1. Metody sterowania prędkością silnika prądu stałego - krótki opis każdej metody.
a) zmiana (obniżenie) napięcia (prądu) zasilającego wirnik (metoda najkorzystniejsza).
Zalety:
" bezstopniowa zmiana prędkości w b, szer. zakresie Rn=50-100
" niezmienna sztywność charakterystyki mechanicznej
" stały moment napędowy
" metoda ekonomiczna
Wady:
" konieczność dysponowania z
ródłem prądu stałego o regulowanych parametrach w szer zakresie
b) zmianę (osłabienie) pola magnetycznego stojana (metoda technicznie bardzo prosta).
Zalety:
" możliwość sterowania prędkością w  górę (mały zakres Rn=2  2,5)
" prosta realizacja techniczna (potencjometr w obwodzie wzbudzenia)
" stała moc w całym zakresie
Wady:
" pogarszająca się sztywność charakterystyki
" malejący moment napędowy
c) wtrącanie dodatkowej rezystancji w obwód wirnika (metoda nieekonomiczna i rzadko
wykorzystywana).
Zalety:
" prostota
Wady:
" pogarszająca się sztywność charakterystyki
" nieekonomiczność
" wąski zakres zmiany prędkości
2. Różnice między sterowaniem sekwencyjnym, a amplitudowym.
Sekwencyjnie - jest uzależnione od konstrukcji komutatora elektronicznego. Stosowane w
urządzeniach nie wymagających bardzo dużej precyzji pozycjonowania (do kilkuset skoków).
Amplitudowe - dotyczy precyzyjnego sterowania przemieszczeniem (położeniem), gdzie liczba
skoków na obrót sięga 10.000 i więcej. Stosowane jest m.in. W obrabiarkach sterowanych
numerycznie, gdzie dokładność pozycjonowania sięga 5  10 mm.
3. Właściwości eksploatacyjne silników skokowych.
" dziaÅ‚ka elementarna Õ
" moment synchronizujÄ…cy
" moment rozruchowy
" moment maksymalny (przeciążalność)
" maksymalna (graniczna) częstotliwość robocza
" częstotliwość startowo-stopowa
" strefa stabilności statycznej i dynamicznej
" błąd statyczny i dynamiczny
" tłumienie
" sterowanie
4. Definicja napędu i wymagania stawiane napędom.
Napędem nazywamy układ (system) którego zadaniem jest przeniesienie energii ze z
ródła do
zespołu roboczego maszyny, urządzenia itp i który składa się z:
" silnika wraz z jego sterowaniem.
" zasilacza (z
ródło energii).
" mechanizmów (tzw łańcuch kinematyczny) łączących silnik z zespołem roboczym.
Zadania stawiane napędom:
|" uruchomienie i podtrzymywanie ruchu zespołu roboczego
" zapewnienie odpowiednich parametrów kinematycznych ruchu i niezbędnej energii (mocy,
momentu, siły)
" zapewnienie wymaganej dokładności ruchu, np. pozycjonowania i pożądanej równomierności
ruchu.
Wymagania stawiane napędom:
" sztywność charakterystyki mechanicznej
" odpowiednie charakterystyki rozruchu i hamowania
" przeciążalność
" zdolność do sterowania (zmiany) ruchem (sterowanie ilością i kierunkiem ruchu)
" odpowiednie właściwości dynamiczne.
Wymagania szczególne napędów:
5. Napędy falownikowe jako układy automatycznej regulacji prędkości  schemat.
6. Definicja napędu mechatronicznego + schemat blokowy.
Jest to taki układ (system) którego zadaniem jest realizacja ruchu lub sił (momentów) i który składa
siÄ™ z:
" napędu (aktor, actuator)
" układu sterowania (sterownik)
" układów pomiarowych (sensorów) jako członów sprzężenia zwrotnego.
