1

1) Ce categorii de pierderi apar în m.c.c ?

Răspuns :

- Pierderi prin efect Juole în înfășurarea de excitație și în indus Ra I2

Re I2

- Pierderi prin efect Joule la perii ∆U p I2

- Pierderi în fier PFe

- Pierderi datorate frecărilor mecanice Pm

2) Care sunt funcțiile unui sistem de reglare automată ?

Răspuns :

- Funcția sau semnalul treaptă unitară : u0(t-t 0) = 1 pt , t>t0

o pt , t ≤ t0

- Funcția rampă unitară v(t) : v(t) = ∫−∞

t

u0(¿ τ−t 0)dτ ¿ =t−t0 pt t> t0

0 pt t ≤ t0

- Funcția impuls unitar δ (t) : δ (t )=lim

[u0 (t )−u0(t−∆t )

∆ t¿]¿

3) Care este metoda uzuală de alegere a puterii unui motor de acționare ?

Răspuns :

- Metoda cuplului mediu pătratic : M e2 =

1Tc

∑M k2 t k , T c – durata ciclului delucru

- Se calculează puterea echivalentă : Pe = M e ∙Ωmax

- Durata de acționare DA [%] ‚

DA[%] = ∑ t kT c

∙100 , Pe ∙ DA [% ] = Pe ∙√ DA [% ]DA [% ]stas

Pn>Pe Da [% ]

4) Se dă un redresor necomandat cu diode și schema în punte trifazată . Câte pulsuri are pe perioadă tensiunea la ieșirea convertorului ?

Răspuns :

2

1) De cine sunt cauzate și care sunt efectele negative ale pornirii directe a motoarelor de c.c ?

Răspuns :

Efectele negative sunt cauzate de șocul de curent, care la pornire poate fi între 8,5 ~ 13,5 In ,la motoarele cu excitație derivație poate ajunge și până la 20In și are ca efecte negative :

- Apar cercuri de foc la colector- Solicită periile- Bobinajul se încălzește- Are loc o cădere importantă a tensiunii rețelei de alimentare- Creșterea necontrolată a vitezei de rotație .2) Enumerați elementele esențiale din structura unei bucle de reglare .

Răspuns:

u¿ - mărime impusă

Ec – element de comparație

RA – regulator automat

EE – element de execuție

T r – traductor

ε – eroarea

u – mărimea de comandă

m – mărimea de execuție

3) Care sunt verificările necesare după alegerea unui motor ce urmează să funcționeze în serviciul S3 – S5 ?

Răspuns :

Durata de funcționare activă care este dată de : DA[%] = t p+t f+ td

t c∙100

t c=t p+ tf +t d+t 0 unde: t p−timpulde pornire , t f−timpulde funcționare în regimde lucru co nstant , t d−timpulde frânareelectrică , t 0−timp derepaos când motorul estedeconectat

S5 – serviciu intermitent periodic cu durată de pornire și frânare el. – constă în funcționarea motorului într-un serviciu de exploatare compus dintr-o succesiune de cicluri identice cu durata t c=10min.

S3 – serviciu intermitent periodic fără influența încălzirii motorului de porniri și frânări .

DA[%] = tf

t f+t 0

∙100 , t c=t f+t 0 , DA [% ]stas = 16% , 25% , 40% , 60% .

4) Un convertor comandat cu tiristoare cu o schemă oarecare absoarbe de la sursa de alimentare putere activă și reactivă . Cine determină absorția de putere reactivă ?

Răspuns :

Puterea reactivă Qs= U s I s sinφ = U s I s sin∝ ; ∝min≤∝≤∝max=¿Q s≥0 ceea ce înseamnă că indiferent de regim , convertorul absoarbe putere reactivă din rețea. Ea este necesară ca urmare a comenzii variabile și este maximă la ∝=900

3

1) Precizați familia de caracteristici mecanice în cazul reglării vitezei motorului c.c (cu excitație derivație) prin variația fluxului de excitație .

Răspuns :

Obiectivul acestui reglaj este obținerea vitezelor superioare celor de pe caracteristica mecanică naturală, la sarcini reduse .Păstrarea cuplului constant din relația : M=Km∅ I=ct, produce prin reducerea fluxului o creștere a curentului rotoric .Pentru a evita supraîncălzirea trebuie păstrată puterea constantă și din relația : P = MΩ = ct , rezultă prin reducerea fluxului , crescând turația, o reducere a cuplului .

2) Care este rolul regulatorului într-o buclă de reglare ?

Răspuns :

Regulatorul elaborează mărimea de comandă uc în funcție de eroarea ε , a.î. mărimea de ieșire să fie permanent adusă la valoarea prescrisă.

3) Cum se adoptă tipul motorului de acționare din domeniul industrial în situațiile: modernizarea unei acționări vechi sau proiectarea unei acționări noi ?

Răspuns :

Alegerea motoarelor de acționare presupune următoarele :

- Stabilirea tipului acționării (c.c sau c.a)- Nivelul tensiunii de alimentare ( j.t sau î.t)- Forma constructivă ( construcție normală, construcție închisă pt zone umede ,

antiexplozivă, cu auto-ventilație sau ventilație forțată)

- Serviciul real de funcționare al motorului și raportarea acestui serviciu la serviciu tip de funcționare standardizat.

