Pytania pomocnicze - ELE.05

Moc określa, ile energii odbiornik pobiera w danej chwili, a energia określa zużycie w określonym czasie. Moc mierzy się w watach, a energię najczęściej w kilowatogodzinach.

Najczęściej używa się kilowatogodziny, czyli kWh. Jest to energia pobrana przez odbiornik o mocy 1 kW w czasie 1 godziny.

Watomierz mierzy moc czynną w danej chwili, a nie całkowite zużycie energii w czasie. Do pomiaru energii potrzebny jest licznik energii elektrycznej.

Oznacza ilość energii elektrycznej pobranej przez instalację lub odbiornik. Na podstawie tego wskazania można obliczyć koszt zużytej energii.

Energię oblicza się ze wzoru E = P · t, czyli moc razy czas pracy. Przykładowo odbiornik 2 kW pracujący 3 godziny zużyje 6 kWh.

Liczniki jednofazowe stosuje się w instalacjach jednofazowych, np. w małych mieszkaniach. Liczniki trójfazowe stosuje się w instalacjach zasilających większe odbiorniki lub obiekty przemysłowe.

W połączeniu gwiazda napięcie na jednym uzwojeniu jest √3 razy mniejsze niż w trójkącie. Ponieważ moment i moc możliwa do oddania zależą w przybliżeniu od kwadratu napięcia, spadają do około 1/3 wartości znamionowej.

Celem jest ograniczenie prądu rozruchowego silnika. Silnik startuje w gwieździe przy mniejszym napięciu uzwojeń, a po rozpędzeniu przełączany jest w trójkąt do pracy znamionowej.

W gwieździe napięcie fazowe uzwojenia wynosi U liniowe / √3. Oznacza to, że każde uzwojenie otrzymuje około 58% napięcia, jakie miałoby w połączeniu trójkąt.

Moment rozruchowy spada do około 1/3 momentu, jaki silnik miałby przy rozruchu bezpośrednim w trójkącie. Dlatego rozruch gwiazda-trójkąt nadaje się tylko do maszyn startujących bez dużego obciążenia.

Nie należy go stosować, gdy napęd wymaga dużego momentu już przy starcie, np. przy ciężkim rozruchu pod obciążeniem. Silnik w gwieździe może wtedy nie ruszyć lub nadmiernie się nagrzewać.

Typowe oznaczenie to 400/690 V Δ/Y. Oznacza ono, że przy zasilaniu z sieci 400 V silnik pracuje znamionowo w trójkącie, a do rozruchu może być chwilowo połączony w gwiazdę.

Zmniejszenie napięcia uzwojenia w gwieździe wynosi √3, ale moc i moment zależą od kwadratu napięcia. Dlatego spadek wynosi około (√3)² = 3 razy.

Cewka należy do obwodu sterowania, ale w tej samej szafie lub rozdzielnicy mogą nadal znajdować się czynne części obwodu głównego silnika. Bezpieczniej jest odłączyć zasilanie całego stanowiska z właściwej rozdzielnicy.

Obwód główny doprowadza energię do silnika i przenosi prąd roboczy. Obwód sterujący służy do załączania, wyłączania i kontroli pracy, np. przez przyciski, przekaźniki i cewkę stycznika.

Wyłączenie całej hali jest zwykle niepotrzebne i może zatrzymać wiele niezwiązanych urządzeń. Należy odłączać zasilanie możliwie selektywnie, ale skutecznie dla danego stanowiska.

Należy zabezpieczyć łącznik przed ponownym załączeniem, oznaczyć miejsce pracy i sprawdzić brak napięcia odpowiednim przyrządem. Dopiero wtedy można rozpocząć wymianę.

LOTO zabezpiecza przed przypadkowym lub nieuprawnionym ponownym załączeniem zasilania. Chroni osobę wykonującą pracę przed pojawieniem się napięcia w trakcie naprawy.

Cewka stycznika znajduje się w obwodzie sterowania, więc samo odłączenie obwodu głównego nie musi usunąć napięcia z zacisków cewki. Nadal mogłoby istnieć zagrożenie porażeniem.

Kondensator rozruchowy zwiększa przesunięcie fazowe prądu w uzwojeniu pomocniczym. Dzięki temu silnik uzyskuje większy moment rozruchowy.

Kondensator pracy pozostaje włączony podczas normalnej pracy silnika. Kondensator rozruchowy działa tylko podczas startu i zwykle ma większą pojemność.

