„Napęd elektryczny prądu stałego” - pytania kontrolne - cz. I.

1. Sprowadzanie mas i momentów bezwładności układu napędowego na wał silnika odbywa się przy zachowaniu zasady …………………………………………………………….....

2. Sprowadzanie sił i momentów sił obciążenia na wał silnika odbywa się przy zachowaniu zasady …………………………………………………………………..

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 stałomomentowego- 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. 7. Model blokowy silnika obcowzbudnego przy stałym wzbudzeniu i momencie bezwładności.

16. Napisać równania na przebiegi
    i
    , jako rozwiązanie stanu elektrodynamicznego silnika obcowzbudnego przy stałym wzbudzeniu i momencie bezwładności (pkt. 7, pkt. 8) 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.

Przykładowe zadania rachunkowe

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 = 0.7 _n,

- R_dh, aby silnik po przełączeniu z prędkości początkowej _a =0.8 _n na charakterystykę hamowania przeciwwłączeniem rozwijał na wale moment hamowania M_ph = -2 M_n,

- R_dh, aby silnik po przełączeniu z prędkości początkowej _a =0.8 _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  = 1.5 _n,

- prąd twornika oraz moment na wale silnika pracującego na charakterystyce hamowania przeciwwłączeniem z R_dh = R_n z prędkością kątową  = - 0.5 _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 ၷ_a = ­ 0.3 ၷ₀,

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 m².

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

Uwaga: każdy z podpunktów w zadaniu 1 należy traktować jako oddzielne zadanie.

---