7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

1/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

1 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

Modulul tehnologicAcionri electrice n mecatronic

1. Teste

VARIANTA I

Not:1. Toate subiectele sunt obligatorii2. Timp de lucru 50 minute3. Se acord 10 puncte din oficiu

SUBIECTUL I TOTAL20 puncte

n coloana A sunt indicate pri componente ale mainilor electrice de curent continuu, iar n coloana Bcaracteristici constructive i funcionale ale acestora. Scriei asocierile corecte dintre cifrele din coloana Ai literelecorespunztoaredin coloana B.

SUBIECTUL IITOTAL25 puncte

n figura de mai jos se prezint unsistem tehnic utilizat n cadrul sistemelor deacionare electrica.Ce reprezint sistemul tehnic reprezentatn figur.b. Numii elementele componentenumerotate cu cifre.

A. Pri componente ale

mainilor electrice de curentcontinuu

B. Caracteristici constructive i funcionale

1.Statorul a.Alimentarea cu energie electric de la sursa exterioar.2. nfurarea de excitaie b. Cupru grafitat sau electrografit3.nfurarea polilor auxiliari c. Asigur legtura circuitului indus cu circuitele exterioare i este realizat

din lamele de cupru izolate ntre ele cu micanit.4. nfurarea de compensaie d. Elementul de baz al acestei nfurri este spira alctuit din dou

conductoare.Mai multe spire nseriate i plasate n aceleai dou crestturialctuiesc o secie

5. Rotorul e. Are rolul de a completa circuitul magnetic al mainii mpreun cu jugulstatoric i cu miezul polilor principali i de a susine nfurarea indusului

6.Miezul magnetic f.Este alctuit tot dintr-un miez magnetic i o nfurare.7. nfurarea indusului g.Este de tip repartizat, similar nfurrii indusului.

8. Colector h. Este similar celei de excitaie.9. Perii i. Este alctuit din bobine concentrate nseriate ntre ele i realizate din

conductor cu seciune relativ mare i cu numr mic de spire10.Cutia de borne j.Se compune dintr-un circuit magnetic i o nfurare de excitaie

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

2/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

2 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

SUBIECTUL III TOTAL45 puncte

1. Indiferent de tipul mainii, de curent continuu sau de curent alternativ, aceasta este alctuit din trei categorii deelemente. Precizai categoriile de elemente i prezentai-le pe scurt din punct de vedere constructiv i funcional.15 puncte

2. n figura de mai jos se prezint sub forma schemei electrice o metod de pornire a motoarelor electrice de

curent continuu.15 puncte

a. Numii metoda de pornire.b.

Ce parametru electric al dispozitivului notat cu X este utilizat?c. Scriei formula de calcul al parametrului menionat la punctul b i precizai semnificaia termenilor din

formula de calcul.d. Precizai pe scurt modul de realizare a pornirii motorului electric de curent continuu folosind schema

alturat.

3. n figur se prezint schema unui sistem de acionare electric. Se cere (15 puncte):

a. Precizai denumirea sistemului de acionare electric.b.

Scriei denumirea i precizai rolul funcional al elementelor numerotate pe figur.

10

12

8

9

1

2

3

4

7

11

13

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

3/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

3 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

VARIANTA II

Subiectul 1.

n figura de mai jos se ofer schema electric a unui motor

electric de curent continuu.a.

Precizai tipul motorului electric de curent continuu.b. Notai curenii figurai pe schema electric.c.

Scriei ecuaiile curenilor electrici n nodurile 2i 3.d. Scriei ecuaiile tensiunilor n ochiurile de reea 1234 i 2re32

conform cu sensurile convenionale figurate pe schem.e. Folosind ecuaiile scrise la punctele c i d scriei expresia

intensitii curentului electric care strbate nfurarea rotorica motorului electric i precizai semnificaia tuturor mrimilorcare intr n aceast expresie.

Subiectul 2.

Folosind relaia de la punctul e,subiectul 1,argumentai:a.

Necesitatea reducerii intensitii curentului electric rotoric la pornirea motoarelor electrice de curent continuu.b. Modalitile practice de reducere a intensitii curentului rotoric la pornirea motoarelor electrice de curent

continuu.

Subiectul 3.

n figura de mai jos se prezint sub forma schemei electrice o metod de pornire a motoarelor electrice de

curent continuu.a. Numii metoda de pornire.b.

Ce parametru electric al dispozitivului notat cu X este utilizat?c. Scriei formula de calcul al parametrului menionat la punctul b i precizai semnificaia termenilor din

formula de calcul.d. Precizai pe scurt modul de realizare a pornirii motorului electric de curent continuu folosind schema

alturat.

VARIANTA III

1. n figurile de mai jos sunt reprezentate grafic convenional dou tipuri de maini electrice (a, b):Se cere:

a. Denumirea i rolul celor dou tipuri de maini electrice.b.

Avnd n vedere faptul c sgeile reprezint energii/puteri pe care mainile electrice le convertesc/transform,precizai pentru fiecare main electric denumirea acestor energii/puteri, i notai pe figuri aceste energii/puteri.

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

4/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

4 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

a) b)

2.

Maina electric de tip generator:Cerine:

a. Schem grafic de principiu.b.

Regula aplicat pentru determinarea sensului t.e.m.

3. Clasificai mainile electrice dup viteza de rotaie a rotorului/cmpului magnetic nvrtitor.

4. Maina electric de tip motor:

Cerine:a.

Schem grafic de principiu.b. Regula aplicat pentru determinarea sensului forei electromagnetice (Laplace).

5.

Clasificai mainile electrice dup natura tensiunii de alimentare.

6. n figurile de mai jos sunt reprezentate grafic convenional dou tipuri de maini electrice (a, b):

Se cere:a.

Denumirea i rolul celor dou tipuri de maini electrice.b. Avnd n vedere faptul c sgeile reprezint energii/puteri pe care mainile electrice le

convertesc/transform, precizai pentru fiecare main electric denumirea acestor energii/puteri, i notaipe figuri aceste energii/puteri.

7. n figur se prezint schema unui sistem de acionare electric. Se cere:a. Denumirea sistemului de acionareelectric.b.

Notai pe figur elementele componente i precizai denumirea acestora.

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

5/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

5 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

2. Bareme de corectare i notareTeste

VARIANTA I

SUBIECTUL I TOTAL20 puncte

1. 1. j ; 2. i ; 3. h ; 4. g ; 5. f ; 6. e ; 7. d ; 8. c ; 9. b ; 10. a.2p x 10 =20p

Se acord jumtate din punctaj numai dac nivelul de informaii scris este corect dar incomplet.Pentru rspunsuri parial corecte sau lips se acord 0 puncte.

SUBIECTUL II TOTAL25 puncte

a.Seciune longitudinal printr-o main de curent continuu3pb.1 miez magnetic statoric; 2miez magnetic rotoric; 3nfurare de excitaie; 4 nfurare rotoric; 5 arbore; 6ventilator; 7rulmeni; 8 carcas; 9 colector; 10perie; 11portperie.

2p x 11 = 22p

Se acord jumtate din punctaj numai dac nivelul de informaii scris este corect dar incomplet.Pentru rspunsuri parial corecte sau lips se acord 0 puncte.

SUBIECTUL III TOTAL45 puncte

1.

15 p

a.

Partea magnetic5p

Toate mainile electrice funcioneaz pe baza induciei electromagnetice;ele au deci n componen un sisteminductor i un sistem indus. Fluxul magnetic produs de sistemul inductor trebuie astfel dirijat nct s poat fiutilizat n indus. De aici, rezult necesitatea existenei unui circuit magneticprin care s se nchid fluxul, circuitcare este compus din dou pri: una fix i cealalt mobil.

b. Partea electric5p

Pentru a produce fluxul magnetic n sistemul inductor, este necesar un bobinaj inductor; pentru a culegecurentul produs n sistemul indus sau pentru a primi curentul furnizat de un circuit exterior, este necesar un bobinajindus. De asemenea, este necesar s se asigure o legtur electric ntre circuitele exterioare fixe i circuitele nmicare de rotaie ale mainii: acest deziderat este ndeplinit de diverse elemente: colector, perii, inele, cutie deborne etc. Trebuie remarcat c sistemul inductor poate fi fix, sistemul indus fiind mobil sau invers, att lageneratoare, ct i la motoare.

c. Partea mecanic5p

Toate elementele mainii, fixe sau mobile, trebuie susinute, iar eforturile mecanice i sarcinile trebui etransmise fundaiei masive a mainii. Elementele fixe sunt susinute de o carcas, iar cele mobile, de un arbore:acesta trebuie sprijinit i ghidat n micarea de rotaie i pentru aceasta sunt necesare palierele. n plus, pentru atransmite sau pentru a primi energie mecanic, arborele este prevzut cu un organ de main cum ar fi, de exemplu,roata dinat, roata de transmisie, manon de cuplajetc. Pentru a sigura rcirea mainii, arborele antreneaz nmicarea de rotaie i unul sau mai multe ventilatoare.

Se acord jumtate din punctaj numai dac nivelul de informaii scris este corect dar incomplet.Pentru rspunsuri parial corecte sau lips se acord 0 puncte.

2. 15pa.pornirea cu reostat; 2p

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

6/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

6 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

b.X: rezistena electric a reostatului; 3pc.X/Rx= lx/A, unde: rezistivitatea rezistenei electrice; lx lungimea reglabil a rezistenei electrice; A ariaseciunii transversale a rezistenei. 5pd. La pornire lx= lmax, deci Rx= Rmaxi IP= IPmin.Dup pornire lxva fi micorat lent continuu pn la valoarea 0,cnd IAva avea valoarea nominal. 5p

Se acord jumtate din punctaj numai dac nivelul de informaii scris este corect dar incomplet.Pentru rspunsuri parial corecte sau lips se acord 0 puncte.

3. 15pa. Structura unui sistem elementar de acionare electric (2p)b.

DA- dispozitiv de alimentare cu energie electric; IP-ntreruptor de putere; ERelement de reglare sauregulator; ME - motor electric; TM - transmisie mecanic; ML - main de lucru; DP - dispozitiv deprotecie; y1, y2- mrimi de comand; x1, x2-mrimi de msurat, respectiv de afiat. Legturile electrice:cu linie plin; legturile cinematice: cu dou linii paralele.

1p x 13 = 13p

Se acord jumtate din punctaj numai dac nivelul de informaii scris este corect dar incomplet.Pentru rspunsuri parial corecte sau lips se acord 0 puncte.

VARIANTA II

Subiectul 1.

a. motor electric de curent continuu cu excitaie derivaie.

b. I, IA, IEc.

n punctul 3: I = IA+ IE; n punctul 2: IA+ IE= Id.

Pentru ochiul 1234:AAA

IREU Pentru ochiul 2re32: REIERAIA= E

e.A

A

A

R

EUI

IAintensitatea curentului electric care strbate indusul/rotorul;UAtensiunea de bornele de alimentare ale motorului;Etensiunea electromotoare autoindus n rotorul motorului;RArezistena nfurrii indusului/rotorului;

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

7/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

7 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

Subiectul 2.

a.Curentul prin indusul mainii de c.c. este dat de relaiaA

A

A

R

EUI

.

La pornire = 0, deci i E = K = 0. Rezult

A

A

P

R

UI i cum RA are valori foarte mici, valorile curentului rotoric,

respectiv cuplului de pornire (MP= KIP) sunt foarte mari.b. Pentru limitarea curenilor i a cuplurilor de pornire se utilizeaz diverse procedee. Se menioneaz trei metodede pornire:

- pornirea cu reostat sau cu rezistene de pornire (pornirea n trepte);- utilizarea surselor de alimentare cu tensiune reglabil.

Subiectul 3.

a.pornirea cu reostat;b.X: rezistena electric a reostatului;c.X/Rx= lx/A, unde: rezistivitatea rezistenei electrice; lx lungimea reglabil a rezistenei electrice; A aria

seciunii transversale a rezistenei.d. La pornire lx= lmax, deci Rx= Rmaxi IP= IPmin.Dup pornire lxva fi micorat lent continuu pn la valoarea 0,cnd IAva avea valoarea nominal.

VARIANTA III1.a. frn electric (a) i generator electric (b)b.

Pmputere mecanic; Peputere electric; Pjfpierderi electrice (efect Joule) i prin frecri.

2.

a. b.

3.Mainile de curent alternativ la care inductorul se rotete sincron cu cmpul magnetic nvrtitor se numescmaini sincrone; turaia motoarelor depinde numai defrecvena tensiunii de alimentare i de numrul de poli.Mainile de curent alternativ la care rotorul se nvrtete cu o vitez diferit de a cmpului magnetic inductor senumesc maini asincrone; n afar de frecvena tensiunii de alimentare a inductorului i de numrul de poli,turaia mainii asincrone depinde i de sarcina mecanic opus motorului de ctre mecanismele antrenat

7/25/2019 evaluare_sumativa_actionari_electrice_in_mecatronica(1).pdf

8/8

T E S T E E V A L U A R E S U M A T I V A C I O N R I E L E C T R I C E N M E C A T R O N I C

8 Pr o f . d r . ing . M i t ic MANEA

4.

a. b.

5.Dup natura tensiunii de alimentare (sau a tensiunii pe care o produc la borne, n regim de generator)

mainile sunt:- maini electrice de curent continuu, utilizate n reelele de curent continuu;- maini electrice de curent alternativ, utilizate n reelele de curent alternativ;- maini electrice universale, care se pot utiliza att n reelele de curent alternativ ct i n reelele de curent

continuu.

6.a.motor electric (a) i convertizor electric (b)b.

Pmputere mecanic; Peputere electric; Pjfpierderi electrice (efect Joule) i prin frecri.

7.a. Structura unui sistem automatizat de acionare electric (2p)b.

DA- dispozitiv de alimentare (sursa de energie electric); IP- ntreruptor principal; ER- element de reglare; ME-motor electric; TM - transmisie mecanic; ML - main de lucru; DP - dispozitiv de protecie; EP - element de

programare/prescriere; DC/R - dispozitiv de comand sau de reglare; DS- dispozitiv supraordonat; Ds - dispozitivsubordonat; y1, y2- mrimi de comand x1, x2- mrimi de msurat, mrimi de afiat sau mrimi de transmis.