7. Wymagania i zadania stawiane napędom mechatronicznym.
Wymagania:
" sztywność charakterystyki mechanicznej
" odpowiednie charakterystyki rozruchu i hamowania
" przeciążalność
" zdolność do sterowania (zmiany) ruchem (sterowanie ilością i kierunkiem ruchu)
" odpowiednie właściwości dynamiczne
" odpowiednie charakterystyki siłowe (sterowanie wielkością i kierunkiem sił).
Zadania:
" ruch z programowaną prędkością, przyspieszeniem, itp.,
" ruch z programowanym przemieszczeniem, pozycjonowaniem, (serwonapędy),
" ruch z programowaną siłą, momentem siły, itp.
8. Zasada działania silnika liniowego.
" Trójfazowe zasilanie obwodów Części Pierwotnej wytwarza ruchome pole magnetyczne ŚCP.
Vs=60f/p
" W silniku synchronicznym magnesy trwałe wytwarzają stałe pole magnetyczne ŚCW.
" W silniku asynchronicznym w prętach (uzwojeniach) Części Wtórnej powstaje SEM, której
wielkość jest proporcjonalna do prędkości względnej (Vs- V).
" W silniku asynchronicznym powstająca SEM wywołuje powstanie prądu i(t).
" W silniku asynchronicznym w wyniku przepływu prądu powstaje siła F, powodująca ruch Części
Pierwotnej.
" Warunkiem ruchu jest wystąpienie poślizgu pomiędzy Częścią Pierwotną i Wtórną, tzn V=Vs(1-s).
" W silniku synchronicznym wzajemne oddziaływanie obu pól magnetycznych, tj Części pierwotnej
ŚCP i Części Wtórnej CW jest z
ródłem ruchu synchronicznego. Vs=V
9. Zalety i wady silników synchronicznych w porównaniu z asynchronicznymi.
Zalety:
" idealnie sztywna charakterystyka mechaniczna
" korzystniejsze wskaz
niki energetyczne (cos f, sprawność)
" wyższa równomierność ruchu zwłaszcza dla małych prędkości.
Wady:
" zdecydowanie bardziej utrudniony rozruch
" potrzeba stosowania dwóch z
ródeł energii elektrycznej (prądu przemiennego trójfazowego i prądu
stałego).
10. Od czego zależy działka elementarna.
Jest to cecha eksploatacyjna silnika i może być gwarantowana przez:
" konstrukcje silnika.
" sterowaniem silnika.
11. Co to jest stabilność statyczna silnika skokowego.
To taki zakres kąta obrotu wirnika (kąta ą), w obszarze którego wirnik powróci do swojej pozycji
stabilnej, po zaniku przyczyny która go z tej pozycji wychyliła. Jeżeli silnik znajdzie się poza
zakresem stabilności statycznej to następuje utrata skoku czyli silnik wypada z synchronizmu.
12. Charakterystyka silnika liniowego (rysunek + wzór).
Char. mechaniczna  to zależność siły pociągowej (posuwu) od prędkości ruchu.
Wnioski:
" charakterystyka silnika liniowego jest idealnie sztywna w zakresie pracy ciągłej.
" wielkość siły pociągowej zależy od wielkości silnika (masy części pierwotnej) i sposobu
chłodzenia części pierwotnej.
" podwyższenie siły pociągowej wymaga większego i lepszego sposobu chłodzenia.
" silnik liniowy może rozwijać większe wartości sił pociągowych (ogranicza maks prędkość V ).
" siły pociągowe silnika liniowego są mniejsze niż obrotowego, prędkości odwrotnie.
" straty mocy, pomimo wys sprawności, są duże (kilka set W do kilku kW) ciepło musi być
odprowadzone.
" zwiększenie chłodzenia pozwala na podniesienie własności eksploatacyjne silnika.
13. Falownik zasada działania, jak to jest zrobione ze przekształcane jest napięcie z sieci na
prÄ…d przemienny.
Falownik jest układem elektronicznym przekształcającym prąd stały na prąd przemienny trójfazowy
o zadanej częstotliwości. Do tego celu wykorzystuje również modulację szerokości impulsu PWM.
