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Prüfungsfragen Elektrische Antriebe WS16/17
#1
Aufgabe 1:
1. Der Antrieb eines Kranhubwerks soll Lasten mit variablen Geschwindigkeiten und geforderter Energierückspeisung heben und senken können
a) es ist ein Vierquadranten Regelantrieb auszuwählen
b) es ist ein ungeregelter Antrieb mit DS-ASM und Schleifringschläufer und R_z Steuerung auszuwählen
c) es ist ein Regelantrieb auszuwählen, der im ersten und vierten Quadranten arbeitet

2. Mit welchem grafischem Beschreibungsmittel beschreiben Sie das Einschalten eines Motors
a) mit dem hybriden Funktionsplan
b) mit einem Wirkungsplan
c) mit einem Stromlaufplan

3. Aussetzbetrieb S3 ist eine genormte Bemessungsbetriebsart, bei der gilt (T-w = Wärmezeit)
a) die Betriebszeit t_b << T_w , die Pausenzeit t_p << T_w
b) t_b << T_w , t_p >> T_w
c) t_b >> T_w , t_p >> T_w

4. Eine industrielle Teigrührmaschine besitzt eine N-M_w Kennlinie mit
a) drehzahlunabhängigem Widerstandsmoment
b) linear mit der Drehzahl wachsendem Widerstandsmoment
c) quadratisch mit der Drehzahl wachsendem Widerstandsmoment

5. Der Trägheitsfaktor FI bezeichnet das Verhältnis von Trägheitsmoment
a) des Motors zum Trägheitsmoment der Antribesstrecke
b) des gesamten Antriebssystems zum Trägheitsmoment des...
c) Des gesamten Antriebssystems zum Trägheitsmoment der ...

6. Ein Linearantrieb wird seine Geschwindigkeit erhöhen, wenn
a) die Antriebskraft F_M größer als die Widerstandskraft F_W ist
b) die Antriebskraft F_M gleich der Widerstandskraft F_W ist
c) Die Antriebskraft F_M kleiner als die Widerstandskraft F_W ist

7. Ein Schwungrad auf einer Welle 1 mit der Trägheit J_1 und der Drehzahl N_1 soll auf die Motorwelle umgerechnet werden, die eine Drehzahl N_m mit N_M > N_1 besitzt. Das geschieht 
a) mit dem Energieerhaltungssatz, so dass J_1M (bezogen auf die Motorwelle) kleiner als J_1 wird 
b) mit dem Energieerhaltungssatz, so dass J_1M (bezogen auf die Motorwelle) größer als J_1 wird 
c) mit der Leistungsbilanz, so dass J_1M (bezogen auf die Motorwelle) kleiner als J_1 wird

8. Das Drehmoment einer Antriebsstrecke wird über ein verlustfreies Getriebe auf die Motorwelle umgerechnet. Das geschieht 
a) unter Ausnutzung der Leistungsbilanz am Getriebe 
b) unter Ausnutzung der Energiebilanz am Getriebe 
c) unter Ausnutzung des Impulserhaltungssatzes

9. Als dynamisches Moment eines Antriebssystem wird bezeichnet:
a) das an der Motorwelle wirksame Trägheitsmoment des Antriebssystems
b) die Differenz aus dem eingeprägten Motormoment und dem wirksamen Widerstandsmoment
c) die Summe aus dem wirksamen Widerstandsmoment und dem zur Beschleunigung/Verzögerung notwendigem Drehmoment

10. Zur Berechnung des Effektivmomentes für einen Motor der Bemessungsbetriebsart Dauerbetrieb (S1) bei aussetzendem Betrieb mit Stillstand und Fremdbelüftung ist als Bezugszeit einzusetzen 
a) die gesamte Spielzeit 
b) die gesamte Spielzeit, wobei jedoch die Pausenzeiten reduziert werden müssen
c) nur die im Spiel wirkenden Betriebszeiten des Motors

11. Ein Einquadranten-Gleichspannung_Pulssteller übersetzte eine konstante Gleichspannung U_d0 in einen Variablem Mittelwert U_d . Er kann am Ausgang einen Mittelwert erzeugen, der
a) größer oder gleich der Eingangsspannung U_d0 ist
b) in einem Stellbereich zwischen -U_d0 < U_d < +U_d0 liegt
c) in einem Stellbereich zwischen 0 < U_d < +U_d0 liegt

12. Der Winkelruck einer rotatorischen Bewegung ist 
a) die Änderung der Geschwindigkeit während der Anlaufzeit
b) die Ableitung der Winkelbeschleunigung
c) die Ableitung der Winkelgeschwindigkeit

