Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Διδάσκων: Δρ. Π. Β. Μαλατέστας, Καθηγητής Ημερομηνία : 06/0/0 Διάρκεια: h 5in Ονοματεπώνυμο σπουδαστή: Αριθμός μητρώου: Μάθημα : Ηλεκτρική Κίνηση Εξεταστική περίοδος χειμερινού εξαμήνου 0- ΘΕΜΑ ο (Μον. 5) Κινητήρας Σ.Ρ. ξένης διέγερσης με ωμική αντίσταση στο τύλιγμα τυμπάνου 0., λειτουργεί υπό φορτίο τροφοδοτείται από δίκτυο εναλλασσόμενης τάσης 0 / 400 50 Hz, μέσω κατάλληλου μετασχηματιστή μιας ελεγχόμενης γέφυρας. Η αναλυτική έκφραση της χαρακτηριστικής ροπής-γωνιακής ταχύτητας περιστροφής του φορτίου, είναι L k L ( N ). Ο κινητήρας στρέφεται στις 500rp. Η κυματομορφή της τάσης στο τύλιγμα τυμπάνου, δείχνεται στο παλμογράφημα του σχ.. lt/div 0/div, ie/div /div, Prbe x0 ch gnd Σχ. Ζητούνται:. Να σχεδιαστεί η διάταξη του συστήματος (μετασχηματιστής-κύκλωμα ισχύος ανορθωτικής διάταξης-κινητήρας), με αιτιολόγηση του είδους της ανορθωτικής διάταξης, μονοφασικής ή τριφασικής, πλήρως ελεγχόμενης ή ημιελεγχόμενης.. Να υπολογιστεί η μέση τιμή του ρεύματος τυμπάνου.
. Να υπολογιστεί η σταθερά ταχύτητας του φορτίου. k ( N / rd ), της χαρακτηριστικής ροπής-γωνιακής ΘΕΜΑ ο (Μον. 5) Τριφασικός ασύγχρονος τετραπολικός δακτυλιοφόρος κινητήρας, 8 Hp, 0 / 400, 50Hz, με τα τυλίγματα του στάτη του δρομέα συνδεδεμένα σε αστέρα, έχει τις ακόλουθες παραμέτρους του ισοδύναμου κυκλώματος ανά φάση, ανηγμένες στο στάτη R R.75, X X.5, 0 Ζητούνται, αγνοώντας τις απώλειες περιστροφής: X. Το ρεύμα, ο συντελεστής ισχύος η ροπή κατά την εκκίνηση.. Ο κινητήρας πρόκειται να κινήσει ανεμιστήρα στις 400rp. Στην ταχύτητα αυτή ο ανεμιστήρας απορροφά ισχύ 4Hp. Να υπολογιστεί η τιμή της εξωτερικής αντίστασης ανά φάση που πρέπει να συνδεθεί στο δρομέα, όταν ο κινητήρας τροφοδοτείται με ονομαστική τάση, ώστε ο ανεμιστήρας να στρέφεται στη συγκεκριμένη ταχύτητα.. Η τιμή της τάσης τροφοδοσίας του κινητήρα με την οποία επιτυγχάνεται η προαναφερθείσα λειτουργία, χωρίς την προσθήκη εξωτερικών αντιστάσεων. Καλή Επιτυχία
Λύση ου θέματος Από το παλμογράφημα του σχ., προκύπτει ότι η γέφυρα είναι πλήρως ελεγχόμενη, διότι η τάση στο τύλιγμα τυμπάνου παίρνει αρνητικές τιμές. Επίσης, η περίοδος της κυματομορφής της τάσης τυμπάνου σύμφωνα πάλι με τα δεδομένα του σχ., είναι στα 0 η αντίστοιχη συχνότητα στα 00 Hz. Εφόσον η συχνότητα της ανορθωμένης τάσης είναι διπλάσια της συχνότητας της τάσης του δικτύου, πρόκειται περί μονοφασικής γέφυρας. Με βάση τα παραπάνω, το κύκλωμα της διάταξης είναι: 0 ( r) 50Hz Με βάση το παλμογράφημα της τάσης του τυλίγματος τυμπάνου του σχ., η γωνία έναυσης είναι 5 υποδιαιρέσεις της οριζόντιας κλίμακας του χρόνου, όπου η κάθε υποδιαίρεση αντιστοιχεί σε 80 / 5 7.. Επομένως 5 7. 08 Η μέση τιμή του ρεύματος τυμπάνου δίνεται από τη σχέση Όπου: E R / 5 9 / 5 v ( t) dt E d in d 0 4 / 5 /5 Από το παλμογράφημα προκύπτει ότι E 80 v(08 ) in08 40 57.5 H μέση τιμή της τάσης στο τύλιγμα τυμπάνου, είναι 4 9 80 57.5 c c 99 5 5 5 5 Επομένως E (99.75 80) 65.8A R 0. Η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα, είναι
4 n 500 5.6 rd Ισχύει 80 65.8A E 00.58N 5.6 Στο σημείο λειτουργίας 00.58 L 00.58 k k 5.6 k N / rd 5.6 Λύση ου θέματος Λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα της εκφώνησης, έχουμε R jx jx R Λόγω του ότι X, οι σχέσεις για το ρεύμα του στάτη την παραγόμενη εσωτερική ροπή παίρνουν τη μορφή R R jx X R R R X X Έστω 0 0. Λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά την εκκίνηση είναι, είναι,εκ 00 44.06 7. ( R R ) j( X X ) (.5 j5) A Ο συντελεστής ισχύος κατά την εκκίνηση, έχει την τιμή Λαμβάνοντας υπόψη ότι Σ.Ι.= c( 7. ) 0. 9 επαγ. 0 f 0 50 n 500rp P 4 n 500 rd 57. 08 η παραγόμενη εσωτερική ροπή κατά την εκκίνηση είναι
5 R 0 0.75, R R X X 57.08.5 5 Η μηχανική ισχύς του ανεμιστήρα στις 7.8N 400 rp, με βάση τα δεδομένα της εκφώνησης είναι P 4Hp 746W / Hp 984W Αγνοώντας τις απώλειες περιστροφής, η εσωτερική ισχύς του κινητήρα ισούται με την αποδιδόμενη μηχανική ισχύ στον ανεμιστήρα. Επομένως n r 400 rd 500 400 r 46. 6, 0. 067 500 P 984W 0.5N 46.6rd / r Έστω R R R. Ισχύει για την παραγόμενη εσωτερική ροπή ότι: 0.5 57.08 R 0 R 0.75 5.77R 78.6R 5.565 0 Από την επίλυση της οποίας προκύπτει ότι R. 9 0. 06, R, Προφανώς η R, 0. 06 απορρίπτεται, διότι R, R. Επομένως R. 9 R R (.8 0.75). 4 R, R Για τον υπολογισμό της τιμής της τάσης τροφοδοσίας του κινητήρα με την οποία επιτυγχάνεται η προαναφερθείσα λειτουργία, χωρίς την προσθήκη εξωτερικών αντιστάσεων στο τύλιγμα του δρομέα, ισχύει ότι 0.5 57.08 0.75 0.75 0.75 5 Από την επίλυση της οποίας προκύπτει ότι 6. 5