- Puterea nominală a motorului corespunzătoare serviciului tip determinat- Parametri mecanici : poziția axului, modul de cuplare, poziția cutiei de borne- Parametri impuși de mașina de lucru : viteza, cuplu ,serviciu ,putere

4) Un convertor comandat cu tiristoare cu o schemă oarecare poate funcționa în regim de redresor și ondulor . Enumerați condițiile ce trebuie îndeplinite pentru realizarea regimului de ondulor .

Răspuns :

Regim de ondulor : ∝∈(π2

, π )

să existe t . e .m ( sarcinasă conținăo sursăde c . c )|E|>|U i|,U i=U d ∝ pt 900 ≤∝≤∝max , senumește tensiune de invertor

U i are polaritatea inversă față de funcționarea în redresor (Ud) . Conducția se poate închide prin tiristoare în același sens ca în redresor numi dacă |E|>|U i∨¿ , altfel se blochează conducția . La mașina de c.c (motor) în acest fel se realizează frânarea cu recuperare de energie .

4

1) Reprezentați familia de caracteristici mecanice la motorul de c.c cu excitație derivație , în cazul reglării vitezei prin modificarea tensiunii în circuitul rotoric .

Răspuns :

Această metodă presupune existența unei surse independente de c.c (grup Word-Leonard sau un convertor comandat ) . Prin variația tensiunii de alimentare se modifică turația , fără modificarea pantei caracteristicii mecanice .

2) Care este rolul elementului de execuție într-o buclă de reglare ?

Răspuns :

Elementul de execuție realizează o amplificare în putere a.î poziția organelor de reglare să evolueze în același mod ca variabila de comandă .

3) Care este rolul reductorului de viteză în cadrul unui sistem de acționare ?

Răspuns :

Rolul reductorului de viteza este de a reduce turația motorului electric la turația mașinii de lucru ¿>¿ crește cuplul (M) .

4) Un convertor comandat cu tiristoare cu o schemă oarecare poate funcționa în regim de redresor și ondulor . Enumerați condițiile ce trebuie îndeplinite pentru realizarea regimului de redresor .

Răspuns :

Pentru regim de redresor : ¿ , I d=U d−E

εR , I d≠0 – circulă curent de la convertor la sarcină

Pd=U d ∙ I d>0 , se transmite putere de laconvertor lamotor

5

1) Precizați particularitățile metodei de reglarea vitezei motorului de c.c prin modificarea tensiunii de alimentare a înfășurării rotorice ( grupul generator-motor).

Răspuns :

Această metodă de reglare a vitezei necesită surse cu posibilități de reglare a tensiunii în limite largi în care se încadrează sistemele : generator-motor (grup Word-Leonard ) și convertor electronic-motor . Grupul generator-motor se utilizează pt acționarea mașinilor de lucru care necesită reglaje ale vitezei în limite largi, frânări și reversări frecvente ( mașini-unelte , laminoare reversibile , macarale , ascensoare de mare viteză) .

2) Ce rol are mărimea de referință într-o buclă de reglare ?

Răspuns:

Mărimea de referință impune evoluția dorită a procesului care urmează a fi controlat, se mai numește mărime impusă .

3) Cum se raportează cuplurile și momentele de inerție la arborele motorului ?

Răspuns :

m-ms = JdΩdt

= J∙ ε ; ε=dΩdt

- acc unghiulară .

J – momentul total de inerție al mașinilor aflate în mișcare de rotație , redus la arborele motorului

ms=mr−cuplul rezistent

m – cuplul electromagnetic.

4) Un convertor comandat cu tiristoare cu o schemă oarecare alimentează un motor de c.c cu excitație separată . Ce tip de filtru se utilizează în mod obișnuit între convertor și motor ?

Răspuns:

Filtru L ??????????????

6

1) Reprezentați familia de caracteristici mecanice în cazul frânării potențiale a mașinii de c.c.

Răspuns :

Această variantă de frânare se face prin inversarea sensului de rotație la arbore și conectarea simultană de rezistențe suplimentare în circuitul rotoric , dar păstrând aceiași polaritate a tensiunii la borne .

2) Care sunt variabilele de interes (care apar în schema bloc a SRA) la un proces reglat ?

Răspuns :

3) Importanța cunoașterii procesului de încălzire și răcire a motoarelor de acționare

Răspuns :

4) Un convertor comandat cu tiristoare de 4 cadrane în schemă antiparalel sau cruce prezintă dezavantajul apariției curenților de circulație . Cum se limitează mărirea acestor curenți ?

Răspuns :

Datorită diferenței între mărimile instantanee ale celor două tensiuni furnizate de convertoare apar niște curenți alternativi , numiți curenți de circulație care se închid între cele două convertoare . Aceștia se anulează cu ajutorul diodelor antiparalel.

7

1) Reprezentați familia de caracteristici mecanice în cazul frânării contracurent a m.c.cRăspuns:Frânarea se realizează prin inversarea polarității tensiunii de alimentare și introducerea în circuitul rotoric a unei rezistențe de limitare a curentului.

Ecuația caracteristicii mecanice: Ω = -Ω0 -Ra+Rf

(Km ∙Ф)2 ∙M

2) Când se utilizează criteriul modulului ?

