Pytania pomocnicze - ELE.01

Należy prześledzić kierunki prądu w bokach cewek jednej fazy. Kolejne grupy uzwojeń tworzą naprzemiennie bieguny N i S, a ich liczba daje liczbę biegunów pola magnetycznego.

Silnik 4-biegunowy ma dwie pary biegunów magnetycznych. W stojanie powstają kolejno bieguny N-S-N-S.

Liczba par biegunów to połowa liczby biegunów. Dla silnika 4-biegunowego liczba par biegunów wynosi 2.

Im większa liczba biegunów, tym mniejsza prędkość synchroniczna. Dla częstotliwości 50 Hz silnik 2-biegunowy ma 3000 obr/min, a 4-biegunowy 1500 obr/min.

Prądy przesunięte w fazie w uzwojeniach stojana wytwarzają pole magnetyczne, którego oś zmienia położenie w przestrzeni. Daje to efekt pola obracającego się wokół wirnika.

Liczba biegunów pola jest wyznaczona głównie przez sposób rozmieszczenia i połączenia uzwojeń stojana. Wirnik dostosowuje się do tego pola i obraca z prędkością nieco mniejszą od synchronicznej.

Rdzeń jest wykonany z materiału ferromagnetycznego i jest cyklicznie przemagnesowywany przez zmienny strumień magnetyczny. Podczas tego procesu część energii zamienia się w ciepło.

Straty w rdzeniu wynikają głównie z histerezy magnetycznej i prądów wirowych. Straty w uzwojeniach wynikają z przepływu prądu przez rezystancję przewodów.

W rdzeniu występują straty histerezy magnetycznej oraz straty od prądów wirowych. Oba rodzaje strat powodują nagrzewanie rdzenia.

Pakiet cienkich, izolowanych blach ogranicza przepływ prądów wirowych w rdzeniu. Dzięki temu zmniejszają się straty energii i nagrzewanie transformatora.

Tak. Im większa częstotliwość przemagnesowywania rdzenia, tym częściej zachodzi cykl histerezy i tym większe mogą być straty.

Izolacja nie jest materiałem ferromagnetycznym i nie przewodzi strumienia magnetycznego tak jak rdzeń. Jej zadaniem jest oddzielanie elektryczne elementów transformatora.

Moment rozruchowy oblicza się ze wzoru: Ma = (Ma/Mn) · Mn. Należy pomnożyć moment znamionowy przez krotność momentu rozruchowego.

15,4 Nm to moment znamionowy Mn, a pytanie dotyczy momentu rozruchowego Ma. Trzeba go obliczyć, mnożąc 15,4 Nm przez krotność 2,0.

Oznacza, że moment rozruchowy Ma jest dwa razy większy od momentu znamionowego Mn. Jest to wartość bez jednostki, bo jest ilorazem dwóch momentów.

Moment obrotowy podaje się w niutonometrach, czyli Nm. Dotyczy to zarówno momentu znamionowego, rozruchowego, jak i maksymalnego.

Należy wybrać wiersz, w którym w kolumnie mocy znamionowej Pn podano 1,5 kW. Z tego wiersza odczytuje się Mn = 15,4 Nm oraz Ma/Mn = 2,0.

Nie. Do obliczenia momentu rozruchowego potrzebne są moment znamionowy Mn i krotność momentu rozruchowego Ma/Mn.

Moment znamionowy występuje podczas normalnej pracy silnika z obciążeniem znamionowym. Moment rozruchowy działa w chwili startu silnika i decyduje o zdolności ruszenia z obciążeniem.

Są połączone równolegle do źródła zasilania. Dlatego prąd pobierany z sieci rozdziela się na prąd twornika i prąd wzbudzenia.

Prąd znamionowy jest prądem całkowitym pobieranym z zasilania. Obejmuje zarówno prąd twornika, jak i prąd uzwojenia wzbudzenia.

Należy od prądu znamionowego odjąć prąd wzbudzenia: Ia = In - Iw.

