Елементи та пристрої автоматики I-й рівень 1. В основі принципу дії магнітного підсилювача лежить зміна під дією вхідного сигналу: а) активного опору; б) магнітної проникності матеріалу осердя. Відповідь: Б 2. При зростанні вхідного сигналу магнітного підсилювача індуктивність робочих обмоток: а) зростає; б) зменшується. Відповідь: Б 3. На виході поляризованого магнітного підсилювача при зміні знаку вхідного сигналу змінюється: а) значення вихідного сигналу; б) полярність вихідного сигналу. Відповідь: А 4. Коефіцієнт підсилення магнітного підсилювача по струму залежить від його струму холостого ходу: а) так; б) ні Відповідь: Б 5. Коефіцієнт підсилення по потужності магнітного підсилювача при додатному зворотньому зв'язку зростає в кількість разів: а) (1-К33)-1 б) (1-К33)-2 Відповідь: Б 6. При однакових масогабаритах більшу потужність в навантаження спроможний віддавати магнітний підсилювач з додатним зворотним зв'яз ком: а) внутрішнім; б) зовнішнім. Відповідь: А 7. Чи можливо реалізувати коефіцієнт зворотнього зв'язку Кзз >1 в магнітних підсилювачах з самонасиченням? а) так; б) ні. Відповідь: А 8. Зі зростанням частоти напруги живлення робочих обмоток постійна часу магнітного підсилювача: а) зростає; б) зменшується Відповідь: Б 9. Введення від'ємного зворотного зв'язку зменшує швидкодію магнітного підсилювача: а) так; б) ні Відповідь: Б 10. При незмiнному коефiцiєнті пiдсилення введення додатного зворотнього зв'язку пiдвищує швидкодiю магнiтного пiдсилювача: а) так; б) нi. Відповідь: Б 11. При однаковому коефіцієнті підсилення постійна часу багатокаскадного підсилювача більша порівняно з однокаскадним: а) так; б) ні. Відповідь: Б 12. Гнучкі зворотні зв'язки вводять в схемах магнітних підсилювачів з метою зміни статичного коефіцієнта підсилення: а) так; б) ні. Відповідь: Б 13. Чи може магнітне реле працювати в режимі самоблокування? а) так; б) ні. Відповідь: А 14. Чи буде стійкою робота магнітного підсилювача при коефіцієнті зворотного зв'язку Кзз=1? а) так; б) ні. Відповідь: А 15. Найбільш низький поріг чутливості забезпечують магнітні модулятори, що працюють на частоті: а) основній; б) подвоєнній. Відповідь: Б 16. Ферорезонансні стабілізатори по принципу дії відносяться до класу: а) параметричних; б) компенсаційних. Відповідь: А 2 - РІВЕНЬ 1. Що таке номінальний коефіцієнт перетворення давача та як він визначається? Відношення вихідної величини до вхідної називають коефіцієнтом перетворення: Номінальний коефіцієнт перетворення давача – це відношення номінальної функції перетворення до вхідної величини, визначається за номінальною функцією перетворення: 2. Як може бути здійснена повна оцінка динамічних характеристик давача? Динамічними називають характеристики давача, які проявляються при змінах вхідної величини. Повна їх оцінка може бути зроблена на основі рішення нелінійного диференціального рівняння, що пов’язує вхідну і вихідну величини: У багатьох випадках при лінійних характеристиках здавачів перехідні процеси в них можуть бути описані лінійними диференціальними рівняннями з постійними коефіцієнтами першого, другого порядку або відповідними передавальними функціями, частотними і перехідними характеристиками. 3.Накресліть узагальнену структурну схему оптичного давача та коротко охарактеризуйте її елементи. У загальному випадку оптичний давач складається з джерела випромінювання світлового потоку, оптичного каналу і приймача випромінювання. Вхідна (вимірювана) величина може впливати безпосередньо на джерело випромінювання і модулювати параметри потоку, або на канал, по якому розповсюджується оптичний потік. Приймач перетворює останній в електричний сигнал. Структурна схема оптичного давача:
джерелом оптичного випромінювання може бути сам об’єкт дослідження (розплав металу, гаряче кування, жива істота), а найчастіше спеціальний освітлювач. Як освітлювачі використовуютьяс: природне світло, лампи розжарювання, люмінофори, газорозрядні лампи, світло діоди, квантові генератори (лазери). У приймачах світлового потоку оптичних здавачів використовується фотоефект (зовнішній або внутрішній), який проявляється в зміні властивостей матеріалу при зміні його освітленості. Фотоелектричні приймачі є селективними, вони чутливі не лише до інтенсивності випромінювання, але і до його спектрального складу. 4.Накресліть узагальнену структурну схему радіаційного пірометра та опишіть її елементи.