Răspuns :Se utilizează în cazul proceselor rapide de tipul mașinilor și acționărilor electrice, identificarea este realizată cu un grad de precizie ridicat, fiind cunoscute atât constantele de timp principale T k , cât și constantele de timp parazite T ѯ .

3) Serviciile de funcționare ale SAE Răspuns:a) S1 – serviciu continuub) S2 – serviciu de scurtă duratăc) S3 – serviciu intermitent periodicd) S4 – serviciu intermitent periodic cu durată de porniree) S5 – serviciu intermitent periodic cu durată de pornire și frânare electricăf) S6 – serviciu neîntrerupt cu sarcină intermitentă periodicăg) S7 – serviciu neîntrerupt cu frânări electrice periodiceh) S8 – serviciu neîntrerupt cu modificarea periodică a turației .

Regimuri de funcționarea: - aperiodice : S1 , S2

-periodice : - intermitente : S3 ,S4 ,S5

-neîntrerupte : S6 ,S7 ,S8

4) Un convertor comandat cu tiristoare de 4 cadrane în schemă antiparalel sau cruce , prezintă dezavantajul apariției curenților de circulație . Cum se pot anula acești curenți ? Mai poate funcționa convertorul în cele 4 cadrane ?

Răspuns :

Cu diode montate antiparalel .

8

1) De cine depinde căderea relativă de tensiune din secundarul transformatorului electric monofazat, de la mersul în gol la mersul în sarcina ?

Răspuns :

Pentru obținerea unui randament înalt și a reducerii pe cât posibil a căderilor de tensiune ohmice în sarcină , trafo se construiesc cu o rezistență R1 a înfășurării primare relativ reduse astfel căderea de tensiune , este foarte mică în raport cu tensiunea efectivă aplicată U 1. R1 ∙ I 1 ~ 0.01 ∙U 1 ;depinde și de gradul de încărcare al trafo (β)

2) Care sunt performanțele unei bucle acordate cu criteriul modulului atunci când este excitată cu semnal treaptă ?

Răspuns:

Identificarea este realizată cu un grad de precizie ridicat , eroarea ε→0 , tranzit →∞

3) Cum se inversează sensul de rotație la motoarele de c.c alimentate prin intermediul sistemelor electronice de putere ?

Răspuns :

Prin logica de comandă , schimbând polaritatea tensiunii ;Sistemele moderne folosesc convertoarele bidirecționale cu 4 cadrane.

4) Într-un dispozitiv semiconductor de putere de orice tip parcurs de curent se disipă o putere electrică care conduce la creșterea temperaturii acestuia. Enumerați câteva mijloace pe care le avem la dispoziție pt a limita temperatura dispozitivului sub limita admisibilă.

Răspuns :

- Verificarea termică prin calcularea temperaturii θJMpt un radiator ales , sau alegerea

radiatorului pt a asigura funcționarea cât mai aproape de θJM ,răcire cu aer (industrie)

- Funcționarea în Aria de acoperire sigură (SOA):a) Pt tensiuni mici ,limitare la curent maxim I c

b) Pt tensiuni mari ,limitare la putere disipată în tranzistor PT=iC ∙V CE

c) Limitare la tensiuni V CE mai mici decât V CESUS

9

1) Cum se exprimă randamentul trafo electric monofazat în funcție de puterea aparentă nominală din secundar SN , gradul de încărcare al trafo. β, și factorul de putere al sarcinii? De cine depinde gradul de încărcare al trafo. Monofazat pt care randamentul este maxim ?

Răspuns:

Randamentul atinge valoarea maximă la acea încărcare I 2 pentru care pierderile Joule sunt egale cu pierderile în fier. Randamentul exprimat funcție SN , β, cosφ=¿ f(SN , β, cosφ ) = 0.7∙ I 2 N

2) Ce semnificație are constanta de timp T Σ în calculul buclelor de reglare cu criteriile modulului și simetriei ?

Răspuns :

T Σ – este suma constantelor de timp parazite ; T Σ≪T k

3) Cum se inversează sensul de rotație la motoarele de acționare de c.a. prin intermediul sistemelor electronice de putere ?

Răspuns :

Cu ajutorul invertoarelor trifazate formate din 3 brațe identice de invertor monofazat în punte.

4) Ce fenomene funcționale determină limitarea frecvenței de comutație a unui dispozitiv semiconductor de putere ?

Răspuns :

Timpul necesar pentru blocarea conducției unei diode tOFF .

10

1) Pentru următoarea schemă de conexiuni a unui transformator trifazat precizați care este indicele de conexiuni .

Răspuns :

Conexiune stea-triunghi : Yd 11.

2) Dacă funcția de transfer a procesului este : k

(Ts+1)(T Σ s+1)ce tip de regulator

trebuie utilizat la acordarea după criteriul modulului ?

Răspuns :

Regulator PI .

3) Care sistem de acționare este mai avantajos dpdv al factorului de putere al rețelei de alimentare : m.c.c , m.a , m.s ( varianta cu PM sau cu înfășurări de excitație)

Răspuns :

Motorul sincron , este singurul motor care produce energie reactivă .

4) Un convertor de c.c de 4 cadrane ,chopper de c.c este realizat cu IGBT-uri și diode antiparalel . Justificați necesitatea funcțională a diodelor .

Răspuns :

Asigură conducția neîntreruptă și blochează curenții de circulație .

11

1) Pentru alimentarea unui redresor în punte trifazat necomandat (cu 6 pulsuri ) se poate utiliza un trafo trifazat având fie conexiune Yy fie Yd . Care dintre ele este mai avantajos d.p.d.v al conținutului de armonici și de ce ?

Răspuns:

Dacă sursa de alimentare este un trafo , puterea aparentă a acestuia este mult mai mare decât puterea reactivă de la ieșirea din redresor , este nevoie de un trafo trifazat cu secundar dublu în conexiune Yy 12 sau Yy 6 . Conexiunile Yy elimină armonicile multiplu de 3 fără nul accesibil.

2) Dacă funcția de transfer este k

s (Ts+1)(T Σ s+1)ce tip de regulator trebuie utilizat la

acordarea după criteriul modulului .

Răspuns :

Regulator PI .

3) Care sunt condițiile de funcționare ale m.a cu rotorul în scurt cu orientare după câmpul rotorului ?

Răspuns :

m.a trebuie să aibă la dispoziție SAE care trebuie să conțină :

- Convertorul static de frecvență , traductoarele ( impun natura mărimilor de reacție în bucla de reglare) , fluxul după care se realizează orientarea după câmp .

4) Enumerați câteva din proprietățile comenzii PWM bipolare sau unipolare pentru convertoarele c.c-c.c de 4 cadrane .

Răspuns :

- Conducția este întotdeauna neîntreruptă - Spectrul de frecvențe conținut de u(t) este determinat de frecvența tensiunii

modulatoare , armonicile fiind multiplu al acestei frecvențe. Armonicile apar în poziții înalte influențând mai puțin sarcina. Un alt avantaj al frecvenței mari de lucru sunt ondulațiile reduse ale curentului i(t) , încadrabile în limitele admise de m.c.c de obicei fără prevederea de inductivități suplimentare .

- Frecvență dublă de comutație la nivelul tensiunii u(t) , față de frecvența reală a cumutatoarelor statice – diminuează pierderile de putere din DSP datorate comutației .

- Armonicile de tensiune și curent apar la multiplu întreg la dublul frecvenței tensiunii modulatoare .

12

1) Precizați alura caracteristicii externe a trafo electric monofazat în cazul conectării în secundar a unei sarcini capacitive . Justificați .

Răspuns:

Caracteristica este în general rigidă. Rigiditatea este exprimată prin căderea relativă de tensiune :

∆U 2[%] = U 20−U 2

U 20

∙100 ; Când în secundarul trafo este conectată o sarcină capacitivă ,

randamentul acestuia scade : ηmax=¿ 0.7∙ I 2

2) Dacă funcția de transfer este k

s (T Σ s+1) , ce tip de regulator trebuie utilizat la acordarea

după criteriul modulului ?

Răspuns:

Regulator PI

3) Rolul transformărilor de coordonate în cadrul sistemelor de reglaj . Comparație cu m.c.c

Răspuns :

Prin transformările de coordonate rezultă mărimi de natură continuă.

4) Ce parametri de ieșire se pot regla la un invertor trifazat cu comnadă în undă dreptunghiulară ? Prin ce mijloace ?

Răspuns:

Se poate regla frecvența tensiunilor de linie prin intermediul perioadei de comandă T , dar au valoarea efectivă constantă . Aceasta se poate modifica numai prin alimentare cu o tensiune Vd reglabilă , deci de la un redresor comandat.

13

1) Care sunt categoriile de pierderi care apar într-un m.a cu rotorul bobinat ? Dar cu rotorul în scurt-circuit ?

Răspuns :

- Pt m.a cu rotorul bobinat : PCu1 ,PCu2 ,PFe ,Pmec

- Pt m.a cu rotorul în scurt : PCu1 ,PFe , Pmec

2) Dacă funcția de transfer estek

s (Ts+1)(T Σ s+1)ce tip de regulator trebuie utilizat la

acordarea după criteriul simetriei ?

Răspuns :

Regulator PI

3) Care sunt metodele uzuale de modificare ale debitelor turbomașinilor ?

Răspuns :

a) Prin modificarea caracteristicii de transport , păstrând neschimbată caracteristica turbomașinii (prin laminarea fluxului de fluid prin intermediul unui ventil de închidere intercalat pe conducta de reglare a turbo-mașinii)

b) Prin modificarea separată a caracteristicii turbo-mașinii păstrând neschimbată caracteristica rețelei de transport (prin variația vitezei de rotație )

4) Ce se înțelege prin modulația în frecvență a comenzii PWM a unui invertor mono sau trifazat ? Cum influențează modulația în frecvență parametri funcționali ai invertorului ?

Răspuns :

mF=f c

f

Modulația în frecvență în primul rând determină spectrul de frecvențe de tensiuni V 0(t) . Prin alegerea unei mF cât mai mare se împinge întreg spectrul spre frecvențe mult mai mari decât fundamentala , ceea ce poate fi favorabil pentru sarcinile obișnuite de tip R+L . Având în vedere creșterea pierderilor de putere în semiconductoare cu frecvența de comutație , frecvența tensiunilor modulatoare , respectiv modulația în frecvență , trebuie strâns corelată cu capacitatea semiconductorului de putere utilizat și frecvența lui maximă de lucru.