Bez kondensatora prąd w uzwojeniu pomocniczym nie ma odpowiedniego przesunięcia fazowego. Pole magnetyczne jest wtedy słabsze jako pole wirujące, więc moment startowy maleje.

Może ruszyć bez obciążenia lub przy małym obciążeniu, ale jego rozruch będzie utrudniony. Pod większym obciążeniem może nie wystartować.

Wyłącznik różnicowoprądowy reaguje na prąd upływu do ziemi. Brak kondensatora rozruchowego zmienia warunki pracy silnika, ale nie musi powodować upływu prądu.

Długotrwała próba rozruchu może doprowadzić do przegrzania uzwojeń, ponieważ silnik może pobierać duży prąd przy małej prędkości. Jednorazowo skutkiem podstawowym jest jednak spadek momentu rozruchowego.

Moment rozruchowy to moment obrotowy dostępny w chwili startu, gdy wirnik jeszcze się nie obraca lub obraca się bardzo wolno. Decyduje o zdolności silnika do ruszenia obciążenia.

Moc dzieli się na trzy fazy: 8,4 kW / 3 = 2,8 kW na fazę. Prąd jednej grzałki wynosi I = P / U = 2800 W / 230 V ≈ 12,2 A.

Prąd roboczy jednej fazy wynosi około 12,2 A, więc wyłącznik 10 A byłby przeciążany podczas normalnej pracy. Najbliższa wyższa typowa wartość to 16 A.

Grzałki elektryczne są odbiornikami rezystancyjnymi i nie powodują dużych prądów rozruchowych. Charakterystyka B jest typowa dla takich obciążeń, a C stosuje się częściej przy większych prądach rozruchowych, np. silnikach.

Ponieważ grzałki są jednofazowe i zasilane między fazą a przewodem neutralnym, stosuje się napięcie 230 V. Napięcie 400 V dotyczy napięcia międzyfazowego.

Dla równomiernego obciążenia można użyć wzoru I = P / (√3 · U międzyfazowe). Dla 8,4 kW i 400 V daje to około 12,1 A, czyli również wskazuje na zabezpieczenie 16 A.

Litera B oznacza charakterystykę wyzwalania, odpowiednią m.in. dla odbiorników rezystancyjnych. Liczba 16 oznacza prąd znamionowy wyłącznika równy 16 A.

Wszystkie mają prąd znamionowy mniejszy niż prąd roboczy jednej fazy, który wynosi około 12,2 A. Takie zabezpieczenia mogłyby wyłączać obwód podczas normalnej pracy kuchenki.

Wirnik jest częścią obrotową silnika i zwykle ma wał, pakiet blach, uzwojenia oraz komutator. Na rysunku szlifierki znajduje się wewnątrz zespołu silnika, między przekładnią a stojanem.

Numery pozycji identyfikują konkretne części urządzenia. Umożliwiają odszukanie ich nazw i numerów katalogowych w wykazie części zamiennych.

Wirnik współpracuje ze stojanem, komutatorem i szczotkami węglowymi. Razem tworzą układ umożliwiający powstanie momentu obrotowego.

Typowe objawy to nadmierne iskrzenie, spadek mocy, nierówna praca, przegrzewanie, zapach spalenizny lub całkowity brak rozruchu.

Dokumentacja pozwala dobrać właściwy typ wirnika i sprawdzić kolejność demontażu oraz montażu. Zmniejsza to ryzyko uszkodzenia urządzenia lub zastosowania niewłaściwej części.

Wirnik jest częścią obracającą się, a stojan częścią nieruchomą. Współdziałanie ich pól magnetycznych powoduje powstanie momentu obrotowego.

Polega na takim wykonaniu otoczenia stanowiska, aby człowiek nie miał skutecznego kontaktu z ziemią lub częściami przewodzącymi obcymi. Izolacyjne ściany i podłogi ograniczają przepływ prądu rażeniowego przy uszkodzeniu urządzenia.

Dla urządzeń o napięciu znamionowym do 500 V minimalna rezystancja izolacyjnych ścian i podłóg powinna wynosić 50 kΩ. Dlatego dla instalacji 400 V poprawna wartość to 50 kΩ.

Przy napięciach znamionowych powyżej 500 V wymagana rezystancja jest większa i wynosi co najmniej 100 kΩ. Wynika to z większego zagrożenia porażeniowego.

Przy dotyku pośrednim człowiek może dotknąć dostępnej części przewodzącej, która znalazła się pod napięciem wskutek uszkodzenia izolacji. Duża rezystancja otoczenia ogranicza prąd płynący przez ciało człowieka.

