Którą rolę pełni w styczniku element wskazany na ilustracji czarną strzałką?
A. Likwiduje magnetyzm szczątkowy.
B. Zmniejsza siłę docisku zwory.
C. Likwiduje drgania zwory.
D. Zmniejsza napięcie podtrzymania cewki.
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2022 (arkusz EE.05-SG-22.06).
Element wskazany strzałką to zwój zwarty, często nazywany też pierścieniem cieniującym albo pierścieniem przeciwdrganiowym. Jego zadaniem w styczniku zasilanym prądem przemiennym jest likwidowanie drgań zwory. W elektromagnesie na AC strumień magnetyczny zmienia się sinusoidalnie i dwa razy w każdym okresie przechodzi przez zero. Gdyby nic z tym nie zrobić, siła przyciągania zwory też chwilowo malałaby prawie do zera, a zwora zaczęłaby brzęczeć, odbijać i powodować niestabilne dociskanie styków. Zwój zwarty wytwarza opóźniony w fazie strumień magnetyczny w części nabiegunnika, przez co całkowita siła przyciągania nie zanika w tym samym momencie. Efekt praktyczny jest prosty: stycznik pracuje ciszej, pewniej i mniej zużywają się styki oraz elementy mechaniczne. Moim zdaniem to jeden z tych małych elementów, które łatwo przeoczyć na rysunku, a robią ogromną robotę w praktyce. W dobrych praktykach serwisowych, zgodnych z podejściem stosowanym przy aparaturze łączeniowej według PN-EN IEC 60947-4-1, zwraca się uwagę na stan nabiegunników, czystość powierzchni magnetycznych i brak uszkodzeń takiego zwoju. Uszkodzony pierścień cieniujący często objawia się głośnym buczeniem stycznika i szybszym zużyciem mechanizmu.
W tym pytaniu łatwo pomylić kilka zjawisk występujących w elektromagnesach, ale element pokazany strzałką nie służy ani do rozmagnesowania rdzenia, ani do celowego osłabiania docisku zwory, ani do zmniejszania napięcia podtrzymania cewki. W styczniku prądu przemiennego głównym problemem jest to, że strumień magnetyczny cyklicznie maleje do zera. Bez dodatkowego rozwiązania zwora byłaby przyciągana nierówno, co dawałoby charakterystyczne brzęczenie, drgania i możliwe odbijanie styków. Dlatego stosuje się zwój zwarty, czyli pierścień cieniujący, który wytwarza opóźniony strumień i stabilizuje siłę przyciągania.
Magnetyzm szczątkowy to inne zagadnienie. Dotyczy pozostawania niewielkiego namagnesowania po wyłączeniu cewki i może powodować zbyt wolne odpadanie zwory, szczególnie w niektórych układach prądu stałego albo przy źle dobranych materiałach magnetycznych. Do ograniczania tego efektu stosuje się na przykład szczeliny powietrzne, przekładki niemagnetyczne lub odpowiednią konstrukcję obwodu magnetycznego, a nie pierścień cieniujący w nabiegunniku AC.
Również myślenie, że ten element zmniejsza siłę docisku zwory, prowadzi w złą stronę. W styczniku zależy nam na pewnym przyciągnięciu zwory i stabilnym zamknięciu torów prądowych. Zbyt mały docisk oznaczałby grzanie styków, iskrzenie, nadpalanie powierzchni roboczych i krótszą żywotność aparatu. Pierścień cieniujący nie osłabia działania elektromagnesu, tylko wygładza przebieg siły w czasie.
Napięcie podtrzymania cewki wynika głównie z konstrukcji cewki, rodzaju zasilania, układu sterowania i ewentualnej elektroniki oszczędzającej energię. W nowoczesnych stycznikach mogą występować układy ekonomizera, prostowniki albo cewki szerokonapięciowe, ale to już inna bajka. Typowy błąd polega na tym, że mały metalowy element przy rdzeniu ktoś traktuje jak część układu elektrycznego cewki. A on pracuje przede wszystkim magnetycznie i mechanicznie pomaga utrzymać spokojną pracę zwory.
Magnetyzm szczątkowy to inne zagadnienie. Dotyczy pozostawania niewielkiego namagnesowania po wyłączeniu cewki i może powodować zbyt wolne odpadanie zwory, szczególnie w niektórych układach prądu stałego albo przy źle dobranych materiałach magnetycznych. Do ograniczania tego efektu stosuje się na przykład szczeliny powietrzne, przekładki niemagnetyczne lub odpowiednią konstrukcję obwodu magnetycznego, a nie pierścień cieniujący w nabiegunniku AC.
Również myślenie, że ten element zmniejsza siłę docisku zwory, prowadzi w złą stronę. W styczniku zależy nam na pewnym przyciągnięciu zwory i stabilnym zamknięciu torów prądowych. Zbyt mały docisk oznaczałby grzanie styków, iskrzenie, nadpalanie powierzchni roboczych i krótszą żywotność aparatu. Pierścień cieniujący nie osłabia działania elektromagnesu, tylko wygładza przebieg siły w czasie.
Napięcie podtrzymania cewki wynika głównie z konstrukcji cewki, rodzaju zasilania, układu sterowania i ewentualnej elektroniki oszczędzającej energię. W nowoczesnych stycznikach mogą występować układy ekonomizera, prostowniki albo cewki szerokonapięciowe, ale to już inna bajka. Typowy błąd polega na tym, że mały metalowy element przy rdzeniu ktoś traktuje jak część układu elektrycznego cewki. A on pracuje przede wszystkim magnetycznie i mechanicznie pomaga utrzymać spokojną pracę zwory.