Электропитание и элементы электромеханики
для специальностей 230200, 201400 и 201500
Зайченко Т.Н.
Кафедра ТУ
Томск-2002
№ 1
Требования к значениям параметров переменного напряжения однофазного тока, на которые проектируется РЭА, предназначенная для работы от сети промышленной частоты:
• Нижний предел изменения напряжения при питании от электросети общего назначения - 187 В;
• Верхний предел изменения напряжения при питании от электросети общего назначения - 242 В;
• Нижний предел изменения частоты - 47.5 Гц;
• Верхний предел изменения частоты - 52.5 Гц;
• Допустимый коэффициент нелинейных искажений, не более - 10 %.
№ 2
Не соответствуют стандартному ряду значений коэффициента пульсаций выходных напряжений постоянного тока:
• 0,04; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09.
№ 3,4
- коэффициента полезного действия унифицированных устройств электропитания с импульсным регулированием:
• 0,1; 0,2; 0,3; 0,6; 0,9; 1.
- с непрерывным регулированием:
• 0,1; 0,2; 0,7; 0,8; 0,9; 1.
№ 5
- предельных отклонений в процентах от номинальных значений напряжений стабилизирующих ИВЭП и приемников:
• 0,3; 0,4; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9.
№ 6
Внутреннее сопротивление источника электропитания при токе нагрузки, равном 1 А:
• 1,5 ом.
| Вариант | 7 | 8 | 10 |
| номинальном токе нагрузки, А | 1 | 1 | 1,5 |
| номинальное напряжение на нагрузке, В | 15 | 30 | 9 |
| внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом | 1,5 | 2 | 2 |
№ 7
Напряжение холостого хода источника электропитания:
• 16,5 вольт.
№ 8
Ток короткого замыкания источника электропитания:
• 16 Ампер.
№ 9
Выходная мощность источника электропитания равна 12 Вт, коэффициент полезного действия – 70 %. Потери мощности источника электропитания:
• 5.1 ватт.
№ 10
Номинальный коэффициент полезного действия источника электропитания:
• 75 %.
№ 11
Масса ферромагнитного сердечника, если его линейные размеры уменьшатся на 25 процентов, уменьшится в:
• 2,4 раз.
№ 12
Наиболее предпочтительна для изготовления магнитных элементов на высоких частотах:
• тороидальная конструкция электромагнитных элементов.
№ 13,14
Соотношение между токами управления электромагнитного элемента.
• Iy1<Iy2<Iy3<Iy4.
• Iy1>Iy2>Iy3>Iy4>Iy5.
№ 15
Однофазный двухобмоточный трансформатор имеет параметры:
первичное напряжение ……………… 220 В
частота первичного напряжения ……… 50 Гц
форма первичного напряжения ……… гармоническая
число витков первичной обмотки …… 1200
вторичное напряжение ……………… 12 В
Число витков вторичной обмотки:
• 69.
№ 16
первичное напряжение ……………… 220 В
частота первичного напряжения ……… 50 Гц
форма первичного напряжения ……… гармоническая
вторичное напряжение ……………… 9 В
Для изготовления трансформатора выбран сердечник броневого типа из материала 3421 с размерами:
ширина магнитопровода …………… 2 см
толщина магнитопровода …………… 3,2 см
высота окна ………………………… 5 см
ширина окна ………………………… 2 см
Технические показатели ферромагнитного материала 3421:
коэффициент заполнения ……………… 0,9
индукция насыщения ………………… 1,6 Тл
Число витков первичной обмотки, если рабочая индукция равна 1,2 Тл:
• 1434.
№ 17
Дроссель, имеет 200 витков и выполнен на ферромагнитном сердечнике броневого типа с размерами:
ширина магнитопровода …………… 2 см
толщина магнитопровода …………… 3,2 см
высота окна ………………………… 5 см
ширина окна ………………………… 2 см
Технические показатели ферромагнитного материала 3421:
магнитная проницаемость …………… 4 10-3 Гн/м
коэффициент заполнения ……………… 0,9
индукция насыщения ………………… 1,6 Тл
Индуктивность:
• 0,76 Генри.
№ 18
- выполнен на ферромагнитном сердечнике с зазором 2 мм.
Сердечник броневого типа имеет размеры:
ширина магнитопровода …………… 2 см
толщина магнитопровода …………… 3,2 см
высота окна ………………………… 5 см
ширина окна ………………………… 2 см
Технические показатели ферромагнитного материала 3421:
магнитная проницаемость …………… 4 10-3 Гн/м
коэффициент заполнения ……………… 0,9
индукция насыщения ………………… 1,6 Тл
Индуктивность:
• 14 миллиГенри.
