Labolatorium aparatów elektrycznych skrypt

Cnt – Licznik zliczania zmian z 0 na 1
Maksymalna częstotliwość zliczania – 5Hz
Dir = 0 – Zliczanie w górę
Dir = 1 – Zliczanie w dół
Q = 1 jeśli wartość wewnętrzna licznika jest
większa lub równa od Par (Lim)
Par = 0 . . 9999; Lim = 0 . . 999999
Rem:

off – bez podtrzymania
on – stan może być zapamiętany

Licznik

godzin

pracy

Ral

Par

(3)

R=1 – Wstrzymuje licznik czasu pracy OT,
kasuje wyjście Q, MN=MI
En=1 – Pomiar czasu pracy
En=0 – Wstrzymanie pomiaru czasu pracy
Ral=1 (Reset all) – Wyzerowanie Q, OT
i ustawienie MN=MI
MN – Pozostały czas
MI=0 . . 9999 godz. – Przedział czasu ob-
sługi prewencyjnej w [godz]
Q = 1 gdy MN = 0
OT – Cały czas jaki upłynął od ostatniego
stanu 1 na wejściu Ral
Czas nie jest zliczany powyżej OT=99999
godzin

Przekaź-

nik samo-

kasujący /

wyjście

impulsowe

Trg

(3)

Trg

T nie upłynął

Dekoder
Poziomu

(dekoder
częstotli-

wości)

Par

Fre

(3)

Fre – Podawane impulsy, które są zliczane
SW

↑ - Poziom załączenia (suma impulsów)

↓ - Poziom wyłączenia (suma impul-

sów)
G_T = 00.05 . . 99.95 – Przedział czasu zli-
czania impulsów podawane na Fre
Jeśli czas G_T wynosi 1s, to parametr Ilość
określa częstotliwość sygnału wejściowego
w [[Hz]

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

OZNACZENIA:

Trg –

sygnał sterujący (0 lub 1)

– (reset) bezwarunkowy stan 0 na wyjściu bloku

(1)

–

Parametr Par jest tylko dostępny w LOGO! ...L...

(2)

–

W LOGO! ... jest 4 cyfry, natomiast w LOGO! ...L... jest 6 cyfr

(3)

–

Funkcje dostępne tylko w LOGO! ...L...

+ LUB – WYSTĘPUJĄCY PRZY WARTOŚCI PARAMETRU

Parametr może być zmieniany podczas pracy.

−

Parametr może być zmieniany tylko podczas programowania.
Parametr nie może być zmieniany podczas pracy.

1.6. OPIS FUNKCJI SPECJALNYCH

1.6.1. Opóźnione załączenie: on – delay

ZACISKI

OPIS

Wejście Trg

Wyzwolenie startu do opóźnionego załączenia

Parametr T

Czas po którym wyjście Q jest załączane (stan z 0 na 1)

Wyjście Q

Q = 1 po upływie czasu T, jeśli Trg = 1

Trg
Q

Kiedy stan na wejściu Trg zmienia się z 0 na 1, to czas T zaczyna upływać.
Jeśli stan na wejściu Trg pozostaje równy 1 dostatecznie długo, to wyjście
Q ustawia się na 1 po upłynięciu czasu T. Jeśli stan na wejściu zmienia się z
powrotem na 0 przed upłynięciem czasu T, to czas jest kasowany. Kiedy
wejście Trg jest w stanie 0, to wyjście Q kasowanie jest do 0.

1.6.2. Opóźnione wyłączenie: off – delay

Kiedy stan na wejściu Trg zmienia się na 1, to wyjście Q jednocześnie
przełącza się na 1. Jeżeli stan Trg zmienia się z 1 na 0 to czas T jest starto-
wany i wyjście pozostaje ustawione. Jeżeli czas T osiąga ustawioną war-
tość, wyjście Q jest resetowane na 0 (opóźnione wyłączenie). Jeżeli wejście

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Trg jest załączone i wyłączone ponownie, czas T startuje jeszcze raz. Reset
czasu T przed upłynięciem i wyjścia Q odbywa się poprzez nadrzędny R
(reset).

Trg

1.6.3. Przekaźnik impulsowy

T rg

P a r – m o ż na go u ż yć d o za łą czania
i w y łączan ia p o dtrzy m ania
R em :

o ff – b ez p o dtrzy m a nia
on – stan m o że b yć za pa m iętan y

Za każdym razem gdy stan wejścia Trg zmienia się z 0 na 1, stan wyjścia Q
zmienia się także. Reset przekaźnika impulsowego do stanu początkowego
odbywa się poprzez wejście R. Po wyłączeniu zasilania lub resetowaniu,
przekaźnik impulsowy jest kasowany i wyjście Q zmienia się na 0.

1.6.4. Zegar sterujący

Każdy zegar posiada 3 „krzywki programowe”. Wyjście Q jest załą-

czone jeśli jedna ze sparametryzowanych krzywek jest załączona.

