Pytania pomocnicze - ELE.05

W chwili rozruchu wirnik stoi, więc siła przeciwelektromotoryczna jest równa zeru. Prąd ogranicza wtedy głównie mała rezystancja uzwojeń.

Należy pomnożyć prąd znamionowy przez 2. Dla prądu znamionowego 20 A prąd rozruchowy wynosi 40 A.

Korzysta się z prawa Ohma: R = U / I. Dla napięcia 440 V i prądu 40 A rezystancja całkowita wynosi 11 Ω.

Ponieważ te rezystancje już znajdują się w obwodzie silnika. Rozrusznik ma uzupełnić brakującą rezystancję potrzebną do ograniczenia prądu.

Ogranicza prąd rozruchowy do bezpiecznej wartości. Wraz ze wzrostem prędkości silnika rezystancja rozrusznika jest stopniowo zmniejszana.

Nie. Do obliczenia wystarczają napięcie zasilania, wymagany prąd rozruchowy oraz rezystancje uzwojeń.

Rezystancja całkowita obejmuje wszystkie elementy szeregowe w obwodzie. Rezystancja rozrusznika to tylko dodatkowa rezystancja dołączona na czas rozruchu.

Silnik trójfazowy jest zasilany trzema fazami L1, L2 i L3. Każda faza musi być załączana osobnym stykiem głównym stycznika.

Styki NO są normalnie otwarte, więc obwód mocy jest rozłączony, gdy cewka stycznika nie jest zasilana. Po załączeniu stycznika styki zamykają się i podają napięcie na odbiornik.

Najczęściej służy do samopodtrzymania stycznika. Po naciśnięciu przycisku START styk NO zamyka się i podtrzymuje zasilanie cewki po zwolnieniu przycisku.

Styk NC służy zwykle do blokady elektrycznej. Uniemożliwia załączenie drugiego stycznika, gdy pierwszy jest już załączony.

Styk NO jest narysowany jako przerwa w obwodzie, która zamyka się po zadziałaniu elementu. Styk NC jest narysowany jako styk zamknięty w stanie spoczynku, który otwiera się po zadziałaniu elementu.

Jednoczesne załączenie styczników kierunku prawego i lewego może spowodować zwarcie międzyfazowe. Dlatego stosuje się blokadę elektryczną i często także mechaniczną.

Kierunek obrotów zmienia się przez zamianę kolejności dwóch dowolnych faz zasilających silnik. W układzie nawrotnym robi to drugi stycznik przez odpowiednie przełączenie torów mocy.

Należy policzyć styki oznaczone tym samym symbolem co dany stycznik, ale znajdujące się w obwodzie sterowania. W typowym układzie nawrotnym każdy stycznik ma jeden styk NO do podtrzymania i jeden styk NC do blokady.

Piec oporowy jest odbiornikiem rezystancyjnym, a dla takich obciążeń przeznaczona jest kategoria użytkowania AC-1. Nie należy dobierać go według AC-3, bo AC-3 dotyczy głównie silników indukcyjnych.

Dla obciążenia trójfazowego stosuje się wzór I = P / (√3 · U). Przy napięciu 400 V prąd wynosi około 6900 / (1,73 · 400) ≈ 10 A.

Cewka stycznika jest zasilana między przewodem fazowym a neutralnym. W sieci 3 × 230/400 V napięcie fazowe L-N wynosi 230 V.

Jest to prąd, który stycznik może załączać i wyłączać przy obciążeniu rezystancyjnym. Dla pieca oporowego ten parametr jest kluczowy.

Tak. Stycznik może mieć większy prąd znamionowy od prądu obciążenia, ale nie powinien mieć mniejszego.

AC-1 dotyczy obciążeń rezystancyjnych lub słabo indukcyjnych, np. grzałek. AC-3 dotyczy załączania i wyłączania silników indukcyjnych, gdzie występują większe prądy rozruchowe.

Stycznik dobiera się przede wszystkim do prądu, kategorii użytkowania i napięcia cewki. Sama moc nie informuje bezpośrednio o warunkach pracy styków ani o napięciu sterowania.

Przepięcie komutacyjne to krótkotrwały wzrost napięcia powstający podczas przełączania prądu w obwodzie. Jest szczególnie groźne w układach z elementami indukcyjnymi.

Zbyt wysokie napięcie może przebić strukturę półprzewodnikową tyrystora i doprowadzić do jego trwałego uszkodzenia. Gwałtowne narastanie napięcia może też spowodować niekontrolowane załączenie.