14

1.Utilizand formula luiKlosssicunoscandfactorul de supraincarcare,km=Mm/MN,determinatiexpresiacuplului de pornire in functie de cuplul nominal la un motor asincrontrifazat.Raspuns :

M=

2Mm

SSm

+Sm

S

2.Cand se utilizeazacriteriulsimetriei(optimulsimetric)?

Raspuns:

CriteriulsimetrieiAcestcriteriuestefolositpentruproceserapideşi are caobiectivalegereaşiacordareaunui regulator care asigură o eroarestaţionarănulăşi la semnale de referinţă de tip rampă.

3.Caresuntfunctiileprincipale ale unui convertor static de frecventapentrualimentareaunui motor asincron de antrenare a uneiturbomasini(pompa,ventilator,compresor)?

Raspuns:

Înautomatizărilemoderne, convertizoarele de frecvențăsunt o

componentăimportantădatoritănevoii de control al vitezei, înfuncție de diverșiparametri din

cadrulprocesului industrial.Folosirea de convertizoare de frecvențăoferăutilizatoruluiunnumăr

de vanataje:

Economie de energie. Acestavantajpoate fi celmaiușor de

cuantificatîncazulpompelorșiventilatoarelor, încazulcăroraconsumul de energiescade cu

cubulvitezei.

Optimizareaproceselorindustriale, reducândtimpiiîn care linia de producțieesteoprită

Mentenanțăredusă

Condiții de lucruîmbunătațite.

Unavantaj important al utilizăriiconvertizoarelorestefaptulcă au inclusediferitefuncții

software si hardware care reducsemnificativnevoia de echipamentesuplimentare in

instalațiileîn care suntmontate. Principalelefuncțiipentruunconvertizordedicataplicațiilor tip

HVAC sunt:

Controller pentrucascadă, care permitecascadareapana la 3 pompesau 2+1 înconfigurație

master-follower.

Mod prioritar de incediu, convertizorulputând fi setatsa ignore toatealarmeleîncaz de

incendiupentru a puteaevacuacâtmaimultaerși a presuriza casa scăriipentru a menține o

calesigură de evacuare

Funcție Sleep

Protecție la golireapompeișiCapătul de curbă al pompei

4.Ce se intelegeprinmodulatia in amplitudine a comenziiPWM a unui invertor mono sautrifazat?

Cum influienteazaparametriifunctionaliaiinvertorului?

Răspuns:

15

1.Determinati expresiaalunecariipentru care se obtinecuplul maxim la MAT cunoscandnumarul de perechi de poli,p,frecventatensiunii de alimentare,f1,viteza unghiulara la arbore in regimnominal,ΩNsifactorul de supraincarcare al motorului Km.

2.Dacafunctia de transfer a procesuluiestek

s (T Σ+1) ce tip de regulator trebuie utilizat la

acordarea dupa criteriul modulului?

Raspuns: se folosesteun regulator de tip PI.

3.Cum se poateexprima graphic sianaliticputereasolicitata de catremotorul de actionare al pompelorsiventilatoarelor?

4.Caresuntdiferenteleintre schema unui invertor de tensiunesiunul de curent?

Raspuns:

Invertorul de tensiune are în circuitul intermediar condensator și în circuitul de forță diode antiparalel ,iar cel de curent are bobină în circuitul intermediar și lipsesc diodele antiparalel.

16

1.Prezentati schema de principiu la pornirea cu autotransformator a MARB siprecizatiavantajeleacesteimetode de pornire fata de pornirea cu bobine de reactanta.

Raspuns:

• Aceastametoda se aplicamairarpentrumotoare cu putericuprinseintre 75 si 100kW, datoritacurentului de magnetizare al autotransformatorului, volumuluiacestuiasischemei complicate.Avantajulmetodeideriva din faptulca la reducereacuplului de pornire se obtine o reducere acurentuluiabsorbit din retea de acelasiordin.Pierderile de energie la porniresuntmici, randamentuleste mare darcostulechipamentelorestefoarteridicat .

2.Criteriuloptimuluisimetric se utilizeaza la calcululregulatoruluibuclei de viteza.Explicatimotivul.

3.Caresuntmijloacele de modificare a vitezeiactionarilorelectrice cu motoare de c.c.?

Răspuns :În principal există 3 variante de reglare a turației la m.c.c:Variațiatensiunii la bornelecircuituluirotoricprinintroducerea de rezistențesuplimentareîncircuitulrortoric , păstrândtensiunearețeleineschimbată

- Variațiatensiuniisursei de alimentare- Varia.tiafluxului de excitație ( de fapt a curentului de excitație)

4.Laputerimari se realizeazainvertoare mono simai ales trifazate cu tiristoareobisnuite.Functionareaacestorinvertoareeste determinate de stingereafortata a tiristoarelor.Cemetodacunoasteti?Cum se realizeaza?Raspuns: In circuitele de curent alternativ, blocarea unui tiristor este initiala de anularea curentului anodic prin dispozitiv in momentul trecerii prin zero a tensiunii de alimentare. Principiuluistingerii unui tiristor conventional operat in regim sinusoidal, prininversarea polaritatii tensiuniianod - catod.