Dzień tygodnia:
Su

niedziela

poniedziałek

wtorek

środa

czwartek

piątek

sobota

Mo..Fr

każdy dzień od poniedziałku do piątku

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Mo..Sa

każdy dzień od poniedziałku do soboty

Mo..Su

każdy dzień

Sa..Su

sobota i niedziela

B01:No1

Day=Mo +

On =06:00
Off=19:00

Blok B01

Krzywka nr 1

Dzień tygodnia

Godzina załączenia

Godzina wyłączenia

Okno parametru dla krzywki No1.

No1
No2
No3

10:00 15:00

9:00

18:00

8:00

16:00

ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF

Załącz

Wyłącz

No1..3 ustalają okresy załączenia wyjścia Q

Switch-on time (czas załączenia)
Dowolny czas pomiędzy godziną 00:00 a 23:59
- - ; - - znaczy, że brak czasu załączenia

Switch-off time (czas wyłączenia)
Dowolny czas pomiędzy godziną 00:00 a 23:59
- - ; - - znaczy, że brak czasu wyłączenia

Bufor zegara
Zegar posiada rezerwowe zasilanie. Przy temperaturze 25

°C wystarczy na

80 godzin.

Zachodzenie krzywek
Zegar załącza wyjście jeśli nie było wcześniej załączone.
Zegar wyłącza wyjście jeśli nie było wcześniej wyłączone.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Priorytety
Jeśli czas załączenia oraz czas wyłączenia jest taki sam dla różnych krzy-
wek, to czasy załączenia / wyłączenia będą zaprzeczać sobie wzajemnie.
W takim przypadku krzywka No3 ma wyższy priorytet niż krzywka No2,
a krzywka No2 niż krzywka No1.

1.6.5. Przekaźnik zatrzaskowy

Par – można go użyć do załączania
i wyłączania podtrzymania
Rem:

off – bez podtrzymania
on – stan może być zapamiętany

ZACISKI

OPIS

Wejście S

S = 1 powoduje załączenie Q na 1

Wejście R

R = 1 powoduje ustawienie Q na 0 (ma wyższy priorytet od S)

Wyjście Q

Q jest załączone gdy ustawione jest wejście S i pozostaje załą-
czone dopóki nie zostanie ustawione wejście R

1.6.6. Generator taktu (impulsów symetrycznych)

ZACISKI

OPIS

Wejście En

Załączenie i wyłączenie generatora impulsów poprzez wejście
En (zezwolenie)

Parametr T

Czas, po którym wyjście jest załączone lub wyłączone

Wyjście Q

Załącza się i wyłącza cyklicznie po czasie T

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Generator impulsów ustawia wyjście Q na 1 w czasie T, następnie na 0
w kolejnym czasie T i tak aż do momentu pojawienia się na wejściu En = 0.

1.6.7. Podtrzymane opóźnienie załączenia

ZACISKI

OPIS

Wejście Trg

Wyzwalacz wystartowania czasu T

Wejście R

Reset czasu opóźnienia załączenia i ustawienie wyjścia Q na 0
(wyższy priorytet niż Trg)

Parametr T

Czas, po którym wyjście jest załączone (zmiana stanu z 0 na 1)

Wyjście Q

Załącza się po upływie czasu T

Trg

Jeżeli stan wejścia Trg zmienia się z 0 na 1, to zaczyna być odliczany aktu-
alny czas T. Kiedy T osiąga żądaną wartość, wyjście Q ustawione jest na 1.
W czasie osiągnięcia T inne operacje przełączania na wejściu Trg nie po-
wodują żadnego efektu. Wyjście i czas T są resetowane po podaniu stanu 1
na wejście R.

1.6.8. Dwukierunkowy licznik zdarzeń

Typ zabezpieczenia

Nastawa licznika

Podtrzymanie

B03:Par

Lim=

000100h +
Rem=off

Nastawa parametru Par.

Przy każdym narastającym zboczu na wejściu Cnt, wewnętrzny licznik jest
zwiększany o jeden (Dir=0) lub zmniejszany o jeden (Dir=1). Jeżeli we-
wnętrzna wartość zliczona jest większa lub równa wartości określonej przez
Par, to wyjście Q jest ustawiane na 1. Podanie na R stanu 1 powoduje ka-
sowanie wewnętrznej wartości licznika na ‘0000’ lub ‘000000’ i ustawienie
wyjścia Q na 0.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Wejście jest ustawiane, jeśli wartość wewnętrzna licznika jest większa lub
równa Par lub Lim. W przypadku przepełnienia licznik zatrzymuje się.

Przebieg czasowy

D ir

C nt

Par

Par

może być dowolną wartością z przedziału od 0 do 9999.

Lim

może być dowolną wartością z przedziału od 0 do 9999.

Rem

służy do załączania i wyłączania podtrzymania wewnętrznej wartości

licznika Cnt.

