ZAGADNIENIA DO EGZAMINU
z Elektromechanicznych Systemów Napędowych
2014/2015, mail: agata.gomolka@onet.pl
Charakterystyki maszyn roboczych
Warunki pracy statecznej. Podać przykłady braku zachowania takich warunków na przykładzie charakterystyki silnika indukcyjnego.
Model matematyczny obcowzbudnej maszyny prądu stałego w stanie nieustalonym, założenia upraszczające.
Warunki zasilania wysokosprawnego u/f przy zmiennym obciążeniu.
Zależność sprawności silnika elektrycznego od napięcia zasilania. Czy w pewnych warunkach pracy korzystnie jest zasilać silnik napięciem obniżonym?
Poprawa efektywności pracy układu pomp i wentylatorów odśrodkowych przy zmiennym zapotrzebowaniu
Metody kształtowania charakterystyk statycznych układów elektromaszynowych przez zastosowanie sprzężeń zwrotnych. Jakie skutki na kształt charakterystyki statycznej przynosi zastosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego prędkościowego i prądowego?
Przekształcenia Laplace’a i analiza układów elektromaszynowych z transmitancyjną reprezentacją układu (transmitancyjny schemat blokowy). Warunek stosowania superpozycji wymuszeń. Pojęcie transmitancji operatorowej. Metody konstruowania schematów blokowych. Jak można wyznaczyć odpowiedź przy istnieniu wielu wymuszeń? Jakie przykładowe wymuszenia można wyróżnić dla układu napędowego z silnikiem obcowzbudnym prądu stałego ?
Kryteria doboru regulatorów w układach napędowych. Kryterium modułu, kryterium odpowiedzi aperiodycznej bez przeregulowań.
Jakie negatywne efekty może przynieść zbyt duża wartość wzmocnienia proporcjonalnego regulatora prędkości ?
Co to jest równanie charakterystyczne transmitancji operatorowej układu napędowego? Jaki wpływ na odpowiedź mają pierwiastki równania charakterystycznego? Jaką interpretację mają wartości własne macierzy stanu układu napędowego?
Budowa silnika indukcyjnego i jego charakterystyki mechaniczne. Wzory na moment i poślizg krytyczny.
Schemat zastępczy w stanie ustalonym, metody identyfikacji parametrów schematu zastępczego.
Regulacja prędkości maszyn indukcyjnych: dołączenie dodatkowych rezystancji Rw, układy kaskadowe, oraz regulacja u/f
Metody ograniczenia prądu rozruchowego.
Sposoby hamowania silników indukcyjnych.
Silniki indukcyjne klatkowe głębokożłobkowe i dwuklatkowe – charakterystyki mechaniczne.
Jakie najważniejsze założenia przyjęto podczas budowy modelu maszyny asynchronicznej klatkowej w stanie nieustalonym?
Co to jest przekształcenie do wektora przestrzennego oraz wirującego układu odniesienia? W jakim celu wykonuje się takie przekształcenia ?
Na czym polega idea sterowania wektorowego maszyn indukcyjnych? Jakie transformacje wykonuje się, aby przekształcić model określony w naturalnym układzie współrzędnych do modelu liniowego w wirującym układzie odniesienia?
Narysować schemat ideowy napędu przekształtnikowego ze sterowaniem wektorowym według orientacji wektora strumienia FOC. Na schemacie umieścić: silnik, przekształtniki, bloki transmitancji i wymagane do sterowania informacje z układu pomiarowego lub estymacji.
Jaka jest podstawa matematyczna bezpośredniego sterowania momentem DTC ?
Jakie główne bloki wyróżnia się w schemacie sterowania DTC ? jakie są różnice pomiędzy sterowaniem DTC a FOC?
Jak określa się sterowanie wektorowe przekształtników współpracujących z siecią elektroenergetyczną ? Jakie są ich powiązania pomiędzy sterowaniami FOC i DTC ? Jakie mają własności i do czego służą układy przekształtnikowe o sterowaniu wektorowym (full scale converter) do współpracy z siecią ?
Wspólne cechy budowy klasycznych maszyn komutatorowych prądu stałego i maszyn BLDC.
Metody sterowania maszyn BLDC.
Podobieństwa i różnice pomiędzy maszynami BLDC i PMSM
Wymagania regulacji mocy biernej i LVRT dla elektrowni wiatrowych.
Charakterystyki elektrowni wiatrowych: momentu w funkcji prędkości obrotowej dla różnych prędkości wiatru
Regulacja obciążeniem turbiny wiatrowej w celu uzyskania maksimum pozyskiwanej energii
Najczęściej spotykane układy generatorów elektrowni wiatrowych i ich tendencje rozwojowe.
Dlaczego wzrost liczby rozproszonych źródeł energii wymaga zastosowania w nich szybkich, w pełni sterowalnych przekształtników sieciowych?
Wymagania projektowe układów napędowych
Literatura:
[1] W. Jarzyna: Wykład i materiały do wykładu z przedmiotu „Elektromechaniczne systemy napędowe”. Lublin 2011/2012
[2] G. Sieklucki: Automatyka napędu. Wyd. AGH, 2009