«Елементи та пристрої автоматики і систем керування» (Мокренко)
1- й рівень
1. Як конструктивно виконані магнесини ?
а) - це колекторні електричні машини постійного струму;
б) - це безконтактні електричні машини з ротором у вигляді постійного магніта;
в) - це асинхронні електричні двигуни.
2. Як конструктивно виконані геркони ?
а) – це герматичні магнітокеруючі контакти;
б) – це комутуючі елементи з магнітною памяттю;
в) - це не герматичні магнітокеруючі контакти.
3. Що необхідно вмикати паралельно робочій обмотці при під’єднанні трифазного асинхронного двигуна до однофазної мережі:
а) - індуктивність L;,
б) - додаткову ємність Сдод.;
в) - додаткову індуктивність L і додатковий резистор Rдод.
4. Якому режиму роботи відповідає нерівність 1< S < +∞ для асинхронної машини?
а) - режиму двигуна;
б) - режиму генератора ;
в) - режиму електромагнітного гальма;
5. Вкажіть нерівность, що відповідає режиму роботи двигуна для асинхронної машини:
а) 1< S < +∞ ; ____
б) 0 <S ≤ 1; ____
в) - ∞ < S < 0. ____
6. Як змінюється опір напівпровідникового термодавача при нагріванні:
а) – збільшується;
б) – не змінюється;
в) – зменшується.
7. Електромагнітні муфти, їх призначення:
а) – для передачі кута повороту;
б) – для передачі синхронізуючого моменту;
в) – для передавання обертання від ведучого вала до веденого.
8. Чим можна регулювати коефіцієнт зворотного зв’язку магнітного підсилювача:
а) - зміною числа витків обмотки зворотного зв’язку ;
б) - зміною струму в обмотці зворотного зв’язку;
в) – зміною напруги живлення мережі.
9. Які двигуни називаються кроковими ? В чому полягає різниця крокових двигунів з активним та реактивним роторами ?
10. Яке призначення мають тахогенератори, види тахогенераторів. Основні вимоги до них.
11. Намалюйте характеристику управління елемента автоматики, який має зону нечутливості, лінійну зону та зону насичення. Опишить особливості такого елемента.
12. Синхронний зв’язок, поняття синхронного обертання і синхронного повертання. Сельсини.
13. Намалюйте найпростішу індикаторну систему синхронного зв’язку на сельсинах. Вкажіть на особливості її роботи.
14. Покажіть на конкретному прикладі, що магнітні втрати в роторі асинхронного двигуна незначні.
15. Які основні складові втрат мають місце в асихронних двигунах. Повна енергетична характеристика.
2 - рівень
1. Основні групи магнітних матеріалів, їх характерні особливості.
2. Побудовати характеристику однотактного магнітного підсилювача зі зворотним зв’язком при відомому значені Кзз .
3. Побудовати графік струму навантаження простого (на двох осердях) магнітного підсилювача для 3-х довільно вибраних значень струму управління і показати, як змінюється характер кривої струму навантаження при збільшенні струму підмагнічування.
4. Побудуйте механічну характеристику електромагнітного реле постійного струму, яке має один контакт на замикання, другий – на розмикання та повертаючу пружину якоря.
5.Електричний двигун постійного струму з паралельним збудженням, побудова, принцип роботи.
6. Електричний двигун постійного струму з послідовним збудженням, побудова, принцип роботи .
7. Електричний двигун постійного струму зі змішаним збудженням, основні спів - відношення .
8. Способи збудження електричних двигунів з послідовним збудженням.
9.Ферорезонансні стабілізатори напруги, принцип роботи, основні співвідношення.
3- рівень
Задача1. Магнітний підсилювач (рис. 1) має наступні параметри : Wp = 250 витків; Wy = 2500 витків; RH = 80 Ом; Ry = 100 Ом; W зз = 200 . Нехай магнітний підсилювач і діоди мають ідеальні характеристики. Визначити, як впливає додатний зворотний зв’язок на значення параметрів магнітного підсилювача за струмом та потужністю.
Розв’язок
Для магнітного підсилювача без зворотного зв’язку коефіцієнт підсилення за струмом
КI = Wy/ Wp = 2500/250 =10 , а за потужністю Кр = КI 2 Rн/Ry = 10 2 · 80/100 = 80.