№ 19,20
| Схема замещения трансформатора | 19 | 20 |
| суммарное индуктивное сопротивление рассеяния, Ом | 0,05 | 6 |
| активное сопротивление первичной обмотки, Ом | 0,01 | 2 |
| активное сопротивление вторичной обмотки, Ом | 2 | 0,25 |
| реактивное сопротивление току намагничивания, КОм | 0,01 | 2 |
| активное сопротивление от потерь в стали, КОм | 0,05 | 0,6 |
| коэффициент трансформации | 0,05 | 2 |
| напряжение питающей сети, В | 50 | 220 |
| частота первичного напряжения, кГц | 1 | 0,5 |
| Выходное напряжение трансформатора при токе нагрузки 5 А, В | 896 | - |
| Коэффициент полезного действия трансформатора при токе нагрузки 2 А и коэффициенте мощности нагрузки 0,7 | - | 98 |
№ 21
Позиционное обозначение элемента схемы, включенного неправильно:
• VD6
№ 22
Среднее значение напряжения на нагрузке Rн равно 24 В.
Максимальное значение обратного напряжения, прикладываемого к диоду:
• 37,7.
№ 23
Среднее значение напряжения на нагрузке Rн равно 48 В.
Действующее значение напряжения:
• U1=53,3.
№ 24
Среднее значение напряжения на нагрузке в регулируемой мостовой схеме выпрямления, работающей на активную нагрузку, если действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора равно 48 В, а угол включения вентиля равен π/2:
• 21,6 вольт.
№ 25
Регулируемая мостовая схема выпрямления, обеспечивает в случае активной нагрузки снижение среднего значения напряжения на нагрузке на 25 процентов относительно среднего значения напряжения нерегулируемого выпрямителя. Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора равно 13,2 В.
Угол включения вентиля:
• 60 градусов.
№ 26
В двухполупериодной схеме выпрямления с нулевой точкой, работающей на активную нагрузку:
- мощность, отдаваемая в нагрузку, равна 60 Вт;
- ток нагрузки равен 5 А.
Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора:
• 13,3 вольт.
№ 27
В однофазной однополупериодной схеме выпрямления, работающей на активную нагрузку:
- мощность, отдаваемая в нагрузку, равна 40 Вт.
- напряжение нагрузки – 48 В.
Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора:
• 1,3 ампер.
№ 28
В однофазной мостовой схеме выпрямления:
- мощность, отдаваемая в нагрузку, равна 50 Вт.
- ток нагрузки равен 1 А.
Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора:
• 42 вольт.
№ 29
Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к вентилю, в мостовой схеме выпрямления, если мощность, отдаваемая в нагрузку равна 100 Вт, ток нагрузки равен 2 А:
• 78,5 вольт.
№ 30
| Порядковый номер | Тип диода | Наибольший допустимый прямой ток, А | Наибольшее значение обратного напряжения, В | Прямое значение напряжения, В |
| 1 | 2Д108А | 0,1 | 800 | 1,5 |
| 2 | КД109Б | 0,3 | 300 | 1 |
| 3 | КД209Б | 0,5 | 600 | 1 |
| 4 | 2Д204Б | 0,6 | 200 | 1,4 |
| 5 | 2Д206А | 5 | 400 | 1,2 |
| 6 | КД226А | 1 | 100 | 1,4 |
Ориентировочные значения коэффициентов B и D
| Число фаз выпрямительной схемы |
B | D |
| 1 | 0,95...1,11 | 2,05...2,1 |
| 2 | 0,85...1,1 | 2,1...2,2 |
№ 31
Схемы стабилизаторов постоянного напряжения:
• 
№ 32
Признаки, относящиеся к схеме стабилизатора
• импульсного типа; компенсационный.
№ 33
Сигнал ошибки при уменьшении выходного напряжения:
• увеличивается.
№ 34
Признаки, относящиеся к схеме стабилизатора
• непрерывного типа; компенсационный; последовательного типа.
№ 35
Признаки, относящиеся к схеме стабилизатора
• непрерывного типа; компенсационный; параллельного типа.
№ 36
Сигнал ошибки при уменьшении выходного напряжения:
• увеличивается.
№ 37
Коэффициент стабилизации стабилизатора, характеристика которого приведена на рисунке, если номинальные значения входного и выходного напряжения равны 20 В и 13,2 В соответственно.