Uzwojenie wzbudzenia ma dużą rezystancję i służy głównie do wytworzenia pola magnetycznego. Główna energia mechaniczna jest związana z prądem twornika.

Symbol Iw oznacza prąd uzwojenia wzbudzenia. W silniku bocznikowym jest to prąd płynący przez bocznikowe uzwojenie wzbudzające.

Prąd twornika wynosi 76,6 A, ponieważ Ia = 79,3 A - 2,7 A.

Oznacza, że napięcie po stronie wtórnej jest równe napięciu po stronie pierwotnej, np. 230 V / 230 V. Transformator nie zmienia wartości napięcia, ale może zapewniać separację galwaniczną.

Oddzielne uzwojenia zapewniają brak bezpośredniego połączenia elektrycznego między siecią zasilającą a odbiornikiem. Dzięki temu możliwa jest separacja ochronna.

Transformator separacyjny ma oddzielone uzwojenie pierwotne i wtórne. Autotransformator ma wspólną część uzwojenia, więc nie zapewnia galwanicznej separacji od sieci.

Stosuje się go głównie do ochrony przeciwporażeniowej przez separację elektryczną. Często zasila pojedynczy odbiornik na stanowiskach serwisowych lub pomiarowych.

Transformator separacyjny służy do oddzielenia obwodów i może mieć przekładnię 1. Transformator bezpieczeństwa najczęściej obniża napięcie do wartości bardzo niskiej, np. 24 V lub 12 V.

Ponieważ obwód wtórny nie jest bezpośrednio połączony z siecią zasilającą. Zmniejsza to ryzyko porażenia przy przypadkowym dotknięciu jednego przewodu obwodu wtórnego.

Statecznik ogranicza prąd płynący przez świetlówkę po jej zapłonie. Dzięki temu lampa pracuje stabilnie i nie ulega uszkodzeniu przez nadmierny prąd.

Często ma podłużną metalową obudowę, zaciski przyłączeniowe oraz napisy typu „BALLAST”, „FOR FLUORESCENT LAMP” i oznaczenie mocy świetlówki, np. 1x36/40 W.

Statecznik magnetyczny jest elementem indukcyjnym, zwykle współpracuje ze starterem. Statecznik elektroniczny zawiera układ elektroniczny i często nie wymaga klasycznego zapłonnika.

Świetlówka jest lampą wyładowczą i po zapłonie jej opór maleje. Bez statecznika prąd wzrósłby do wartości niebezpiecznej dla lampy i instalacji.

Automat zmierzchowy steruje oświetleniem zależnie od natężenia światła i zwykle ma czujnik światła. Statecznik jest elementem zasilania świetlówki i ma oznaczenia dotyczące lamp fluorescencyjnych.

Automat schodowy załącza oświetlenie na określony czas po naciśnięciu przycisku. Statecznik nie pełni funkcji czasowej, tylko ogranicza prąd świetlówki.

Możliwe objawy to brak zapłonu świetlówki, migotanie, buczenie, przegrzewanie się statecznika lub częste uszkadzanie lampy.

Czujnik zaniku fazy kontroluje obecność napięć fazowych L1, L2 i L3. W razie zaniku jednej fazy rozłącza obwód sterowania, aby chronić odbiornik, np. silnik trójfazowy.

Silnik może nadal próbować pracować na dwóch fazach, ale pobiera wtedy zwiększony prąd i szybko się przegrzewa. Może to doprowadzić do uszkodzenia uzwojeń.

Bezpiecznik chroni głównie przed skutkami zwarcia i przeciążenia przez przerwanie obwodu prądowego. Czujnik zaniku fazy monitoruje napięcia fazowe i zwykle rozłącza obwód sterowania stycznika.

Przekaźnik termiczny reaguje na zbyt duży prąd pobierany przez silnik. Czujnik zaniku fazy reaguje na brak jednej z faz lub nieprawidłowe napięcia fazowe.

