Część V. Maszyny prądu stałego

1. Wskaż, w którym położeniu cewki („a” czy „b”) maksymalna jest siła elektromotoryczna

rotacji, a w którym siła transformacji.

A

B

N

N

S

S

rdzeń

Rys. 1.

2. Wskaż, która cewka (rys. 1) jest zwierana przez szczotki w procesie komutacji w

maszynie prądu stałego (w którym miejscu na obwodzie maszyny leżą boki tej cewki ?).

3. Wskaż, w którym położeniu wirującej cewki (rys 1) siła elektromotoryczna rotacji jest

równa zeru.

4. Narysuj rozkład składowej promieniowej indukcji magnetycznej w szczelinie

powietrznej nieobciążonej maszyny prądu stałego wzbudzanej elektromagnetycznie.

5. Narysuj rozkład składowej promieniowej indukcji magnetycznej pola oddziaływania

twornika.

6. Narysuj rozkład składowej promieniowej indukcji magnetycznej w szczelinie

powietrznej obciążonej maszyny prądu stałego.

7. Jakie są negatywne skutki oddziaływania pola twornika.

8. Podaj cel stosowania uzwojenia komutacyjnego i uzwojenia kompensacyjnego; określ

sposób ich połączenia z uzwojeniem twornika.

9. Podaj zależności opisujące SEM i moment elektromagnetyczny maszyny prądu stałego.

10. Podaj warunki samowzbudzenia prądnicy bocznikowej.

11. Narysuj charakterystykę zewnętrzną prądnicy bocznikowej i prądnicy obcowzbudnej.

Wyjaśnij skąd wynikają różnice.

12. Narysuj zależność prędkości obrotowej od momentu obciążenia dla silnika

obcowzbudnego prądu stałego dla dwóch wartości napięcia zasilającego U = U

N

i

U

= 0,5 U

N

, przy zachowani w obu przypadkach tej samej wartości prądu wzbudzenia.

13. Narysuj zależność prędkości obrotowej od momentu obciążenia dla silnika

obcowzbudnego prądu stałego dla dwóch wartości prądu wzbudzenia: I

w

= I

wn

i

I

w

= 2/3 I

wn

, przy tej samej wartości napięcia zasilającego uzwojenie twornika U = U

N

.

(założyć liniowość obwodu magnetycznego).

14. Narysuj zależność prędkości obrotowej od momentu obciążenia dla silnika

obcowzbudnego prądu stałego dla dwóch wartości rezystancji włączonej w obwód

twornika R

d

=0 i R

d

=2R

t

(U=U

N

i I

w

=I

wn

).

15. Jak w stosunku do wartości znamionowej zmieni się wartość prądu pobieranego przez

silnik obcowzbudny zasilany znamionowo jeżeli moment spadnie do 60 % wartości

znamionowej.

16. Jak w stosunku do wartości znamionowej zmieni się wartość prądu pobieranego przez

silnik obcowzbudny obciążony znamionowym momentem obrotowym jeżeli napięcie

twornika spadnie do 70 % wartości znamionowej (przy zachowaniu niezmienionej

wartości prądu wzbudzenia).

17. Jak w stosunku do wartości znamionowej zmieni się wartość prądu pobieranego przez

silnik obcowzbudny obciążony znamionowym momentem obrotowym jeżeli prąd

wzbudzenia zostanie zmniejszony do 2/3 wartości znamionowej (przy zachowaniu

niezmienionej wartości napięcia twornika). Założyć liniowość obwodu magnetycznego.

18. Jak w stosunku do wartości znamionowej zmieni się wartość prądu pobieranego przez

silnik bocznikowy obciążony znamionowym momentem obrotowym jeżeli napięcie

zasilające spadnie do połowy wartości znamionowej. Założyć liniowość obwodu

magnetycznego.

19. Jak zmieni się prędkość obrotowa silnika bocznikowego pracującego w stanie jałowym,

jeżeli napięcie zasilające silnik spadnie do połowy wartości znamionowej

20. Silnik obcowzbudny ma na biegu jałowym prędkość n

0

= 1500 obr/min, a przy

obciążeniu znamionowym – prędkość n

N

= 1400 obr/min. Jaka będzie prędkość

znamionowo obciążonego silnika jeżeli napięcie zasilające twornik spadnie do połowy

napięcia znamionowego (przy zachowaniu niezmienionej wartości prądu wzbudzenia).

21. Jak w stosunku do wartości znamionowej zmieni się wartość prądu pobieranego przez

silnik szeregowy bez oporów regulacyjnych jeśli moment obciążenia zmaleje do połowy

momentu znamionowego.

22. Porównaj charakterystyki mechaniczne silnika szeregowego komutatorowego prądu

stałego i prądu zmiennego.

23. Na czy polega rozruch napięciowy, a na czym rozruch rezystancyjny silnika prądu

stałego.

24. Wymień i krótko scharakteryzuj metody elektrycznego hamowania silników

obcowzbudnych.

25. Przedstaw przebieg prędkości obrotowej oraz prądu twornika podczas rozruchu

nieobciążonego silnika obcowzbudnego prądu stałego (to znaczy zilustruj stan

nieustalony występujący po załączeniu napięcia twornika U=const, po uprzednim

ustaleniu się strumienia wzbudzenia).

26. Narysuj schemat blokowy silnika obcowzbudnego, pracującego przy stałym wzbudzeniu,

jako członu układu automatycznej regulacji.

27. Wyjaśnij zasadę działania bezszczotkowego silnika prądu stałego (silnika „BLDC”).

Część VI. Zagadnienia eksploatacji maszyn elektrycznych

1. Przedstaw krzywe nagrzewnia maszyny elektrycznej. Podaj stosowne wzory.

2. Przedstaw krzywą stygnięcia maszyny elektrycznej. Podaj stosowną zależność.

3. Od czego zależy zastępcza stała czasowa nagrzewania uzwojenia.

4. Wymień i opisz podstawowe rodzaje pracy maszyn elektrycznych: S1, S2, S3 i S6.

5. W jaki sposób określamy (przeliczamy) moc znamionową maszyny po zmianie rodzaju

pracy: z S1 na S2 oraz z S1 na S3.

6. W jaki sposób moment obciążenia przeliczamy na prędkość obrotową wału silnika jeżeli

w układzie zastosowano przekładnię.

7. W jaki sposób moment bezwładności przeliczamy na prędkość obrotową wału silnika w

układzie z przekładnią.