1.6.9. Licznik czasu pracy

Patrz

rysunek

niżej

M I=6h

Ral

Q
MN=MI

gdy t<30min

gdy t>30min

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Licznik czasu pracy monitoruje wejście En. Tak długo jak na tym wejściu
jest 1, LOGO! Mierzy czas, który upłynął i pozostały czas. Jeśli pozostały
czas wynosi 0, wyjście Q jest ustawione na 1.

Wartość graniczna dla OT
Jeśli kasowany jest licznik czasu przy pomocy wejścia R, godziny pracy
zliczane w OT pozostają niezmienione. Wartością graniczną dla OT jest
99999 godz. Gdy licznik czasu pracy osiągnie tę wartość, czas nie jest dalej
zliczany.

Użycie wejścia R oraz Ral do:
Kasowania wyjścia Q,
Ustawienie licznika pozostałego czasu na podaną wartość MI
Przy użyciu R wewnętrzny licznik OT pozostaje nie zmieniony.

1.6.10. Przekaźnik samokasujący

ZACISKI

OPIS

Wejście Trg

Wyzwalacz wystartowania czasu T, po którym prze-
kaźnik się skasuje

Parametr T

Czas, po którym wyjście jest wyłączone (zmiana sta-
nu z 1 na 0)

Wyjście Q

Załącza się gdy ustawione jest wejście Trg i pozostaje
ustawione aż upłynie czas T

Gdy wejście Trg przechodzi w stan 1, wejście Q załącza się natychmiast
w stan 1. W tej samej chwili startuje odliczanie czasu, a wyjście pozostaje
ustawione. Gdy czas osiągnie nastawioną wartość T, wyjście Q jest kaso-
wane (wyjście impulsowe). Gdy Trg zmienia się na zero, zanim upłynie
ustawiony czas, wyjście także natychmiast przechodzi ze stanu 1 w stan 0.

1.6.11. Detektor częstotliwości

↑ = 6

Ilość

↓ = 4

G_T

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Detektor częstotliwości zlicza impulsy na wejście Fre. Impulsy są zliczane
przez parametryzowany czas G_T. Jeśli liczba impulsów zliczona w czasie
G_T jest większa niż nastawy poziomów załączania i wyłączania wyjście Q
jest załączone. Wyjście Q jest wyłączone, gdy zliczona liczba impulsów
osiągnie lub spadnie poniżej poziomu wyłączenia.

1.7. LISTA

ZACISKÓW

LISTA ZACISKÓW Co

Wejść

I1, I2, . . .

Poziomów

hi = 1, lo = 0

Wyjść

Q1, Q2, . . .

Braku zacisku

1.8. BLOKI I ICH NUMERY

Rysunek poniżej pokazuje typowy wyświetlacz LOGO!. W danej

chwili pokazany może być tylko jeden blok. Z tego powodu wprowadzono
numery bloków, co pomaga rozpoznawać strukturę układu.

Zawsze, gdy wprowadzany jest blok do programu, LOGO! przy-

dziela temu blokowi numer, jest to „numer bloku”.

LOGO! używa numerów bloków do identyfikacji połączeń pomię-

dzy blokami. Numer bloku jest później podstawową pomocą przy porusza-
niu się w programie.

B02

≥1

B01

Obraz wyświetlacza LOGO!

Pokazuje, że podłączony
jest następny blok

Numer bloku – jest
przydzielony przez
LOGO!

Wejście

Wyjście

Blok

Nie istnieje dalsze połączenie

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.9. CZTERY ZASADY PRZY PRACY Z LOGO!

ESC

ZASADA 1

– Trzy palce

Struktura logiczna sterowania wprowadzana jest w trybie pro-
gramowania.
Przełączenie do trybu programowania odbywa się poprzez jed-
noczesne wciśnięcie trzech klawiszy:

← → oraz klawisz OK.

Wartości czasów i parametrów zmieniane są w trybie parame-
tryzowania.
Przełączenie do trybu parametryzowania odbywa się poprzez
jednoczesne wciśnięcie dwóch klawiszy: ESC oraz OK.

ZASADA 2 – Od wyjścia do wejścia

Strukturę logiczną sterowania (program) należy wprowadzać
w kolejności od wyjścia do wejścia.

ZASADA 3

– Kursor i przesuwanie kursorem

Podczas wprowadzania programu obowiązują następujące re-
guły:

• Kiedy kursor ukazuje się z podkreśleniem, można przesu-

wać kursorem

−

←↑→↓ przesuwanie kursorem po blokach,

−

OK wybór połączenia / bloku,

−

ESC rezygnacja wykonanej operacji.

• Kiedy kursor ukazuje się w postaci stałego bloku, należy

wybrać zacisk / blok:

−

↑↓ wybranie zacisku / bloku,

−

OK zaakceptowanie wyboru,

−

ESC powrót do pierwszego kroku.

ZASADA 4

– Zapamiętanie programu

LOGO! może pamiętać tylko kompletne programy. Jeśli pro-
gram jest niekompletny, to nie można wyjść z trybu programo-
wania.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.10. PRZEGLĄD MENU PROGRAMU

Tryb programowania

>Program . .

PC/Card . .