Ogranicznik przepięć chroni instalację przed krótkotrwałymi wzrostami napięcia. Czujnik zaniku fazy nie służy do ochrony przepięciowej, tylko do kontroli prawidłowego zasilania trójfazowego.

Najczęściej jego styk wyjściowy jest włączony w obwód sterowania stycznika. Po wykryciu zaniku fazy styk się przełącza, stycznik odpada i odłącza zasilanie odbiornika.

Typowe są oznaczenia L1, L2, L3, informacja o zasilaniu trójfazowym, np. 3×400/230 V, oraz diody sygnalizujące obecność poszczególnych faz.

Najważniejsze cechy to wał lub oś napędowa, obudowa maszyny oraz przewody zasilające. Silnik jest przystosowany do wytwarzania ruchu mechanicznego.

Silnik zamienia energię elektryczną na mechaniczną i ma część wirującą. Transformator zmienia parametry energii elektrycznej i nie ma wału napędowego.

Wał przenosi moment obrotowy z wirnika na napędzane urządzenie, np. koło, pompę, wentylator lub przekładnię.

Przewody służą do doprowadzenia zasilania oraz czasem sygnałów sterujących. W silnikach z czujnikami mogą występować dodatkowe cienkie przewody.

Nie. Silniki mogą mieć różną budowę, np. silnik indukcyjny, komutatorowy, prądu stałego lub piastowy, ale ich wspólną cechą jest wytwarzanie ruchu mechanicznego.

Przekładnik prądowy służy do pomiaru lub zabezpieczeń i zwykle ma rdzeń z uzwojeniami, bez wału napędowego. Urządzenie na ilustracji ma cechy maszyny wirującej.

Brąz ma dobrą przewodność elektryczną, dużą odporność na ścieranie i dobrą wytrzymałość mechaniczną. Dlatego nadaje się na elementy współpracujące ze szczotkami i częściami ruchomymi.

Obsady szczotkowe to elementy utrzymujące szczotki w odpowiednim położeniu i zapewniające ich prawidłowy docisk do komutatora lub pierścieni ślizgowych.

Szczotka przewodzi prąd i styka się bezpośrednio z komutatorem lub pierścieniem. Obsada szczotkowa jest elementem mocującym i prowadzącym szczotkę.

Pierścienie ślizgowe umożliwiają doprowadzenie prądu do wirującej części maszyny lub odebranie prądu z wirnika przy zachowaniu ruchu obrotowego.

Wycinki komutatora wykonuje się zwykle z miedzi lub jej odpowiednich stopów o bardzo dobrej przewodności, a nie wskazuje się ich typowo jako elementów z brązu w tym pytaniu.

Nie. Uzwojenie wirnika klatkowego, czyli klatka, jest najczęściej wykonane z aluminium albo miedzi.

Gniazdo 5-biegunowe ma osobne zaciski dla przewodu neutralnego N i ochronnego PE. To odpowiada instalacji pięcioprzewodowej, typowej dla układu TN-S.

W TN-S przewody PE i N są prowadzone oddzielnie. W TN-C ich funkcję pełni jeden wspólny przewód PEN.

Do takiego gniazda doprowadza się przewody L1, L2, L3, N oraz PE. Są to trzy fazy, przewód neutralny i przewód ochronny.

W sieci TN-C nie ma oddzielnego przewodu PE i N, tylko przewód PEN. Gniazdo 5-biegunowe wymaga osobnych torów ochronnego i neutralnego.

Czerwony kolor oznacza zwykle gniazdo do instalacji trójfazowej o napięciu około 400 V. Jest to standard często spotykany w przemyśle i na budowach.

Przewód PE służy do ochrony przeciwporażeniowej. Łączy części przewodzące dostępne urządzenia z układem ochronnym instalacji.

Przewód N jest przewodem neutralnym i może być potrzebny do zasilania odbiorników jednofazowych lub elementów sterowania w urządzeniu trójfazowym.