Контрольные вопросы

К лекции 3:

1. Сформулируйте определение для электрического тока, электрической цепи.

2. Какие элементы электрической цепи Вы знаете? Дайте им определение.

3. Перечислите известные Вам компоненты электрических цепей. Нарисуйте и поясните их вольт-амперные характеристики.

4. Нарисуйте трехфазную систему напряжений и охарактеризуйте ее. Чему равно действующее значение напряжения (тока) в такой электрической цепи. Поясните физическую сущность понятия “действующее значение”.

5. Какие законы для электрической цепи Вы знаете? Поясните их.

6. Какие электродвигатели вращательного движения Вы знаете? Поясните их конструктивные особенности. Нарисуйте механические характеристики, укажите, в чем они схожи и каковы отличия.

7. Поясните принцип действия двигателей постоянного тока, асинхронного и синхронного двигателей переменного тока.

8. Укажите особенности конструкции линейного электродвигателя.

9. В чем заключается принцип обратимости электрических машин. Каким образом это позволяет повысить энергетическую эффективность мехатронных систем?

К лекции 4:

1. Вспомните из лекции 3 и перечислите способы регулирования скорости двигателя постоянного тока, асинхронного и синхронного двигателя переменного тока.

2. Какие силовые электронные преобразователи, применяемые для управления электродвигателями, Вы знаете?

3. Поясните принцип выпрямления переменного тока в постоянный. Какое свойство диода при этом используется?

4. Нарисуйте схему трехфазного выпрямителя с нулевой точкой и поясните принцип ее действия.

5. Нарисуйте и поясните принцип действия трехфазной мостовой схемы выпрямления.

6. Как используется трансформатор в трехфазной нулевой и трехфазной мостовой схемах выпрямления?

7. Вспомните принципиальное отличие тиристора от диода. Объясните принцип регулирования напряжения в тиристорных преобразователях на примере трехфазной нулевой схемы выпрямления.

8. Какие типы силовых преобразователей частоты Вы знаете? Назовите ступени преобразования электрической энергии в них.

9. Нарисуйте принципиальную схему одной фазы преобразователя частоты с непосредственной связью. На примере временных диаграмм поясните принцип ее действия.

10. Объясните причину ступенчатого регулирования частоты в преобразователях с непосредственной связью. Какие частоты выходного напряжения в них можно получить?

11. Нарисуйте структурную схему преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Поясните назначение каждого ее элемента.

12. На примере однофазного мостового инвертора поясните принцип широтно-импульсной модуляции инвертора напряжения.

13. Какую функциональную нагрузку в схеме инвертора напряжения несут обратные диоды? К каким негативным последствиям привело бы их отсутствие?

Глава 2. Гидропривод мехатронных устройств

Движение рабочего органа в мехатронной системе в ряде случаев может осуществляться от гидравлических приводов. Схема передачи энергии в приводе такого типа приведена на рис. 2.1.

В гидроприводах происходит трехступенчатое преобразование энергии. Первоначально электрическая или тепловая энергия преобразуется в механическую, а затем в гидравлическую. В этой форме энергия перемещается, управляется или регулируется и затем снова преобразуется в механическую энергию.

Для первоначального преобразования энергии используются электродвигатели, реже двигатели внутреннего сгорания, еще реже ручной привод. Преобразование механической энергии в гидравлическую выполняется гидравлическими насосами.

Управление координатами осуществляется специальными гидроаппаратами – клапанами, гидрораспределителями, дросселями и регуляторами расхода.

Исполнительными двигателями гидравлических систем являются: гидроцилиндры – устройства создающие определенные усилия при поступательных (линейных) перемещениях; гидромоторы – устройства, преобразующие гидравлическую энергию в энергию вращательного движения и поворотные гидроцилиндры, осуществляющие поворотное движение выходного вала на угол до 280 градусов.

Основными достоинствами гидроприводов являются большие усилия при компактном исполнении (отношение удельной мощности гидромоторов к электродвигателям 1:10 и более), а также высокое быстродействие при передаче поступательных перемещений.