• 8.
№ 38
Коэффициент стабилизации стабилизатора, если:
номинальное значение выходного напряжения равно 9,1 В;
номинальное значение входного напряжения равно 22 В;
диапазон изменения тока нагрузки составляет (1…3) мА
стабилитрон имеет параметры:
ток стабилизации ……………… 5…15 мА
напряжение стабилизации …… 8,6…9,6 В
дифференциальное сопротивление … 18 Ом
• 30.
№ 39
Сопротивление гасящего (балластного) резистора стабилизатора, если:
номинальное значение выходного напряжения равно 9,1 В;
номинальное значение входного напряжения равно 24 В;
диапазон изменения входного напряжения составляет (22…26) В
диапазон изменения тока нагрузки составляет (1…5) мА
стабилитрон имеет параметры:
ток стабилизации ……………… 5…15 мА
диапазон изменения напряжения стабилизации …… (8,6…9,6) В
дифференциальное сопротивление … 18 Ом
• 1240 Ом.
№ 40
Коэффициент полезного действия стабилизатора, если:
номинальное значение выходного напряжения равно 9,1 В;
номинальное значение входного напряжения равно 24 В;
диапазон изменения тока нагрузки составляет (1…5) мА
стабилитрон имеет параметры:
ток стабилизации ……………… 5…15 мА
напряжение стабилизации …… 8,6…9,6 В
дифференциальное сопротивление … 18 Ом
• 15.
№ 41
Полярность напряжения на нагрузке
№ 42
Полярность электродвижущей силы дросселя на интервале проводимости транзистора
№ 43
Выходное напряжение преобразователя полярно–инвертирующего типа становится выше входного, при значениях коэффициента заполнения:
• 0,5 < Кз < 1.
№ 44-47
Преобразователь напряжения
| тип преобразователя напряжения | повышающий | понижающий | полярно-инвертирующий | полярно-инвертирующий |
| напряжение на нагрузке, В | 24 | 6 | 3 | 12 |
| входное напряжение, В | 9 | 24 | 9 | 6 |
| частота коммутации ключевого транзистора, кГц | 100 | 100 | 100 | 50 |
| коэффициент заполнения импульсов | 0,6 | 0,25 | 0,25 | 0,7 |
№ 48-50
| тип преобразователя напряжения | повышающий | понижающий | полярно-инвертирующий |
| входное напряжение, В | 6 | 36 | 24 |
| частота коммутации ключевого транзистора, кГц | 100 | 20 | 2 |
| коэффициент заполнения импульсов | 0,6 | 0,45 | 0,4 |
| среднее значение выходного напряжения, В | 15 | 16,2 | 16 |
№ 51
Зарядная емкость аккумулятора, если его ток заряда равен 0,5 А, а время заряда 36 часов:
• 18.
№ 52
Разрядная емкость аккумулятора, если его ток разряда равен 0,5 А, а время разряда 60 часов:
• 30.
№ 53
Энергия аккумулятора, если его ток разряда равен 0,5 А, напряжение разряда – 6 В, а время разряда 48 часов:
• 144.
№ 54
Мощность аккумулятора, если его ток разряда равен 0,5 А, напряжение разряда – 3 В, а время разряда 240 часов:
• 1,5 ватт.
№ 55
Наилучшими энергетическими показателями при повышенной температуре обладают:
• ртутно-цинковые элементы.
№ 56
Емкость батареи из 5 аккумуляторов емкостью 20 А*ч каждый при их последовательном соединении:
• 20.
№ 57
Емкость батареи из 3 аккумуляторов емкостью 20 А*ч каждый при их параллельном соединении:
• 60.
№ 58
| Порядковый номер | Модель | Напряжение, В | Рабочий диапазон напряжений, В | Емкость, Вт*ч | Вес, кг | Стоимость, $ |
| 1 | DIG PRO PAC 14 | 14,4 | 12...17 | 60 | 2,3 | 650 |
| 2 | DIG PRO PAC 13 | 13,2 | 11...15,5 | 55 | 2,1 | 635 |
| 3 | DIG TRIMPAC 14 | 14,4 | 11...17 | 40 | 1,2 | 420 |
| 4 | DIG COMPAC 14 | 14,4 | 12...17 | 40 | 1,2 | 450 |
| 5 | PRO PAC 14 | 14,4 | 13...17 | 60 | 2,3 | 495 |
| 6 | PRO PAC 13 | 13,2 | 11...15,5 | 55 | 2,1 | 485 |
| 7 | TRIMPAC 14 | 14,4 | 12...17 | 40 | 1,2 | 310 |
| 8 | TRIMPAC 13 | 13,2 | 11...17 | 36 | 1,1 | 300 |
| 9 | COMPAC 14 | 14,4 | 12...17 | 40 | 1,2 | 310 |
| 10 | COMPAC 13 | 13,2 | 11...15,5 | 36 | 1,1 | 300 |
| 11 | PRO PAC 90 | 12,0 | 10...14 | 48 | 1,7 | 380 |
Аккумуляторы, которые можно использовать для электропитания видеокамеры модели DXC-327/637/D30/PVV3 мощностью 22 Вт и рабочим напряжением 12…17 В:
• 1; 4; 5; 7; 9.
