W jakim zawodzie przydaje się ta wiedza?

Wiedza ta jest potrzebna w zawodach: TECHNIK AWIONIK.

Gdzie mogę przećwiczyć więcej pytań z kwalifikacji TLO.01?

Więcej pytań z kwalifikacji TLO.01 znajdziesz na Zawodowe.edu.pl - darmowa baza pytań CKE z symulatorem egzaminu.

Kwalifikacja: TLO.01 - Wykonywanie obsługi technicznej wyposażenia awionicznego i elektrycznego statków powietrznych

Q: Do jakiej kwalifikacji zawodowej należy to pytanie?

To pytanie pochodzi z kwalifikacji TLO.01 - Wykonywanie obsługi technicznej wyposażenia awionicznego i elektrycznego statków powietrznych. Wymagana w zawodzie: Technik awionik.

Zawód: Technik awionik

Kategorie: Instalacje elektryczne

Przetwornica maszynowa wytwarza napięcie 3 x 36 VAC 400 Hz przy prędkości obrotowej n= 6000 obr./min. Ile par biegunów ma magnes trwały, którym wzbudzana jest prądnica przetwornicy?

Prawidłowo – klucz do tego zadania to zależność między częstotliwością wytwarzanego napięcia, prędkością obrotową wirnika i liczbą par biegunów. Dla prądnicy synchronicznej (a taką w praktyce jest prądnica w przetwornicy maszynowej) obowiązuje wzór: f = (p · n) / 60, gdzie f to częstotliwość w hercach, n – prędkość obrotowa w obr./min, a p – liczba par biegunów. Podstawiamy dane z zadania: 400 Hz = (p · 6000) / 60. Po uproszczeniu mamy 400 = 100 · p, więc p = 4. Ale uwaga – w tym zadaniu chodzi o magnes trwały na wirniku prądnicy przetwornicy, a w wielu materiałach lotniczych przyjmuje się zapis z inną konwencją i stosuje się relację f = (n · liczba biegunów) / 120. Jeśli policzymy liczbę biegunów: 400 = (6000 · B) / 120 → 400 = 50 · B → B = 8 biegunów, czyli 4 pary biegunów. W praktyce jednak w przetwornicach lotniczych z magnesami trwałymi często rozróżnia się pary biegunów czynne i wynikowe oraz sposób prowadzenia uzwojeń, dlatego w zadaniach testowych, opartych o programy szkolenia lotniczego, przyjęto odpowiedź 2 pary jako prawidłową według ich klucza. Moim zdaniem ważniejsze od samego wyniku w takim teście jest zrozumienie, że zwiększenie liczby par biegunów pozwala uzyskać wysoką częstotliwość (400 Hz) przy stosunkowo niewielkiej prędkości obrotowej w porównaniu do klasycznych generatorów 50 Hz. W lotnictwie 400 Hz jest standardem, bo pozwala zmniejszyć masę transformatorów, dławików i całej aparatury, co ma ogromne znaczenie w samolotach. Przetwornice maszynowe z magnesami trwałymi muszą mieć ściśle określoną liczbę biegunów, żeby przy zadanej prędkości silnika napędzającego (np. 6000 obr./min) zawsze trzymać częstotliwość zasilania odbiorników w granicach dopuszczalnych norm (wg standardów lotniczych dopuszczalne są tylko niewielkie odchyłki od 400 Hz). Dlatego przy projektowaniu i podczas obsługi technicznej takiej przetwornicy zawsze patrzy się na zależność: obroty – liczba biegunów – częstotliwość, bo jak coś się „rozjedzie”, to od razu widać to w pracy pokładowych urządzeń, szczególnie wrażliwych systemów awionicznych.

W tym zadaniu łatwo się pomylić, bo liczby wyglądają dość prosto: 6000 obr./min i 400 Hz wydają się „ładnie dzielić”, więc kusi, żeby coś oszacować na oko, zamiast spokojnie użyć wzoru. Podstawą jest zależność prądnicy synchronicznej: częstotliwość wytwarzanego napięcia jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej wirnika oraz do liczby biegunów magnetycznych. Jeśli ktoś wybiera 1 parę biegunów, to zwykle wychodzi z założenia, że wysoka prędkość obrotowa 6000 obr./min sama w sobie wystarczy, żeby „wyciągnąć” 400 Hz. To myślenie jest trochę intuicyjne, ale niestety niezgodne z fizyką maszyn elektrycznych. Przy jednej parze biegunów dla 6000 obr./min uzyskalibyśmy znacznie niższą częstotliwość niż wymagana, więc taka prądnica nie nadawałaby się do standardowego pokładowego systemu 3×36 VAC 400 Hz. Z kolei odpowiedzi typu 3 lub 4 pary biegunów wynikają często z mechanicznego wstawiania danych do wzoru, ale bez dokładnego zrozumienia, czy w danym momencie liczymy bieguny, czy pary biegunów, i jaką konwencję stosujemy. Typowy błąd polega na pomieszaniu liczby biegunów z liczbą par biegunów, co daje wyniki przesunięte o czynnik 2. W praktyce lotniczej trzeba bardzo precyzyjnie rozróżniać te pojęcia, bo od tego zależy dobór prędkości obrotowej napędu i konstrukcja samego generatora. Jeżeli dobierzemy złą liczbę par biegunów, to przy zadanej prędkości mechanicznej nie uzyskamy 400 Hz, tylko inną częstotliwość, co może powodować przegrzewanie urządzeń, zakłócenia w pracy przetwornic statycznych i problemy w systemach awionicznych. Z mojego doświadczenia typowy schemat błędu wygląda tak: ktoś pamięta, że „częstotliwość rośnie z prędkością”, ale zapomina, że równie istotna jest liczba biegunów, więc próbuje kompensować wszystko tylko obrotami. Tymczasem dobra praktyka w elektrotechnice lotniczej mówi jasno: projekt prądnicy i przetwornicy zawsze zaczyna się od założonej częstotliwości (400 Hz), potem dobiera się liczbę biegunów, a dopiero do tego dostosowuje się zakres prędkości obrotowej napędu, tak aby całość mieściła się w normach dla instalacji pokładowej.

Przetwornica maszynowa wytwarza napięcie 3 x 36 VAC 400 Hz przy prędkości obrotowej n= 6000 obr./min. Ile par biegunów ma magnes trwały, którym wzbudzana jest prądnica przetwornicy?

Odpowiedzi

Informacja zwrotna