3. Narysować i opisać charakterystykę mechaniczną silnia asynchronicznego trójfazowego klatkowego.

Charakterystyka mechaniczna silnika indukcyjnego ukazuje zależność momentu na jego wale od prędkości obrotowej silnika. Prędkość obrotową silnika asynchronicznego można wyrazić za pomocą poślizgu.

M = f(n,s) U = const.

Charakterystykę mechaniczną silnika można wyrazić za pomocą następującego wzoru:

M  - moment silnika
M_m - moment krytyczny silnika
s - poślizg
s_{m - poślizg krytyczny}

Jeżeli moment obciążenia silnika M1 W chwili włączenia go do sieci jest mniejszy od początkowego momentu rozruchowego MR, to wirnik zaczyna sie obracać w kierunku wirowania pola magnetycznego.

Gdy obciążenie jest stałe w całym zakresie prędkości, to prędkość wzrasta, aż do wartości, przy której moment obciążenia równy jest momentowi silnika, czyli do punktu przecięcia sie charakterystyki mechanicznej silnika i charakterystyki obciążenia momentem

M1 (punkt A). Jeżeli silnik pracuje w punkcie A, a moment obcia2enia wzrośnie do wartości M2, to prędkość nieco sie zmniejszy, poślizg wzrośnie i nowy stan pracy ustali sie w punkcie B, gdzie przecina sie charakterystyka obciążenia z charakterystyka mechaniczna silnika. Jednak rozruch silnika przy stałym momencie M2 nie jest możliwy gdyż przy prędkości równej zeru MR<M2; silnik tak obciążony nie dokona rozruchu, lecz pozostanie w stanie zwarcia. Warunkiem rozruchu jest, więc aby w każdym zakresie prędkości od zera do wartości ustalonej, określonej wartością momentu obciążenia, moment silnika był

większy od momentu obciążenia.

Przy obciążeniu silnika momentem M2 prosta M2 ma z krzywa momentu silnika dwa punkty wspólne: B i C. Punkt B jest punktem pracy stabilnej, gdyż w razie, jakiejkolwiek chwilowej zmiany charakterystyki silnika lub obciążenia układ ponownie wróci do pracy w punkcie B, jeżeli zniknie przyczyna zmiany charakterystyki. Jeżeli np. moment obciążenia chwilowo wzrośnie do wartości M'2, to wirnik zostanie przyhamowany, moment silnika wzrośnie i nowy stan pracy ustali sie w punkcie B. Jeżeli moment obciążenia z powrotem zmniejszy sie do wartości M2, to prędkość wzrośnie, moment silnika zmniejszy się i układ powróci do pracy w punkcie B. Tak sie zachowa układ przy dowolnym stałym obciążeniu w całym zakresie charakterystyki silnika od s=0 do s=sk, te część charakterystyki nazywa sie częścią stabilną.

Inaczej zachowuje sie silnik pracujący w punkcie C. Jeżeli obciążenie wzrosło to silnik zmniejszy prędkość. Ale przy mniejszej prędkości moment silnika jeszcze sie zmniejsza, a

zatem gdy obciążenie powróci do poprzedniej wartości, to silnik sie zatrzyma. Zakres

prędkości charakterystyki od s=1 do s=sk jest zakresem pracy niestabilnej silnika (dla stałych obciążeń).

13. Charakterystyka silnika przy sterowaniu częstotliwościowym

f=Var

u/f =const

im większa f tym tym większa impedancja układu - oraz straty cieplne

Częstotliwość zasilania wpływa na prędkość wirowania pola magnetycznego wytwarzanego w stojanie, czyli na prędkość synchroniczną silnika. Zmieniając jej wartość możemy płynnie zmieniać prędkość silnika w zakresie od postoju do prędkości nawet przekraczającej prędkość znamionową.(przekraczając prędkość znamionową trzeba wziąć pod uwagę wytrzymałość mechaniczną silnika i wytrzymałość elektryczną izolacji). Jeżeli zmiana częstotliwości odbywa się przy stałej wartości napięcia zasilania, powoduje to niepożądaną zmianę wartości strumienia (wzrost częstotliwości powoduje spadek wartości strumienia), co niekorzystnie wpływa na generowany przez silnik moment obrotowy. Dlatego jeżeli wymagana jest stała wartość momentu na wale, zmianom częstotliwości powinny odpowiadać proporcjonalne zmiany napięcia zasilającego (stosunek U/f=const)

- regulacja przeprowadzona w sposób ciągły zapewnia płynna regulacje prędkości obrotowej,

- pozwala na regulacje prędkości obrotowej w szerokim zakresie > ni2 1:20 („w górę”

i „w dół” od znamionowej prędkości obrotowej),

- znajduje zastosowanie w silnikach szybko-obrotowych, stosowanych w obrabiarkach

do drewna, szlifierkach, polerkach itp.,

- wymaga stosowania złożonych układów elektronicznych zwanych przetwornicami częstotliwości.