Start

>Edit Prg

Clear Prg

Set Clock

>PC←→LOGO
LOGO

→Card

Card

→LOGO

Menu „Program”

Menu „PC/Card”

ESC

Tryb parametryzowania

>Set Clock
Set Param

1.11. OGRANICZENIA STAWIANE LOGO!

•

Liczba bloków nie może przekroczyć 30,

•

Nie można przekroczyć pamięci dostępnej,

•

Wynikowa ilość kolejno połączonych bloków nie może przekro-
czyć 7.

1.12. PROGRAM LOGO!SOFT

LOGO!Soft V 1.0 jest pakietem programowym do użycia na PC.

Oprogramowanie zawiera następujące funkcje:

•

Tworzenie programu aplikacji bez połączenia z LOGO! (offline).

•

Symulacja układu (czyli programu) na komputerze.

•

Tworzenie i drukowanie schematu ideowego układu.

•

Zapis programu na twardym dysku lub innym medium.

•

Przesłanie programu:
- Z LOGO! do PC.
- Z PC do LOGO!.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Układanie programu w oprogramowaniu LOGO!Soft jest identyczne

jak w module LOGO!, z tą różnicą, że wejście w tryb programowania lub
parametryzacji odbywa się poprzez kliknięcie na odpowiedni przycisk
z paska narzędzi.

W trakcie programowania możliwy jest podgląd schematu ideowego

programu. Warto zauważyć, że schemat ten jest przedstawiony w nieco inny
sposób. LOGO!Soft pokazuje wszystkie bloki liniowo wierszami z powtó-
rzeniami, jeśli takie zaistnieją. Nie oznacza to, że jest on inny. Powtarzane
bloki schematu są rysowane innym kolorem.

Tryb symulacji można osiągnąć wybierając składnik „START”

z menu LOGO. Na ekranie dodatkowo pojawiają się przyciski do podawa-
nia sygnałów na wejścia LOGO! oraz sygnalizacja świetlna reprezentująca
stan zestyków przekaźników LOGO!.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2. POGRAMY

2.1. ZAŁĄCZENIE SILNIKA NA LEWE – PRAWE OBROTY
2.1.1. Obwody siłowe

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.1.2. Obwody sterowania

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.1.3. Wpisywanie programu do LOGO!

−

Wejście w tryb programowania poprzez jednoczesne wciśnięcie trzech
przycisków:

← → OK.,

−

Wcisnąć OK – wejście w menu „Program” do „Edit Prg”,

−

Jeżeli już istniał program w LOGO!, to należy go wyczyści poprzez
„Clear Prg”,

−

Wcisnąć OK – wejście do edycji programu, na wyświetlaczu pojawi
się wyjście Q1,

−

Wcisnąć „

←” w celu przyłączenie bloku do wyjścia Q1,

−

Wcisnąć „OK”, na wyświetlaczu pojawi się dodatkowo „

↓Co”,

−

Przycisnąć „

↑” lub „↓” aby wybrać „↓SF”, a potem „OK” aby po-

twierdzić wybór,

−

Przycisnąć „

↑” lub „↓” aby wybrać symbol bloku B01 i potwierdzić

poprzez „OK”,

−

Kursor edycyjny miga pod literą S bloku B01, toteż należy wcisnąć
„OK”

−

Potwierdzamy wybór „

↓Co”, a potem wybór poprzez „↑” lub „↓” na

„I1”,

−

Kursor edycyjny teraz miga pod literą R bloku B01, toteż należy wci-
snąć „OK”

−

Wybrać oznaczenie „

↓GF” i potwierdzić przez „OK”,

−

Z funkcji podstawowych wybrać poprzez „

↑” lub „↓” blok B02 i po-

twierdzić przez „OK”,

−

Wcisnąć jeszcze raz „OK”, na wyświetlaczu pojawi się „

↓Co”, które

zatwierdzamy „OK”,

−

Wybrać przez „

↑” lub „↓” wyjście Q2 i zatwierdzić „OK”,

−

Kursor edycyjny przejdzie poniżej do drugiego wejścia bloku B03,
które należy wskazać na wejście „I3” oraz analogicznie wybrać trzecie
wejście bloku B03 jako „x”,

−

Zatwierdzenie wejścia „x” przez „OK” spowoduje przejście programu
na wyjście Q1,

−

Wcisnąć „

↓” aby przejść do wyjścia Q2 i wprowadzić dalszą część

programu analogicznie.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.1.4. Opis działania

Naciśnięcie S1 – załączenie lewych obrotów rotora
Naciśnięcie S2 – załączenie prawych obrotów rotora
Naciśnięcie S3 – wyłączenie silnika

I1 lub I2

B01, Q1
lub
B03, Q2

Załącz

Wyłącz

Podanie impulsu I1 (lub I2) na wejście bloku B01 (lub B03) spowo-

duje pojawienia się stanu 1 na wyjściu bloku B01 (lub B03), a zatem załą-
czenie przekaźnika Q1 (lub Q2), który z kolei poprzez stycznik K1 (lub K2)
załączy silnik do sieci zasilającej.

