Elektronik Kuasa dan Pemacu: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Penukar pensuisan dan pemacu elektrik: penukar buck, boost dan buck-boost dengan riak dan mod pengaliran mereka, motor DC dan kawalan lajunya, serta kuasa AC yang membekalkannya.

Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

  1. Penukar DC-DCnisbah penukaran unggul · riak induktor dan arus · riak output dan sempadan CCMpengiraan
  2. Motor DCDEM balik, arus dan tork · laju–tork dan kecekapan · permulaan dan kawalan lajupengiraan
  3. Kuasa AU & faktor kuasaP dan Q bagi beban · arus talian · pembetulan faktor kuasapengiraan
  4. Kuasa tiga fasavoltan dan arus Y dan Δ seimbang · kuasa tiga fasa · pembetulan faktor kuasapengiraan

Tip peperiksaan untuk Elektronik Kuasa dan Pemacu

  • Gunakan imbangan volt-saat pada induktor: voltan induktor purata sepanjang satu tempoh ialah sifar.
  • Pastikan unit betul: µH, µF dan kHz mesti menjadi H, F dan Hz.
  • Untuk motor, tukarkan rpm kepada rad/s sebelum menggunakan E = k·ω atau P = T·ω.

Contoh penyelesaian

Penukar DC-DCMudah
+−12 VD = ?LCR−+48 V

Penukar buck-boost menyongsang unggul mesti menghasilkan −48 V daripada 12 V dalam pengaliran selanjar. Cari kitar tugas D.

Vin​ = 12 VVo​ = −48 V

Cari nilai D

Tunjukkan petunjuk
  1. Mulakan daripada nisbah penukaran unggul: |Vo| = Vin·D/(1 − D).
  2. Selesaikan untuk D.
  3. D = |Vo|/(Vin + |Vo|).
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Penukar DC-DC: suis S dihidupkan untuk pecahan D bagi setiap tempoh T = 1/f. Dalam keadaan mantap voltan purata induktor ialah sifar (imbangan volt-saat), yang memberikan nisbah penukaran unggul dalam pengaliran selanjar: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost menyongsang |Vo| = Vin·D/(1 − D). Penukar unggul mengekalkan kuasa: Vin·Iin = Vo·Io. Semasa S hidup, arus induktor naik sebanyak ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak output ialah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor hanya menyentuh sifar (sempadan CCM) apabila arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Nisbah penukaran

|Vo| = Vin·D/(1 − D)

Selesaikan untuk D

D = |Vo|/(Vin + |Vo|) = 0.8

Jawapan

D = 0.8
Motor DCSederhana
T (N·m)n (rpm)20 N·mn0​n = ?

Motor DC (k = 0.8 N·m/A, Ra = 0.4 Ω) berjalan daripada 110 V dan memacu tork beban 20 N·m. Cari lajunya n dalam rpm.

V = 110 Vk = 0.8 N·m/ARa = 0.4 ΩT = 20 N·m

Cari nilai n (rpm)

Tunjukkan petunjuk
  1. Tork menetapkan arus: Ia = T/k.
  2. Ia = 20/0.8 = 25 A.
  3. ω = (V − IaRa)/k.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Motor DC: angker ialah rintangan Ra bersiri dengan DEM balik E, jadi V = E + Ia·Ra. DEM balik bertambah dengan laju, E = k·ω, dan tork dengan arus, T = k·Ia, dengan pemalar motor k yang sama (V·s/rad = N·m/A) dalam unit SI. Tukarkan laju dengan ω = 2π·n/60. Kuasa terbangun ialah E·Ia = T·ω; kuasa input ialah V·Ia, dan kehilangan kuprum Ia²Ra serta kehilangan putaran menjadi bezanya. Laju menurun secara garis lurus dengan tork, ω = V/k − Ra·T/k², daripada laju tanpa beban V/k kepada sifar pada tork tersekat k·V/Ra. Pada keadaan pegun E = 0, jadi arus permulaan V/Ra adalah besar kecuali perintang mengehadkannya.

Arus angker

Ia = T/k = 20/0.8 = 25 A

DEM balik dan laju

E = 110 − 25·0.4 = 100 V
ω = E/k = 125 rad/s → n = 1194 rpm

Jawapan

n = 1194 rpm

Cara latihan berfungsi

  • “Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
  • Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
  • Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kalkulator pembetulan faktor kuasaKalkulator kuasa tiga fasaKalkulator susutan voltan

Kursus berkaitan

Sistem Kuasa dan Mesin ElektrikAnalisis Litar 2: litar AUAsas Kejuruteraan ElektrikLatihan peperiksaan FE Elektrik dan KomputerElektronik 1Sistem MekatronikAnalisis Litar 1Kejuruteraan Kawalan 1
Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.