13. Der komplexe Raumzeiger dient zur
a) zusammenfassenden komplexen Beschreibung der Vorgänge in Drehfeldmaschinen nichtsinusförmiger Speisung
b) komplexen Beschreibungen der Wechselgrößen in Netzwerken
c) Beschreibung räumlich komplexer Bewegungen von Robotern

14.Der stationäre Arbeitspunkt eines Antriebs mit Drehstrom-Asynchronmotor ist stabil, wenn sich
a) die Kennlinien von Antriebsmotor und -strecke genau in einem und nur einem Punkt schneiden
b) die o.g. Kennlinien schneiden und sich nach einer wieder verschwindenen Störung der Arbeitspunkt wieder einstellt
c) sich der Arbeitspunkt oberhalb des Kipppunktes befindet

15. Ein Schrittmotor mit permanent erregtem Läufer arbeitet nach dem Prinzip
a) eines Asynchronmotors, bei dem Läuferströme durch Schlupf induziert werden
b) eines Synchronmotors, dessen Magnetfeld diskontinuierlich weiter geschaltet wird
c) eines Gleichstrommotors mit elektrischer Kommutierung (BLDC)

16. Ein inkrementales Lagemessglied an einem Linearantrieb mit einer Auflösung von alpha = 10... ist mit einer Länge von l = 1 m ausgelegt. Welche kleinste Länge kann damit von einem Antrieb unters...
a) delta l = 0,1 mm
b) delta l = 10 mycro m
c) delta l = 1 mycro m

Aufgabe 2:
Ein Motor mit Nebenschlussverhalten, gekennzeichnet durch die Kennlinie M_M = M_st*(1-N/N_0), treibt einen Lüfter mit der Lastkennlinie M_W = K*N^2 an. Es sind folgende Daten bekannt:
Stillstandsmoment des Motors: M_st = 450 Nm
Leerlaufdrehzahl des Motors: N_o = 1432/min 
Besmessungsleistung des Motors: P_b = 4,2 kW
Faktor der Lüfterkennlinie: K = 1,18 Nms^2 
a) Mit welcher stationären Drehzahl läuft der Antrieb?
b) Welche Leistung ergibt der Motor am Arbeitspunkt ab? Ist das dauerhaft zulässig?
c) Wie groß werden Drehzahl und Drehmoment des Motors, wenn das Antriebssystem am Bemessungspunkt betrieben würde?


Aufgabe 3:
Ein Gleichstrommotor mit Permanenterregung wird aus einem idealen Zwischenkreis über einen Einquadranten-Pulssteller mit gepulster Gleichspannung im quasi-stationären Betrieb gespeist. Es sind folgende Daten und das unten stehende Schaltbild fragmentarisch bekannt:
Gleichspannung U_dg = 200 V;
R_ers = R_i + R_D + R_M = 0 Ohm (vernachlässigbar);
L_ers unbekannt;
Bemessungsstrom des Motors: I_Mb = 25 A
Pulsfrequenz des Stellers: f_p = 1 kHz
Der Stelle wird so gesteuert, dass der Stellbereich von U_d wischen 10 % und 90 % der Gleichspannung U_d0 beträgt. 
Motorkonstante: k_m_phiM 
a) Vervollständigen sie das Schaltbild durch die notwendigen Ventile und bezeichnen sie die Ventile als T für ein löschbares Ventil und D für Diode
b) Berechnen sie die Pulsperiodendauer T_p
c) Zeichnen sie die Motorspannung U_M , die Verläufe der Spannung u_d(t) für den sich drehenden Motor in nachstehendes Diagramm ungefähr maßstäblich ein, wenn der Steller während je 75 % der Pulsperiodendauer T_p eingeschaltet ist  (ED = 75 %), die Motordrehzahl N = 1000/min und der Anfangswert des Stromes i_M(0) = +19 A beträgt. Geben sie die Enschaltzeit t_+ und die Ausschaltzeit t_0 an.
Tragen Sie außerdem an die jeweiligen Zeitabschnitte die Bezeichnungen der leitenden Ventile ein.
d) Berechnen sie quantitativ den Verlauf des Stromes i_M (t) und daraus die größe der Induktivität L_ers um den maximalen Strom nicht größer als i_Mmax = 21 A werden zu lassen. Zeichen sie den Stromverlauf in das Bild ein.
e) Berechnen sie den Mittelwert der Ankerspannung ū_d am Motor über eine Pulsperiode

Für Aufgabe 4 und 5 schreibt mir und ich lass euch die Fragen zu kommen.
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