1. Schemat blokowy układu z silnikiem wykonawczym, zasada działania.

Element sygnałem odniesienia do którego doprowadzona jest wielkość mechaniczna α wytwarza sygnał proporcjonalny do tej wielkości. Sygnał ten przekazywany jest do elementu porównawczego. Element porównawczy otrzymuje drugi sygnał od silnika wykonawczego. Jeśli istnieje różnica między sygnałem wejściowym i sygnałem od silnika wykonawczego, element sterujący wytwarza sygnał sterujący Us. Dzięki temu sygnałowi następuje obrót wału silnika z którym sprzęgnięty jest obiekt sterowany.

1. Wymagania stawiane silnikom wykonawczym.

- samohamowność przy braku sygnału zasilającego

- liniowy przebieg ch-k mechanicznych i regulacyjnych

- duża szybkość działania czyli duże przyśpieszenie przy rozruchu

- stabilność pracy w całym zakresie sterowania

- niskie napięcie startu

- możliwie mała moc sterowania

- duża trwałość i niezawodność

1. Budowa silników wykonawczych p. stałego. Jakimi cechami się one charakteryzują?

Silniki wykonawcze prądu stałego mają uzwojony wirnik z komutatorem oraz stojan z biegunami uzwojonymi lub o magnesach trwałych. Moment obrotowy wytwarzany jest w taki sam sposób jak w maszynach prądu stałego.

Cechy silnika wykonawczego:

- nie mają zwykle biegunów komutacyjnych i uzwojeń kompensacyjnych

- ich obwody magnetyczne są najczęściej nienasycone

- mogą być zaopatrzone w stabilizatory prędkości obrotowej i w luzowniki bądź w tłumiki elektromagnetyczne

- ich stałe czasowe są znacznie mniejsze od stałych czasowych silników prądu stałego ogólnego zastosowania

- mogą mieć wzbudzenie elektromagnetyczne lub magnetoelektryczne

1. Omów rodzaje sterowania silników wykonawczych.

- ciągłe – jest to sterowanie poziomem napięcia; polega ono na zmianie wartości amplitudy sygnału sterującego w czasie

- impulsowe – polega na doprowadzeniu do zacisków silnika prostokątnych impulsów napięcia o stałej wartości i stałej częstotliwości.

1. Budowa silnika tarczowego. Charakterystyki teoretyczne mechaniczne i regulacyjne.

Silnik tarczowy dzięki swej specjalnej konstrukcji mechanicznej ma dobre właściwości ruchowe. Wirnik takiego silnika jest wykonany w postaci tarczy, na której znajduje się uzwojenie wykonane w postaci druku. W związku z tym wirnik silnika ma bardzo mały, w porównaniu z innymi, moment bezwładności. Wzbudzenie takich silników realizowane jest za pomocą magnesów trwałych.

1. Zależności opisujące moment i prędkość obrotową silnika tarczowego.

M = c  •  ϕ  •  I_t $v = \ \frac{n}{\text{no}}$

1. Budowa stanowiska laboratoryjnego. Układy pomiarowe.

Budowa stanowiska:

- silnik PTT 16

- hamownica indukcyjna wraz ze źródłem prądu stałego do zasilania cewek

- zestaw do pomiaru momentu obrotowego

- bezstykowy hallotronowy przetwornik prędkości obrotowej

- wyświetlacz do przetwornika prędkości obrotowej

1. Sposób wyznaczania charakterystyki momentu rozruchowego.

Aby wyznaczyć moment rozruchowy silnika, należy zahamować jego wirnik. Na wale silnika mocujemy dźwignię o znanej długości l. Drugi koniec dźwigni spoczywa na wadze elektronicznej. Przed pomiarem wagę należy wytarować (przycisk T). Następnie łączymy układ wg schematu.

Twornik silnika zasila się takim napięciem, aby uzyskać znamionową wartość prądu In. Następnie w celu wyznaczenia ch-ki momentu rozruchowego, zmniejszamy napięcie, odczytując kolejno wartość masy, jaką wskazuje waga. Moment rozruchowy oblicza się z zależności:

M = F · l F = m · g F-siła hamująca l-dł. Ramienia dźwigni

1. Sposób wyznaczania charakterystyk mechanicznych, przebieg teoretyczny.

Dokonuje się rozruchu napięciowego silnika do znamionowej wartości napięcia zasilającego U = Un. Następnie za pomocą hamownicy indukcyjnej należy obciążyć silnik do uzyskania znamionowej wartości prądu obc. I = In. Regulując wartość obciążenia odczytuje się obroty, prąd i moment obr. utrzymując stałe napięcie zasilania.

1. Sposób wyznaczania charakterystyk regulacyjnych, przebieg teoretyczny.

Ustalając za pomocą hamownicy moment obciążenia M = M₁ = const., reguluje się napięcie sterujące od wartości znamionowej U = Un do wartości U, przy której silnik zatrzyma się. Pierwszą ck-kę należy wyznaczyć dla M = 0, będzie to bieg jałowy silnika. Przebieg wyznacza się dla min. Trzech wartości momentu obc.

1. Sposób wyznaczania charakterystyk dynamicznych.

Pomiar ch-k dynamicznych polega na obserwacji i rejestracji przebiegu zmian w czasie prędkości obrotowej wirnika dla przypadków:

1. Skokowej zmiany napięcia zasilającego uzw. twornika

2. Skokowej zmiany momentu obciążenia silnika

Ad a)

W czasie pomiaru silnik jest nieobciążony. Zaciski twornika należy zasilić napięciem znamionowym Un. Do wyjścia tachoprądnicy podłącza się oscyloskop cyfrowy z pamięcią. Po otwarciu wył. W1 rejestruje się przebieg zmian prędkości w funkcji czasu n = f(t). Te same pomiary należy przeprowadzić przy obciążonym wale silnika. Po zasileniu twornika napięciem znamionowym należy zadać moment obc. M = 0,5Mn. Dalej postępuje się jak przy silniku nieobciążonym.

Ad b)

Do zacisków twornika doprowadza się napięcie znamionowe. Za pomocą hamownicy indukcyjnej należy zadać moment ob. M = 0,9Mn. Następnie wyłącza się zasilanie elektromagnesów hamownicy. Po ustaleniu się prędkości silnika, należy ponownie włączyć ustalone wcześniej zasilanie elektromagnesów hamownicy.