Egzamin „Podstawy napędu elektrycznego” - pytania

1.

Sprowadzanie mas i momentów bezwładności układu napędowego na wał silnika odbywa
się przy zachowaniu zasady ……… - stosowne równanie

2.

Sprowadzanie sił i momentów sił obciążenia na wał silnika odbywa się przy zachowaniu
zasady ……… - stosowne równanie

3.

Sztywność charakterystyki elektromechanicznej silnika, stabilność pracy układu
napędowego.

4.

Napisać wzory na podstawowe parametry silnika obcowzbudnego prądu stałego:

- prędkość idealnego biegu jałowego
- rezystancję twornika
- moment elektromagnetyczny
- moment na wale
- stałą wzbudzenia c

5.

Napisać równanie i narysować charakterystykę rezystancyjną silnika obcowzbudnego
prądu stałego. Określić stan pracy silnika w poszczególnych kwadrantach.

6.

Napisać równanie i narysować charakterystykę hamowania przeciwwłączeniem silnika
obcowzbudnego prądu stałego. Określić stan pracy silnika w poszczególnych
kwadrantach.

7.

Napisać równanie i narysować charakterystykę hamowania dynamicznego silnika
obcowzbudnego prądu stałego. Określić stan pracy silnika w poszczególnych
kwadrantach.

8.

Dobór rozrusznika dla rozruchu i hamowania (rodzaj hamowania do wyboru) w funkcji
czasu.

9.

Pierwsza strefa regulacji prędkości obrotowej (zmiana napięcia twornika) – równanie,
charakterystyki.

10.

Charakterystyki

elektromechaniczne

silnika

przy

zasilaniu

z

przekształtnika

tyrystorowego, strefa prądów nieciągłych.

11.

Charakterystyki elektromechaniczne silnika przy zasilaniu napięciem impulsowym
(czoper), strefa prądów przemiennych.

12.

Druga strefa regulacji prędkości obrotowej (odwzbudzania silnika) dla przypadku
obciążenia stało momentowego – równanie, charakterystyki.

13.

Druga strefa regulacji prędkości obrotowej (odwzbudzania silnika) dla przypadku
obciążenia stałomomocowego – równanie, charakterystyki.

14.

Napisać równania w postaci czasowej dla stanu elektrodynamicznego silnika
obcowzbudnego przy stałym wzbudzeniu i stałym momencie bezwładności.

15.

Postać operatorowa równań z pkt. 14. Model blokowy silnika obcowzbudnego przy stałym
wzbudzeniu i momencie bezwładności.

16.

Napisać równania na przebiegi

( )

t

ω

i

( )

t

i

, jako rozwiązanie stanu elektrodynamicznego

silnika obcowzbudnego przy stałym wzbudzeniu i momencie bezwładności i pominięciu
elektromagnetycznej stałej czasowej obwodu twornika.

17.

Sposoby regulacji prędkości silnika obcowzbudnego prądu stałego – krótka
charakterystyka.

18.

Metody rozruchu silnika prądu stałego – krótka charakterystyka.

19.

Praca równoległa dwóch silników obcowzbudnych na wspólny wał.

20.

Wzór na moment elektromagnetyczny silnika indukcyjnego.

21.

Napisać równanie (wzór Klossa) i narysować charakterystykę rezystancyjną silnika
indukcyjnego. Określić stan pracy silnika w poszczególnych kwadrantach.

22.

Napisać wzory dla silnika asynchronicznego:

- prędkość idealnego biegu jałowego
- poślizg

- rezystancję wirnika
- moment krytyczny
- poślizg krytyczny

23.

Sposoby regulacji prędkości kątowej silnika indukcyjnego – krótka charakterystyka.

24.

Charakterystyki rezystancyjne pierścieniowego silnika asynchronicznego.

25.

Charakterystyki

hamowania

przeciwwłączeniem

pierścieniowego

silnika

asynchronicznego.

26.

Charakterystyki hamowania dynamicznego pierścieniowego silnika asynchronicznego –
prądem stałym i prądem przemiennym.

27.

Charakterystyki mechaniczne silnika indukcyjnego przy zmianie skutecznej wartości
napięcia stojana.

28.

Metody rozruchu 3-fazowego pierścieniowego silnika asynchronicznego– krótka
charakterystyka.

29.

Metody rozruchu 3-fazowego silnika indukcyjnego klatkowego – krótka charakterystyka.

30.

Układy rozruchu: przełączenie gwiazda / trójkąt, układ miękkiego rozruchu.

31.

Charakterystyki elektromechaniczne silnika przy zmianie liczby par biegunów.
Przełączenie gwiazda lub trójkąt / podwójna gwiazda

32.