Impuls I3 (wyłączenie silnika) powoduje bezwarunkowe ustawienie

wyjścia bloku B01 w stan 0 (lub B03) poprzez blok B02 (lub B04).

Blok B02 (lub B04) spełnia rolę zabezpieczenia silnika przed załą-

czeniem dwóch styczników jednocześnie, w przypadku popełnienia błędu
obsługi. Stan 1 na wyjściu Q1 automatycznie powoduje wyłączenie wyjścia
Q2 poprzez bloki B04 i B03.

2.1.5. Program w LOGO!

B01

≥1

B02

B03

≥1

B04

I1
Q2

I2
Q1

Lewo

Prawo

Zał. Lewe

Zał. prawe

Wyłącz

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2. PRZEŁĄCZNIK „GWIAZDA – TRÓJKĄT
2.2.1. Obwody siłowe

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2.2. Obwody sterowania

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2.3. Program w LOGO!

B02

I1
I2

Zasilanie

Załącz

Wyłącz

B01

B03

Trg

R
T

B04

Trg

Gwiazda

Trójkąt

00.50
s +

05.00
s +

I1
I2

2.2.4. Schemat ideowy układu w LOGO!Soft

B02

I1
I2

Zasilanie

B01

B03

Trg

R
T

B04

Trg

Gwiazda

Trójkąt

00.50
s +

05.00
s +

I1
I2

B02

I1
I2

Załącz
Wyłącz

B03

Trg

R
T

05.00
s +

I1
I2

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2.5. Opis działania

Naciśnięcie S1 – załączenie przełącznika Y -

∆

Naciśnięcie S2 – wyłączenie przełącznika Y -

∆

B02, Q1

B01, Q2

B03

B04, Q3

5,0 s na
przełączenie Y-

∆

0,5 s opóźnienia

załączenia

∆

Zał. S1

Wył. S2

Podanie impulsu na blok B02 – I1 (poprzez przycisk S1) powoduje

przejście bloków B02 i B03 w stan zadziałania (B02 – wyjście stan 1, wyj-
ście B03 przejdzie w stan 1 po upływie 5,0s).

Stan 1 na wyjściu B02 powoduje załączenie przekaźnika Q1 i załą-

czenie silnika do sieci zasilającej.

Wejście pierwsze B01 – stan 1 oraz wejście drugie B01 – stan 0 po-

woduje załączenie (w tej samej chwili co Q1) Q2, czyli załączenie silnika
w gwiazdę.

Po upływie 5,0s wyjście B03 przyjmuje stan 1, który spowoduje, że

na wyjściu B01 wystąpi stan 0 i wyłączy wyjście Q2 (gwiazda). W tej samej
chwili pojawi się na wejściu B04 (Trg) stan 1. Po upływie 0,5s stan na wyj-
ściu B04 przejdzie w stan 1 i załączy wyjście Q3 (trójkąt).

Naciśnięcie przycisku S2 – podanie resetującego impulsu na B02

i B03, który w każdym momencie pracy układu spowoduje wyłączenie.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3. STANOWISKO

BADAWCZE

3.1. WYMIARY

1300

150

700

670

300

PŁYTA CZOŁOWA

3.2. SYMBOLE

Styk zwierny

Załącz

Styk rozwierny

Wyłącz

Styk rozwierny termobimetalu

3.3. OZNACZENIA

L1, L2, L3

Oznaczenia przewo-
dów fazowych

÷I6

Wejścia LOGO

1, 3, 5

Wejścia

÷Q6

Wyjścia LOGO

2, 4, 6

Wyjścia

Stycznik

Przewód neutralny

A1, A2

Cewka stycznik

Przewód ochronny

Bezpiecznik instalacyjny

1U, 1V, 1W Wejścia silnika

Wyłącznik termobimeta-
lowy

2U, 2V, 2W Wyjścia silnika

÷S4

Przyciski

Wyłącznik różnicowoprądowy

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3.4. PŁYTA CZOŁOWA

OGO

0 1

–

N - N

0 1

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3.5. WYKAZ

ELEMENTÓW

1. Moduł logiczny LOGO 230RC (LOGO)

2. Wyłącznik różnicowoprądowy (F1) – P 425 0300

3. Bezpieczniki instalacyjne (F2) – S193 C16

4. Styczniki „Siemens” (K) – 3TF 422 – OA 16A 3szt.

5. Wyłącznik termobimetalowy (F3) – P–16R

6. Wyłącznik monostabilny - 4 szt.

7. Wyłącznik kołyskowy – 2 szt.

8. Zaciski laboratoryjne

9. Szyna instalacyjna 35 mm

10. Przewód elektryczny

φ 1,5 mm

11. Koszulki termokurczliwe.

4. PROGRAM

ĆWICZENIA

Połączyć układy siłowe, sterowania i zaprogramować LOGO! według

punktu 2 opracowanego ćwiczenia.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ĆWICZENIE NR II

