الهندسة الكهربائية

حلة ملاك الجنة · 2012-02-13, 20:51

المادة : هندسة كهربائية
القسم: 3 ت ر ( هـ ك ) اختبار الفصل الأول في مادة تكنولوجيا

الموضوع: نظام آلي لتصنيع قطع معدنية:
І ـ دفتر المعطيات:
1 ـ الهدف: تصنيع قطع معدنية بصفة مستمرة.
2 ـ النظام الآلي: انظر الشكل صفحة 3/3.
يقوم هذا النظام بتصنيع قطع معدنية فوق صحن دوار ’ أين تجرى عليه العمليات في المراكز التالية:
1 ـ مركز الشحن 2 ـ مركز التثقيب 3 ـ مركز التفريز 4 ـ مركز الإخلاء .
ІІ ـ التحليل الوظيفي:

الوظيفة العامة للنظام :

المـــوضـــوع الأول
التمرين الأول :
محرك الثقب له وشائع متماثلة (R = 10Ω , L = 0.1 H , Cosφ = 0.85 ) يتحمل كل لف توتر 220v , 50 Hz.
1 ـ أحسب شدة التيار في كل وشيعة .
2 ـ أحسب الاستطاعة الفعالة ، الإرتكاسية و الظاهرية .
التمرين الثاني :
محرك التفريز عبارة عن محرك لاتزامني ثلاثي الطور ، ساكنه مقرن نجمي ، مغذى بشبكة 50 Hz , 380 v بين طورين . كل لفة للساكن لها مقاومة 0.40Ω .
•جرب في الفراغ ، المحرك يدور عند 1500 tr/mn الاستطاعة الممتصة 1150 w ، التيار في الخط 11.2 A .
• جرب في حمولة إسمية تحت نفس التوتر فكانت النتائج التالية : I = 32 A , Pa = 18.1 Kw , g = 0.04
1 ــ أ ـ احسب الضياع بفعل جول في الساكن عند التجربة في الفراغ .
ب ـ إستنتج الضياع في الحديد علما أن الضياع الميكانيكي يعادل 510w .
2 ــ أ ـ احسب معامل الإستطاعة الإسمي و تردد الدوران الإسمي .
ب ـ احسب الضياع بفعل جول في الساكن و في الدوار عند الحمولة الإسمية .
3 ــ احسب الإستطاعة المفيدة والمردود .
4 ــ احسب عزم المزدوجة المفبد .
5 ــ هذا المحرك نستعمل فيه إقلاع نجمي ـ مثلثي ، أرسم دارة الإستطاعة المناسب .
التمرين الثالث :
نريد تعويض الرافعة التي تقوم بتدوير الصحن بمحرك خطوة ـ خطوة ذو مغناطيس دائم .
1 ــ ما هي الخصائص التي يجب أن يمتاز بها هذا المحرك ؟ علل .
2 ــ ما هو عدد الخطوات اللازمة ؟
3 ــ اذكر الخطوة الزاوية .
الــموضــــــوع الثــــــاني
التمرين الأول :
محرك الثقب له ثلاث وشائع متماثلة ، كل وشيعة ممثلة بذاتية L = 0.10 H و مقاومة R = 40 Ω . نفذي العناصر الثلاث بشبكة ثلاثية الطور 220/380v , 50 Hz ، الإقران نجمي .
1 ــ ماذا تقول عن تيار الحيادي ؟
2 ــ ماهي القيمة الفعالة للتوتر التي تتحملها كل وشيعة ؟
3 ــ احسب زاوية فرق الطور بين التيار والتوتر .
التمرين الثاني :
محرك الفرز عبارة عن محرك لا تزامني ثلاثي الطور رباعي القطب ذو قفص مغذى بتوتر ثلاثي الطور
220/380v , 50 Hz، كل لفة للساكن تتحمل توتر 380v في التشغيل العادي .
هذا المحرك خضع لعدة تجارب و أعطت النتائج التالية :
• مقاومة مقاسة بين قطبين للساكن : 1.5 Ω .
•تجربة في الفراغ تحت توتر اسمي I0 = 1.5A P0 = 210w .
•تجربة في حمولة اسمية تحت توتر اسمي : n = 1410tr/mn P = 2500w I = 4.7 A .
1 ــ ما هو تردد دوران المجال ؟
2 ــ كيف يمكن إقران لفات الساكن في الشبكة ؟
3ــ المحرك يشتغل في الفراغ : احسب :
أــ عامل الإستطاعة .
ب ــ الضياعات المغناطيسية و الضياعات الميكانيكية ، نفرض أنهما متساويان
4 ــ المحرك يشتغل في الحمولة : أحسب :
أــ الانزلاق ، تردد الدوار .
ب ــ الضياعات بفعل جول في الساكن و في الدوار .
جـ ــ الإستطاعة المفيدة ، العزم المفيد ، المردود .
5 ــ هذا المحرك نستعمل فيه الإقلاع المباشر ، أرسم دارة الإستطاعة المناسب .
التمرين الثالث :
نريد تعويض الرافعة التي تقوم بتدوير الصحن بمحرك خطوة ـ خطوة . هذا المحرك ذو مغناطيس دائم و يحتوي على وشيعتان يتم تغذيتها بالتناوب .
1 ــ ما هو عدد الخطوات لكي يدور المحرك دورة كاملة ؟
2 ــ احسب الخطوة الزاوية .
3 ــ هل نستطيع تغذية هذا المحرك بتغذية ثنائية قطب ؟ كم خطوة يخطوها المحرك لكي ينجز ( الثقب مثلا ).

