Author
nimeni-altu
View
195
Download
6
Embed Size (px)
Girocompase
1 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Unitatea de nvare nr. 1
GIROCOMPASE
OBIECTIVELE unitii de nvare nr. 1
Principalele obiective ale Unitii de nvare nr. 1 sunt:
Cunoaterea importanei pe care o are aparatul n actul de navigaie i n arhitectura sistemului
nelegerea noiunilor de baz Familiarizarea cu fenomenele fizice care stau la baza
funcionrii aparatului Sublinierea aspectelor practice Recunoaterea componentelor Aplicarea cu succes a unor elemente simple de calcul
Cuprins Pagina 1.1 Rolul girocompaselor n navigaie 3 1.2 Principiul de funcionare 3 1.2.1 Momentul de inerie al unui cilindru plin 4 1.2.2 Momentul de inerie al unui tor giroscopic 5 1.2.3 Momentul cinetic al giroscopului 6 1.2.4 Ineria rotorului giroscopic 7 1.2.5 Gradele de libertate ale rotorului giroscopic 8 1.2.6 Suspensia giroscopului cu trei grade de libertate 9 1.2.7 Precesia giroscopic 11 1.2.8 Transformarea giroscopului n girocompas prin metoda pendular 13 1.2.9 Oscilaiile neamortizate ale girocompasului 16 1.2.10 Amortizarea oscilaiilor girocompasului 18 1.3 Erorile girocompaselor 21
Girocompase
2 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.3.1 Eroarea de vitez 21 1.3.2 Erorile balistice 24 1.3.3 Eroarea de balans 26 1.4 Giromotoare 27 1.5 Alimentarea giromotoarelor trifazate de curent alternativ 28 1.6 Echipamente giro 29 1.6.1 Sistemul de urmrire 30 1.6.2 Sistemul de transmitere i distribuie a semnalului alterare curs 32 1.6.3 Sistemul de alimentare 35 1.6.4 Sistemul de termoreglare 37
Teste de autoevaluare unitatea de nvare nr.1 39 Lucrri de verificare la Unitatea de nvare nr.1 72 Rspunsuri la testele de autoevaluare 73 Bibliografie unitatea de nvare nr. 1 76
Girocompase
3 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.1 Rolul girocompaselor n navigaie
Girocompasul1 este unul dintre aparatele de navigaie folosite pentru determinarea cursului2 navei. Pentru orientarea pe mare, se mai folosete, dar cu erori mult mai mari, compasul magnetic3. Ambele sunt aparate primare de navigaie deoarece ofer, nemijlocit de elementele vreunui sistem exterior, informaia referitoare la orientarea navei. Funcionarea compasului magnetic nu necesit alimentare cu energie electric. Din punct de vedere cronologic, compasul magnetic a fost utilizat nainte de apariia girocompasului.
Tot pentru orientarea pe suprafaa terestr, navele moderne utilizeaz ca aparate de navigaie, terminale ale unor sisteme nzestrate cu reele de satelii artificiali. Din acest motiv, aceste terminale sunt considerate aparate secundare pentru orientare n timpul actului de navigaie. Ele nu ofer informaia instantanee referitoare la cursul navei, ci rezultatul unui calcul vectorial realizat pe baza coordonatelor a dou poziii succesive ocupate de nav.
n girocompas, torul giroscopic4 este, ca element de mas sporit, o parte component a rotorului unei maini electrice.
Pentru a obine un moment cinetic mare, rotorul trebuie s se nvrteasc prin exteriorul statorului mainii electrice. De asemenea, pentru a obine o vitez unghiular considerabil, frecvena tensiunii de alimentare a mainii electrice trebuie s fie mare. Este nevoie de un bloc de conversie a energiei electrice pentru alimentarea giromotorului5 cu frecven mrit.
1.2 Principiul de funcionare
Funcionarea acestui aparat se bazeaz pe exploatarea unor proprieti fundamentale pe care le posed un corp solid rigid omogen aflat n micare de rotaie: ineria i precesia. Corpul are un moment de inerie apreciabil i se rotete cu o vitez unghiular considerabil n jurul axei sau al uneia dintre axele sale de simetrie. Un asemenea corp solid rigid omogen de rotaie este, de exemplu6, un cilindru plin.
Fenomenul care apare, legat de masa, raza i viteza unghiular aplicat cilindrului, este urmtorul: poziia axei principale de rotaie rmne fix n spaiul astral, independent de micarea diurn a Pmntului. n aceste condiii, cilindrul poart denumirea de giroscop.
1 este cunoscut i sub denumirea de compas giroscopic
2 termen folosit n navigaia maritim (n limba engleza heading); exprim simultan att direcia ct i sensul de
deplasare al navei. Se folosete frecvent termenul marinresc drumul navei 3 funcionarea compasului magnetic se bazeaz pe interaciunea dintre cmpul magnetic terestru i cmpul
magnetic permanent al rotorului-indicator al aparatului 4 Corp solid de rotaie avnd o construcie special care prezint un moment de inerie mrit
5 main electric (de obicei asincron) de construcie special, care conine torul giroscopic
6 sfer, elipsoid, con etc
Girocompase
4 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.1 Momentul de inerie al unui cilindru plin Momentul de inerie J al unui cilindru plin solid i omogen (fig.1.1), calculat fa de axa
sa de simetrie / rotaie, cu ajutorul integralei:
= dmrJ2
(1.1) unde: dm este masa elementului de volum7 r este distana fa de axa de simetrie (fig.1.1).
h
R
drr
Fig.1.1 pentru calculul momentului de inerie al unui cilindru plin
R raza cilindrului plin r raza stratului inelar
dr grosimea stratului inelar h nlimea cilindrului
Masa elementului de volum este
rdrhdm = pi2
unde: h este nlimea cilindrului, este densitatea uniform.
innd cont i de relaia 1.1, rezult:
422
4
0
3 cilR RhdrrhJ
cil
pipi == (1.2)
Avnd n vedere c: 7 elementul de volum se alege sub forma unui strat inelar de grosime dr (fig.1.1).
Girocompase
5 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
2. cilciltr RS pi= este suprafaa transversal a cilindrului,
hRVcil
2pi= reprezint volumul cilindrului i
cilcil mV = reprezint masa cilindrului, rezult:
242
22 Rm
RmJ
cilcil ==
Momentul de inerie al cilindrului plin este:
2
2RmJ cil= . (1.3)
1.2.2 Momentul de inerie al unui tor giroscopic
Momentul de inerie al torului giroscopic ideal8 este evident:
2mRJ = (1.4)
adic de dou ori mai mare dect al cilindrului plin. ntr-adevr, momentul de inerie al unui inel subire, de mas m i raz medie R fa
de axa sa, se poate calcula mprind inelul n n segmente, fiecare la distana R fa de ax (fig.1.2), obinnd:
( ) 22122221
1
211
2...... RmmmrmrmrmrmJ
nnn
n
iii +++=+++==
=
=
,
adic:
2mRJ = (q.e.d.)
R
mi m1m2
m3
Fig.1.2 pentru calculul momentului de inerie al unui tor giroscopic
R raza medie a torului mi masa elementar
8 torul giroscopic ideal este de forma unui strat inelar de grosime dr (fig.1.2)
Girocompase
6 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.3 Momentul cinetic al giroscopului
Fiecare particul de mas mi, situat la distana ri de axa principal de rotaie (fig.1.3), are viteza liniar vi, tangent la traiectoria circular de raz ri, nct momentul cinetic al giroscopului este:
ii
n
ii vmrH
rrr=
=1 (1.5)
0 xHr
r
nvr
ivr
1vr
irr
fig.1.3 pentru calculul momentului de cinetic al unui tor giroscopic
Vitezele liniare vi sunt legate de viteza unghiular prin relaia:
ii rvrrr
= , deoarece r este aceeai pentru ntreg torul giroscopic. Prin urmare:
( ) 211
i
n
iiii
n
ii rmrmrH
==
== rrrrr
ntruct 222 iii rrr =rr
.
Introducnd momentul de inerie definit prin relaia (1.4), rezult: JH = r
r (1.6)
Girocompase
7 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.4 Ineria rotorului giroscopic
Legea ineriei afirm c n lipsa vreunei interaciuni, un corp solid rigid i pstreaz momentul impulsului (cinetic), adic:
constH =r
(1.7)
n cazul unui giroscop liber, aceasta nseamn c produsul Jr rmne constant, sub condiia ca valoarea vitezei unghiulare s rmn constant, suportul vectorului r pstrndu-i neschimbat direcia n spaiu.
Aadar, torul giroscopic cruia i s-a imprimat o vitez unghiular considerabil i constant, i menine axa principal de rotaie paralel cu ea nsi, indicnd aceeai direcie n spaiu.
2N
fig.1.4 Ineria giroscopic
Observaia este valabil dac asupra giroscopului cu trei grade de libertate nu acioneaz nici o for avnd un suport exterior centrului giroscopului.
Proprietatea poart numele de inerie giroscopic. Pe durata unei revoluii a Pmntului, axa principal de rotaie a giroscopului descrie
un unghi solid cu deschiderea 2.
Girocompase
8 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.5 Gradele de libertate ale rotorului giroscopic
Orice corp poate avea un numr maxim de 6 grade de libertate, adic poate executa 3 micri de rotaie, n jurul celor trei axe 3 micri de translaie, de-a lungul axelor
z
x
y
y
x
z
0
z
x
y
fig.1.5 fig.1.6 numrul gradelor de libertate este N = 6 numrul gradelor de libertate este N = 3
Faptul c, pe lng valorile crescute ale momentului de inerie i vitezei unghiulare, torul are libertate maxim de micare nu-i confer calitatea de instrument de navigaie.