BADANIE EASY

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1. WIDOK

EASY

1 – Zasilanie
2 – Wejścia cyfrowe, analogowe
3 – Wyświetlacz
4 – Klawiatura
5 – Złącza do karty pamięci lub komputera PC
6 – Wyjścia cyfrowe

2. TYPY

EASY

„Easy” jest to elektroniczny przekaźnik sterujący z funkcjami lo-

gicznymi, czasu, liczenia oraz zegara sterującego. Przeznaczony jest jako
urządzenie programowalne przełączalne i sterujące. Instaluje się go jako

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

zamiennik w układach sterowania przekaźnikowo-stykowego. „Easy” ma
wyjścia sterujące i wejścia kontrolne. Doskonale spełnia zadania zarówno
z zakresu instalacji domowych jak i sterowania maszyn i urządzeń.

Aktualnie oferowane są dwie grupy „easy”:
dla 24V prądu stałego: EASY 412-DC-R oraz EASY 412-DC-RC,
dla 230V prądu przemiennego: EASY 412-AC-R oraz EASY 412-AC-RC.

Typy urządzeń z oznaczeniem „...-RC” zawierają dodatkowo cztery tygo-
dniowe zegary sterujące z czterema różnymi czasami włączania i wyłącza-
nia.
Do urządzeń z oznaczeniem „...–DC...” można podłączyć dwa sygnały
analogowe i analizować ich wartości za pomocą ośmiu komparatorów ana-
logowych.
Chcąc zaprogramować „easy” za pomocą komputera PC, to należy zasto-
sować program EASY-SOFT. Pozwala on utworzyć, zasymulować i za-
chować schemat na komputerze PC.

TYP

WEJŚCIA

WYJŚCIA

OSOBLIWOŚĆ

EASY 412-DC-R

EASY 412-DC-RC

8 cyfrowych,
24V DC

4 przekaźniki,
max. 8 A

2 wejścia analogowe
0..10V, typ –RC z
zegarem czasu rze-
czywistego

EASY 412-AC-R

EASY 412-AC-RC

8 cyfrowych,
230 V AC

4 przekaźniki,
max. 8 A

Typ –RC z zegarem
czasu rzeczywistego

3. INSTALACJA

EASY

Instalację ,,easy” należy wykonać w następującej kolejności:

Montaż
,,Easy” należy zamontować w takim miejscu aby zaciski napięcia za-

silającego były chronione podczas pracy przed bezpośrednim dotknięciem.
Należy pamiętać o zachowaniu odstępu co najmniej 3 cm od ściany lub są-
siednich aparatów w celu ułatwienia podłączenia przewodów.

Podłączenie napięcia zasilającego
,,Easy”–DC zabezpieczone jest przed zmianą biegunowości napięcia

zasilania.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Żeby ,,easy” działało, należy zapewnić prawidłową polaryzację na-
pięcia zasilania.
Zabezpieczyć obwód zasilania bezpiecznikiem (F1) o prądzie nomi-
nalnym co najmniej 1A (T).

Podłączenie przewodów do wejść
Do zacisków wejściowych ,,easy” - DC I1 do I8 można podłączyć

przyciski, łączniki, 3 lub 4

−przewodowe czujniki zbliżeniowe. Z powodu

dużego prądu spoczynkowego nie stosować 2

−przewodowych czujników

zbliżeniowych.

+24V

0V I1 I2

24 VDC

WYJŚCIA CYFROWE

WEJŚCIA CYFROWE

+24VDC
–24VDC

Schemat podłączenie sterownika „EASY”

Zakresy napięć dla sygnałów wejściowych:
Sygnał „ WYŁ”: 0V...5V
Sygnał „ZAŁ”: 15V... 28,8V

Prądy wejściowe:
I1-I6: 3,3mA przy 24V
I7-I8: 2,2mA przy 24V

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Podłączenie wejść analogowych.
Do wejść I7 i I8 można podłączyć również napięciowe sygnały ana-
logowe w zakresie 0V do 10V.

Podłączenie przewodów do wyjść
Do wyjść „easy” można podłączyć takie obciążenia jak np. świe-

tlówki. żarówki, styczniki, przekaźniki lub silniki.
W przeciwieństwie do wejść obciążenia dołączone do wyjść mogą być za-
silane z różnych faz, w przypadku zasilania 230V

AC.