المادة: تكنولوجيا الإجابة النموذجية لاختبار الفصل الأول تقني رياضي (هندسة كهربائية)
المحاور عنــاصـــــر الإجــــابــــة العلامة
المـوضــوع الأول
التمرين الأول : 05 نقاط
ج1 حساب شدة التيار: U = Z . I مع Z = 1
Z = 33 Ω و I = 6.87 A 1
ج2 حساب الإستطاعات :
الفعالة: P = UICosφ = 1.73 . 380 6.87 . 0.85 = 3839 W . 1
الإرتكاسية : Q = UISinφ = 1.73 . 380 . 6.87 . 0.52 = 2348.5 VAr . 1
الظاهرية:= = 4500 VA . S = 1
التمرين الثاني : 10 نقاط
ج1 حساب الضياع في الحديد و الضياع بفعل جول في الساكن:
1 ـ Pjs = 3 R I2 = 3 . 0.4 .( 11.2)2 = 150.52w 0.5
2 ـ P0 = Pjs + Pm + Pfs و منه Pfs = P0 – Pjs -- Pm = 1150 – 520 – 150 = 480w 0.5
ج2 أ ـ حساب معامل الإستطاعة و تردد الدوران :
φPa = U I Cos و منه= = 0.86 Cosφ = 0.5
g = و منه= n ( 1 – g ) = 1500( 1 – 0.04) = 1440 tr/mn 0.5
ب ـ حساب الضياع بفعل جول في الصاكن و في الدوار :
Pgs = 3RI2 = 3 . 0.4 . 322 = 1228.8 w 0.5
Pjr = g . Ptr
= 18100 – 1228.8 – 480 = 16391.2 w Ptr = Pa – Pjs – Pfs 0.5
Pjr = 0.04 . 16391.2 = 655.5 w 0.5
ج3 حساب الإستطاعة المفيدة والمردود :
1 ـ Pu = Pa- ( Pjs + Pfs + Pjr + Pm ) = 18100 – ( 1228.8 + 480 + 655.6 + 510 ) =15216.6 w 0.5
2 ـ= = η 0.5
ج4 حساب عزم المزدوجة المفيد :
= 101Nm = Tu = 0.5
ج5 دارة الإستطاعة : 5.5

الصفحة 1/3

المحاور عنـــاصـــــــــر الإجــــــــابة العلامة
التمرين الثالث : 05 نقاط
ج1 يتكون من وشيعتان وطور يعملان بالتناوب . 2
ج2 عدد الخطوات في كل دورة هي 4 . 1.5
ج3 الخطوة الزاوية هي 90 1.5
الموضــــوع الثــــــانــي
التمرين الأول : 05 نقاط
ج1 تيار الحيادي يكون معدوما لأن النظام متزن . 1.5
ج2 التوتر المتحمل من طرف وشيعة هو 220v . 1.5
ج3 حساب زاوية الفرق بين التيار والتوتر : 2
= 0.78 = = Cosφ =
التمرين الثاني : 10نقاط
ج1 حساب تردد دوران المجال
= 1500 tr/mn = n = 0.5
ج2 تقرن لفات الساكن إقرانا مثلثيا . 0.5
ج3 أ ـ حساب عامل الاستطاعة :
U I Cos φ P0 = ومنه = 0.21 = Cosφ = 0.5
ب ـ حساب الضياعات الميكانيكية و المغناطيسية :
P0 = Pm + Pfs + Pjsومنه Pm + Pfs = P0 – Pjs 0.5
. 1.5 . 1.52 = 5w 1.5 r I2 = Pjs = و منه Pm = Pfs = 102.5 w 0.5
ج4 أ ـ حساب الإنزلاق و تردد الدوار :
= 0.06 = 6 = g = 0.5
fr = g . f = 0.06 . 50 = 3 Hz 0.5
ب ـ حساب الضياعات بفعل جول في الساكن و في الدوار :
rI2 = 1.5 . 1.5 . 4.7 = 50 w Pjs = 0.5
Pjr = g . Ptr مع Ptr = Pa – Pjs – Pfs = 2500 – 50 – 102.5 = 2347.5w 0.5
Pgr = 0.06 . 2347.5 = 140.85w 0.5
جـ ـ حساب الإستطاعة المفيدة ، العزم المفيد ، المردود :
Pu = Pa – Pjs – Pfs – Pjr – Pm = 2500-50-102.5-140.85-102.5 = 2104.05w 0.5
14.25Nm = = Tu = 0.5
= 0.84 = = η 0.5

المحاور عــنــــــــاصــــر الإجــــــــــابـــــة العلامة
ج5 دارة الإستطاعة 3.5

التمرين الثالث : 05 نقاط
ج1 عدد الخطوات هو 4 1.5
ج2 الخطوة الزاوية هي = 90 = φ 1.5
ج3 نعم نستطيع ، لكي ينجز عمل ما يجب أن يخطو خطوتين . 2