temeprsrd

Tema Proiect 1

Se da o MI cu datele:Pn=1.1kW, fn=50Hz, In=4.82A, Vn=380V/Y,2p=4R1=5.314OhmR2=5.636 Ohm

Unde:C0=0.068835HC1=-0.0H3088H/A0.5

C2=0.012381H/AC3=0.001773H/A1.5

Unde:C0=0.002093HC1=3.3311HC2=-10.6093HC3=17.1183HC4=-13.2716HC5=3.93556H

J=0.043kgm2

B=0.0019Nm*s

a. Stabilitatea in bucla deschisa la U/f ct la diferite frecvente? Cercetaţi existenţa unor cicluri limită pentru un domeniu de frecvenţă de la 5Hz la 100Hz. Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

b. Stabilitatea sistemului in buclă deschisă cu compensarea frecventei de alunecare sensorless. Răspunsul in frecventă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

c. Stabilitatea sistemului in buclă deschisă cu compensarea frecventei de alunecare cu turaţia măsurată. Răspunsul in frecventă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. e se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

d. Reglaj vector control cu turaţia măsurata. Stabilitatea sistemului in buclă deschisă cu compensarea frecventei de alunecare. Răspunsul in frecventă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

e. Reglaj DTC cu turaţia măsurată. Stabilitatea sistemului in buclă deschisă cu compensarea frecventei de alunecare. Răspunsul in frecventă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. e se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

f. Reglaj vector control sensorless. Stabilitatea sistemului in buclă deschisă cu compensarea frecventei de alunecare. Răspunsul in frecventă pt. un domeniu de 2Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii rezistentei din rotor cu 25%.

g. Control de poziţieMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 2 rotaţii pentru o deplasare de 10mm. Sarcina deplasata este de 500kg.Se proiectează regulatoarele de poziţie, viteza si curent.Răspunsul la semnal de intrare treaptă răspuns in frecventă;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de forţă egala cu forţa nominală (se calculează considerând cuplul nominal al motorului), si la perturbaţii de forţă sinusoida.

Tema P2

Se da o MSMP trifazata conexiune stea cu MP interiori cu parametrii:2p=4;Mn=20NmRs=2.2OhmLd=0.018HLq=0.034HΨPM=0.5Wb la200C, valoare de vârf.J=1e-3 kgm2

B= 1e-3Nm*sMaşina este alimentata printr-un convertor static de la reţea monofazată Un=220V, 50Hz.

a. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent de tip bipoziţional in coordonatele fazelor se cere: Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C

b. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent de tip PID in coordonatele fazelor se cere: Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C

c. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent in coordonatele sincrone de tip PID. Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C.

d. Control de poziţieMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 2 rotaţii pentru o deplasare de 10mm. Sarcina deplasata este de 500kg.Se proiectează regulatoarele de poziţie, viteza si curent.Răspunsul la semnal de intrare treaptă răspuns in frecventă;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de forţă egala cu forţa nominală (se calculează considerând cuplul nominal al motorului), si la perturbaţii de forţă sinusoida.

d. Control de forţăMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 1 rotaţii pentru o deplasare de 1mm. Forţa de reacţie a sistemului poate fi scrisa sub forma:

Unde x1=1mm, k=50kN/m.Stabiliţi o lege de reglare pentru a realiza o forţă de presare de 100kN. Se va considera poziţia iniţiala a sistemului x0 egală cu 0, +0.5mm, -0.5mm

Observaţie:Se considera o lege de variaţie a fluxului MP cu temperatura de tipul:

αΨPM=0.0015.

Tema P3Se da o MSMP trifazata conexiune stea cu MP exteriori cu parametrii:2p=4;Mn=35NmRs=2.2OhmLd=0.018HLq=0.018HΨPM=0.9Wb la200C, valoare de vârf.J=2e-3 kgm2

B= 1.5e-3Nm*sMaşina este alimentata printr-un convertor static de la reţea trifazata Un=380V, 50Hz.

a. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent de tip bipoziţional in coordonatele fazelor se cere: Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C.

b. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent in coordonatele sincrone de tip PID. Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C

c. Control de poziţieMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 2 rotaţii pentru o deplasare de 10mm. Sarcina deplasata este de 500kg.Se proiectează regulatoarele de poziţie, viteza si curent.Răspunsul la semnal de intrare treaptă răspuns in frecventă;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de forţă egala cu forţa nominală (se calculează considerând cuplul nominal al motorului), si la perturbaţii de forţă sinusoida.




αΨPM=0.0015.

Tema P4

Se da o MSR cu datele:Pn=1.1kW, fn=50Hz, In=4.82A, Vn=380V/Y,2p=4R1=5.314OhmLq=0.13H

Unde:C0=0.002093HC1=3.3311HC2=-10.6093HC3=17.1183HC4=-13.2716HC5=3.93556H

J=0.043kgm2

B=0.0019Nm*sMaşina este alimentata printr-un convertor static de la reţea trifazata Un=380V, 50Hz.

a. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent de tip bipoziţional in coordonatele fazelor se cere: Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%.

b. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent in coordonatele sincrone de tip PID. Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%.


Tema P5

Se da un motor de tip BLDC, trifazat, conexiune stea cu parametri:

Rs=11mΩLs=51μHM=7.5 μHKe=0.01Vs/radJ=0.001kgm2

B=0.0002Vndc=12VTn=4.5NmIn=56ANn=1200rpm2p=8

a. Control de viteza.Se proiectează regulatoarele de viteza si curent.Răspunsul la treaptă de viteză egala cu viteza nominală;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de cuplu egala cu cuplul nominal.Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Răspunsul in viteza la perturbaţie sinusoidală de cuplu.Control trapezoidal de curent cu 1200 unghiul de conducţie.

b. Control de poziţieSe proiectează regulatoarele de poziţie, viteza si curent.Răspunsul la semnal de intrare treaptă răspuns in frecventă;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de cuplu egala cu cuplul nominal, si la perturbaţii de cuplu sinusoida.

c. Control de forţăMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 10 rotaţii pentru o deplasare de 1mm. Forţa de reacţie a sistemului poate fi scrisa sub forma:


Tema P6

SRMPentru motorul cu reluctanţa comutată cu 6/4poli se da inductanţa si fluxul funcţie de curent si poziţie [1].V=150 % voltageR=1.30; % phase resistanceJ=0.0013; % inertial valueF=0.0183; % friction coefficient

[1]. F. Soares and P.J. Costa Branco, Simulation of a 6/4 Switched Reluctance Motor Based on Matlab/Simulink Environment, Laboratório de Mecatrónica Instituto Superior Técnico, Av. Rovisco Pais, 1049-01, Lisboa Codex, Fax Nº 351-21-8417167,E-mail: [email protected],Portugal

a. Elaboraţi o metoda de control ca motor având ca referinţă viteza prescrisa. Pentru o tensiune de alimentare a convertorului de 300Vdc, studiaţi – răspunsul la semnal treapta pana la 9000rpm. Studiaţi răspunsul la o perturbaţie treaptă de cuplu de 5Nm la o turaţie de 3000rpm. La aceiaşi turaţie studiaţi răspunsul la o perturbaţie de cuplu oscilant.

b. Elaboraţi o metoda de control in regim de generator. Pentru un cuplu de antrenare dat (5Nm) si o tensiune in circuitul intermediar data controlaţi maşina pentru a obţine puterea maxima fără a depăşi curentul maxim. Tensiunea continua pe care debitează invertorul este de 300V.




Tema P7

ElectrovalvăSe considera actuatorul liniar din Electric Machines, I. Boldea, L. Tutelea, CRC, pp.596-608 cu 20 spire pe bobina. Utilizând un invertor monofazat alimentat la Vdc 42V, sa se conceapă o lege de reglare astfel încât electrovalva sa poată fi comutata intre cele 3 poziţii stabile (-4, 0, +4)mm. Viteza maxima de impact trebuie să fie mai mică de 0.1m/s.Masa mobilă a sistemului este de 0.17kg.

Tema P8

Oscilo motor liniarConsiderând o maşina cu mişcare oscilatorie [1] cu parametrii R=9Ohm, L=0.22H, kf=104Wb/m, ks=146kN/m (constanta elastica a arcului), lungimea cursei 10mm (+/- 5mm) si masa piesei in mişcare 2kg, o forţă de frecare uscata de 2.35Nm si un coeficient de frecare vâscoasa de 17Ns/m.

a. Concepeţi un sistem de reglaj astfel încât sa produceţi oscilaţi de amplitudine constanta la frecventa de rezonanta mecanica. Amplitudinea oscilaţiilor este mărimea reglata. Analizaţi stabilitatea acestora in raport cu perturbaţia de forţă (Fc si cf) de tip treapta sau oscilatorie cu o amplitudine egală cu pana la 500N. Tensiunea continua a convertorului este de 300V.b. Funcţionare in regim de generator. Concepeţi un sistem de reglaj astfel incat pentru o frecventă si amplitudine de oscilaţie mecanica data să se extragă energia electrica maxima.

[1] L. Tutelea, Myung Chin Kim, M. Topor, Ju Lee, I. Boldea, Linear permanent magnet oscilatory machine: comprehensive modeling for transients with validation by experiments, IEEE Trans. On Ind. Electronics, vol. 55 no.2, 2008, p. 492.

Tema P9

Se da o maşina sincrona:Pn=810; %kWnn=375; %rpmfn=50; %HzUn=6000; %VIn=92; %A cos_fin=0.9; etan=0.94; Uexn=63.5; %VIexn=150; %AUex0=39.2; %VIex0=92.5; %AMp_r=1.03; %cuplu de pornire raportatIp_r=4.95; %curent de pornire raportatIex_max=210; %AUex_max=90; %Vsk=0.045; %alunecarea criticaMka_r=1.95; %cuplu critic asincron raportatMks_r=2; % cuplu critic sincron raportat

Js=56.095kgm2

a. Pentru funcţionarea in regim de motor sincron sa se controleze excitaţia astfel încât motorul sa funcţioneze la factor de putere unitar. Sa se analizeze stabilitatea (răspunsul) la o variaţie treapta a cuplului rezistent respectiv la o variaţie sinusoidala. Ce se întâmpla daca tensiunea reţelei variază cu 10% din valoarea nominala. Ce se întâmpla daca tensiunea reţelei scade la 50% din valoarea nominala pentru 1s.

b. Funcţionarea in regim de generator la reţea. Considerând maşina de antrenare cu un răspuns in cuplu similar unui sistem de ordinul 1 liniar (pana la 120%din cuplul nominal) cu o constanta de timp de 4.5s sa se conceapă un sistem de control al puterii active si reactive. Analizaţi comportarea sistemului la cere treapta de putere activa, respectiv reactiva. Ce se întâmplă la o variaţie cu 10% a tensiunii. Dar in cazul unui scurt circuit cu o durata de 2s.

c. Funcţionare in regim de generator autonom . Considerând maşina de antrenare cu un răspuns in cuplu similar unui sistem de ordinul 1 liniar (pana la 120%din cuplul nominal) cu o constanta de timp de 4.5s sa se conceapă un sistem de control al tensiuni la bone in condiţiile in care sarcina (activa respectiv reactiva) are variaţii treapta sau oscilaţii sinusoidale.

Observaţie: maşina de antrenare nu poate produce cuplu negativ.

Tema P10Filtru activ de tip Paralel

V1 este o sursa trifazata de tensiune cu valoarea efectiva de linie 400V, si frecventa 50Hz. Z1 impedanţa interna a sursei formata din R1=0.01Ω si L1=01mH. Filtru activ se considera prin componentele pasive Z2 dat prin (L2=0.5mH si R2=0.03 Ω) bateria de condensatoare C1 formata din 3 condensatori de capacitate 18μF fiecare, conectaţi in triunghi si un invertor trifazat format din 6 transistoare si un condensator Cdc=1mF. Sarcina este un consumator care introduce distorsiuni armonice date prin curentul armonicilor superioare.

Im5=180A, Im7=110A,Im11=70A, Im13=50A. Amplitudinea nominala a curentului pe fundamentala este de 500A.Sa se conceapă o lege de control pentru modularea in lăţime de puls (cele 6 transistoare de la convertor) astfel încât distorsiunile armonice la bornele filtrului activ (condensatorul C1) sa fie mai mici de 2%.Cum reacţionează controlul propus daca curentul de sarcina scade brusc (pe fundamentala si pe armonici) de 10 ori. Dar daca amplitudinea curenţilor de sarcina pulsează lent intre o încărcare de 25% si 75%.

Tema P11IEEE Trans on Ind. Applic. Vol 46 No. 1 2010 pp.331

a. Turbina eolianaSe da un sistem format dintr-o turbina eoliana generator sincron si un convertor static. Sa se determine o lege de reglaj pentru convertor astfel incat sistemul sa transmită in reţea energia maxim posibila. Studiaţi comportarea sistemului in cazul unor rafale de vânt.

b. Aceiaşi problema pentru un generator de inducţie cu Rr=0.4Ω, Lm=180mH, Lss=6mH, Lrs=5mH.

c. Studiaţi comportarea sistemului turbina-generator sincron - invertor in regim autonom. Cum variază tensiunea la o variaţie brusca de sarcina.

d. Studiaţi comportarea sistemului turbina-generator inductie - invertor (descris la punctul b) in regim autonom. Cum variază tensiunea la o variaţie brusca de sarcina.

Tema P12

Celula fotovoltaica 1.

Se da un panou solar format din 100 celule solare având caracteristica din fig.1. Panoul alimentează prin intermediul unui convertor o sarcina prevăzută cu un sistem de stocare echivalat printr-o sursa de tensiune si o rezistenta serie. Tranzistorul T1 de tip MOS din convertor lucrează in comutaţie la o frecventa de 20kHz.Rezistenta in stare de conducţie a tranzistorului MOS se consideră 0.1Ohm, iar căderea de tensiune pe dioda in conducţie este de 0.75V. Inductanţa se alege astfel incit pulsatile de curent prin fotocelula sa fie mai mici de 2%din curentul maxim.

Sa se deducă o lege de reglare a factorului de modulaţie astfel incat convertorul sa extragă puterea maxima pentru orice nivel de radiaţie cuprins intre 200W/m2 si 1000W/m2.

a. Panoul este format din 4 ramuri de celule conectate in paralel fiecare ramura fiind formata din 25 celule conectate in serie. Tensiunea electromotoare a sarcinii echivalente este de 12V si rezistenta serie de 0.15Ohm.Analizaţi comportarea sistemului daca tensiunea echivalenta a bateriei de stocare este 10, 11, 12, 13, 14V. Cum se comporta sistemul daca tensiunea interna a sursei de stocare variază sinusoidal intre 11.5 si 13.5V. Variaţia puterii de ieşire la o variaţie sinusoidala a radiaţiei intre 200W/m2 si 1000W/m2 cu o frecventă maxima de 2Hz (răspunsul in frecventa).

b. Panoul este format prin conectate in serie a 100 celule solare. Tensiunea electromotoare a sarcinii echivalente este de 48V si rezistenta serie de 2Ohm.Analizaţi comportarea sistemului daca tensiunea echivalenta a bateriei de stocare este 42, 45, 50, 54 V. Cum se comporta sistemul daca tensiunea interna a sursei de stocare variază sinusoidal intre 44 si 52V. Variaţia puterii de ieşire la o variaţie sinusoidala a radiaţiei intre 200W/m2 si 1000W/m2 cu o frecventă maxima de 2Hz (răspunsul in frecventa).

Tema P13

Celula fotovoltaica 2Se da un panou solar format din 100 celule solare având caracteristica din fig.1. Panoul alimentează prin intermediul unui convertor o sarcina prevăzuta cu un sistem de stocare echivalat printr-o sursa de tensiune si o rezistenta serie. Tranzistorul T1 de tip MOS din convertor lucrează in comutaţie la o frecventa de 20kHz.Rezistenţa in stare de conducţie a tranzistorului MOS se consideră 0.1Ohm, iar căderea de tensiune pe dioda in conducţie este de 0.75V. Inductanţa se alege astfel incat pulsatile de curent prin fotocelula sa fie mai mici de 2%din curentul maxim.

Sa se deducă o lege de reglare a factorului de modulaţie astfel incat convertorul sa extragă puterea maxima pentru orice nivel de radiaţie cuprins intre 200W/m2 si 1000W/m2.

a. Panoul este format din 2 ramuri de celule conectate in paralel fiecare ramura fiind formata din 50 celule conectate in serie. Tensiunea electromotoare a sarcinii echivalente este de 12V si rezistenta serie de 0.15Ohm.Analizaţi comportarea sistemului daca tensiunea echivalenta a bateriei de stocare este 10, 11, 12, 13, 14V. Cum se comporta sistemul daca tensiunea interna a sursei de stocare variază sinusoidal intre 11.5 si 13.5V. Variaţia puterii de ieşire la o variaţie sinusoidala a radiaţiei intre 200W/m2 si 1000W/m2 cu o frecventă maxima de 2Hz (răspunsul in frecventa).

b. Panoul este format prin conectate in serie a 100 celule solare. Tensiunea electromotoare a sarcinii echivalente este de 24V si rezistenta serie de 0.5Ohm.Analizaţi comportarea sistemului daca tensiunea echivalenta a bateriei de stocare este 20, 22, 24,26 28 V. Cum se comporta sistemul daca tensiunea interna a sursei de stocare variază sinusoidal intre 22 si 26V. Variaţia puterii de ieşire la o variaţie sinusoidala a radiaţiei intre 200W/m2 si 1000W/m2 cu o frecventă maxima de 2Hz (răspunsul in frecventa).

c. Toate celulele legate in serie. Utilizarea unui convertor ridicător coborâtor de tensiune. Tensiunea normala a bateriei de 42V cu variaţii intre 36 si 44V. Variaţia puterii de ieşire la o variaţie sinusoidala a radiaţiei intre 200W/m2 si 1000W/m2 cu o frecventă maxima de 2Hz (răspunsul in frecventa).

Tema P14. Reglarea temperaturii unui fluid

Tema P15Sistem calorimetric

Tema P16BEGAIEEE Transs on Ind. Aplic. Vol 46, n01, 20-10 pp.150

Pn=2.2kW,Vn=22V,In=67A,Iext=5A,2p=4,Rs=0.05OhmLq=0.455mH,Ld=1.8mH,Psipm=0.0136Wb,Rext=6.5Ohm,Lext=0.3H,Lmf=16.5mH,J=0.0163kgm2,B=1.5e-4 Nms, - coeficient de frecare vâscoasa

a. Considerând funcţionarea ca generator care debitează pe o sarcina Rs=2Ohm si o baterie tampon de 48V (cu rezistenta interna de 0.1Ohm) printr-un redresor cu diode (căderea de tensiune este de 0.8V pe o dioda in conducţie) sa se deducă o lege de reglare a excitaţiei astfel incat tensiunea la ieşire sa rămână constanta pentru o variaţie a turaţiei generatorului intre 1500 si 9000rpm. Analizaţi răspunsul sistemului in frecventă. Ce se întâmpla daca rezistenţa scade brusc la 0.9Ohm. Dar daca este deconectata. Înlocuiţi rezistenta cu o sursa de curent sinusoidal cu amplitudinea maxima 25A si un bias de 25A. Analizaţi comportarea sistemului la câteva valori ale turaţiei.

b. Considerând funcţionarea ca motor alimentat de la o baterie de 48V printr-un invertor trifazat si un variator de tensiune continua, concepeţi o strategie de reglaj pentru cele doua convertoare. Analizaţi răspunsul in frecventă daca maşina de lucru adăuga o inerţie de 0.1kgm2. Dar daca momentul de inerţie adăugat este de 1Nms (motorul acţionează un mic vehicul).

Tema P17Control SOC baterie cu generator cu poli gheara

a. Sistem 12Vb. Sistem 42V

Tema 18 MCCSe da un servomotor de cc utilizat pentru poziţionare având datele:Vn=110VIn=30AΨPM=0.5WbRa=0.2ΩLa=1mHJ=0.08kgm2

Mişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 2 rotaţii pentru o deplasare de 10mm. Sarcina deplasata orizontal este de 2000kg.Sa se realizeze un sistem de poziţionare. Se va analiza răspunsul sistemului la treapta de poziţie de 250mm, si răspunsul in frecventă la prescrierea unei deplasări oscilatorie cu amplitudinea de maximum 250mm. Se va analiza răspunsul sistemului la o perturbaţie de forţă treapta de 18kN si răspunsul in frecventă la o perturbaţie de forţa cu amplitudinea 18kN.

a. In mecanismul de transformare a mişcării apare o forţa de frecare uscata de 150N.b. Mecanismul de transformare a mişcării are un joc de 0.5mm.

Tema P19Mcc2

Se da un MCC cu Pn=3.5kW, Vn=220V, nn=3000rpm, Ra= 1.2Ohm, La=15mH, Jr=0.025kgm2, 2ΔVp=1V, Pmec+Pfe=0.0045Ω2 [W], este alimentat printr-un convertor static in 4 cadrane (cu Vdon=0.85V si VIGBon=2.25V) de la o sursa de 230V, si acţionează un cărucior de masa m=2000kg prin intermediul unui mecanism cu factorul de transmisie 1m/50rpm. Coeficientul echivalent de frecare uscata dintre cărucior si plan este de 0.01. Frecventa maxima de comutaţie la convertor este de 20kHz.

a. Sa se proiecteze un sistem de poziţionare rapida dar fără suprareglare. Se va analiza cazul unei prescrieri treapta de poziţie x= 2m. Analizaţi performantele dinamice ale sistemului x=x0sin(ωt). Considerând x0=2m, pana la ce frecventa eroarea dinamica maxima este mai mica de 1mm.Analizaţi comportarea sistemului când asupra căruciorului acţionează o forţă perturbatoare cu variaţie treaptă de 2000N. Ce se întâmplă daca forţa variază sinusoidal in timp.

b. Sa se proiecteze un sistem de poziţionare rapida dar fără suprareglare. Se va analiza cazul unei prescrieri treapta de poziţie x= 2m. Calculaţi energia absorbita din reţeaua de cc necesara deplasării căruciorului din x=0 in x=2m. Reproiectaţi sistemul de reglaj astfel încât energia necesara sa fie minima. Cu cat a crescut timpul de reglaj. Reprezentaţi grafic energia absorbita funcţie de timpul de reglaj.

c. Sa se proiecteze un sistem de poziţionare rapida dar fără suprareglare. Se va analiza cazul unei prescrieri treapta de poziţie x= 2m. Analizaţi comportarea sistemului când asupra căruciorului acţionează o forţă perturbatoare cu variaţie treaptă de 3000N. Sistemul este in echilibru la x=0, si o forţa perturbatoare de 3000N. Brusc tensiune de alimentare scade cu 20%. Analizaţi răspunsul sistemului. Ce se întâmpla daca tensiunea de alimentare scade la 0 pentru 1s si apoi revine la valoarea nominala.

Tema P20Redresor si convertor ridicător de tensiune

V1 o sursa de tensiune sinusoidala cu frecventa de 50Hz, a cărei amplitudine se poate modifica. L1=0.12mH, L2= 0.6mH, C1=5μF, C2=1mF, Vdon=0.85V, VIGBT_on=2V. Tranzistorul IGBT lucrează in regim de comutaţie, frecventa maxima de comutaţie 20kHz.a. Sa se conceapă o lege de control a modulaţiei in lăţime de puls astfel incat tensiunea la ieşire (C2) sa fie menţinuta la 300V in condiţiile in care valoarea efectiva a tensiunii de intrare V1 variază intre 110V si 230V considerând curentul de sarcina constant de 1A. De asemenea se va urmării ca distorsiunile tensiunii la bornele lui C1 sa fie mai mici de 3%. Ce se întâmplă daca curentul de sarcina scade la 0.1A. Dar daca creste la 5A. Cum se comporta controlul daca curentul de sarcina are o componenta constanta de 1A si o componenta alternativa cu amplitudinea de 0.5A. Analizaţi răspunsul in frecventa. Cum se comporta controlul in momentul conectării, considerând confesatorul C2 complet descărcat.

Tema P21 Redresor si convertor coborâtor de tensiune

V1 o sursa de tensiune sinusoidala cu frecventa de 50Hz, a cărei amplitudine se poate modifica. L1=0.5mH, C1=50μF, Vdon=0.85V, VIGBT_on=2V. Tranzistorul IGBT lucrează in regim de comutaţie, frecventa maxima de comutaţie 20kHz.a. Sa se conceapă o lege de control a modulaţiei in lăţime de puls astfel incat tensiunea la ieşire (C1) sa fie menţinută la 100V in condiţiile in care valoarea efectiva a tensiunii de intrare V1 variază intre 110V si 230V considerând curentul de sarcina constant de 1A. Ce se întâmplă daca curentul de sarcina sacade la 0.1A. Dar daca creste la 5A. Cum se comporta controlul daca curentul de sarcina are o componenta constanta de 1A si o componenta alternativa cu amplitudinea de 0.5A. Analizaţi răspunsul in frecventa pentru diferite amplitudini ale componentei alternative a curentului absorbit.Cum se comporta controlul in momentul conectării, considerând condensatorul C1 complet descărcat.

Tema P22 Redresor si convertor ridicător coborâtor de tensiune

V1 o sursa de tensiune sinusoidala cu frecventa de 50Hz, a cărei amplitudine se poate modifica. L1=0.5mH, C1=50μF, Vdon=0.85V, VIGBT_on=2V. Tranzistorul IGBT lucrează in regim de comutaţie, frecventa maxima de comutaţie 20kHz.a. Sa se conceapă o lege de control al modulaţiei in lăţime de puls astfel incat tensiunea la ieşire (C1) sa fie menţinută la 250V in condiţiile in care valoarea efectiva a tensiunii de intrare V1 variază intre 110V si 230V considerând curentul de sarcina constant de 1A. Ce se întâmplă daca curentul de sarcina scade la 0.1A. Dar daca creste la 5A. Cum se comporta controlul daca curentul de sarcina are o componenta constanta de 1A si o componenta alternativa cu amplitudinea de 0.5A. Analizaţi răspunsul in frecventa pentru diferite amplitudini ale componentei alternative a curentului absorbit.Cum se comporta controlul in momentul conectării, considerând condensatorul C1 complet descărcat.

Tema P23Generator de inducţie autonom si compensator staticIEEE Trans. on Ind. Applic. Vol 46 No 1 January/February 2010 pp. 94-101

Sa se realizeze o lege de reglare a compensatorului static astfel incat la o variaţie a sarcini active de la 10% din sarcina nominala la sarcina nominala sa se păstreze tensiunea constanta. Sa se analizeze stabilitatea tensiuni in cazul unor fluctuaţii de sarcină. Se considera un factor de putere de 0.8 pentru sarcina.

Tema 24

Încălzirea unei bateriiDatele de material – oferite de către producător - pentru celula de tip Li-ion Sony 26650 sunt după cum urmează :

- densitate globală: ρ =2.593*103[kg/m3];- căldură specifică globală: c=900 [J/kg*grd];- conductivitate termică globală: λ=0.575 [W/m*grd];- masa celulei: m=89.5 [g];Datele geometrice: raza celulei = 13 [mm] şi înălţimea = 65[mm]Pentru aducerea bateriei in domeniul temperaturilor de funcţionare aceasta trebuie încălzita din exterior la cel puţin -20C prin intermediul unui dispozitiv care conţine o rezistenta de 8Ohm la20C (variaţia rezistivităţii cu temperatura este de 0.01%/C) alimentata prin intermediul unui tranzistor (Von=1V) de la o sursa de tensiune de 12V. Elementul încălzitor dispus pe suprafaţa exterioara a bateriei are o masa de 12g si o căldura specifica globala de 300J/kg. Temperatura iniţiala a bateriei este de -40C. Sa se stabilească o metoda de control astfel încât orice punct din baterie sa atingă tempera minima de lucru de -20C in cel mai scurt timp. Nici un punct nu va depăşi temperatura maxima admisibila de 60C. Daca încălzire este oprita când centul bateriei atinge -20C, la ce temperatura se va stabiliza bateria?

Observaţie:Ecuaţia Fourier pentru corpuri cilindrice

Ecuaţia poate fi discretizata cu un pas de minim 1mm.

Tema 25

Un generator sincron trifazat cu 2p=32 poli, cu excitaţie cu magnet permanent cu fluxul magnetului permanent ΨPM=1.44Wb are inductanţa sincronă L=29,4mH, si rezistenta înfăşurări R=1.5Ω. Prin intermediul unui redresor urmat de un convertor static, generatorul debitează pe o sarcina echivalentă formată dintr-o sursa de tensiune de 400V si o rezistentă serie de 0.6 Ω.Se controleze modularea in lăţime de puls a tranzistorului astfel incat sa se extragă puterea maxima in condiţiile in care turaţia generatorului variază foarte lent intre 50rpm si 120rpm. Cum reacţionează controlul la o variaţie mai rapidă a turaţiei (de la 50rpm la 120rpm in 1.5secunde). Ce se întâmpla daca peste tensiunea sarcini apare o perturbaţie sinusoidala de 10%.

Tema 26.MSMP magneti exterioriPn=1kWNn=5000rpmN1=150 spireR1=0.49Lq=1.72mHLd=3.34mHPsiPM=1Wb

a. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent de tip bipoziţional in coordonatele fazelor se cere: Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C.

b. Pentru un control de tip Vector control cu regulatoarele de curent in coordonatele sincrone de tip PID. Răspunsul in frecvenţă pt. un domeniu de 0Hz, 100Hz a turaţiei prescrise. Considerând cuplul rezistent ca perturbaţie studiaţi răspunsul in frecventă a turaţiei funcţie de perturbaţia de cuplu. Ce se întâmpla daca rezistenta statorului creste cu 20%. Dar in cazul creşterii temperaturii rotorului la1000C respectiv scăderea temperaturii la 00C

d. Control de poziţieMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 2 rotaţii pentru o deplasare de 10mm. Sarcina deplasata este de 500kg.Se proiectează regulatoarele de poziţie, viteza si curent.Răspunsul la semnal de intrare treaptă răspuns in frecventă;Răspunsul la o perturbaţie treaptă de forţă egala cu forţa nominală (se calculează considerând cuplul nominal al motorului), si la perturbaţii de forţă sinusoida.

e. Control de forţăMişcarea de rotaţie este transformata in mişcare de translaţie printr-un mecanism cu un raport de transmitere de 1 rotaţii pentru o deplasare de 1mm. Forţa de reacţie a sistemului poate fi scrisa sub forma:



αΨPM=0.0015.

temeprsrd

Documents