In circuitele de curentcontinuu, untiristor conventional poate fi stinsprinurmatoareledouametode:

1) Intrerupereacircuitului

2) Cu ajutorul circuitelor de stingere, care functioneaza pe baza urmatoarelor doua principii:

a) Devierea curentului anodic printr-o cale alternativa de rezistenta scazuta

b) Aplicareauneitensiuni inverse pedispozitiv ("+" pecatodsi" - " peanod)

17

1.Reprezentatifamilia de caracteristicimecanice in cazulfranariidinamice a MAT.

Raspuns

Frânareadinamică (Fig. 5.58) se obţineprindeconectareastatorului de la reţeaşiintroducereacurentuluicontinuuînînfăşurareastatorică.Punctul de funcţionare A de la motor trecepe o caracteristică artificial (4) la care se obţine un cuplu de frânare Mf. La scădereaacestuicuplu se reduce rezistenţa din rotor şi se trecepealtăcaracteristică (3) pentru a măricuplul de frânare. Procesuldecurge la felpânăcândpunctul de funcţionareajungepecaracteristicanaturalăînorigine.Înfăşurareastatorului, conectatădupă o anumităschemă, joacărol de înfăşurare de excitaţieşimaşina se comportăcaun generator de curentalternativ cu rotoruldreptinduscedebiteazăpepropriaînfăşuraredacăestescurtcircuitatăsaupeînfăşurareşirezistenţaintrodusăîncircuitulrotoric. Pentrumotoarele cu rotor bobinat se alegecurentul de excitaţie la o valoareegală cu ceanominală, iarcupluliniţial de frânare se realizeazăprinintroducereauneirezistenţeîncircuitulrotoric. La motoarele cu rotorulînscurtcircuit, frânareadinamică se face întotdeaunapecaracteristicanaturală. Cuplul de frânare se poatemodificaprinreducereacurentuluicontinuuintrodusînînfăşurareastatorică, faptce are caefectdiminuareavaloriicuplului critic. Frânareadinamică se utilizeazăîn special cafrână de avarieşi la unelemecanisme de ridicat.

2.Marginea de faza la 2 bucle de reglareeste de 63° si respective 37°.Care bucla este acordatadupaciteriulmodululuisi care dupacriteriulsimetriei?

Răspuns: ???????

3.Caresuntmijloacele de modificare ale vitezeiactionarilorelectrice cu motoare de c.a.

Raspuns:

Se cunoaştecăn=60∗f

p(1−s )

, de underezultăşiposibilităţile de reglare a turaţieiprin:

I. schimbareanumăruluiperechilor de poli, p;

II. variaţiaalunecării s;

III. alimentarea cu frecvenţăvariabilă f;

IV. reglareatensiunii de alimentare.

4.Cum se poaterealizaregimul de redresor in functionareaunui invertor trifazat PWM?

Raspuns:

Pentru regim de redresor : ¿ , I d=U d−E

εR , I d≠0 – circulă curent de la convertor la

sarcină

Pd=U d ∙ I d>0 , se transmite putere de laconvertor lamotor

18

1.Prezentati schema de principiupentrupornireastea-triunghi a motoruluiasincrontrifazat cu rotorul in scurtcircuit.Urmatorul motor asincronce are indicate urmatoareletensiuni de linie220V (∆)380V (Υ )

poate fi pornit in stea-triunghi?Justificati.

Aceastametoda se utilizeaza in mod obisnuitpentrumotoarele de joasatensiune ,care functioneaza cu infasurarilestatoriceconectate in triunghi;

Este o metoda de pornireindirecta ,constand in aplicareasistemuluitrifazic de tensiuni ,in prima faza a pornirii, infasuraristatoriceconectata in stea, iardupaatingereauneialunecari de circa 10…5 % ,infasurariconectata in triunghi.

Pentruconexiuneastea ,IL= I f iarUl= 3 U f ,la conexiunetriunghi IL= 3 IfiarUl= Uf .

Nu.Tensiunea de linietrebuiesa fie de 380V.

2.Cum se poate ridica productivitatea, calitatea produselor si calitatea vietii prin modificarea vitezei si stemelor de actionare electrica?

Răspuns:

Folosindacționărielectriceundeviteza se poatecontrolaprin diverse metode de control ,porniridiverese , folosireabuclelor de reglare, a convertizoarelor de frecvențăe.t.caduce un flux calitățiiviețiiprinfaptulcăomulbeneficiază deacționări la care procesulptrealizareaprodusuluifinitimpunevitezeconstante (micisaumari) , sauvitezevariabileprin care se obținproduse de calitate. Ex :ptvitexemari (transport feroviar ,benzitransportoare), ptvitezemici (lifrturi , strunguri) .

3.Cum se structureazaprocesulreglat in cazulreglarii in cascada?

Răspuns :

4.Ce se intelegeprin chopper de franare la un convertor de c.c-c.c de 4 cadrane?

Răspuns:

Chopper-ul de frânareestedestinatrecuperăriienergiei de frânare.Laputerimici, undeenergia recuperate nu are valoriînsemnate , se introduce încircuitul intermediary o rezistență de rânareRf , avândcadestinațiedisipareaenergieisuplimentare. La puterimediișimarialimentareacircuituluiintermediar se face de la un convertor comandat bidirectional cu tiristoaresau de la un redresor PWM.