21.Jak doprowadza się do synchronizacji z siecią zasilającą silnik synchroniczny. Charakterystyka mechaniczna silnika synchronicznego.

Silnik synchroniczny to silnik, w którym prędkość wirowania wirnika jest synchroniczna z prędkością wirowania pola magnetycznego.

prędkość synchroniczna - prędkość wirowania pola magnetycznego powstającego w stojanie silnika prądu przemiennego, dla silników synchronicznych jest to prędkość jaką rozwija silnik

Prędkość maszyny synchronicznej jest stała i niezależna od obciążenia oraz napięcia zasilającego. Zmianę kierunku wirowania silnika uzyskuje się przez zamianę połączenie dwóch przewodów po stronie zasilania. Jeżeli wzbudnicą jest maszyna prądu stałego samowzbudna, osadzona na wale silnika lub z nim sprzęgnięta, to przy zmianie kierunku wirowania należy także odpowiednio zmienić połączenia wzbudnicy.

Każda maszyna synchroniczna przed podłączeniem do sieci musi zostać poddana procesowi synchronizacji. Jest to niezbędne do uniknięcia dużych skoków napięć i wahań prądów wyrównawczych, mogących spowodować uszkodzenie maszyny i sieci. Proces synchronizacji może my podzielić na dwa rodzaje : synchronizację i samosynchronizację.

Synchronizacja polega na doprowadzeniu maszyny do stanu synchronizmu i przyłączeniu jej. Samosynchronizacja opiera się na podłączeniu do sieci nie wzbudzonej maszyny (wzbudzenie przyłącza się zaraz po przyłączeniu twornika) przy prędkości bliskiej prędkości synchronicznej.

Synchronizacja polega na doprowadzenia maszyny do stanu, w którym chwilowe wartość napięcia na zaciskach maszyny i sieci energetycznej były równe. Jeżeli zachowany jest sinusoidalny kształt napięć warunki synchronizacji zapewnia się poprzez spełnienie następujących wymagań:
• wartości skuteczne napięć prądnicy i sieci powinny być równe
• częstotliwości napięć powinny być równe
• kolejność faz napięć w prądnicy i sieci powinna być zgodna
• kąt przesunięcia fazowego napięć tej samej fazy sieci i prądnicy powinien wynosić 0.

Spełnienie powyższych warunków realizuj się zmieniają prędkość obrotową wirnika oraz prąd wzbudzenia maszyny synchronicznej.
Historycznymi metodami synchronizacji jest metoda z wykorzystaniem żarówek podłączanych pomiędzy sieć a prądnice (metoda „na ciemno”, „na jasno” i „na świtało wirujące”). Dzisiaj większość urządzeń jest wyposażona w automatyczne układy do synchronizacji lub urządzenia synchronizujące.

Po przeprowadzeniu synchronizacji i przyłączeniu prądnicy do sieci zmana mocy maszyny napędzającej powoduje zmianę mocy czynnej P oddawanej do sieci przy n=const, a zmiana prądu wzbudzenia powoduje zmianę mocy biernej Q

charakterystyka mechaniczna silnika synchronicznego

U = const Prędkość kątowa = const

33. Wzmacnianie sygnału przez tranzystor bipolarny. Definicja wzmocnień tranzystora:

Wzmocnienie napięciowe

Jest to stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego układu wyrażana w [V/V] lub częściej w [dB]

Wzmocnienie prądowe

Wzmocnienie prądowe jest to stosunek Prądu wyjściowego z układu do prądu wejściowego, wyraża się w [A/A] lub w [dB]

Wzmocnienie mocy:

Wzmocnienie mocy jest to stosunek mocy czynnej Pyw wydzielonej na obciążeniu czwórnika do mocy czynnej Pwe doprowadzonej do wejścia czwórnika wyrażona w [W/W]. Jest to równeż iloczyn współczynnika wzmocnienia napięciowego i prądowego,

Układ z sprzężeniem zwrotnym

34. Działanie algebraiczne wzmacniacza operacyjnego:

Sumowanie:

R₁ = R₂ = R₃ = R₄

^­Ku = R₄ / R_zwe

Układ całkujący: Integrator

Układ różniczkujący:

2

---