Для магнітного підсилювача з додатним зворотним зв’язком за струмом Кзз= Wзз/ Wp = 200/250 = 0,8, коефіцієнти підсилення приймуть наступні значення:
КI дзз = КI / (1 – K зз) = 10 / (1- 0, 8) = 50. Кр дзз = Кр / (1 – K зз ) 2 = 80/(1- 0,8)2 = 2000.
Задача 2. Визначити число витків обмотки Wзз магнітного підсилювача зі зворотнім зв’язком за напругою (рис. 2 ), якщо Кзз = Wзз / Wр = 200/ 250 = 0, 8, а W y =2500, Rн = 80 Ом; Rд = 100 Ом. До кола зворотного зв’язку відокремлюється 0,1· Ін струму з робочих обмоток. Знайти КІ та Кр зворотним додатнім зв’язком.
Розв’язок
При зворотному зв’язку за напругою
Кзв = І зз ·Wзз / І ср ·Wp, тоді необхідна кількість витків обмотки зворотного зв’язку
Wзз = Кзз·Wр · І ср / I зз =
=0,8 · 250 ·1/ 0,1=2000 витків.
Через навантаження протікає тільки різниця струмів
І н = І ср - І зв = 0, 9 · І ср , визначаємо
КI дзз = 0, 9 ·КI / (1- Kзз) =
=0,9 · 10/(1- 0, 8) = 95 ;
Кp дзз = КI дзз 2 ·Rн /Rд =
=452 · 80/100 = 1620.
Задача 3. Визначити сталу часу однокаскадного магнітного підсилювача зі зворотним зв’язком при Кp = 3,6 · 103 ; Кзз = 0, 97 ; f = 50 Гц.
Розв’язок
Стала часу при додатному зворотному зв’язку Тзз = Кр · (1 - Кзз )/ 4 · f ,
стала часу однокаскадного магнітного підсилювача
Т1 = 3600/(1- 0, 97)/ 4·50 =0, 54 c.
Задача 4. Визначити сталу часу двокаскадного підсилювача, що працює на частоті f = 50 Гц і Кзз = 0, 97 та коефіцієнтами підсилення за потужністю Кр1 = 60 , а другого також Кр2 = 60, забезпечується загальний коефіцієнт підсилення Кр = Кр1· Кр2 = 3, 6 · 103.
Розв’язок
Визначаємо сталу часу двокаскадноо підсилювача
Т = 60 /(1- 0, 97)/ 4·50 + 60 /(1- 0, 97)/ 4·50 = 0, 009 + 0, 009 = 0, 18 с.
Задача 5. Магнітний підсилювач має наступні параметри: Wp = 150 витків ; Wy = 1500 витків; Rн =250 Ом; Ry =500 Ом . Визначити коефіцієнти підсилення за струмом, напругою та потужністю.
Розв’язок
Коефіцієнт підсилення за струмом КI = Wy/ Wp =1500/ 150 = 10.
Коефіцієнт підсилення за напругою КU = КI · Rн / Ry = 10 ·250/500 =5.
Коефіцієнт підсилення за потужністю Кр = КI · КU = 10 · 5 = 50.
Задача 6. Обмотка осердя (див. рис.3), яка розрахована на напругу Uж =127 В при частоті f = 50 Гц, увімкнули на напругу U1 =200 В частоти f =400Гц. Що відбудеться з амплітудою магнітної індукції Вm?
Розв’язок
Uж = 4, 44 · W· S· Bm · f ;
Bm / Bm 1 = (Uж / 4, 44 · W· S· f ) · ( 4, 44 · W1· S· f1 / U1) = Uж · f1 / U1· f = 127 · 400 / 200 · 50 = 5,08.
Відповідь : Амплітуда магнітної індукції зменшиться в 5, 08 раз.
Задача 7. Визначити циклічну частоту обертання ротора ω2 та коефіцієнт ковзання s асинхронної машини, механічна потужність на валу , якої Р2 = 98 Вт , електромагнітна потужність Р ем.= 100 Вт, циклічна частота обертання електромагнітного поля статора ω1 = 200 с -1 та обертовий момент ротора М об. ем. = 0,5 Н· м.