Пірометри радіаційні, або повного випромінювання беруть весь спектр теплового випромінювання об’єкта (практично – основну частину), причому з однаковою по усьому спектру чутливістю. Складаються такі пірометри з телескопа, всередині якого розміщені об’єктив 1, термобатарея з послідовно з’єднаних термопар 2, світлофільтр 3, окуляр 4. Робочі спаї термопар розміщені на платиновій основі, яка покрита платиновою черню. При вимірюванні поверхня термобатареї повинна повністю перекриватись потоком випромінювання (оптичним зображенням об’єкта), що досягається відповідним візуванням за допомогою окуляра і світлофільтра. Вихідна термо-ЕРС, яка є функцією потужності випромінювання, подається на вимірювач. Використовуються такі пірометри як для неперервної реєстрації температури, так і в системах автоматичного регулювання технологічними процесами у діапазоні контрольованих температур від 200 до 2500оС. 5. Опишіть принцип дії ферозонда. Принцип дії феромодуляційного перетворювача ґрунтується на тому, що мале постійне або повільно змінне магнітне поле діючи на феромагнетик разом з відносно сильним змінним полем частоти збудження змінює спектральний склад відклику пристрою на поле збудження. Причиною такої поведінки є не лінійність магнітної сприйнятливості магнітного матеріалу при взаємодії його з магнітним потоком ззовні. 6. Опишіть будову та принцип дії мікродвигуна постійного струму з порожнистим немагнітним якорем. Двигун постійного струму з порожнистим немагнітним якорем (рис.5.1) має таку будову. Рухомою частиною є ал 1, порожнистий якір 2 та колектор 3. У порожнечі якоря розташовано осердя 4, що називається внутрішнім статором (нерухоме). На статорі знаходиться обмотка збудження 5 з осердям 6. Це – зовнішній статор.
Порожнистий якір являє собою пластмасовий стакан, в який запресовано обмотку якоря. Обмотка також може наноситися на поверхню порожнистого якоря друкованим методом. Така конструкція має переваги в порівнянні зі звичайним колекторним двигуном постійного струму: - якір має дуже малу інерційність; - якір не має феромагнітних ділянок, тому вплив реакції якоря незначний; - через відсутність радіальних сил протягування якоря до статора зменшуються момент тертя та відповідно механічні втрати двигуна; - якір немає зубців, тому індукція у зазорі розподіляється рівномірно, що спричиняє зникненню пульсацій. 7.Опишіть суть амплітудно-фазового способу керування асинхронним мікродвигуном. На рис.5.10 наведено схему двигуна з амплітудно-фазовим керуванням (конденсаторне). Ємність у колі збудження зсовує фазу напруги збудження, а напруга керування регулюється реостатом. Механічні характеристики двигуна з таким способом керування (рис.5.11) нагадують характеристики двигуна з амплітудним керуванням, де ?к – коефіцієнт сигналу при круговому полі. Розглянуті способи керування дають змогу регулювати швидкість обертання вала у деже широких межах (1...200). Деякі переваги має амплітудно-фазове керування (простота схеми, великі пускові моменти). Але при цьому дещо знижується стійкість у зоні малих частот обертання.
8. Опишіть будову та принцип дії реактивного синхронного мікродвигуна. Реактивний синхронний мікро двигун має явно полюсний ротор зі сталими магнітами.магнітна анізотропія спричиняє виникнення тангентальної сили, яка орієнтує ротор таким чином, щоб магнітний опір був мінімальний (рис. 5.17). Як і в двигунах інших типів, швидкість обертання ротора дорівнює швидкості обертання поля. Магнітна анізотропія ротора може створюватися не тільки формою сталих магнітів. На рис. 5.18 наведено ротор реактивного синхронного мікро двигуна, що складається з пакетів листової електротехнічної сталі, які розділяються алюмінієм . Реактивні двигуни мають невеликий пусковий момент та , не більший за 0,5. Але ці двигуни мають просту конструкцію, надійніші та дешевші за синхронні двигуни з обмоткою збудження на роторі. Вони не потребують джерела постійного струму для обмотки ротора.
Елементи та пристрої автоматики (Стрілецький З.М.) 3 рівень 1. Побудувати залежність зміни напруги на затискачах якоря тахометра постійного струму від частоти обертання, якщо коефіцієнт підсилення Кпідс = 10мВ/(об/хв), опір якоря Rя = 2Ом, опір навантаження Rн = 500кОм, частота обертання холостого ходу п0 = 5000 об/хв. 1.Напруга на затискачах якоря тахометра має таку залежність від обертів:
2. Оскільки залежність лінійна, то визначимо дві точки для побудови графіка: 1)n=0, Uя=0; 2)n=3000 об/хв, U=30В
2. Генератор незалежного збудження має наступні номінальні дані: Рн =20кВт, UH = 230В, опір кола збудження Rзб =16Ом, опір кола якоря Rя =0,18 Ом, потужність втрат у сталі та механічних втрат Рст + Рмех = 900 Вт, напруга кола збудження Uз6 = 110 В. Визначити ЕРС генератора і напругу на його затискачах при навантаженнях, що дорівнюють 100% і 50%.
1.Визначимо ЕРС генератора
Враховуючи, що пр номінальному режимі
Тоді , тобто при 2. Визначимо напругу при :
3. Для двигуна паралельного збудження відомі наступні номінальні величини: Рн = 8 кВт, U = 110 В, ?н = 1000 об/хв; Iн = 86 А, Rя = 0,05 Ом; Rз6 = 32 Ом. Визначити втрати потужності, ККД, обертальний момент у номінальному режимі. 1.Визначимо потужність, яку двигун споживає з мережі: кВт. 2,ККД двигуна дорівнюватиме:
3.Загальні витрати потужності: кВт. 4. Обертальний момент на валу двигуна: Н.м. 4. Визначити частоту ЕРС і струму у роторі асинхронного електродвигуна f2, якщо частота струму у обмотці статора f1 = 50 Гц, кількість пар полюсів р=2, а номінальна частота обертання ротора пн =1470 об/хв. 1.Частота лбертанн магніиного поля статора дорівнює: об/хв 2. Визначимо ковзання при номінальному навантаженні:
