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Hans Oberlander
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Beitrag von Hans Oberlander » 28.07.2009 11:20

Klausur Präzisionsantriebe aus dem SS 2009

1. Gegeben war ein Motor, eine Kupplung, ein Getriebe, noch eine Kupplung und eine Arbeitsmaschine und die elektrische Aufnahmeleistung des Motors. Desweiteren war der Wirkungsgrad für den Motor, das Getriebe und die Arbeitsmaschine gegeben.
a) Zeichnen und Beschriften Sie das Blockschaltbild der Anordnung.
b) Zeichnen Sie eine 1) gesteuerte zugehörige Anordnung 2) geregelte zugehörige Anordnung.
c) Wie groß ist der Gesamtwirkungsgrad?
d) Wie groß ist die abgegebene mechanische Leistung?

2. Welche Kritieren sind entscheidend für Präzisionsantriebe?

3. Skizzieren und Erklären Sie anhand von Beispielen den Begriff des Bewegungsablaufes und der Bewegungsform.

4. Gegeben war ein Momentenverlauf über der Zeit mit gegebenen Drehzahlen in einer Tabelle (so wie in der 1. und 2. Übung). Desweiteren war noch das Massenträgheitsmoment gegeben.
a) Wie groß sind die Beschleunigungsmomente?
b) Wie groß sind die Bremsmomente?
c) Wie groß ist der quadratische Mittelwert des Momentes?
d) Wie lange ist die Einschaltdauer?
e) Welcher Motortyp kann diesen Momentenverlauf realisieren?

5. Gegeben war ein Motor mit seinen Kennwerten (so wie in der 2. und 3. Übung).
a) Bestimmen Sie:
I(x) (Beachten Sie I_0)
P_el (x)
P_mech (x)
Wirkungsgrad (x)
Füllen Sie nachfolgende Tabelle aus. Gegeben war eine Tabelle mit Stützstellen bei Zehnteln vom Stillstandsmoment, wo es also insgesamt 4 x 10 = 40 Werte einzutragen galt.

b) Skizzieren Sie qualitativ mit Ihren Werten:
I(M)
n(M)
Wirkungsgrad(M)
P_mech(M)

6. Ein Motor ist starr an eine Arbeitsmaschine gekoppelt. Beide haben den Wirkungsgrad theta. Die Nennspannung, die elektrisch aufgenomme Leistung des Motors, die Leerlaufdrehzahl, das Haltemoment, das max. Dauerlastmoment und die Dauerlastdrehzahl waren gegeben.
a) Wie groß ist der Gesamtwirkungsgrad?
b) Wie groß ist die Drehzahl wenn im Überlastfall ein Moment von 30 % mehr gegenüber dem Dauerlastmoment abgegriffen wird?c
c) Wie groß ist die abgegebene mechanische Leistung?

7. Das Gehäuse eines Antriebes war mit BxHxT gegeben. Es sollte die Luft im Gehäuse 20 mal in der Minute ausgetauscht werden. Es waren zwei Lüfter zur Auswahl, mit Betriebsspannung, Betriebsstrom, Querschnitt und Luftstrom.
a) Wählen Sie einen Lüfter aus.
b) Wie groß ist die Luftgeschwindigkeit bei dem von Ihnen gewählten Lüfter?
c) Wie groß ist die aufgenommene elektrische Leistung des Lüfters?

8. Der Widerstand einer Wicklung eines Motors wird bei 20 °C Raumtemperatur mit R_kalt gemessen. Nach 180 min. Betriebszeit wird der Widerstand erneut gemessen mit R_warm. Wie groß ist die Übertemperatur wenn sich die Raumtemperatur mittlerweile auf 23 °C erhöht hat?

9. Um wieviel Prozent steigt der Widerstand einer Wicklung, wenn sich die Temperatur von 23 °C auf 100 °C erhöht?

10. Eine Spule mit 85 Windungen rotiert in einem Magnetfeld mit der Geschwindigkeit von v=3,5 m/s. Die Kantenlänge beträgt 50 mm. Die maximale magn. Feldstärke B = 1 T.
a) Skizzieren Sie die Anordnung
b) Welche Winkelgeschwindkeit hat die Spule?
c) Wie groß ist die maximal induzierte Spannung?
d) Wie groß ist die Kraft und das Moment auf die Spule wenn durch sie ein Strom von 0,5 A fließt?

11. Es war ein PM-Schrittmotor mit 3 Stängen und einem Polpaar gegeben.
a) Wie groß ist der Schrittwinkel?
b) Wie viele Schritte braucht der Motor für einen Umlauf?
c) Wie groß ist der Schrittwinkel für einen Halbschritt?
d) Füllen Sie die nachfolgende Tabelle aus:
1) Vollschrittbetrieb einphasig.
2) Vollschrittbetrieb (m-1)-phasig.
3) Halbschrittbetrieb mit abwechselnd m-phasig und (m-1)-phasig für größtes Moment.

12. Es soll mit einem PM-Schrittmotor ein Schrittwinkel von 11,25° realisiert werden.
Welche Strang- und Polpaarzahl ist zu wählen?
Wie groß ist Stator- und Rotorwinkelteilung?
Skizzieren Sie den Motor.

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