Scharakteryzować generalną zasadę regulacji częstotliwościowej. Wymienić metody
sterowania przy częstotliwościowej regulacji prędkości kątowej silnika prądu
przemiennego.

33.

Sterowanie skalarne w ujęciu stałej przeciążalności przy uwzględnieniu rodzaju
obciążenia – charakterystyki mechaniczne, zależność napięcia w funkcji częstotliwości
przy pominięciu rezystancji stojana dla obciążenia:

- stałomomentowego
- stałomocowego
- wentylatorowego

34.

Równania

stanu

elektrodynamicznego

silnika

indukcyjnego

przy

pominięciu

elektromagnetycznej stałej czasowej.

Dodatkowe przykładowe zadania rachunkowe (

w uzupełnieniu do przekazanych na Moodle

)

1.

Dla silnika obcowzbudnego o danych znamionowych: P

n

= 10 kW, U

n

= 440 V, I

n

= 25 A,

n

n

= 1200 obr/min, I

wn

= 4A, U

wn

= 220 V wyznaczyć:

- podstawowe parametry elektromechaniczne silnika,
- R

d

, aby silnik pracując na charakterystyce rezystancyjnej przy obciążeniu na wale

M = 0.8 M

n

rozwijał prędkość kątową

ω

= 0.7

ω

n

,

- R

dh

, aby silnik po przełączeniu z prędkości początkowej

ω

a

=0.8

ω

n

na

charakterystykę hamowania przeciwwłączeniem rozwijał na wale moment
hamowania M

ph

= -2 M

n

,

- R

dh

, aby silnik po przełączeniu z prędkości początkowej

ω

a

=0.8

ω

n

na

charakterystykę hamowania dynamicznego rozwijał na wale moment hamowania
M

ph

= -2 M

n

,

- R

dh

, aby silnik pracując na charakterystyce hamowania dynamicznego przy

obciążeniu na wale M = 0.7 M

n

powodował zjeżdżanie wózka akumulatorowego z

góry z prędkością v = 20 km/godz. (wał silnika bezpośrednio połączony z kołem
wózka o promieniu r = 0.2 m),

- R

dh

, aby silnik pracując na charakterystyce hamowania potencjalnego przy

obciążeniu na wale M = 0.7 M

n

powodował opuszczanie ciężaru z prędkością

v = 12 m/s (wał silnika bezpośrednio połączony z bębnem o promieniu r = 0.3 m),

- prąd wzbudzenia silnika, aby przy obciążeniu na wale M = 0.6 M

n

silnik rozwijał

prędkość kątową

ω

= 1.5

ω

n

,

- prąd twornika oraz moment na wale silnika pracującego na charakterystyce

hamowania przeciwwłączeniem z R

dh

= R

n

z prędkością kątową

ω

= - 0.5

ω

n

.

Określić charakter obciążenia.

2.

Silnik obcowzbudny o danych znamionowych: P

n

= 22 kW, U

n

= 220 V, I

n

= 111 A,

n

n

= 1200 obr/min, I

wn

= 2A, U

wn

= 220 V pracuje przy momencie mechanicznym

obciążenia (na wale silnika) M = 0.7 M

n

i napięciu zasilania twornika U = 150 V.

Obliczyć prędkość ω.

3.

Silnik obcowzbudny o danych: P

n

= 5.5 kW, U

n

= 220 V, I

n

= 30.5 A, n

n

= 750 obr/min,

I

wn

= 2A, U

wn

= 220 V pobiera z sieci prąd twornika I

st

= 20 A przy prędkości obrotowej

n = 600 obr/min. Obliczyć moment oraz moc na wale maszyny (oddawaną do
mechanizmu napędzanego).

4.

Dla silnika o danych: P

n

= 4 kW, U

n

= 220 V, I

n

= 20 A, n

n

= 680 obr/min wyznaczyć

przebiegi prędkości i prądu oraz czas trwania procesu dla:

a) rozruchu na charakterystyce rezystancyjnej, jeśli załączenie napięcia w obwodzie

twornika silnika ma miejsce przy początkowej prędkości kątowej

ω

a

= - 0.3

ω

0

,

b) nawrotu silnika z wykorzystaniem hamowania przeciwwłączeniem z ustalonego

punktu pracy z przypadku a).

Dla obu przypadków przyjąć:

- rezystancję dodatkową włączoną w obwód twornika R

d

= R

n

,

- moment obciążenia M

st

= 0.3 M

n

i ma charakter bierny,

- moment bezwładności układu wynosi J = 2 kg m

2

.

W rozwiązaniach pominąć elektromagnetyczną stałą czasową. Prąd wzbudzenia silnika jest
załączony i ma wartość znamionową ustaloną.