Dotyk bezpośredni to kontakt z częścią czynną będącą normalnie pod napięciem, np. przewodem fazowym. Dotyk pośredni to kontakt z częścią przewodzącą dostępną, która znalazła się pod napięciem w wyniku uszkodzenia.

Nie zawsze. Jest to jeden ze środków ochrony, ale musi być wykonany zgodnie z wymaganiami i potwierdzony pomiarami. W praktyce często stosuje się również samoczynne wyłączenie zasilania, RCD, separację lub SELV/PELV.

Należy sprawdzić m.in. rezystancję podłóg i ścian, brak dostępnych części przewodzących obcych w zasięgu dotyku oraz stan materiałów izolacyjnych. Wyniki powinny potwierdzać skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

W układzie TN-S przewody N i PE są prowadzone oddzielnie. Do gniazda jednofazowego potrzebne są więc żyły L, N oraz PE.

Jego obciążalność długotrwała według tabeli wynosi 13,5 A, czyli mniej niż 16 A. Zabezpieczenie B16A mogłoby nie chronić skutecznie przewodu przed przeciążeniem.

Obciążalność długotrwała przewodu powinna być co najmniej równa prądowi znamionowemu zabezpieczenia. Dla B16A przewód powinien przenosić minimum 16 A.

Przewód 2-żyłowy ma tylko żyłę fazową i neutralną albo inną parę żył roboczych. W sieci TN-S gniazdo musi mieć osobny przewód ochronny PE.

Jest to płaski przewód instalacyjny o izolacji i powłoce polwinitowej, z trzema żyłami o przekroju 2,5 mm² każda.

Gniazda mogą zasilać odbiorniki o stosunkowo dużej mocy, dlatego typowo zabezpiecza się je wyłącznikiem 16 A. Przekrój 2,5 mm² zwykle spełnia wymagania obciążalności dla takiego zabezpieczenia.

Im gorsze warunki chłodzenia przewodu, tym mniejsza jego obciążalność prądowa. Dlatego przy doborze należy korzystać z tabeli właściwej dla danego sposobu ułożenia.

Zwarcie części zwojów zmienia rozpływ prądów w uzwojeniu twornika. Powstają nierównomierne prądy komutacyjne, które nasilają iskrzenie pod szczotkami.

Przerwa przerywa przepływ prądu w części obwodu i często powoduje brak pracy lub nierówną pracę silnika. Zwarcie międzyzwojowe skraca część uzwojenia, powodując lokalne przegrzewanie i silne iskrzenie.

W silniku szeregowym stojan i wirnik są połączone szeregowo. Przerwa w stojanie przerywa cały obwód, więc silnik zwykle nie pracuje, zamiast intensywnie iskrzyć na komutatorze.

Komutator przełącza kierunek prądu w cewkach twornika podczas obrotu wirnika. Dzięki temu moment elektromagnetyczny ma stały kierunek.

Iskrzenie może wynikać ze zużytych szczotek, zabrudzonego lub nierównego komutatora, złego docisku szczotek, przeciążenia silnika albo uszkodzenia uzwojeń wirnika.

Twornik jest połączony bezpośrednio z segmentami komutatora. Uszkodzenia jego uzwojenia szybko ujawniają się jako nierównomierna komutacja i iskrzenie.

Można wykonać pomiar rezystancji uzwojeń, oględziny komutatora i szczotek oraz specjalistyczne badania zwarć międzyzwojowych. Sam pomiar rezystancji bywa niewystarczający przy małych zwarciach międzyzwojowych.

Oznacza urządzenie klasy ochronności II. Taki odbiornik ma podwójną lub wzmocnioną izolację.

Ponieważ ochrona przed porażeniem jest zapewniona przez konstrukcję izolacyjną urządzenia, a nie przez połączenie z przewodem ochronnym.

Urządzenie klasy I wymaga przewodu ochronnego PE i zwykle wtyczki ze stykiem ochronnym. Urządzenie klasy II nie wymaga PE, bo ma podwójną lub wzmocnioną izolację.

Nie musi. Wtyczka ze stykiem ochronnym jest potrzebna wtedy, gdy urządzenie wymaga połączenia z przewodem PE, czyli typowo w klasie I.

Najczęściej wystarczą dwie żyły: fazowa L i neutralna N. Żyła ochronna PE nie jest wymagana.

Nie. O klasie ochronności decyduje konstrukcja i oznaczenie producenta, a nie tylko wygląd obudowy. Urządzenia klasy I muszą mieć sprawne połączenie ochronne.