Typowy układ gasikowy RC składa się z rezystora i kondensatora połączonych szeregowo. Cały taki dwójnik dołącza się zwykle równolegle do tyrystora.

Kondensator przejmuje energię krótkiego impulsu napięciowego i ogranicza szybkość narastania napięcia na tyrystorze. Działa więc ochronnie przy gwałtownych zmianach napięcia.

Rezystor tłumi oscylacje oraz ogranicza prąd ładowania i rozładowania kondensatora. Dzięki temu układ działa stabilniej i nie powoduje nadmiernych udarów prądowych.

Dwójnik RC rozpoznaje się po symbolu rezystora i kondensatora w jednym obwodzie, najczęściej połączonych szeregowo. W zadaniu egzaminacyjnym był to wariant z rezystorem oraz kondensatorem.

Zabezpieczenie podnapięciowe wyłącza napęd przy zaniku lub nadmiernym spadku napięcia. Zapobiega pracy silnika w nieprawidłowych warunkach oraz samoczynnemu rozruchowi po powrocie zasilania.

Urządzenia rozruchowe, np. rezystory w obwodzie wirnika, ograniczają prąd rozruchowy i zwiększają moment rozruchowy. Jest to ważne zwłaszcza przy ciężkim rozruchu maszyn.

Zabezpieczenie podnapięciowe reaguje na zbyt niskie napięcie lub jego zanik. Zabezpieczenie przeciążeniowe reaguje na zbyt duży prąd płynący przez dłuższy czas, np. przy przeciążeniu mechanicznym silnika.

Zabezpieczenie zwarciowe chroni instalację przed skutkami zwarć, czyli bardzo dużych prądów awaryjnych. Nie zabezpiecza przed niekontrolowanym rozruchem po zaniku i powrocie napięcia.

Cewka stycznika może odpaść przy zaniku napięcia, rozłączając obwód silnika. Po powrocie napięcia silnik nie uruchomi się sam, dopóki operator ponownie nie poda sygnału startu.

Może wystąpić zbyt duży prąd rozruchowy, niewystarczający moment startowy, przegrzewanie uzwojeń lub uszkodzenie elementów napędu. Może to także stworzyć zagrożenie dla obsługi.

Zabezpieczenie nadnapięciowe stosuje się wtedy, gdy trzeba chronić urządzenie przed zbyt wysokim napięciem zasilania. Nie rozwiązuje ono problemu zaniku napięcia i ponownego samoczynnego rozruchu.

Elementy półprzewodnikowe są bardzo wrażliwe na zwarcia i przeciążenia. Bezpieczniki do ich ochrony muszą działać bardzo szybko i ograniczać energię zwarcia.

Litera g oznacza pełnozakresowe zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem. Litera R oznacza przeznaczenie do ochrony elementów półprzewodnikowych.

Bezpieczniki gL/gG są przeznaczone głównie do ochrony przewodów i instalacji. Mogą zadziałać zbyt wolno, aby skutecznie ochronić tyrystor lub inny element półprzewodnikowy.

Na schemacie widać elementy oznaczone T1–T6, czyli tyrystory lub podobne elementy sterowane. Obecność układu sterowania dodatkowo wskazuje na układ energoelektroniczny.

Bezpiecznik gR służy do ochrony półprzewodników mocy. Bezpiecznik gM stosuje się głównie w obwodach silnikowych, gdzie trzeba uwzględnić duże prądy rozruchowe.

Parametr I²t określa energię cieplną przepuszczoną przez bezpiecznik podczas zwarcia. Im mniejsza energia przepuszczona, tym lepsza ochrona wrażliwego elementu półprzewodnikowego.

Oznacza urządzenie klasy ochronności III. Takie urządzenie powinno być zasilane bardzo niskim napięciem bezpiecznym, np. SELV.

Klasa III opiera ochronę na zasilaniu bardzo niskim napięciem bezpiecznym. Klasa II wykorzystuje podwójną lub wzmocnioną izolację i jest oznaczana symbolem dwóch kwadratów.

Ponieważ ich napięcie zasilania jest tak niskie, że w normalnych warunkach nie powinno powodować niebezpiecznego porażenia. Ochrona wynika głównie z ograniczenia napięcia.

Może to być transformator bezpieczeństwa, zasilacz SELV lub inne źródło zapewniające bardzo niskie napięcie bezpieczne i separację od obwodów niebezpiecznych.

W typowych warunkach przyjmuje się do 50 V AC lub do 120 V DC. W środowiskach szczególnie niebezpiecznych dopuszczalne wartości mogą być niższe.

Łatwo pomylić go z informacją o podwójnej izolacji, ale ta dotyczy klasy II. Klasa III oznacza zasilanie bardzo niskim napięciem bezpiecznym.

Przez twornik nie płynie prąd, więc w polu magnetycznym nie powstaje moment elektromagnetyczny. Silnik może pobierać tylko niewielki prąd obwodu wzbudzenia.

A1 i A2 to typowe oznaczenia zacisków obwodu twornika, czyli uzwojenia wirnika połączonego z komutatorem i szczotkami.

Przy przerwie prąd pobierany z sieci jest bardzo mały i silnik nie rusza. Przy zwarciu prąd jest zwykle nadmiernie duży, co może powodować zadziałanie zabezpieczeń lub nagrzewanie.

Ponieważ nie płynie prąd główny twornika, a zasilany może być jedynie obwód wzbudzenia. Prąd wzbudzenia jest zwykle znacznie mniejszy od prądu znamionowego silnika.

Obwód wzbudzenia wytwarza strumień magnetyczny potrzebny do powstania momentu obrotowego. Samo wzbudzenie nie wystarczy jednak do ruchu, jeśli prąd twornika nie płynie.

Należy odłączyć zasilanie, zabezpieczyć układ przed przypadkowym załączeniem i wykonać pomiar rezystancji lub ciągłości między zaciskami A1-A2 oraz sprawdzić szczotki i komutator.

Rezystor rozruchowy ogranicza prąd twornika w chwili startu, gdy siła elektromotoryczna przeciwna jest jeszcze mała. Uszkodzenia w tym obwodzie mogą zmieniać prąd rozruchowy i zachowanie silnika.

Do zacisku ochronnego silnika należy podłączyć przewód ochronny PE. Zapewnia on połączenie metalowej obudowy z układem ochrony przeciwporażeniowej.

Przewód PE łączy części przewodzące dostępne urządzeń z układem ochronnym instalacji. Przewód uziemiający łączy główną szynę uziemiającą lub punkt instalacji z uziomem.

Przewód neutralny może przewodzić prąd roboczy, a jego przerwanie lub uszkodzenie mogłoby spowodować pojawienie się niebezpiecznego napięcia na obudowie.

Nie. W układzie TT obudowy odbiorników łączy się z przewodem ochronnym PE połączonym z lokalnym uziemieniem, a nie z przewodem PEN.

Rezystancja uziemienia może ograniczać prąd uszkodzeniowy tak, że zabezpieczenie nadprądowe nie zadziała wystarczająco szybko. RCD wykrywa prąd różnicowy i odłącza zasilanie.

Przewód ochronny PE oznacza się barwą zielono-żółtą. Zacisk ochronny urządzenia jest zwykle oznaczony symbolem uziemienia ochronnego.

Połączenie obudowy z PE ogranicza napięcie dotykowe i umożliwia zadziałanie zabezpieczenia przy uszkodzeniu izolacji. Jest to element ochrony przed dotykiem pośrednim.

Pomiar między dwoma zaciskami obejmuje dwa uzwojenia połączone szeregowo przez punkt gwiazdy. Dlatego w sprawnym silniku trzy wyniki pomiarów powinny być podobne.

Wartość ∞ oznacza, że miernik nie wykrywa ciągłości elektrycznej między punktami pomiarowymi. Jest to typowy objaw przerwanego przewodu lub uzwojenia.

Należy znaleźć zacisk, który występuje w obu pomiarach z wynikiem ∞. Jeśli nieskończoność występuje dla V1–W1 i W1–U1, przerwane jest uzwojenie W1–W2.

Przerwa powoduje brak ciągłości obwodu i bardzo dużą rezystancję. Zwarcie międzyzwojowe zwykle zmniejsza rezystancję uzwojenia i może powodować nagrzewanie oraz nierówną pracę silnika.

Jeżeli uszkodzone jest uzwojenie W, to pomiar U1–V1 obejmuje tylko uzwojenia U i V. Te dwa uzwojenia mogą być ciągłe, więc miernik pokaże wartość skończoną.

Początki uzwojeń oznacza się zwykle jako U1, V1, W1, a końce jako U2, V2, W2. W połączeniu gwiazda końce U2, V2 i W2 są połączone razem.

Wyniki pomiarów między parami zacisków powinny być zbliżone. Duża różnica, wartość bardzo mała albo ∞ wskazuje na możliwe uszkodzenie uzwojeń.