19

Reprezentați familia de caracteristici mecanice în cazul reglării vitezei m.a.s trifazat prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare. Precizați particularitățile metodei de reglare.

Răspuns:

1) Particularitățile metodei de reglare :- Reglarea vitezei este bidirecțională- Reglarea vitezei se poate face în pași foarte mici a.î se poate vorbi de un reglaj

continuu al vitezei - Reglarea vitezei nu modifică capacitatea de supraîncărcare a motorului (km=ct )- Reglarea vitezei se face într-o plajă largă- Pericol de ajungere la rezonanță

2) Cum este durata dinamicii buclei minore în raport cu cea a buclei majore ?

Răspuns:

Bucla obținută la creșterea/descreșterea sucesivă a intensității câmpului magnetice la o stare de saturație (+) la una (-)negativa și invers , dar de aceiași valoare a intensității curentului este denumită buclă majoră . Curbele de histerezis din interiorul curbei limită sunt denumite bucle minore . Durata buclei majore este mai mare decât cea a buclei minore.

3) Care sunt etapele implementării unui sistem de c-dă cu AP pentru o linie de fabricație (îmbuteliere)?

Răspuns:

Implementarea unui sistem de c-dă cu ajutorul PLC-ului implică în primul rând o foarte bună cunoaștere a procesului tehnologic , care urmează să-l deservească , motiv pt care trebuie să se cunoască nr de intrări și ieșiri logice , cantitatea de memorie pentru mărimea procesului, numărul de module I/E , tipul de comunicație .Pentru punerea în funcție a unei automatizări cu PLC se va verifica dacă :

- Sursa de alimentare respectă nivelul de tensiune al PLC- Aparatele de protecție sunt setate la valorile de deconectare impuse

- Se verifică buna funcționare a aparatajului de comandă- Corectitudinea legăturilor tuturor aparatelor la PLC- Se testează programul și se simulează- Se verifică dacă părțile mecanice au fost instalate corect- Se verifică toate semnalele ce trebuie să vină de la senzorii din exterior- Se stabilesc procedurile de mentenanță și se corectează toate neconformitățile

constatate4) Timpul mort este un interval de timp de întârziere între comanda

tranzistoarelor pe un braț al unui convertor. De ce este necesar timpul mort și cine determină mărimea lui.

Răspuns:

Deoarece un dispozitiv semiconductor nu comută din starea de conducție în starea blocată instantaneu , este nevoie de timpul mort între comanda de stingere a unui comutator static și cea de intrare în conducție a celuilalt comutator static de pe braț. ∆V d=[1… .3% ] – depinde de timpul mort. Prin modificarea amplitudinii comenzii se determină mărimea timpului mort.

20

1) Reprezentați schema de principiu pentru reglarea vitezei m.a.s trifazat – la cuplu constant – prin modificarea nr de perechi de poli , cu ajutorul unei înfășurări de tip Dahlander.

Răspuns:

Modificare nr de perechi de poli se face prin utilizarea de înfășurări statorice separate, unde statorul este confecționat cu crestături adânci pentru a permite plasarea a 2 înfășurări cu perechi de poli diferite.

p1 = 1 ¿>Ω1=314 rad /sec , n1 = 3000 rot/min

p2 = 2 ¿>Ω2=484 rad /sec , n2 = 750 rot/min

Înfășurările de tip Dahlander utilizează modificări doar pentru p1=1 si p2 = 2.

2) Care sunt avantajele structurii de reglare în cascadă ?

Răspuns:

- Permit reglarea simultană a mai multor mărimi y1 , y2- Micșorează influențele perturbațiilor asupra mărimilor reglate datorită prezenței mai

multor reacții negative.3) Sistemul energetic al servomecanismelor

Răspuns:

Servomecanismele sunt sisteme de poziționare automată. Sistemul electromagnetic este compus din : angrenaj , ax ieșire, circuit de comandă , motor.

4) Cum se protejează la supracurenți o diodă sau un tiristor SCR ?

Răspuns:

Cu ajutorul siguranțelor ultra-rapide.

21

1) Precizați expresiile puterii electromagnetice și cuplului electromagnetic la motorul sincron cu polii înecați

Răspuns:

Motorul sincron nu poate dezvolta cuplu electromagnetic decât dacă este îndeplinită condiția de sincronism: Ω1=Ω2

M 2=1T∫0

T

m2 dt=1T∫0

T32

p I 2m∅ 2m cos ¿¿¿)dt

Puterea absorbită : P =M∙Ω

Puterea electromagnetică : P = 3∙U n∙ I 2 ∙ cosφ

2) În ce regim lucrează bucla minoră , de stabilizare sau de urmărire ? Explicați de ce ?

Răspuns:

Structura buclei minore indică utilizarea criteriului modulului, varianta kesller pentru alegerea și acordarea regulatorului de cuplu ¿>¿ o comparare optimă a sistemului de reglare în raport cu variația mărimii de intrare și cu perturbația. Bucla minoră funcționează în regim de urmărire întrucât dacă se aplică o variație asupra mărimii de referință sau asupra perturbației , bucla majoră este cea care reacționează . Creșterea acestei bucle determină o comandă ce devine referința buclei majore. Bucla minoră comandă variabila y1iar aceasta modifică pe y a.î corelează eroarea buclei majore.