- видеокамеры мощностью 24 Вт и рабочим напряжением 10…15 В:
• 11.
№ 60
Оператору для четырехчасовой внестудийной съемки без перезаряда аккумуляторов DIG PRO РАС 14, если съемка осуществляется видеокамерой модели WV-565/PVV2 мощностью 26 Вт и рабочим напряжением 9…16,5 В, потребуется:
• 2 аккумулятора.
№ 61,62
Значение пускового момента двигателя.
• 1,5.
Величина критического скольжения двигателя.
• 0,2.
№ 63
Динамический момент при скорости вращения двигателя 2400 об/мин.
• 1,5.
№ 64
Значение установившейся скорости двигателя в режиме устойчивого движения.
• 400 оборотов в минуту.
№ 65
Двигатель после отключения источника электропитания, если приведенный к валу момент инерции составляет 0,1 кг#math#v(м,2), будет останавливаться:
• 2,1 сек.
№ 66
Определить приближенно сколько времени будет разгоняться двигатель от нуля до установившейся скорости, если приведенный к валу двигателя момент инерции составляет 0,1 кг*м². Принять момент двигателя равным среднему значению момента на участке разгона.
• 1 сек.
№ 67
Передаточное число передаточного устройства электропривода бытового электропроигрывателя, если скорость вращения диска электропроигрывателя составляет 33 1/3 об/мин при скорости вращения электродвигателя 7,1 рад/с:
• 6.
№ 68
Механические характеристики электродвигателя 1 и нагрузки 2 изображены на рисунке, а приведенный к валу двигателя момент инерции всей системы равен 0,01 кг*м²:
• Постоянная времени электропривода БРЭА - 13 миллисекунд.
№ 69
Электродвигатель прямоприводного электропривода БРЭА с моментом инерции двигателя 0,03 кг·м² вращает механизм с моментом инерции 0,001 кг·м², обеспечивая ему скорость 33 1/3 об/мин и нагрузочный момент 0,1 Н·м. Время торможения системы после отключения двигателя:
• 0,37 сек.
№ 70
Определить время разгона системы прямоприводного электропривода БРЭА при моменте двигателя 0,5 Н·м, если момент нагрузки механизма равен 0,15 Н·м и его установившаяся скорость должна стать равной 25 об/мин. Момент инерции на валу двигателя и механизма составляют, соответственно 0,01 и 0,002 кг*м².
• 90 миллисекунд.
№ 71
Схема включения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, которой соответствует характеристика 1.
• последовательное добавочное сопротивление в цепи якоря и сопротивление, шунтирующее цепь якоря.
№ 72,73,74,75
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения, использующийся в электроприводе БРЭА, имеет номинальные данные:
питающее напряжение 24 В
ток нагрузки 1 А
скорость вращения 68 рад/с
сопротивление якоря 3,6 Ом
коэффициент полезного действия 0,68
Величина питающего напряжения, допустимого для пуска данного двигателя при ограничении пускового тока до 2 от номинального:
• 7,2 вольт.
Величина питающего напряжения, обеспечивающего снижение скорости при номинальной нагрузке в четыре раза относительно номинальной скорости двигателя:
• 8,7 вольт.
Величина сопротивления, обеспечивающего при его последовательном включении в цепь якоря снижение скорости при номинальной нагрузке в два раза относительно номинальной скорости двигателя:
• 10,2 ом.
Величина сопротивления, необходимого для динамического торможения двигателя в одну ступень при ограничении тока в 2,5 раза относительно номинального:
• 6 ом.
№ 76-80
питающее напряжение 9 В
ток нагрузки 0,5 А
скорость вращения 72 рад/с
сопротивление якоря 3,6 Ом
коэффициент полезного действия 0,72
Потери мощности двигателя при номинальной нагрузке, если питающее напряжение и поток возбуждения номинальны, а добавочные сопротивления отсутствуют:
• 1,4 ватт.