FUNKCJE STEROWNIKA EASY

4.1. WYKAZ STYKÓW I PRZEKAŹNIKÓW

Styk

zwierny

Styk roz-

wierny

Opis styku

Zakres

Cew

ara

Zacisk wejściowy

I1..I8

Przycisk kursora

P1..P4

Przekaźnik wyjściowy

Q1..Q4

Przekaźnik pomocniczy
(Marker – znacznik)

M1..M16

Licznik

C1..C8

Przekaźnik czasowy

T1..T8

Zegar sterujący

1.. 4

Komparator analogowy

A1..A8

4.2. TYPY

CEWEK

Funkcja (typ) cewki

Opis

Cewka zwykła

Cewka bistabilna

SQ1

Cewka zatrzaskowa

RQ1

Cewka zwalniająca

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Wyświetlenie zestawu parametrów poprzez punkt menu „PARA-

METR”:

+ możliwe

- zablokowane

4.3. PRZEKAŹNIK CZASOWY

00.00

30.00
TRG

RES

Bieżący czas

Nastawa czasu 10ms

÷100h

Nr przekaźnika

Wskaźnik dostępu

Funkcja

Jednostka czasu

Cewka wyzwalania

Cewka kasowania

OZNACZENIA:

T1 – Styk przekaźnika,
TT1 – Cewka przekaźnika,
RT1 – Reset cewki przekaźnika

Funkcje

Opis

Przekaźnik z opóźnionym załączeniem

Przekaźnik z losowym czasem opóźnionego załączenia

█

Przekaźnik z opóźnionym wyłączeniu

?█

Przekaźnik z losowym czasem opóźnionego wyłączenia
Przekaźnik impulsowy
Przekaźnik migający

Jednostka czasu

Opis

Zakres

Rozdzielczość

Sekundy

00.00...99.99

10ms

M:S

Minuty

00.00...99.59

H:M

Godziny

00.00...99.59

1min

4.3.1. PRZEKAŹNIK CZASOWY O STAŁYM LUB LOSOWO

ZMIENNYM CZASIE OPÓŹNIONEGO PRZYCIĄGANIA

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

TRG

RES

STYK

Przekaźnik łączy styk po odliczeniu zadanego czasu zwłoki. Jeśli wybie-
rzemy funkcję przekaźnika czasowego o zmiennym losowo czasie opóźnio-
nego przyciągania to, „easy" wybiera przypadkowy czas zwłoki (t) zawie-
rający się pomiędzy zerem i nastawionym czasem.

Zastosowanie:

• Przenośniki taśmociągowe załączane z opóźnieniem,

• rozpoznawanie braku sygnału z czujnika w przypadku jego usterki,

• sterowanie rolet z przypadkową kolejnością załączania.

4.3.2. PRZEKAŹNIK CZASOWY O STAŁYM LUB LOSOWO

ZMIENNYM CZASIE OPÓŹNIONEGO ODPADANIA

TRG

RES

STYK

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Przekaźnik zamyka styk natychmiast po pobudzeniu, a odpada po odlicze-
niu czasu.
Jeśli wybierzemy funkcję przekaźnika czasowego o zmiennym losowo cza-
sie opóźnionego odpadania to ,,easy” wybiera przypadkowy czas zwłoki
zawierający się pomiędzy zerem i nastawionym czasem.

Zastosowanie:

• Uaktywnienie wybiegu silników lub zwalniaków.

• Sterowanie oświetleniem z przypadkową kolejnością łączenia w razie

nieobecności.

4.3.3. PRZEKAŹNIK CZASOWY, IMPULSOWY

TRG

RES

STYK

Przekaźnik zamyka styk na czas trwania impulsu niezależnie od długości
sygnału wyzwalającego.

Zastosowanie:

• Formowanie sygnałów na zadany czas trwania impulsu bez względu na

czas sygnału z czujnika.

4.3.4. PRZEKAŹNIK CZASOWY, MIGAJĄCY

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

TRG

RES

STYK

Przekaźnik na przemian zamyka i otwiera styk łączenia z częstotliwością
zależną od nastawy czasu.

nastawy

czas

migania

Czestot.

⋅

Gdy czas nastawy wynosi zero to częstotliwość migania zależy od czasu
cyklu, który jest zmienny i zależy od długości programu.

Zastosowanie:

• Sterowanie lamp ostrzegawczych.

4.4. LICZNIK

0230

DIR
CNT

RES

Wartość bieżąca

Nr licznika

Wskaźnik dostępu

Nastawa progu

Cewka kierunku

Cewka licząca

Cewka kasowania

OZNACZENIA:

C1 – Styk przekaźnika,
CC1 – Cewka licznika,
RC1 – Reset cewki,
DC1 - Kierunek

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Parametr

Funkcja cewki

Znaczenie

DIR

Kierunek zliczania:
DCx = ”0”: liczenie wprzód
DCx = ”1”: liczenie wstecz

CNT

Impuls Liczący

RES

Kasowanie

CCx

DCx

RCx

0 1

2 3

4.5. ZEGAR

STERUJĄCY

MO
01:00

--:--
--:--

Nr zegara

Kanał (A, B, C, D)

Wskaźnik dostępu

Dni tygodnia od-do

Czas

Czas włączenia

Czas wyłączenia

OFF

OZNACZENIA:

1 – Styk zegara sterującego

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Parametr

Znaczenie

Możliwe ustawienia

Dni tygodnia

Poniedziałek do niedzieli

MO, DI, MI, DO, FR,
SA., SO

Czas włączenia

Godziny : Minuty

brak czasu łączenia przy „--:--”