3) Sistemul de reglare a mărimilor cinematice pentru servomecanisme .

Răspuns:

Servomecanismele sunt sisteme automate care au ca parametru reglat o mărime mecanică ( cuplu,forța, accelerația , viteza sau poziția) . Sistemele care reglează mărimile cinematice sunt servomotoarele.

4) Cum se protejează la supracurenți un IGBT sau un MOSFET de putere ?5) Răspuns :

Pentru protecția la supracurenți se folosesc două metode :

- Măsurarea curentului , compararea și elaborarea comenzii de blocare - Utilizarea MOSFET-urilor cu senzor de curent inclus

22

1) Reprezentați caracteristica mecanică a motorului sincron cu poli înecați. Faceți o analogie între caracteristica mecanică a cestui motor și caracteristicile mecanice ale m.a. ( pe zona stabilă de funcționare)respectiv a motorului de c.c cu excitație independentă.

Răspuns:

2) Care este ordinea de calcul a regulatoarelor la un sistem de reglare în cascadă ?

Răspuns:

La un sistem de reglare în cascadă , acordarea regulatoarelor se face din interior spre exterior ( curent, viteză , poziție)

3) Soluții de alimentare pentru motoarele sincrone de putere mare .

Răspuns:

Soluții : - pornire cu motor auxiliar și pornire în sincronism.

4) Care sunt diferențele dintre un tiristor SCR și unul GTO ?

Răspuns:

Diferențele principale sunt : structura catod-poartă n2+¿ ¿ și p . În structura p+¿¿ a anodului

sunt intercalate porțiunile de dimensiune redusă n+¿ ¿ , ce fac contact direct cu metalizarea anodului și structura n−¿¿ . Față de SCR comanda pe poartă a lui GTO trebuie să îndeplinească suplimentar încă 2 condiții :

- Realizarea curentului de poartă pe palier IGF

- Realizarea curentului de poartă negativ.

23

1) Precizați particularitățile pornirii în asincron a motorului sincron

Răspuns:

În asincron pornirea e posibilă doar dacă polii rotorici au prevăzută o înfășurare suplimentară în scc cu rol de colivie la motorul asincron.

2) Care este principala perturbație la o buclă de reglare în cascadă a vitezei unui motor?

Răspuns:

Cuplul rezistent

3) Soluții de reglare automată pentru motoare sincrone .

Răspuns :

Sistem de reglare automată a tensiunii, a vitezei.

4) Se dă un invertor trifazat de tensiune PWM care alimentează o sarcină de tipul R+L . Există diferențe între forma și conținutul de armonici ale tensiunii și curentului de ieșire ?

Răspuns:

Armonicile de ordin I ale tensiunii de linie formează un sistem trifazat simetric de tensiuni ,

având faza inițială −π

6 . Conținutul de armonici superioare ale tensiunilor este același ca la

un invertor monofazat , iar ca urmare a conexiunilor trifazate în spectrul de armonici al tensiunilor de linie, dispar armonicile multiplu de 3 , astfel se reduce substanțial dispunerea armonicilor 5,7,11,13 în sensul apariției. Conținutul de armonici este bogat și se află în apropierea fundamentalei.

rezultă mici variații în jurul sinusoidei.

24

1) Precizați particularitățile funcționării în regim de generator ale m.s. cu poli înecați. Ce categorii de pierderi puteți identifica în acest regim energetic al m.s ?

Răspuns:

Pierderi în fierul statoricPFe , pierderile Joule PJ

2) Când se utilizează reglarea după eroare și după perturbație? Avantajele acesteia.

Răspuns:

La eroarea după perturbație se urmărește menținerea constantă a mărimilor de ieșire a procesului. Conform principiului reglării după perturbație se estimează efectul acestuia asupra mărimii de ieșire și se intervine asupra procesului în scopul compensării efectului produs de perturbație . Eroarea apare la sistemele cu acțiune după efect unde principiul reglării presupune intervenția asupra procesului reglat pe baza informației obținute prin măsurarea mărimii de ieșire în scopul menținerii mărimii reglate la o valoare cât mai apropiată de valoarea referinței. Aceste erori nu pot fi prevenite , dar acțiunea de reducere a acestora începe din momentul producerii celor mai mici erori sesizabile.

3) Descrieți structura unui sistem de acționare cu invertor de curent

Răspuns:

Invertoarele sunt componente de bază ale convertoarelor statice de frecvență cu circuit intermediar cu rol decisiv în stabilirea performanțelor energetice și dinamice ale sistemelor pentru motoare.

4) Un convertor c.a-c.c cu tiristoare alimentează un motor de c.c . La funcționarea în gol apare regimul de curent întrerupt. Ce efecte are acesta asupra motorului și cum poate fi el eliminat ?

Raspuns:

Efectul întreruperii curentului are ca efect creșterea tensiunii medii la ieșirea convertorului și implicit pe motor. La același unghi de comandă în funcție de gradul de întrerupere poate fi redresor sau ondulor. Eliminarea se poate face prin înserierea unei inductivități LF cu sarcina ¿>id (t) mai mare și astfel reducerea efectului nedorit . LF−inductivitate de filtrare