Коэффициент полезного действия электромеханической системы при номинальной нагрузке, при снижении питающего напряжения на 50 процентов относительно номинального:
• 58%.
Доля переменных потерь мощности при номинальной нагрузке, если двигатель подключается к источнику электропитания через последовательное сопротивление 3,6 Ом, относительно переменных номинальных потерь, увеличится в:
• 2 раза.
Доля постоянных потерь мощности при номинальной нагрузке, если двигатель подключается к источнику электропитания через последовательное сопротивление 3,6 Ом, относительно постоянных номинальных потерь уменьшится в:
• 4 раза.
Величина сопротивления, обеспечивающего ограничение тока в режиме торможения двигателя противовключением до 2,5 от номинального:
• 10,8 Ом.
№ 81
Номинальная скорость асинхронного двигателя при электропитании от электросети общего назначения равна 1350 об/мин. Номинальное скольжение двигателя:
• 0,1.
№ 82
Асинхронный двигатель, если его номинальная скорость при электропитании от электросети общего назначения составляет 72 рад/с, имеет:
• 4 пары полюсов.
№ 83
Номинальная скорость асинхронного двигателя при электропитании от электросети общего назначения равна 2800 об/мин. Частота питающего напряжения, обеспечивающего снижение скорости холостого хода двигателя в два раза относительно скорости холостого хода на естественной характеристике:
• 25 герц.
№ 84
Номинальная скорость синхронного двигателя при электропитании от источника напряжения 50 Гц равна 33 1/3 об/мин. Частота питающего напряжения, обеспечивающего увеличение скорости двигателя на 25 процентов относительно номинальной:
• 62,5 герц.
№ 85
Элементы конструкции малоинерционного двигателя БРЭА торцевого типа
• 1 – ведущий вал; 2 – обмотки статора; 3 – датчик положения ротора; 4 – магнит ротора; 5 – основание и печатная плата; 6 – многополюсный магнит; 7 – датчик частоты вращения.
№ 86
На рисунке изображены механические характеристики двигателя 1 и нагрузки 2.
• Критический момент двигателя - 1,4 Нм;
• Если питающее напряжение уменьшится на 25 %, двигатель остановится.
№ 87
• Пусковой момент двигателя, если питающее напряжение уменьшится на 20 % равен 0,96 Нм, он не является достаточным для пуска в ход двигателя.
№ 88
Схема подключения обмоток “а1-а2 а3-а4 а5-а6 а7-а8”
• А-D H-E G-B F-C.
№ 89,90
Если ротор двигателя занимает положение, указанное на рисунке; транзистор, подключенный базой к выводу 3 датчика, закрыт, а к выводу 4 – открыт, если датчик положения находится в области действия северного полюса магнита ротора, и наоборот.
• ток протекает по фазным катушкам W2-W3.
Если транзистор, подключенный базой к выводу 3 датчика, закрыт, а к выводу 4 – открыт, если датчик положения находится в области действия северного полюса магнита ротора, и наоборот; если ток протекает от начала обмотки к концу, то соответствующие полюса имеют полярность S и N.
• Направление вращения двигателя - по часовой стрелке.
№ 91
Условие баланса в схеме стабилизации скорости двигателя кассетного магнитофона
• #math#l(R,1)/#l(R,2)$=$#l(R,3)/#l(R,4).
№ 92
Тип двигателя, для управления которым предназначена схема
• синхронный двигатель с датчиками положения.
№ 93
• синхронный двигатель без датчиков положения.
№ 94
Временные диаграммы токов обмоток.
• трехсекционный шаговый двигатель.
№ 95
• четырехсекционный шаговый двигатель.
№ 96
Основная причина, обуславливающая применение схем с широтно-импульсной модуляцией при управлении двигателями:
• снижение потерь мощности и повышение коэффициента полезного действия.
№ 97
Номера временных интервалов, на которых четырехсекционный двигатель имеет наибольший момент на валу.
• 1; 3; 5; 7.
№ 98
- трехсекционный двигатель.
• 1; 3; 5.
№ 99
Схема управления.
• двигатель постоянного тока.
№ 100
Величина шага шагового двигателя при основном однофазном способе возбуждения обмоток, если число пар полюсов ротора равно 12.
• 7,5 градусов.
| на главную | база по специальностям | база по дисциплинам | статьи |
Другие статьи по теме
