Pytania pomocnicze - ELE.01

Zwykły omomierz mierzy małym napięciem i może nie wykryć uszkodzeń izolacji. Do tego celu potrzebny jest miernik rezystancji izolacji z napięciem probierczym.

Jest to opór elektryczny między częściami czynnymi, np. uzwojeniami, a obudową lub innymi uzwojeniami. Duża wartość świadczy zwykle o dobrym stanie izolacji.

Dobiera się je do napięcia znamionowego badanego urządzenia. W praktyce dla wielu obwodów niskiego napięcia stosuje się 500 V DC, ale zawsze należy kierować się dokumentacją i przepisami.

Rezystancja uzwojeń dotyczy oporu przewodów nawojowych i ma zwykle małą wartość. Rezystancja izolacji dotyczy stanu izolacji względem obudowy lub innych uzwojeń i ma wartość w MΩ lub GΩ.

Pomiar wykonuje się na urządzeniu bez napięcia, aby zapewnić bezpieczeństwo i nie uszkodzić miernika. Należy także upewnić się, że silnik jest odłączony od układów sterowania i zabezpieczeń.

Amperomierz cęgowy służy do pomiaru prądu, a miliomomierz do bardzo małych rezystancji. Nie są przeznaczone do badania izolacji wysokim napięciem probierczym.

W strefie neutralnej napięcie indukowane w komutowanej sekcji uzwojenia jest najmniejsze. Ułatwia to prawidłową komutację i ogranicza iskrzenie na komutatorze.

Taki objaw często wskazuje na nieprawidłowe ustawienie szczotek względem strefy neutralnej. Przy zmianie kierunku obrotów warunki komutacji zmieniają się i iskrzenie może występować nierównomiernie.

Komutacja to proces zmiany kierunku prądu w zezwojach twornika podczas przechodzenia szczotek po działkach komutatora. Jej prawidłowy przebieg jest konieczny do pracy silnika bez nadmiernego iskrzenia.

Oddziaływanie twornika zniekształca pole magnetyczne w maszynie i może przesuwać strefę neutralną. W efekcie szczotki ustawione wcześniej poprawnie mogą pracować w mniej korzystnym położeniu.

Zużycie szczotek podejrzewa się przy ich małej długości, złym docisku lub nierównym styku z komutatorem. Jeśli iskrzenie jest wyraźnie zależne od kierunku obrotów, bardziej typową przyczyną jest złe ustawienie szczotek w strefie neutralnej.

Luzy łożyskowe mogą powodować drgania, hałas lub nierówną pracę wirnika. Nie są jednak typową przyczyną iskrzenia szczotek zależnego od kierunku obrotów.

Polega na bieżącym nadzorowaniu pracy urządzeń, odczytywaniu wskazań aparatury oraz wykonywaniu prostych czynności organizacyjno-porządkowych bez ingerencji w konstrukcję urządzenia.

Ponieważ demontaż oznacza ingerencję w urządzenie. Takie czynności należą do konserwacji, naprawy lub przeglądu technicznego, a nie do bieżącej obsługi.

Obserwację parametrów pracy, kontrolę wskazań mierników, słuchanie nietypowych odgłosów, sprawdzanie temperatury obudowy i reagowanie na objawy awarii.

Tak, jeśli są wykonywane bezpiecznie i nie wymagają ingerencji w urządzenia elektryczne ani zdejmowania osłon czy demontażu elementów.

Obsługa dotyczy bieżącego nadzoru i prostych czynności eksploatacyjnych. Konserwacja obejmuje czynności techniczne, np. czyszczenie wewnętrzne, regulacje, wymianę części lub przeglądy wymagające demontażu.

Powinien zgłosić nieprawidłowość osobie odpowiedzialnej, a w razie zagrożenia podjąć działania zgodne z instrukcją, np. zatrzymać urządzenie lub odłączyć zasilanie, jeśli ma do tego uprawnienia.

Są to czynności kontrolne polegające głównie na obserwacji stanu maszyny bez jej demontażu. Mogą obejmować ocenę temperatury, hałasu, drgań i widocznych uszkodzeń.

Ponieważ można ją wykonać podczas pracy maszyny bez ingerencji w jej układ. Jest to typowa czynność obserwacyjna.

Taki pomiar wykonuje się specjalnym miernikiem, zwykle przy odłączonym zasilaniu. Jest to pomiar diagnostyczny, a nie zwykła obserwacja podczas pracy.

Niepokojące są m.in. nadmierne nagrzewanie, nietypowy hałas, silne drgania, zapach spalenizny, dymienie oraz nadmierne iskrzenie.

Wymiana szczotek jest czynnością konserwacyjną lub naprawczą. Wymaga ingerencji w maszynę, a często także jej zatrzymania i zabezpieczenia przed załączeniem.

Należy zachować bezpieczną odległość od części ruchomych i pod napięciem, nie zdejmować osłon oraz nie wykonywać czynności naprawczych podczas pracy maszyny.

Brak jednej fazy powoduje, że nie powstaje prawidłowe wirujące pole magnetyczne. Moment rozruchowy jest zbyt mały, aby uruchomić silnik obciążony momentem znamionowym.

Podczas rozruchu silnik zwykle nie ruszy. Gdy silnik już pracuje, może dalej się obracać, ale pobiera zwiększony prąd i szybko się przegrzewa.

Silnik może buczeć, nie osiągać obrotów i pobierać duży prąd. Długie utrzymywanie takiego stanu grozi uszkodzeniem uzwojeń.

Stosuje się czujnik zaniku fazy lub przekaźnik kontroli faz. Urządzenie odłącza zasilanie stycznika, gdy wykryje brak jednej fazy albo dużą asymetrię napięć.

Ponieważ pytanie dotyczy próbnego uruchomienia, czyli startu silnika. Przegrzewanie przy dużym obciążeniu jest typowe dla silnika, który już pracuje po zaniku fazy.

Moment znamionowy jest dużym obciążeniem dla silnika podczas startu. Przy braku jednej fazy silnik nie ma wystarczającego momentu rozruchowego, więc nie ruszy.

Polega na określeniu, które zaciski uzwojeń są początkami, a które końcami. Typowo oznacza się je jako U1, V1, W1 oraz U2, V2, W2.

Pozwala prawidłowo połączyć silnik w gwiazdę lub trójkąt. Błędne oznaczenia mogą spowodować nieprawidłową pracę, buczenie i nadmierny prąd.

Charakterystyczne są: zasilacz prądu stałego, wyłącznik oraz woltomierz podłączany do innego uzwojenia. Badanie wykorzystuje krótkotrwałe napięcie indukowane przy załączaniu prądu.

Pomiar rezystancji wykonuje się omomierzem między końcówkami jednego uzwojenia. Ustalanie początków i końców wymaga porównania biegunowości uzwojeń, zwykle metodą impulsową.

Początki uzwojeń oznacza się jako U1, V1, W1, a końce jako U2, V2, W2. Oznaczenia te ułatwiają wykonanie połączeń gwiazda i trójkąt.

Woltomierz pokazuje krótkotrwałe napięcie indukowane w badanym uzwojeniu. Kierunek wychylenia lub znak napięcia pomaga ustalić zgodność początków uzwojeń.

Prąd stały po załączeniu lub wyłączeniu powoduje zmianę strumienia magnetycznego. Ta zmiana indukuje chwilowe napięcie w drugim uzwojeniu, które można zaobserwować woltomierzem.

Jedno uzwojenie zasilane jedną fazą nie tworzy skutecznego pola wirującego potrzebnego do startu. Faza pomocnicza przesuwa prąd w fazie i umożliwia powstanie momentu rozruchowego.

Kondensator powoduje przesunięcie fazowe prądu w uzwojeniu pomocniczym. Dzięki temu silnik może ruszyć i w niektórych konstrukcjach pracować z lepszym momentem oraz sprawnością.

Kondensator rozruchowy pracuje krótko, głównie podczas uruchamiania silnika, i jest potem odłączany. Kondensator roboczy pozostaje w obwodzie także podczas normalnej pracy.

Jest to uzwojenie pomocnicze o zwiększonej rezystancji, które powoduje przesunięcie fazowe prądu względem uzwojenia głównego. Rozwiązanie to umożliwia rozruch silnika bez kondensatora.

To klasyczne rodzaje silników prądu stałego, sklasyfikowane według sposobu wzbudzenia. Nie są one jednofazowymi silnikami indukcyjnymi prądu przemiennego.

Te określenia dotyczą głównie budowy wirników maszyn synchronicznych. Nie opisują typowych odmian jednofazowych silników indukcyjnych.

Poślizg to różnica między prędkością pola magnetycznego stojana a prędkością wirnika. W silniku indukcyjnym poślizg jest konieczny do wytworzenia momentu elektromagnetycznego.

Stosuje się wzór M = P / ω, gdzie M to moment, P to moc mechaniczna, a ω to prędkość kątowa. Przy mocy w kW i prędkości w obr/min wygodny jest wzór M = 9550 · P / n.

Współczynnik 9550 wynika z przeliczenia kilowatów na waty oraz obrotów na minutę na radiany na sekundę. Upraszcza obliczenia, gdy P podaje się w kW, a n w obr/min.

Podstawiamy do wzoru M = 9550 · 3 / 955. Wynik wynosi około 30 Nm, więc poprawna odpowiedź to 30 Nm.

Przy stałej mocy moment jest odwrotnie proporcjonalny do prędkości obrotowej. Im większa prędkość, tym mniejszy moment, i odwrotnie.

Wzór M = 9550 · P / n wymaga, aby moc była podana w kW, a prędkość w obr/min. Przy innych jednostkach trzeba zastosować podstawowy wzór M = P / ω.

Moment obrotowy określa zdolność silnika do wywoływania obrotu wału i pokonywania obciążenia mechanicznego. Jego jednostką jest niutonometr, czyli Nm.

Zależy od poślizgu silnika oraz częstotliwości prądu stojana. Opisuje to zależność f2 = s · f1.

W chwili rozruchu wirnik jeszcze stoi, czyli jego prędkość obrotowa wynosi 0. Różnica między prędkością pola wirującego a wirnikiem jest wtedy maksymalna, więc poślizg wynosi 1.

W chwili rozruchu częstotliwość prądu wirnika jest równa częstotliwości stojana, czyli wynosi 50 Hz.

Maleje, ponieważ maleje poślizg. Przy normalnej pracy jest znacznie mniejsza od częstotliwości prądu stojana.

Gdyby wirnik osiągnął prędkość synchroniczną, nie przecinałby linii pola magnetycznego, więc nie indukowałby się w nim prąd. Bez prądu wirnika nie powstałby moment elektromagnetyczny.

Należy pomnożyć poślizg przez częstotliwość prądu stojana: f2 = s · f1. Na przykład dla s = 0,05 i f1 = 50 Hz otrzymujemy f2 = 2,5 Hz.

Moc znamionowa silnika jest zwykle mocą mechaniczną na wale. Silnik pobiera z sieci większą moc, ponieważ część energii jest tracona na nagrzewanie, tarcie i straty magnetyczne.

Moc pobieraną z sieci oblicza się ze wzoru P1 = Pn / η. Dla Pn = 1100 W i η = 0,8 otrzymuje się P1 = 1375 W.

Współczynnik mocy określa, jaka część mocy pozornej jest mocą czynną. Im mniejszy cosφ, tym większy prąd pobiera silnik przy tej samej mocy czynnej.

Stosuje się wzór I = Pn / (η · U · cosφ), gdy Pn jest mocą mechaniczną znamionową silnika. Dla mocy czynnej pobieranej z sieci używa się I = P1 / (U · cosφ).

Po podstawieniu danych: I = 1100 / (0,8 · 230 · 0,85) ≈ 7,03 A. Najbliższą odpowiedzią jest więc 7 A.

Moc mechaniczna jest oddawana na wale silnika, natomiast moc elektryczna jest pobierana z sieci. Moc elektryczna jest większa od mechanicznej o straty występujące w silniku.

Prąd wzrósłby, ponieważ silnik musiałby pobrać z sieci większą moc elektryczną, aby oddać tę samą moc mechaniczną na wale.