,
deren maximale Ladespannung 400V betragen soll.
Die Batterieanschlüsse sind beim Laden freigeschaltet und vor Berührung
geschützt, so dass ein Transformator hier nicht erforderlich ist.
Entwerfen Sie den Leistungsteil einer Ladeschaltung, die sinusförmigen Strom
aus dem Netz aufnimmt.
Begründen Sie die Wahl der Halbleiterventile.
3. Ein Umkehrsteller wird bei folgenden Bedingungen betrieben:
a) Zeichnen Sie ein Schaltbild des Umkehrstellers.
b) Bestimmen Sie die Ein- und Ausschaltzeiten des Transistors.
c) Prüfen Sie durch Näherungsrechnung, ob der Ferritkern dieses Umkehrstellers
bei iLmax = 6,0A noch unterhalb seiner magnetischen Flussdichte von
Bzul = 0,3T betrieben wird. (Hinweis: der Eisenweg ist zu vernachlässigen.)
d) Was ist (bzw. wäre) zu ändern, damit Bmax kleiner als Bzul wird?
e) Bestimmen Sie iB max!
f) Zeichnen Sie maßstäblich den Stromverlauf in der Drossel mit Δi = 1,0A, für
IA = –2,5A.
g) Wie groß ist L? (Berechnung aus dem Stromanstieg aus f)
UB = 20V, w =20Windungen, AFe = 240mm2,
UA =–24V, fTakt =50kHz, δ = 0,5mm.
IA =–2,5A, iLmax =6,0A Drosselstrom ohne Lücken