Spełniają warunki:
" szer zakresu bezstopniowej zmiany częstotliwości napięcia zasilającego uzwojenia stojana silnika.
" szer zakresu bezstopniowej zmiany amplitudy napięcia zasilającego uzwojenia stojana silnika.
" małych zniekształceń sinusoidalnego napięcia zasilającego, tj. małych odchyleń napięcia od
przebiegu sinusoidalnego (braku harmonicznych).
14. Napęd tyrystorowy.
Własności eksploatacyjne:
" działanie napędu jest nieciągłe (przepływ prądu impulsowy).
" w przebiegach prądu występuje zwłoka czasowa.
" nieciągły charakter przewodzenia prądu jest powodem małej sztywności charak mechanicznej.
" impulsowy chat przepływ prądu szkodzi otoczeniu, sieci zasilającej.
" łatwe sterowanie prędkości (sterowanie przesunięciem fazowym PMW).
" łatwość automatyzacji.
" duża sprawność (niskie straty w tyrystorach).
" niewielkie wymiary zasilaczy tyrystorowych.
15. Charakterystyka mechaniczna silnika synchronicznego rysunek + wzór.
Metody kształtowania charakterystyki:
" obniżanie napięcia zasilającego U1 (zmniejszenie sztywności i momentu).
" obniżanie pola magnetycznego wirnika (obniżanie E)  tylko dla silników z wirnikami
konwencjonalnymi.
16. Charakterystyka mechaniczna silnika asynchronicznego (rys. + model Klosa).
Zależność momentu napÄ™dowego M od prÄ™dkoÅ›ci obrotowej n (kÄ…towej É) lub poÅ›lizgu s
nazywamy charakterystykÄ… mechanicznÄ… silnika.
Z - impedancja zastępcza silnika
R1, R 2  rezystancje uzwojeń stojana i wirnika
X1, X 2  impedancje indukcyjne uzwojeń stojana i wirnika
U1f  amplituda napięcia zasilającego uzwojenia stojana (napięcie fazowe)
S  poślizg
Model Klosa:
Mk  moment krytyczny
Sk  poślizg krytyczny
17. Metody sterowania prędkością silnika trójfazowego asynchronicznego.
W silniku asynchronicznym sterowanym konwencjonalnie w zasadzie nie ma możliwości
sterowania prędkością.
Sposoby zmiany prędkości:
" zmiana poślizgu s (niekorzystne skutki w postaci zmniejszenia sztywności, sprawności  tylko dla
silników pierścieniowych)
" zmiana liczby faz w stojanie silnika (zmiana liczby par biegunów p), tzw silniki wielobiegowe.
" zmiana częstotliwości f (zaawansowane napędy falownikowe).
18. Podział silników prądu stałego:
a) konwencjonalne:
" szeregowe (uzwojenie stojana i wirnika połączone szeregowo  jedno z
ródło prądu stałego).
" bocznikowe (poł równoległe  jedno z
ródło).
" obcowzbudne (nie są ze sobą połączone, -dwa z
ródła prądu stałego).
" samowzbudne (brak uzwojenia wirnika  magnes trwały, jedno z
ródło prądu stałego zasila stojan).
b) bezszczotkowe (z komutacją elektroniczną)  brak uzwojeń wirnika (magnes trwały).
19. Charakterystyka silnika prądu stałego (rysunek + wzór).
Charak kształtuje się poprzez:
" zmianę napięcia U podawanego na wirnik
" zmianÄ™ strumienia Õ wzbudzenia (zmiana Uwz, iwz)
" wtrącenie w obwód wirnika dodatkowej rezystancji Rd (szczotki, komutator)
20. Budowa silnika prądu stałego.
21. Automatyczny układ regulacji.
a) Napędy tranzystorowe i tyrystorowe UN muszą pracować w zamkniętym układzie automatycznej
regulacji z uwagi na niską sztywność charakterystyki mechanicznej.
b) UNPP  napędy falownikowe.
22. Zasada działania trójfazowego silnika asynchronicznego.