Pentru a-i putea exploata principalele proprieti, ineria i precesia, trebuie ca torului s i se dea numai posibilitatea de efectuare a micrilor de rotaie n jurul celor trei axe. Astfel numrul gradelor de libertate este N = 3 (fig.1.6), adic: - torul se poate roti liber n jurul axei de simetrie x x, axa principal (de rotaie proprie) a giroscopului; - torul i poate modifica zenitul, rotindu-se n jurul axei y y; - torul i poate modifica azimutul, rotindu-se n jurul axei z z n unele lucrri de specialitate exist aprecierea c, n fapt, giroscopul pregtit pentru a deveni girocompas nu are 3 grade de libertate, ci dou i jumtate, pentru c micarea principal de rotaie are un sens bine determinat, altfel girosfera s-ar orienta ntr-un sens diferit cu 1800.
Girocompase
9 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.6 Suspensia giroscopului cu trei grade de libertate
Giroscopul cu trei grade de libertate este un sistem format dintr-un rotor (tor giroscopic) i o suspensie care asigur un punct fix pe axa de simetrie a rotorului.
Torul giroscopic este un solid rigid omogen de revoluie, care are un moment de inerie apreciabil i care se rotete cu o vitez unghiular considerabil n jurul axei sale de simetrie, aa cum arat figura 1.7.
z
x
y
y
x
z
fig.1.7 Suspensia giroscopului cu trei grade de libertate
1 (ro)tor giroscopic 2 inel (element) cardanic orizontal 3 inel (element) cardanic vertical
Inelul cardanic vertical conine perechea de lagre de pe axa z z, n care pivoteaz suspensia
n principiu, suspensia este asigurat de un sistem cardanic care const n dou elemente mobile:
- elementul cardanic orizontal, care se poate roti n jurul axei y y - elementul cardanic vertical, care se poate roti n jurul axei z z.
Girocompase
10 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Micarea principal de rotaie (engl: spin rotation) este posibil datorit existenei unei perechi de lagre, coninute de elementul cardanic orizontal, n care se poate roti cu frecri neglijabile, axul rotorului giro (fig.1.8).
fig.1.8 Elementul cardanic orizontal
Micarea de rotaie n jurul axei y y, fa de orizontul adevrat al locului (engl: tilt rotation), este posibil datorit unei alte perechi de lagre coninute de elementul cardanic vertical (fig.1.9), n care se poate roti elementul cardanic orizontal.
Micarea de rotaie n jurul axei z z, fa de meridianul adevrat al locului, (engl: heading rotation) este posibil datorit lagrelor (fig.1.7) sau lagrului din suportul suspensiei cardanice.
fig.1.9 Elementul cardanic vertical
Girocompase
11 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.7 Precesia giroscopic
Definiie: Polul giroscopului este un punct de pe axa principal de rotaie, din care rotirea torului se observ n sens trigonometric (fig.1.10).
Dac asupra axei principale a giroscopului se aplic o fora exterioar F oarecare, axa principal se va roti ntr-un plan perpendicular pe suportul forei, sensul micrii fiind dat de regula burghiului drept. Aceast micare poart numele de micare de precesie.
01Hr
r
nvr
ivr
1vr
irr H
rHdr
Fr
rr
pr
fig.1.10 Precesia giroscopic
Dac se las s acioneze un moment exterior M, de exemplu prin atrnarea unei greuti de mas m la distana r de punctul de suspensie, atunci:
gmrFrM rrrrr
== (1.8)
iar giroscopul (vrful vectorului se rotete ntr-un plan perpendicular pe suportul forei F. Fenomenul poart denumirea de precesie regulat; cauza acestei precesii este coninut n teorema momentului cinetic (1.7) conform creia aciunea momentului unei fore al crei suport nu conine centrul geometric i de mas al giroscopului, produce o variaie n timp a momentului cinetic:
dtMHd =rr
(1.9)
Girocompase
12 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Variaia dH se produce pe direcia momentului M al forei F, adic perpendicular pe suportul vectorului moment cinetic H. n intervalul de timp dt, vectorul moment cinetic se rotete cu unghiul:
HMdt
HdHd == (1.10)
ctre H (fig.1.10), avnd loc micarea de precesie a giroscopului. Pentru viteza unghiular a precesiei:
dtd
p
=
Rezult din (1.8) i (1.6):
Jrmg
JrF
HM
p === (1.11)
n scriere vectorial:
FrMHprrrrr
==
Observaie: Relaia (1.9) este valabil numai att timp ct >>p; n caz contrar, viteza unghiular
rezultant nu mai are direcia lui H, astfel c nu mai poate fi folosit relaia (1.6). Cnd devine prea mic, micarea de precesie devine instabil.
Dac asupra unui giroscop nesupus aciunii vreunei alte fore, se exercit un moment de rotaie M de durat, cu direcie constant (diferit de fig.1.10, unde direcia momentului forei se rotete mpreun cu precesia), atunci, conform (1.7), H este ndreptat spre direcia lui M.
Acest efect este folosit la compasul giroscopic: lsnd un giroscop s se mite liber, de ex. ntr-un lagr plutitor, doar ntr-un plan orizontal, rotaia Pmntului exercit un moment de rotaie asupra giroscopului, care acioneaz paralel cu suportul vitezei unghiulare a Pmntului. Astfel axa giroscopului se ndreapt permanent n direcia polului nord geografic (navigaie inerial).
Momentele cinetice orbitale ale atomilor i momentele cinetice proprii ale nucleelor atomice i ale particulelor elementare, ca urmare a momentelor lor magnetice, capt n cmp magnetic momente de rotaie care duc, ca i n cazul giroscopului, la micri de precesie:
- rezonana electronic de spin; - rezonana nuclear.
Girocompase
13 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.8 Transformarea giroscopului n girocompas prin metoda pendular
Atand giroscopului o mas suplimentar ms cu un singur grad de libertate fa de x-x (suspendat de ax), se obine coborrea centrului de greutate al ansamblului giroscop-mas suplimentar, sub centrul de suspensie.
Mrimea a reprezint distana dintre centrul de greutate al giroscopului i centrul masei suplimentare.
a
gcGr
msGr
fig.1.11 Coborrea centrului de greutate al ansamblului giroscop-mas suplimentar
Ansamblul poart denumirea de girocompas pendular datorit faptului c giroscopul se comport ca un pendul. Girocompasul astfel obinut se mai numete i girocompas cu centrul de greutate cobort.
Datorit ineriei giroscopului i micrii de rotaie a Pmntului, direcia axei principale de rotaie x-x i schimb poziia fa de meridian (fig.1.12).
Girocompase
14 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
fig.1.12 Micarea diurn a Pmntului provoac apariia momentului My
Urmrind fig.1.12, se poate observa c n poziia I, axa principal a giroscopului este paralel cu orizontul i orientat pe direcia E-W, iar axa orizontal y-y este perpendicular pe planul figurii. n aceast poziie, fora de gravitaie G este orientat de-a lungul axei z-z, iar momentul acestei fore n raport cu centrul de suspensie al giroscopului este nul. n acest caz nu are loc precesia i axa principal nu-i schimb direcia.
Dup un mic interval de timp, n care Pmntul se rotete cu unghiul (poz.II), captul A al giroscopului are o micare aparent de ridicare deasupra orizontului, iar captul B are o micare de coborre, astfel nct axa x-x face acum unghiul cu orizontul locului. Centrul de greutate al giroscopului se menine n verticala locului, dar centrul de greutate al masei suplimentare iese din aceasta i creeaz un moment n jurul axei y-y, de mrime:
sinaGM y = (1.12)
n care a este distana dintre centrul de greutate al giroscopului (Cgg) i centrul de greutate al masei suplimentare (Cgm).
Girocompase
15 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Sub aciunea forei G care creeaz momentul My, apare precesia giroscopului n jurul axei sale de rotaie z-z, cu viteza unghiular:
HM y
p = (1.13)
gcGr
msGr
a
fig.1.13 Momentul forei Gms provoac precesia i
aducerea axei principale de rotaie nspre meridian
Micarea unghiular de precesie aduce captul A al giroscopului n meridian, dar nu nceteaz atunci cnd axa principal este coninut n planul meridianului, ci continu datorit ineriei sistemului, fcnd ca girocompasul s ias din nou din direcia N-S.
Apar astfel oscilaii neamortizate ale axei principale de rotaie a girocompasului.
Girocompase
16 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.2.9 Oscilaiile neamortizate ale girocompasului
Axa principal a girocompasului nu rmne stabil n planul meridianului, la sfritul precesiei regulate, ci oscileaz n jurul acestuia, descriind (captul A) o elips.
n figura 1.14 sunt prezentate proieciile succesive ale captului A al giroscopului, pe un plan (Q) perpendicular pe planul meridianului locului, pe durata unui ciclu.
8pvr8g
vr
7pvr
1gvr
2gvr
2pvr
3pvr
4gvr4p
vr
5gvr
6gvr 6pv
r
max
max
6
N
M
M
W E
fig.1.14 Poziiile succesive ocupate de girocompas
corespunztoare vitezelor de oscilaie
Linia vertical MM reprezint intersecia planului Q cu planul meridianului. Linia orizontal EW reprezint intersecia planului Q cu planul orizontului. Punctul de intersecie al celor dou drepte reprezint nordul (N).
n figura 1.14 au fost folosite urmtoarele notaii: - - deviaia unghiular a axei principale fa de meridianul locului; - - deviaia unghiular a axei principale fa de orizontul locului;
- vg viteza giroscopului fa de orizont; - vp viteza micrii de precesie.
Girocompase
17 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Iniial (poz.I), deviaia unghiular fa de meridian este maxim ( max) i este minim
n planul orizontului ( = 0), axa principal a girocompasului micndu-se cu o vitez vgmax fa de orizont.
Din cauza micrii de rotaie a Pmntului, n mod aparent, planul orizontului ncepe s coboare (poz.II) cu viteza vg2, cptnd o nclinaie 2. Sub aciunea momentului forei de gravitaie a masei suplimentare, care creeaz precesia, axa principal se mic nspre meridian cu viteza vp2.
Pe msur ce axa x - x se ridic deasupra orizontului i se apropie de meridian, viteza vg scade, iar vp crete, astfel c n poziia a III-a, unde axa giroscopului ajunge n meridian (3 = 0, iar = max), vg este nul, iar vp este maxim. Precesia, maxim n acest punct, deplaseaz acum axa spre stnga (W) meridianului.
Planul orizontului ncepe s urce aparent i axa s coboare cu viteza vg4 (poz.IV). Unghiul ncepe s scad, n timp ce crete spre vest, astfel c vp se micoreaz treptat, iar vg crete, pn cnd axa x - x ajunge din nou n orizont (5 = 0) deviat maxim spre vest fa de meridian. Micarea de precesie nceteaz, dar coborrea aparent a axei continu sub orizont cu viteza vgmax. Dup coborrea axei sub orizont, precesia are loc spre est, cu vitez crescnd.
Axa principal de rotaie a giroscopului ocup succesiv poziiile VI, VIIetc revenind n poziia iniial, dup ce a descris o elips complet.
Dac nici o alt for exterioar nu intervine, oscilaiile au loc ncontinuu, la aceeai amplitudine (nu se amortizeaz).
Perioada oscilaiilor libere este dat de relaia:
pi
cos20
=
aGHT (1.14)
unde: - H este momentul cinetic al torului giroscopic; - este viteza unghiular a Pmntului; - G este fora de gravitaie a masei suplimentare; - a este distana de la centrul de greutate al masei suplimentare la centrul (de
greutate) al giroscopului; - este latitudinea locului.
Elipsa oscilaiilor este foarte elongat pe axa coninut n planul orizontului, oscilaiile eliptice apropiindu-se de oscilaii plane. De exemplu, pentru o deviaie unghiular
max = 900, deviaia unghiular fa de orizont este max = 230.
Practic, datorit forelor de frecare din lagrele sistemului cardanic de suspensie al girocompasului, oscilaiile girocompasului se amortizeaz pe durata ctorva sptmni. Aceast durat natural de amortizare este inacceptabil pentru un aparat de navigaie.
1.2.10 Amortizarea oscilaiilor girocompasului
Girocompase
18 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Momentul forelor de frecare din lagrele sistemului de suspensie cardanic este nensemnat n raport cu momentul cinetic al torului, astfel nct oscilaiile neamortizate pot avea loc timp de sptmni. Este evident nevoia de a amortiza aceste oscilaii, pentru a putea folosi girocompasul ca aparat de orientare n navigaie.
La compasele giroscopice pendulare, metoda de amortizare a oscilaiilor const n ataarea la partea superioar a sistemului cardanic de suspensie, a unui sistem de vase comunicante cu ulei a crui cale de comunicare ntre vase este paralel cu axa principal de rotaie a giroscopului (fig.1.15).
fig.1.15 Sistem hidraulic de amortizare a oscilaiilor
n poziie orizontal, cantitatea de ulei din sistem asigur umplerea fiecrui vas la jumtate de nivel. Pe calea de comunicare este prevzut o minivan, cu ajutorul creia se poate regla debitul uleiului care va circula ntre vase.
Oscilaiile girocompasului sunt amortizate prin realizarea unei diferene de faz ntre perioada oscilaiilor neamortizate ale axei principale a torului i perioada oscilaiilor nivelului uleiului n vasele comunicante.
Girocompase
19 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Diferena de faz optim se obine prin reglarea debitului cu ajutorul minivanei de pe calea de comunicare (diferena de faz optim este de adic amplitudinile celor dou oscilaii trebuie s fie n cuadratur).
n figura G16 este prezentat traiectoria descris de proiecia extremitii A a torului giroscopic pe un plan vertical Q.
1
2
3
4
5
fig.1.16 Oscilaiile amortizate ale girocompasului
Considerm c viteza micrii de precesie are dou componente: - V - viteza precesiei principale; - v - viteza precesiei secundare, provocat de surplusul de lichid dintr-unul din
vasele comunicante. Viteza de ridicare sau coborre fa de orizont a unei extremiti a axei principale
de rotaie a torului se modific la fel ca i n cazul oscilaiilor neamortizate, valoarea ei fiind proporional cu deplasarea unghiular fa de meridian.
Poziia 1
Girocompase
20 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
axa principal este orizontal, deviat din planul meridianului cu unghiul 1; fora gravitaional a masei suplimentare nu produce precesie, dar greutatea G1
corespunztoare acumulrii maxime de lichid n recipientul din dreapta (nord), provoac precesia suplimentar v
captul nordic ncepe s se deplaseze ctre meridian.
Poziia 2 axa principal a ajuns n meridian, unghiul este maxim, iar lichidul n cele dou
vase s-a echilibrat; asupra girocompasului acioneaz numai fora G care produce precesia principal
V, mai mic dect precesia total (V + v); axa principal trece la vest de meridian.
Poziia 3 axa principal este n planul orizontului, aadar fora G nu produce precesie
principal. lichidul are nivel mare n vasul dinspre sud, iar fora G1 d natere precesiei
suplimentare v orientat spre meridian; deviaia unghiular fiind mai mic dect n cazul oscilaiilor neamortizate, viteza
de coborre (vg) a extremitii marcate a giroscopului este mai mic, ceea ce produce o nou amortizare.
Poziia 4 precesia principal i precesia suplimentar sunt din nou n faz, ceea ce face ca
precesia total (V + v) s mite accelerat axa principal spre meridian.
Dup ce axa principal ajunge din nou n planul orizontului (poz.5), deviat la est de meridian cu 5 < max, amortizarea continu, nu dup o traiectorie eliptic, ci dup o spiral eliptic, astfel c dup un timp oarecare, axa principal a girocompasului se stabilizeaz definitiv n meridian.
Raportul dintre deviaiile unghiulare succesive de o parte i de alta a meridianului, are o valoare constant i se numete factor de amortizare fam, de forma
n
namf
1= ,
unde n i n-1 reprezint deviaiile sinfazice succesive de vrf Valoarea aproximativ a factorului de amortizare se situeaz n intervalul 35 i
depinde de latitudinea locului.
1.3 Erorile girocompaselor
Girocompase
21 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
n comparaie cu situaia particular a unui girocompas plantat cu sistemul su de suspensie pe suprafaa terestr, la o latitudine oarecare (aflat n imobilitate fa de repere terestre), girocompasul amplasat pe un postament solidar cu nava, sufer nu numai influena micrii diurne a Pmntului, ci i influena micrilor navei (deplasarea ntr-un anumit drum, schimbrile de vitez, schimbrile de drum, ruliul i tangajul etc). Aceste micri ale navei genereaz erori care altereaz direcia nord-girocompas (0Ng) n raport cu direcia nord adevrat. n funcie de cauzele care le provoac, erorile girocompasului sunt:
- eroarea de vitez; - erori de acceleraie (erori balistice); - eroarea de balans; - erori accidentale.
n afar de erorile variabile enumerate mai sus, exist i o eroare constant de aliniere sau de colimaie; ea const ntr-o deviaie unghiular permanent a habitaclului girocompasului fa de axa longitudinal a navei.
1.3.1 Eroarea de vitez
n studiul transformrii giroscopului liber n girocompas, s-a presupus c giroscopul se gsete amplasat fix, ntr-un punct de pe Glob, la o latitudine oarecare , iar planul orizontului se rotete n spaiu cu o vitez unghiular . Viteza tangenial corespunztoare acestui punct va fi:
cos=tv (1.15)
S presupunem nava deplasndu-se odat cu girocompasul cu o vitez v ntr-un drum oarecare D (fig.1.17). Planul orizontului legat de nav va executa o micare circular n jurul unei axe perpendiculare pe planul coninnd centrul Pmntului i vectorul vr . Viteza unghiular a acestei micri circulare este:
Rv
= (1.16)
n care R este raza Pmntului. Viteza unghiular a micrii circulare a planului orizontului datorat micrii de rotaie
diurne a Pmntului este dat de relaia:
cos1 =rr
(1.17)
nsumnd cele dou viteze unghiulare, se obine viteza unghiular rezultant:
Girocompase
22 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
11 +=rrr
(1.18)
Construcia vectorului vitez unghiular rezultant se face dup cum urmeaz: Vectorul r (viteza unghiular a deplasrii navei) se descompune ntr-o
component aflat n plan ecuatorial ( Dcosr ) i o component pe axa polilor ( Dsinr ).
Vectorul 1r
nu are component n plan ecuatorial ( cos1 =rr ).
Aadar, componenta din axa polilor a vectorului vitez unghiular rezultant este suma:
cossin +=rrr D
2N
D
N
S
r
nvr
ivr
irr
Hr
r
rr
pr
fig.1.17 Eroarea girocompasului datorat vitezei navei
Direcia vitezei unghiulare rezultante fa de planul meridianului este dat de unghiul i pe ea se stabilizeaz axa girocompasului de pe nava aflat n micare. Aceast direcie se numete meridian giroscopic.
Deviaia meridianului giroscopic fa de meridianul geografic este dat de relaia:
DD
tgsincos
cos
+
=
(1.19)
Se nlocuiesc vitezele unghiulare cu viteze tangeniale, astfel:
Girocompase
23 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
DvVDv
DRv
RV
DRv
tgsincos
cos
sincos
cos
+
=
+=
(1.20)
Deoarece viteza navei este dat n noduri (Mm/h), trebuie exprimat i viteza tangenial a Pmntului la Ecuator, n aceeai unitate de msur. Viteza unghiular de rotaie a Pmntului este:
Raza Pmntului la Ecuator este R = 6378,388 km. Valoarea unei mile marine este 1Mm = 1853,18 m Rezult raza Pmntului, n mile marine:
MmRMm 861,344118,185310388,6378 3
=
=
Aadar, viteza tangenial a Pmntului la Ecuator este:
hMmh
Mmh
RV MmMm /0771,90124861,34412
242
=
==
pipi
nlocuind n (1.18), se obine:
DvDv
tgsincos0771,901
cos
+
=
(1.21)
Deoarece are valori foarte mici, tangenta poate fi substituit cu mrimea arcului (unghiului), iar viteza tangenial a Pmntului la Ecuator se aproximeaz la 900 Nd i astfel:
DvDv
gsincos900
cos
+
=
(1.22)
Se poate concluziona c:
- eroarea girocompasului datorat vitezei navei (g) nu depinde de parametri constructivi ai girocompasului i se poate calcula indiferent de tipul lui; - eroarea de vitez se calculeaz permanent - ea crete odat cu latitudinea i este proporional cu viteza navei - eroarea este maxim n drumurile de nord (00) i sud (1800); - eroarea este nul n drumurile de est (900) i vest (2700).
1.3.2 Erorile balistice
Girocompase
24 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
n timpul manevrei de ntoarcere a navei, se produc variaii brute de drum i vitez. Ele imprim girocompasului acceleraii care dau natere unor micri de precesie n jurul axei principale, numite precesii balistice. Odat cu variaia drumului i a vitezei navei, se produce i variaia erorii de vitez, adic deplasarea meridianului giro fa de poziia iniial, ntr-un anumit sens determinat de caracterul ntoarcerii navei.
ntr-adevr, considernd latitudinea constant, vom avea pentru un anumit drum iniial D1 i o vitez iniial v1, eroarea de vitez:
cos900cos 11
1Dv
v
= (1.23)
creia i corespunde meridianul giro Ng1 (fig.1.18).
navrotSD2011
NNg1
v1
v2
D1
D2
Ng2
fig.1.18 Schimbarea drumului cauzeaz erori balistice
n noul drum D2 i pentru noua vitez v2, la terminarea manevrei, vom avea o alt eroare de vitez:
Girocompase
25 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
cos900cos 22
2Dv
v
= (1.24)
creia i corespunde un alt meridian giro Ng2, deplasat unghiular n sensul n care s-a deplasat meridianul giro.
n principiu, pentru a asigura orientarea mai rapid a axei principale n noua poziie de echilibru (noul meridian giro), se dezactiveaz dispozitivul de amortizare al oscilaiilor nainte de nceperea manevrei de schimbare de drum i se cupleaz din nou dup ce aceasta s-a terminat. Totui, amortizarea oscilaiilor se face destul de ncet i axa principal revine n noul meridian giro ntr-un interval de timp mult mai mare (1..2h) dect durata manevrei (cteva minute).
n urma micrii de precesie balistic, axa principal a girocompasului poate ocupa, la terminarea manevrei, una din urmtoarele trei poziii, n raport cu noul meridian giro:
a) coincide cu noul meridian giro, deplasndu-se mpreun cu acesta, dac viteza precesiei balistice este egal cu viteza de deplasare a meridianului giro; evident, valoarea erorii balistice este zero;
b) depete meridianul giro, dac viteza precesiei balistice este mai mare dect viteza de deplasare a meridianului giro;
c) rmne n urma meridianului giro, deplasndu-se mai puin dect acesta, dac viteza precesiei balistice este mai mic dect viteza de deplasare a meridianului giro.
n funcie de aceste situaii, trecerea axei principale a girocompasului n noua poziie de echilibru poate fi:
- aperiodic (fr oscilaii) n cazul a) i - periodic (cu oscilaii fig.1.19) n cazurile b) i c).
bal
fig.1.19 Eroare balistic amortizat
Evident, cea mai avantajoas trecere a axei principale n poziia de echilibru, n ceea ce privete precizia i stabilitatea girocompasului, este cea aperiodic.
1.3.3 Eroarea de balans
Girocompase
26 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Acest tip de eroare se produce la ruliu i la tangaj, atunci cnd punctul de suspensie al girocompasului capt o acceleraie a crei perioad este foarte mic (615s) n comparaie cu perioada oscilaiilor girocompasului (12h). Valoarea maxim a acceleraiei n cazul ruliului sau al tangajului este mult mai mare dect n timpul ntoarcerii navei.
Valoarea erorii de balans depinde de latitudinea i amplitudinea tangajului sau a ruliului. Ea crete proporional cu amplitudinea balansului.
Practic, eroarea de balans se nltur prin utilizarea unui sistem format din dou giroscoape cuplate printr-un sistem de prghii antiparalelogram, astfel nct axele lor s fac ntre ele un unghi de 900 n lipsa precesiei (fig.1.20) i un unghi mai mic, sub efectul ei (1.21).
fig.1.20
fig.1.21 1.4. Giromotoare
Girocompase
27 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Giromotoarele sunt maini electrice din a cror componen fac parte giroscoapele (torurile giroscopice); mai precis, partea masiv a rotoarelor mainilor este chiar torul (fig.1.22).
carcasa giromotorului
axul torului giroscopic
lagr
carcasa giromotorului
Torul giroscopic
rotor n scurtcircuit
bobinaj statoric
miez feromagnetic statoric
fig.1.22 Seciune prin giromotor
De obicei, giromotoarele sunt maini asincrone de curent alternativ. Pentru a putea atinge turaii relativ mari, ele se alimenteaz din surse cu frecven mai
mare dect cea industrial (50/60Hz). Motivul este c nu poate fi depit limita impus de relaia
( )p
fsn
601= (1.25)
unde: n este turaia giromotoarelor; s este alunecarea electric a giromotorului asincron; f este frecvena tensiunii de alimentare a giromotoarelor; p este numrul de perechi de poli statorici.
Majoritatea giromotoarelor sunt maini trifazate de curent alternativ.
1.5. Alimentarea giromotoarelor trifazate de curent alternativ
Girocompase
28 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Giromotoarele sunt ncasetate ntr-o girosfer (aa cum arat figurile 1.20 i 1.21), al crei centru de greutate este cobort sub centrul ei geometric, ceea ce i confer efectul pendular.
Exist dou modaliti de a alimenta i respectiv de a configura perechea de giromotoare trifazate:
alimentare trifazat direct; alimentare monofazat utiliznd condensatoare.
U
W
MA
3~
V
UCC
MA
3~
GIROMOTOR
1
GIROMOTOR
2
INVERTOR
TRIFAZAT
fig.1.23 Alimentare trifazat direct
n cel de-al doilea caz, alimentarea celor dou giromotoare asincrone cu nfurri trifazate se face aplicnd o tensiune monofazat ntr-o configuraie ca cea din fig.1.24, utiliznd condensatoare (C1, C2) pentru crearea defazajului necesar pornirii ntr-un acelai sens bine determinat.
U
W
MA
3~
UCC
MA
3~
GIROMOTOR
1
GIROMOTOR
2
INVERTOR
MONOFAZAT
C1
C2
fig.1.24 Alimentare monofazat utiliznd condensatoare pentru defazaj
1.6. Echipamente giro
Girocompase
29 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Particularitatea aparatului electric de navigaie care ofer informaia referitoare la alterarea cursului navei () const n faptul ca elementul sensibil ES este urmrit de o parte a interfeei de prelevare. Aceast aciune este ndeplinit de ctre elementul de urmrire EU (fig.1.25).
Pentru sistemul de urmrire, elementul sensibil iniiaz livrarea mrimii de intrare RL, iar elementul de urmrire este obiect comandat i hemiinterfa informatoare.
Elementul de urmrire este de obicei solidar cu indicatorul grosier al cursului navei . Pentru sistemul de reglare a temperaturii, mediul existent n ansamblul ES-EU este
generator de informaie i int pentru obiectul comandat de sistem ansamblul climatizor.
Structura echipamentului giro este prezentat n fig.1.25 i conine: A. Ansamblul element sensibil element de urmrire (ES-EU) B. Sistemul de urmrire C. Sistemul de distribuie al informaiei referitoare la alterarea cursului navei D. Sistemul de alimentare E. Sistemul de reglare al temperaturii mediului ES
indicator curs
elementsensibil
ES
GblocSTEFAND2011
Sistem reglare
temperaturSistem
urmrire
Sistemalimentare
Sistem distribuie
(data)curs
uRLset
actEU
Interfaaprelevare
fig.1.25 Schema bloc a echipamentului giro
1.6.1. Sistemul de urmrire
Girocompase
30 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Puntea pentru prelevarea semnalului diferen de curs () este format din nfurrile primare L1, L2 ale transformatorului simetric TR i cele dou rezistene variabile RW1, RW2 ale lichidului-suport (care se formeaz ntre contactele captoare ale sferei de urmrire i capetele benzii conductive ecuatoriale ale girosferei), nseriate cu rezistenele R1, R2 ale coloanelor de lichid dintre suprafeele conductive ecuatoriale i domul conductiv inferior al girosferei (fig.1.26 i fig.1.27).
Ualim Uamp
Rsup
Rinf
RW1 RW2
R1
R2
L1
L2
fig.1.26 prelevarea semnalului
eroare de curs
RW1
RW2
L1
R1
L2
R2
Ualim Uamp
TR
L3
fig.1.27 puntea Wheatstone echivalent
Girocompase
31 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Orice modificare a cursului navei () are drept rezultat schimbarea poziiei unghiulare a elementului de urmrire (sferei de urmrire) fa de elementul sensibil orientat n meridian. Aceast modificare mecanic se traduce n dezechilibrarea punii Wheatstone (fig.1.27) ce are n alctuire dou elemente rezistive (RW1 i RW2) reprezentate de coloanele de lichid-suport (mediu interstiiu) dintre electrozii de urmrire ai sferei de urmrire i banda conductiv ecuatorial a girosferei (fig.1.26).
Inegalitatea valorilor rezistenelor coloanelor de lichid genereaz inegalitatea curenilor care strbat nfurrile primare ale transformatorului simetric i, drept urmare, apariia unei tensiuni cu o anumit faz n secundarul transformatorului
002211 + ampWW URIRI (1.26)
Aceast tensiune este comparat cu o referin (uref) i amplificat nainte de a fi aplicat electromotorului de urmrire
( )refampserv UUkU += (1.27)
Sensul de rotaie i numrul de revoluii al acestuia trebuie s compenseze prin demultiplicare, decalajul unghiular dintre EU (sfera de urmrire) i ES (fig.1.28).
indicator curs (roza de 3600)
elementsensibil
(ES)
GurmSTEFAND2011
1/2interfaprelevare
(transformatorsimetric)
amplificatorurmrire servomotor
Mecanismdemultiplicator
datacurs
Telement urmrire
(EU)uref
uamp userv
k
RL
u
fig.1.28 Schema bloc a sistemului de urmrire giro
1.6.2. Sistemul de transmitere i distribuie a semnalului alterare
Girocompase
32 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
curs
Un mecanism demultiplicator angrenat de electromotorul de urmrire antreneaz transmitorul de curs (T), iar acesta livreaz semnalul u corespunztor alterrii cursului.
Funcia de transfer realizat de transmitor este
=
ree
VoltuT deg
(1.28)
Distribuitorul este un nod de pompaj energetic. Randamentul lui este dat de relaia
cons
rec
distr PP
= (1.29)
Repetitoarele giro i receptoarele nglobate n celelalte aparate electrice de navigaie primesc un rspuns. Aceste receptoare sincrone reprezint referina de curs pentru evaluarea celorlalte informaii referitoare la navigaie.
Traseul navei poate fi monitorizat cu ajutorul nregistratorului de curs.
semnal alterare curs
distribuitor
Repetitoaregiro
Inregistratorde curs
Receptoarein
aparate de navigatie
T
De la mecanismul demultiplicatoral sistemului de urmrire
u
GdistrSTEFAND2011
Pcons
Prec
fig.1.29 Schema bloc a sistemului de distribuie giro
Schema electric a unui sistem de distribuie giro este prezentat n fig. 1.30.
Girocompase
33 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Motoarele pas cu pas MPP sunt bifazate i acionate prin perechea de amplificatoare echipate cu transistoarele de putere T1T4, activate de operaionalele AO i primind nivele de tensiune stabilite matricial de porile i rezistoarele din figur.
actioMPPMrezol2UStefanDordea2011
NUM
REV
MPP 1
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
-Ucc
-Ucc
L1
L2
L3
L4
Q1
Q2
Q3
Q4
U/D
CL
Tact S
Tact Tact D
Tact
sens
2R
2R
8R
8R
4R
4R
8/7R
8/7R
A1
B1
C1
A2
B2
C2
&
&
RD1
RD2
+Ucc
T1 T3
T2 T4
-Ucc
AO
+Ucc
T1 T3
T2 T4
-Ucc
AO
MPP n
MPP 2
u1u2
fig.1.30 Schema sistemului de distribuie giro
pentru repetitoare pas cu pas
Formele de und ale tensiunilor care alimenteaz nfurrile motoarelor pas cu pas din repetitoarele giro sunt date n fig.1.31.
Existena repetitoarelor circulare n bordurile navelor este justificat de necesitatea prelurii relevmentelor terestre, utiliznd n combinaie cu repetitorul giro instrumentul de navigaie cunoscut sub denumirea de alidad. Aceast configuraie este o norm impus de registrele navale internaionale.
Girocompase
34 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
6
5
7
8
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
6
5
7
8
u2
u1
fig.1.31 Formele de und ale tensiunilor pe faze
Girocompase
35 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.6.3. Sistemul de alimentare
Pentru a putea obine turaii ale rotoarelor giro mai mari dect pn /)60(50= , se folosete conversia dubl de energie fig.1.30.
Tensiunea alternativ a bordului este mai nti redresat (prima etap de conversie) i apoi inversat (a doua etap de conversie) ntr-o tensiune alternativ cu frecven mai mare dect a tensiunii alternative a bordului (50-60Hz).
elementsensibil
GblocSD2001
Sistem reglare
temperaturSistem
urmrire
Sistem distribuie
datacurs
redresorinvertorstabilizator Selectorautomat
Tensiune alternativf=50/60Hz
Tensiune continu27V
ualimualim ualimustab
ustab
ustab ustab
uredr
27V
fig.1.30 Schema bloc a sistemului de alimentare giro
Selectarea automat a sursei de alimentare este norm de registru internaional. Atunci cnd tensiunea alternativ a bordului dispare,, girocompasul se alimenteaz din
baterii de acumulatoare (27V). Exist dou posibiliti de a alimenta sistemul din surse primare (chimice) de energie:
Baterii cu plumb 6x2,2V=13,2V; dou baterii conectate n serie VU sel 4,26= Baterii alcaline 10x1,35V=13,5V; dou baterii conectate n serie VU sel 27= .
Girocompase
36 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Alimentarea elementului sensibil presupune de fapt alimentarea (ualim) giromotoarelor din interiorul girosferei. Transferul de energie are loc prin intermediul lichidului-suport (Rsup, Rinf) astfel: - la girosferele alimentate trifazat, sunt folosite suprafeele conductive superioar,
ecuatorial i inferioar; - la girosferele alimentate monofazat (fig.1.31) sunt folosite suprafeele conductive
inferioar i superioar. Pentru a putea obine turaii ale rotoarelor giro mai mari dect pn /)60(50= , se
folosete conversia dubl de energie.
Ualim Uamp
Rsup
Rinf
RW1 RW2L1
L2
fig.1.31 Alimentarea giromotoarelor ntr-un sistem monofazat
Obinerea unei turaii de aproximativ 21000 rot/min este posibil prin alimentarea giromotoarelor la o frecven de 330340Hz (considernd c giromotoarele asincrone au o singur pereche de poli).
Girocompase
37 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
1.6.4. Sistemul de termoreglare
nclzirea i, respectiv rcirea lichidului-suport sunt controlate pentru a pstra constant temperatura mediului interstiiu.
Elementele care asigur aceast automatizare sunt: elementul termosensibil (traductor de prelevare a temperaturii act); adaptorul (interfaa element termosensibil element climatizor); ansamblul climatizor format din elementele executoare (rezistene de nclzire i
ventilaie). Elementul termosensibil este imersat n lichidul-suport. Prima conversie are loc n mediul interstiiu i const n schimbul de cldur dintre
elementul sensibil i elementul de urmrire
=
grgr
set
acterst
int (1.30)
elementsensibil
GtempSD2001
Traductordiferenial prelevare
temperaturAdaptor climatizor
element urmrire
Mediuinterstiiu
ref
act udiff
set
u
fig.1.32 activarea adaptorului pe baza alterrii temperaturii.
A doua conversie are loc ntr-un mediu referenial; compararea temperaturii actuale a lichidului-suport cu temperatura de referin rezult n obinerea unei tensiunii care activeaz sistemul de climatizare.
( )
=
GrVolt
signu
refact
diffDiff
(1.31)
=
VoltVolt
u
u
diffadapt
(1.32)
Girocompase
38 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
De reinut!
n girocompas, torul giroscopic este o parte component a rotorului unei maini electrice.
Giroscopul cu trei grade de libertate este un sistem format dintr-un rotor (tor giroscopic) i o suspensie care asigur un punct fix pe axa de simetrie a rotorului.
Torul giroscopic este un solid rigid omogen de revoluie, care are un moment de inerie apreciabil i care se rotete cu o vitez unghiular considerabil n jurul axei sale de simetrie.
Pentru a obine un moment cinetic mare, rotorul trebuie s se nvrteasc prin exteriorul statorului mainii electrice. De asemenea, pentru a obine o vitez unghiular considerabil, frecvena tensiunii de alimentare a mainii electrice trebuie s fie mare. Este nevoie de un bloc de conversie a energiei electrice pentru alimentarea giromotorului9 cu frecven mrit.
Pentru a putea obine turaii ale rotoarelor giro mai mari dect pn /)60(50= , se folosete conversia dubl de energie.
Tensiunea alternativ a bordului este mai nti redresat (prima etap de conversie) i apoi inversat (a doua etap de conversie) ntr-o tensiune alternativ cu frecven mai mare dect a tensiunii alternative a bordului (50-60Hz).
Alimentarea elementului sensibil presupune de fapt alimentarea giromotoarelor din interiorul girosferei. Transferul de energie are loc prin intermediul lichidului-suport astfel: - la girosferele alimentate trifazat, sunt folosite suprafeele
conductive superioar, ecuatorial i inferioar; - la girosferele alimentate monofazat sunt folosite suprafeele
conductive inferioar i superioar. nclzirea i, respectiv rcirea lichidului-suport sunt controlate
pentru a pstra constant temperatura mediului interstiiu. Prima conversie are loc n mediul interstiiu i const n schimbul
de cldur dintre elementul sensibil i elementul de urmrire. A doua conversie are loc ntr-un mediu referenial; compararea
temperaturii actuale a lichidului-suport cu temperatura de referin rezult n obinerea unei tensiunii care activeaz sistemul de climatizare.
9 main electric (de obicei asincron) de construcie special, care conine torul giroscopic
Girocompase
39 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Teste de autoevaluare
TESTUL nr. 31
G931. n schema echivalent din fig.1.33, deviaia unghiular a elementului de urmrire giro fa de elementul sensibil orientat se manifest prin modificarea valorii
a) inductivitilor L1, L2 b) rezistenelor RW1, RW2 c) rezistivitilor volumelor de lichid suport R1, R2
RW1
RW2
L1
R1
L2
R2
U1 U2
TR
L3
fig.1.33 Schema echivalent a
Punii Wheatstone
Girocompase
40 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G 4201. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 200 Hz
a) 12000 rot/min b) 6000 rot/min c) 18000 rot/min
G001. Girocompasul este un aparat de navigaie utilizat pentru indicarea
a) direciei navei b) sensului de navigaie c) cursului navei
G031. Erorile balistice ale girocompaselor depind direct proporional de
a) tangajul navei b) silueta navei c) folosirea efectului Doppler d) utilizarea unei perechi de
giromotoare
e) viteza de giraie a navei
TESTUL nr. 32
G 4202. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 250 Hz
a) 7500 rot/min b) 15000 rot/min c) 18000 rot/min
Girocompase
41 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G932. Acionarea prezentat n fig. 9.32 pentru motorul pas cu pas din repetitorul giro trebuie s realizeze:
a) defazajul de o jumtate de perioad a dou tensiuni sintetice
b) defazajul de o perioad a dou tensiuni sintetice
c) defazajul de un sfert de perioad a dou tensiuni sintetice
d) sincronismul a dou tensiuni sintetice
+Ucc
T1 T3
T2 T4
MPP
actioMPPU rezol2U SD2005
NUM
REV
A B
-Ucc
Ucc
Ucc
D E
&
&
&
&
&
&
&
&&
&
&
-Ucc
-Ucc
L1
L2
L3
L4
Q1
Q2
Q3
Q4
U/D
CL
Tact S
Tact Tact D
Tact
sens
R
R
4R
4R
2R
2R
8/7R
8/7R
A1
B1
C1
A2
B2
C2
fig.9.32
Acionarea motorului pas cu pas din repetitorul giro
G002. Funcionarea girocompasului se bazeaz pe exploatarea
a) greutii unui tor giroscopic b) vitezei unghiulare a unui giroscop
liber
c) momentului de inerie al unui giroscop liber
d) precesiei unui giroscop cu trei grade de libertate
Girocompase
42 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G032. Utilizarea compaselor monogiroscopice poate fi substituit prin folosirea
a) sondei ultrason b) lochului Doppler c) utilizarea unei perechi de
giromotoare
d) compaselor bigiroscopice e) giroscopului cu trei grade de
libertate
TESTUL nr. 33
G003. Momentul de inerie al unui tor giroscopic este
a) 221
mRJ =
b) 222
mR
c) 2
mR
d) 2mR
G033. Sensul de rotaie al motorului de urmrire depinde de
a) polaritatea tensiunii de alimentare a amplificatorului de urmrire
b) raportul rezistenelor coloanelor de lichid din interfa c) semnul tensiunii de alimentare a punii Wheatstone
G 4203. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 300 Hz
a) 12000 rot/min b) 6000 rot/min c) 9000 rot/min
Girocompase
43 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G933. Stabilizatorul din schema prezentat n fig. 1.35 se alimenteaz cu
a) tensiunea alternativ a bordului b) tensiune continu sau tensiune alternativ, n
funcie de regimul de lucru al girocompasului
c) tensiune continu de 24V, indiferent de regimul de lucru al girocompasului
d) tensiune stabilizat
elementsensibil
Gbloc SD2001 GIROCOMPAS - Sistemul de alimentare
Sistem reglare
temperaturaSistem
urmarire
Sistem distributie
datacurs
redresorinvertorstabilizator Selectorautomat
Tensiune alternativaf=50/60Hz
Tensiune continua24V
fig. 1.35 Schema bloc a girocompasului
TESTUL nr. 34
G 4204. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 350 Hz?
a) 21000 rot/min b) 9000 rot/min c) 10500 rot/min
Girocompase
44 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G004. Momentul de inerie al unui tor giroscopic este
a) o constant constructiv b) proporional cu momentul cinetic c) se afl n legtur direct cu viteza unghiular a
torului giroscopic
G934. Care este valoarea deplasrii unghiulare elementare (incrementul unghiular) pentru motorul pas cu pas al unui repetitor giro ca cel din fig.1.36, dac raportul dintre numrul de poli rotorici i numrul de perechi de poli statorici este 2/3:
a)
2pi
b)
3pi
c)
6pi
N
S
B C
II
II
III
III
I
I
A D E F
MPPTsepSD2005
fig.1.36 Motor trifazat pas cu pas
Girocompase
45 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G034. Pentru a obine o turaie de aproximativ 18000 rot/min (neglijnd alunecarea electric) n cazul unui giromotor asincron avnd dou perechi de poli statorici, este necesar o tensiune alternativ de alimentare cu frecvena de
a) 600 Hz b) 300 Hz c) 900 Hz
TESTUL nr. 35
G005. Rotorul giroscopic ce intr n componena girocompasului, are
a) dou grade de libertate b) trei grade de libertate c) patru grade de libertate d) ase grade de libertate
G035. Frecvena tensiunii de alimentare a giromotoarelor asincrone
a) depinde de frecvena tensiunii de alimentare a navei din centrala bordului
b) depinde de tensiunea de alimentare a convertorului
c) se stabilete n funcie de numrul de perechi de poli statorici
d) depinde de alunecarea electric a giromotoarelor asincrone
e) depinde de curentul de sarcin al giromotoarelor asincrone
Girocompase
46 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G935. Schema din fig.1.29 prezint o configuraie de conectare
a) serie-paralel a giromotoarelor asincrone
b) serie a giromotoarelor asincrone c) paralel a giromotoarelor
asincrone
U
W
MA
3~
V
UCC
MA
3~
GIROMOTOR
1
GIROMOTOR
2
INVERTOR
TRIFAZAT
fig.1.29 Alimentarea giromotoarelor
G 4205. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 400 Hz
a) 12000 rot/min b) 6000 rot/min c) 18000 rot/min
TESTUL nr. 36
G 4206. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 450 Hz
a) 12000 rot/min b) 13500 rot/min c) 27000 rot/min
Girocompase
47 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G936. Acionarea prezentat n fig. 1.37, pentru motorul pas cu pas din repetitorul giro, trebuie s realizeze:
a) defazajul de o jumtate de perioad a celor trei tensiuni sintetice
b) defazajul de o perioad a celor trei tensiuni sintetice
c) defazajul de o treime de perioad a celor trei tensiuni sintetice
d) defazajul de un sfert de perioad a celor trei tensiuni sintetice
e) sincronismul celor trei tensiuni sintetice
+Ucc
B
T1 T3 T5
T2
3 TRAFO
SEPAR
3 TRAFO
SEPAR
CTRL
T4 T6
actioMPPTcomCTRL SD2005
1 3 5
2 4 6
IS
IS
A
IP
IP
MPPTC
B com
-Ucc
Ucc
Ucc
fig.1.37 Acionarea motorului pas cu pas din repetitorul giro
G.006. Numrul gradelor de libertate ale rotorului giroscopic se refer la posibilitatea acestuia de a efectua
a) patru micri de rotaie b) dou micri de rotaie i o
translaie
c) trei micri de rotaie d) trei translaii e) trei translaii i trei micri de
rotaie
Girocompase
48 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G036. Eroarea minim de vitez a girocompasului se constat n
a) drumuri N S b) drumuri E W c) lipsa forelor perturbatoare
TESTUL nr. 37
G937. Acionarea de putere prezentat n fig. 1.38 pentru motorul pas cu pas din repetitorul giro este:
a) o acionare monopolar bifazat b) o acionare bipolar bifazat c) o acionare pentapolar d) o acionare tetrapolar
+Ucc
TU1 TU3
TU2 TU4
MPP
8COMBIPOLSD2005
A B
E
D
TV3
TV4
TV1
TV2
fig.1.38
Acionarea de putere pentru motorul pas cu pas
G 4207. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 500 Hz
a) 15000 rot/min b) 30000 rot/min c) 18000 rot/min
Girocompase
49 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G007. n figura 1.39, axa azimutal de rotaie a rotorului giroscopic este
xx
y
y
z
z
fig. 1.39
a) x-x b) y-y c) z-z d) x-y
TESTUL nr. 38
G 4208. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 550 Hz
a) 33000 rot/min b) 16500 rot/min c) 18000 rot/min
Girocompase
50 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G938. Comanda acionrii motorului pas cu pas din fig.1.40 asigur:
a) stocarea programului de acionare
b) rularea secvenial a acionrii c) memorarea strilor
transistoarelor de putere
d) protecia la supratensiuni
+Ucc
B
T1 T3 T5
T2
3 TRAFO
SEPAR
3 TRAFO
SEPAR
sens
NU
M
R
TO
RR
EV
ER
SIB
IL
T4 T6
actioMPPTcomSD2005
1 3 5
2 4 6
IS
IS
A
IP
IP
MPPTC
B com
-Ucc
Ucc
Ucc
GENERATOR de TACT
fig.1.40 Acionarea motorului pas cu pas din repetitorul giro
G008. Rotorul giroscopic i poate modifica zenitul, rotindu-se n jurul axei
a) x-x b) y-y c) z-z d) x-y
G038. Interfaa de prelevare a cursului navei livreaz amplificatorului de urmrire un semnal proporional cu
a) viteza unghiular a rotoarelor giro b) frecvena tensiunii de alimentare a giromotoarelor c) deviaia unghiular dintre elementul sensibil i
elementul de urmrire
TESTUL nr. 39
Girocompase
51 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G939. Seciunea de putere a schemei prezentat n fig.1.41 asigur
a) stocarea programului de acionare
b) rularea secvenial a acionrii c) acionarea monopolar a MPP
din repetitorul giro
d) acionarea bipolar a MPP din repetitorul giro
d) protecia la supratensiuni
+Ucc
TU1 TU3
TU2
CTRL
TU4
MPP
4COMBIPOLSD2005
D E
4
TRAFO
SEPAR
INTERF
SEC
INT
PRIM
A B
fig.1.41 Seciunea de putere a acionrii
G009. Rotorul giroscopic i poate modifica azimutul, cu ajutorul sistemului cardanic, rotindu-se n jurul axei
a) x-x b) y-y c) z-z d) x-y
G039. Mrimea electric de la ieirea amplificatorului de urmrire
Girocompase
52 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
depinde de
a) polaritatea semnalului livrat de puntea Wheatstone b) faza semnalului livrat de interfaa de prelevare a
cursului navei
c) amplitudinea semnalului de la intrarea amplificatorului d) de toate cele enumerate mai sus
G 4209. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 600 Hz
a) 12000 rot/min b) 36000 rot/min c) 18000 rot/min
TESTUL nr. 40
G010. Momentul cinetic al rotorului giroscopic este
a) proporional cu masa sa b) proporional cu momentul su de inerie c) direct proporional cu viteza sa unghiular d) egal cu produsul J
G 4310. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 700 Hz
a) 42000 rot/min b) 16000 rot/min c) 21000 rot/min
G040. Frecvena tensiunii de alimentare a giromotoarelor asincrone
Girocompase
53 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) depinde de frecvena tensiunii de alimentare a bordului
b) depinde de tensiunea de alimentare a convertorului giro
c) se stabilete n funcie de numrul de perechi de poli statorici
TESTUL nr. 41
G941. Cealalt jumtate a interfeei de prelevare prezentat n fig.1.42 este format din
a) inductanele transformatorului simetric b) rezistenele coloanelor de lichid conductiv
corespunztoare electrozilor de urmrire
c) rezistenele nseriate ale volumelor de lichid conductiv
indicator curs (roza de 3600)
elementsensibil
(girosfera)
G.SUSD2001 GIROCOMPAS - Sistemul de urmarire
1/2interfataprelevare
(transformatorsimetric)
amplificatorurmarire servomotor
Mecanismdemultiplicator
data (alterare) curs
Tsfera de urmarire
fig.1.42 Preluarea semnalului curs
G011. Un observator aflat la Polul Nord constat c axa principal de
Girocompase
54 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
rotaie a unui giroscop, care era orientat iniial ( 0=t ) pe direcia N-S,
a) descrie o evolvent b) descrie un plan perpendicular pe axa polilor c) nu efectueaz nici o micare aparent d) descrie o exponenial
pe durata a 24 de ore.
G041. Activarea elementelor sistemului de termoreglare giro depinde de
a) tensiunea de alimentare a elementului termosensibil b) temperatura mediului dintre elementul sensibil i
elementul de urmrire
c) temperatura mediului ambiant
G 4211. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 200 Hz
a) 12000 rot/min b) 6000 rot/min c) 18000 rot/min
TESTUL nr. 42
G012. Un observator aflat la Polul Nord constat c axa principal de rotaie a unui giroscop, care era iniial ( 0=t ) perpendicular pe direcia N-S,
a) descrie o evolvent b) descrie un plan perpendicular pe axa polilor c) nu efectueaz nici o micare aparent d) descrie o exponenial
pe durata a 24 de ore.
G942. Diagrama din fig.1.43 reprezentnd tensiunile de alimentare ale
Girocompase
55 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
motorului pas cu pas din repetitorul giro arat c
a) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
4pi
b) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
3pi
c) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
2pi
d) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este pi
U1
U2
fig.1.43 ensiunile de alimentare ale
motorului pas cu pas din repetitorul giro
G 4212. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 250 Hz
a) 12000 rot/min b) 15000 rot/min c) 18000 rot/min
G042. Ce turaie atinge un giromotor asincron avnd dou perechi de
Girocompase
56 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
poli statorici (neglijnd alunecarea electric), n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 600 Hz
a) 12000 rot/min b) 24000 rot/min c) 18000 rot/min
TESTUL nr. 43
G943. Utilizarea unei perechi de giromotoare asincrone cuplate mecanic ntr-un dispozitiv antiparalelogram (fig.1.20) reduce
a) Eroarea de vitez b) Eroarea de balans c) Erorile balistice
fig.1.20 Dispozitiv antiparalelogram
G043. Ce turaie atinge un giromotor asincron avnd trei perechi de poli
Girocompase
57 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
statorici (neglijnd alunecarea electric) i tensiunea de alimentare are frecvena de 600 Hz
a) 12000 rot/min b) 24000 rot/min c) 18000 rot/min
G 4213. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 300 Hz
a) 12000 rot/min b) 15000 rot/min c) 18000 rot/min
G013. Un observator aflat la Ecuator constat c axa principal de rotaie a unui giroscop, care era iniial ( 0=t ) n planul orizontului i pe direcia N-S,
a) descrie o evolvent b) descrie un plan perpendicular pe
axa polilor
c) nu efectueaz nici o micare aparent
d) descrie o exponenial
pe durata a 24 de ore.
TESTUL nr. 44
G 4214. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 350 Hz
a) 21000 rot/min b) 15000 rot/min c) 18000 rot/min
G944. Seciunea de putere T1...T4 din schema artat n fig. 1.44
Girocompase
58 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
reprezentnd o acionare cu und sintetic a motorului pas cu pas din repetitorul giro, asigur
a) alimentarea bipolar monofazat a motorului pas cu pas
b) alimentarea monopolar bifazat a motorului pas cu pas
c) alimentarea monopolar monofazat a motorului pas cu pas
d) alimentarea bipolar bifazat a motorului pas cu pas
+Ucc
T1 T3
T2
MUX
T4
MPP
actioMPPTU2USD2005
B-E
4
TRAFO
SEPAR
INTERF
SEC
INT
PRIM
A D
CTRL
C-F
8
-Ucc
Ucc
Ucc
fig.1.44
G014. Un observator aflat la Ecuator constat c axa principal de rotaie a unui giroscop, care era iniial ( 0=t ) n planul orizontului i perpendicular pe direcia N-S,
a) descrie o suprafa conic b) descrie o suprafa cilindric c) nu efectueaz nici o micare d) descrie un plan perpendicular pe
axa polilor
pe durata a 24 de ore.
G044. Care este numrul de perechi de poli statorici ai unui giromotor
Girocompase
59 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
asincron (neglijnd alunecarea electric) alimentat la frecvena de 400 Hz, la o turaie de 24000 rot/min
a) p = 2 b) p = 1 c) p = 6
TESTUL nr. 45
G945. Semnalul livrat de transmitorul T (din fig.1.45) distribuitorului este
a) o mrime electric reprezentnd cursul giro
b) un set de tensiuni reprezentnd drumul actual al navei
c) o mrime electric reprezentnd deviaia unghiular dintre vechiul i actualul drum giro
G.SUSD2001
semnal alterare curs
distribuitor
Repetitoaregiro
Inregistratorde curs
Receptoarein
aparate de navigatie
T
De la mecanismul demultiplicator al sistemului de urmarire
GIROCOMPAS - Sistemul de transmitere si distributie a semnalului alterare curs
fig.1.45 Sistem de distribuie giro
G 4215. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea
Girocompase
60 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
alternativ de alimentare are frecvena de 400 Hz
a) 12000 rot/min b) 24000 rot/min c) 18000 rot/min
G015. Un observator aflat la o latitudine oarecare constat c axa principal de rotaie a unui giroscop, care era iniial ( 0=t ) n planul orizontului i perpendicular pe direcia N-S,
a) descrie un unghi solid cu deschiderea 2 b) descrie o suprafa cilindric c) nu efectueaz nici o micare d) descrie un plan perpendicular pe axa polilor e) descrie un unghi solid cu deschiderea
22 pi +
G045. Care este frecvena convertorului care alimenteaz un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) dac numrul perechilor de poli statorici este 2, iar turaia giromotorului este de 12000 rot/min
a) 240 Hz b) 200 Hz c) 400 Hz
TESTUL nr. 46
G046. n cazul oscilaiilor neamortizate ale girocompasului, proiecia unui capt al axei principale descrie o
a) elips b) spiral eliptic c) evolvent
G946. Invertorul care alimenteaz giromotoarele asincrone din elementul sensibil (schema bloc din fig.1.46) este alimentat cu
Girocompase
61 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) tensiune alternativ stabilizat b) tensiune continu stabilizat c) tensiune alternativ cu frecven
mrit
elementsensibil
Gbloc SD2001 GIROCOMPAS - Sistemul de alimentare
Sistem reglare
temperaturaSistem
urmarire
Sistem distributie
datacurs
redresorinvertorstabilizator Selectorautomat
Tensiune alternativaf=50/60Hz
Tensiune continua24V
fig.1.46
G016. Un observator aflat la o latitudine oarecare constat c axa principal de rotaie a unui giroscop, care era iniial ( 0=t ) pe direcia N-S,
a) descrie un unghi solid cu deschiderea 2 b) descrie o suprafa cilindric c) nu efectueaz nici o micare d) descrie un plan perpendicular pe axa polilor e) descrie un unghi solid cu deschiderea
22 pi +
G 4216. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 450 Hz
Girocompase
62 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) 18000 rot/min b) 9000 rot/min c) 27000 rot/min
TESTUL nr. 47
G947. Comanda acionrii motorului pas cu pas din fig.1.47 asigur:
a) cuplarea direct cu puntea de putere
b) protecia la supracureni c) memorarea strilor
tranzistoarelor de putere
d) protecia la supratensiuni
+Ucc
U
T1 T3 T5
T2
3 TRAFO
SEPAR
3 TRAFO
SEPAR
CTRL+DMA
T4 T6
INVSTAT3f+DMASD2005
1 3 5
2 4 6
INT
SEC
V
W
INT
SEC
INT
PR6
fig.1.47 Acionarea motorului trifazat pas cu pas
D repetitorul giro
G 4217. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 500 Hz
Girocompase
63 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) 15000 rot/min b) 30000 rot/min c) 18000 rot/min
G017. Definii micarea de precesie ca fiind
a) o caracteristic constructiv b) o consecin a variaiei
momentului cinetic
c) o consecin a micrii diurne a Pmntului
G047. n cazul oscilaiilor amortizate ale girocompasului, proiecia unui capt al axei sale principale descrie o:
a) elips b) spiral eliptic c) evolvent
TESTUL nr. 48
G018. Precesia giroscopului cu trei grade de libertate este
a) o constant constructiv b) o proprietate dinamic c) o consecin a atraciei gravitaionale d) o consecin a micrii unghiulare a Pmntului
G 4218. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 550 Hz
a) 33000 rot/min b) 22000 rot/min c) 11000 rot/min
G948. Care este valoarea deplasrii unghiulare elementare (incrementul unghiular) pentru motorul pas cu pas al unui repetitor giro ca cel din fig.1.48, dac raportul dintre numrul de poli rotorici i
Girocompase
64 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
numrul de perechi de poli statorici este 2/2:
a)
2pi
b)
4pi
c) pi
N
S
A B
D
E
fig.1.48 Motorul pas cu pas al unui repetitor giro
TESTUL nr. 49
G 4219. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 600 Hz
a) 12000 rot/min b) 36000 rot/min c) 18000 rot/min
G949. Diodele semiconductoare D1...D6 din schema punii de putere a invertorului echipamentului giro (fig.1.49) asigur
Girocompase
65 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) Protecia tranzistoarelor de putere la scurtcircuit b) Protecia tranzistoarelor de putere la supracureni c) Protecia tranzistoarelor de putere la supratensiuni
tranzitorii
d) Protecia tranzistoarelor de putere la tensiuni inverse
UccUVW
CSU1
CSU2
CSV1
CSV2
CSW1
CSW2
D1 D3 D5
D2 D4 D6
fig.1.49 Puntea de putere a invertorului echipamentului giro
G019. Avnd n vedere egalitatea produselor vectoriale FrHprrrr
= ,
putei stabili c sensul micrii de precesie este
a) dat de regula burghiului drept b) imprecis c) dat de regula minii drepte d) legea evolventei
G049. n cazul oscilaiilor amortizate ale girocompasului, un capt al axei sale principale descrie o:
a) elips sferic b) spiral eliptic cilindric c) evolvent ovoidal d) involvent sferic
TESTUL nr. 50
G950. Schema coninut n seciunea din dreapta a fig. 1.26 prezint
Girocompase
66 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) configuraia sistemului de alimentare al amplificatorului de urmrire
b) configuraia serie a interfeei de prelevare a semnalului
c) configuraia paralel a interfeei de prelevare a semnalului
d) configuraia simetric a interfeei de prelevare a semnalului
e) configuraia dezechilibrat a interfeei simetrice de prelevare a semnalului
f) configuraia echilibrat a interfeei asimetrice de prelevare a semnalului
Ualim Uamp
Rsup
Rinf
RW1 RW2
R1
R2
L1
L2
fig.1.26 Prelevarea semnalului
G 4220. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd o pereche de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 700 Hz
a) 42000 rot/min b) 36000 rot/min c) 18000 rot/min
G020. Avnd n vedere egalitatea produselor vectoriale FrHprrrr
= ,
putei stabili c vectorul p
r este
Girocompase
67 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
a) perpendicular pe planul format de vectorii moment cinetic i momentul forei exterioare
b) n planul format de vectorii vitez unghiular i moment cinetic
c) perpendicular pe planul format de vectorii vitez unghiular i momenul forei exterioare
d) n planul format de vectorii for exterioar i moment cinetic
TESTUL nr. 51
G951. Schema prezentat n fig.1.42, pentru motorul pas cu pas din repetitorul giro, trebuie s asigure:
a) un set de trei tensiuni sintetice n faz
b) un set de trei tensiuni sintetice defazate cu jumtate de perioad
c) alimentarea unui unui motor pas cu pas trifazat cu punct neutru
d) alimentarea unui unui motor pas cu pas trifazat cu nfurri separate
e) alimentarea unui unui motor pas cu pas trifazat tripolar
Girocompase
68 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
+Ucc
B
T1 T3 T5
T2
3 TRAFO
SEPAR
3 TRAFO
SEPAR
CTRL
T4 T6
actioMPPTcomCTRLSD2005
1 3 5
2 4 6
IS
IS
A
IP
IP
MPPTC
B com
-Ucc
Ucc
Ucc
fig.1.42
G021. Transformarea unui giroscop cu trei grade de libertate n girocompas
a) se face prin redistribuirea masei giroscopului
b) se face prin modificarea poziiei centrului de mas al giroscopului
c) se face prin exploatarea gravitaiei terestre
d) se face prin mrirea greutii giroscopului
TESTUL nr. 52
G952. n schema echivalent din fig.1.43, deviaia unghiular a elementului de urmrire giro fa de elementul sensibil orientat se manifest prin modificarea valorii
a) reactanelor L1, L2, L3 b) tensiunii livrate de invertor c) frecvenei tensiunii livrate de
invertor
Girocompase
69 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
d) rezistenelor RW1, RW2
RW1
RW2
L1
R1
L2
R2
U1 U2
TR
L3
fig.1.43
G022. Metoda pendular de transformare a unui giroscop cu trei grade de libertate n girocompas presupune
a) mutarea centrului de greutate al giroscopului
b) mutarea centrului de mas al giroscopului
c) mutarea centrului geometric al giroscopului
d) ataarea unei mase suplimentare e) mrirea vitezei unghiulare a
giroscopului
TESTUL nr. 53
G953. Tranzistoarele bipolare NPN montate n grilele comutatoarelor statice din schema punii de putere a invertorului echipamentului giro (fig.1.44) asigur
a) Protecia tranzistoarelor de
Girocompase
70 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
putere la supracureni b) Protecia tranzistoarelor de
putere la supratensiuni tranzitorii
c) Protecia tranzistoarelor de putere la supraputere disipat
Ucc
UVW
CSU1
CSU2
CSV1
CSV2
CSW1
CSW2
D1 D3 D5
D2 D4 D6
fig.1.44
TESTUL nr. 58
G958. Defectarea giromotorului asincron 1, cuplat mecanic ntr-un dispozitiv antiparalelogram cu giromotorul asincron 2 (din fig.1.45) produce
a) eroare de vitez b) eroare constant de 450 spre tribord c) eroare constant de 450 spre
babord
Girocompase
71 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
fig.1.45
G028. Eroarea de vitez a girocompasului depinde de
a) latitudinea punctului msurrii b) longitudinea punctului msurrii c) longevitatea observatorului n
punctul msurrii
TESTUL nr. 42
Girocompase
72 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G942. Diagrama din fig.1.46 reprezentnd tensiunile de alimentare ale motorului pas cu pas din repetitorul giro arat c
a) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
4pi
b) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
3pi
c) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este
2pi
d) defazajul dintre cele dou tensiuni sintetice este pi
U1
U2
fig.1.46
Lucrri de verificare la Unitatea de nvare nr. 1
S se calculeze G 4202. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 250 Hz?
a) 7500 rot/min b) 15000 rot/min c) 18000 rot/min
Girocompase
73 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G034. Pentru a obine o turaie de aproximativ 18000 rot/min (neglijnd alunecarea electric) n cazul unui giromotor asincron avnd dou perechi de poli statorici, este necesar o tensiune alternativ de alimentare cu frecvena de
a) 600 Hz b) 300 Hz c) 900 Hz
G 4206. Ce turaie atinge un giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) avnd dou perechi de poli statorici, n cazul n care tensiunea alternativ de alimentare are frecvena de 450 Hz
a) 12000 rot/min b) 13500 rot/min c) 27000 rot/min
G042. Care este numrul de perechi de poli statorici ai unui giromotor asincron (neglijnd alunecarea electric) alimentat la frecvena de 450 Hz, la o turaie de 27000 rot/min
a) p = 2 b) p = 1 c) p = 6
Rspunsuri i comentarii la ntrebrile din testele de autoevaluare
Testul 31 G 931 b
G 4201 b
G 001 c
G 031 e
Testul 32 G 932 c
G 4202 a
G 002 d
G 032 d
Testul 33 G 933 c
G 4203 c
G 003 d
Girocompase
74 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G 033 b
Testul 34 G 934 c
G 4204 c
G 004 a
G 034 a
Testul 35 G 935 c
G 4205 a
G 005 b
G 035 c
Testul 36 G 936 c
G 4206 b
G 006 c
G 036 a
Testul 37 G 937 a
G 4207 a
G 007 c
Testul 38 G 938 b
G 4208 b
G 008 b
G 038 c
Testul 39 G 939 c
G 4209 c
G 009 c
G 039 d
Testul 40 G 940 c
G 4310 c
G 010 d
G 040 c
Testul 41 G 941 a
G 4211 a
G 011 c
G 041 b
Testul 42 G 942 c
G 4212 a
G 012 b
G 042 c
Testul 43 G 943 b
G 4213 c
G 013 c
G 043 a
Testul 44 G 944 d
G 4214 a
G 014 d
G 044 b
Testul 45 G 945 c
G 4215 b
G 015 a
G 045 b
Testul 46 G 946 b
G 4216 c
G 016 a
G 046 a
Testul 47 G 947 c
G 4217 b
G 017 b
G 047 b
Testul 48 G 948 a
G 4218 a
G 018 b
G 048 b
Testul 49 G 949 d
G 4219 b
G 019 a
G 049 b
Testul 50 G 950 a
G 4220 a
G 020 a
G 049 b
Testul 51 G 951 e
G 4221 b
G 021 b
G 051 b
Testul 52 G 952 d
G 4222 a
G 022 d
G 052 b
Testul 53 G 953 a
Girocompase
75 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
G 4223 b
G 023 e
Testul 54 G 954 a
G 4224 c
G 024 b
G 054 b
Testul 55 G 932 c
G 4225 c
G 025 a
G 051 b
Testul 56 G 956 b
G 4226 a
G 026 b
G 054 b
Testul 57 G 957 b
G 4227 c
G 027 a
G 047 b
Testul 58 G 958 c
G 4228 a
G 028 a
G 058 a
Testul 59 G 948 e
G 4229 a
G 029 c
G 040 c
Testul 60 G 960 c
G 4230 a
G 030 d
G 060 b
Recapitulare Mai citii nc o dat materialul.
Concluzii Dai mult atenie enunurilor problemelor. Unele dintre ele seamn, dar nu sunt la fel.
Girocompase
76 Aparate Electrice de Navigaie Curs i aplicaii
Referinele bibliografice ale unitii de nvare
[1] Ahrendts, Joachim & CO, HUTTE Manualul Inginerului, Editura Tehnic, Bucureti, 1995 [2] Calueanu, D., Stan, St. .a., Instalaii Electrice la Bordul Navelor, Editura Tehnic, Bucureti, 1981
[3] Calugaria, Ghe. s.a., Tabele i Formule de Matematic, Fizic i Chimie, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1964
[4] Chiri, M., Pavic, V., Navigaie, Editura Militar, Bucureti, 1959 [5] DORDEA, T., Aparate electrice de navigatie, autor unic, Ed. Muntenia, ISBN (10) 973-
692-154-9, ISBN (13) 978-973-692-154-4, 105 pag, Constanta, 2006 [6] DORDEA, T., Acionri electrice cu und sintetic, autor unic, Ed. Muntenia, ISBN (10)
973-692-153-0, ISBN (13) 978-973-692-153-7, 155 pag, Constanta, 2006 [7] Dordea, , Stadiul actual n domeniul sistemelor de guvernare navale Referat doctorat, U