מה"ט מכונות חשמל והנע — קיץ 2023 מועד ב' (97161)

באיור לשאלה 1 מוצג מעגל תמורה של שנאי חד מופעי. נתוניו הנקובים של השנאי הם: $S_n=5\mathrm{kVA}$, $250/125\mathrm{V}$ נתוני מעגל התמורה הם: $r_1=0.8\mathrm{\Omega }$, $x_1=1.5\mathrm{\Omega }$, $r_2^{\prime }=0.7\mathrm{\Omega }$, $x_2^{\prime }=1.6\mathrm{\Omega }$

אפשר להזניח את ענף המגנוט והספק הריקם. השנאי מוזן במתח נקוב ומועמס בזרם שווה לזרם הנקוב של השנאי ($I_2=I_{2n}$). גורם ההספק בעומס נע בין $0.8$ השראותי לבין $1$ התנגדותי.

מנוע לזרם ישר בעירור נפרד בעל התנגדות $R_a=1.6\mathrm{\Omega }$ מסובב עומס מכני. אפשר להזניח איבודי המומנט בריקם $\Delta T_0=0$ דהיינו: $T_{LD}=T_{em}$ ברגע ההתנעה המומנט הנדרש הוא $T_{ST}=20\mathrm{Nm}$. נתונה משוואה המתארת את התלות בין מומנט העומס ומהירות הסיבוב:

$T_{LD}=T_{ST}+k\cdot n_{LD}^2$

$k$ הוא מקדם קבוע עבור כל העמסה. אפשר להזניח את איבודי המומנט בריקם. בהעמסה מסוימת במתח של $300\mathrm{V}$ המנוע מפתח על צירו הספק של $8377\mathrm{W}$ במהירות של $800$ סל"ד ובנצילות של $85\%$.

באיור לשאלה 3 מתואר מעגל PWM ממיר DC/DC המחובר למנוע לזרם ישר בעל מגנט קבוע. נתוני המנוע הנקובים הם: $U_n=250\mathrm{V}$, $R_a=0.4\mathrm{\Omega }$, $n_n=600\mathrm{rpm}$, $P_{2n}=800\mathrm{W}$, ${\eta }_n=80\%$ המעגל מחובר למקור מתח ישר $V_s=250\mathrm{V}$, מועמס במומנט אלקטרו מגנטי נקוב והממיר מפיק ביציאתו דפקים (פולסים) לפי היחסים הבאים: $t_{on}=0.8\sec$, $t_{off}=0.2\sec$.