00 : 00 do 23 : 59, --:--

Czas wyłącze-

nia

Godziny : Minuty

brak czasu łączenia przy „--:--”

00 : 00 do 23 : 59, --:--

4.6. KOMPARATOR

ANALOGOWY

ANALOG

≤

Nr komparatora

Wskaźnik dostępu

Wartość rzeczywista

Wejście I7

Warunek porównania

Wejście I8

8.0 V

4.2 V

ANALOG

≥

Nr komparatora

Wskaźnik dostępu

Wartość rzeczywista

Wejście I7/I8

Warunek porównania

Wartość zadana

3.2

8.0 V

OZNACZENIA:

A1 – Styk komparatora analogowego

5. PODSTAWY

PROGRAMOWANIA

Wartości w tablicy logicznej, dla styków oznaczają
0 = zwiemy otwarty, rozwierny zamknięty
1 = zwiemy zamknięty, rozwierny otwarty

dla cewek przekaźników „Qx"
0 = cewka nie wzbudzona
1 = cewka wzbudzona

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

5.1. NEGACJA

Negacja oznacza, że styk przy uruchomieniu nie zamyka lecz otwiera
(funkcja NOT).
W przykładzie programu dla „easy” przy styku „I1” , przyciskiem ALT
zmienia się styk rozwierny na zwierny.

Tablica logiczna

5.2. SAMOPODTRZYMANIE

Kombinacja połączeń szeregowych i równoległych realizuje nam układ sa-
mopodtrzymujacy.
Samopodtrzymanie jest uzyskiwane przez styk ,,Q1” , który połączony jest
równolegle do ,,I1”.
Gdy,,I1” zostanie zamknięty i znowu się otworzy , ,,Q1” podtrzymuje sy-
gnał tak długo, aż otworzy się ,,I2”. S1 zwierny na ,,I1” S2 rozwierny na
,,I2”.

Tablica logiczna

Styk Q1

Cewka Q1

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

S1 zwieramy na ”I1”
S2 rozwieramy na ”I2”

Samopodtrzymanie może być realizowane alternatywnie, z zachowaniem
kontroli przerwania przewodu na przekaźniku zatrzaskującym z wykorzy-
staniem cewek zatrzaskującej i zwalniającej.

SQ1

RQ1

Gdy ,,I1” zostanie włączony, cewka ,,Q1” zatrzaśnie się. ,,I2” neguje sygnał
otwierania z S2 i przełączy dopiero, gdy rozłączy S2 w celu wyłączenia ma-
szyny. Wyłączenie wystąpi równie w przypadku przerwania przewodu.
Należy zachować kolejność , w której obydwie cewki są połączone w pro-
gramie „easy”.
Najpierw połączyć cewkę ,S”, następnie cewkę ,,R”. Pomimo że ,I1” może
być nadal włączone, to przy zadziałaniu,,I2” maszyna zostanie wyłączona.
Układ samopodtrzymujacy jest stosowany do włączania i wyłączania ma-
szyn. Maszyna zostaje włączona przez styk zwierny S1, wyłączona przez
styk rozwierny S2, który przerywa połączenie dla napięcia sterującego i
wyłącza maszynę. Daje to pewność, że maszyna wyłączy się również
w przypadku zerwania przewodu. „I2" w stanie spoczynku jest zawsze
zwarty.

5.3. ZESTYK

TRWAŁY

Ażeby cewkę przekaźnika trwale pobudzić, należy wykonać jedno połącze-
nie przez wszystkie pola stykowe, zaczynając od cewki i przesuwając kur-
sor w lewo do pierwszego pola stykowego.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tablica logiczna

...

5.4. PRZYKŁAD WYKORZYSTANIA PRZEKAŹNIKA CZASO-

WEGO

ZAŁOŻENIE
Wyjście ”Q1” załącza się po czasie 1,5 min., ”I1” wyzwala ”T2”, natomiast
”I2” wyłącza Q1.

PROGRAMOWANIE PRZEKAŹNIKA CZASOWEGO

♦ Zastosowanie przekaźnika w programie wymaga przynajmniej dwóch

zapisów: w polu styków styk „T2” w polu cewek cewkę wyzwalania
„TT2”.

Cewkę kasowania „RT2” można wykorzystywać w miarę konieczności.

♦ Wybrać numer styku „T2” i nacisnąć OK.
Wyświetlony zostanie zestaw parametrów przekaźnika czasowego „T2”.
Wstawić funkcję przekaźnika.

RES

01.50

M:S

TRG

Zestaw

parametrów

TT2

I2
T2

RT2

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

5.5. PRZYKŁAD WYKORZYSTANIA LICZNIKA

ZAŁOŻENIE
Wyjście ”Q1” załącza się po 5 impulsach. Pola połączyć od lewej do pra-
wej.
”I1” impuls liczący, ”I2” kasuje licznik, ”I3” zmienia kierunek.

PROGRAMOWANIE LICZNIKA.

♦ Zastosowanie licznika w programie wymaga przynajmniej dwóch za-

pisów: jednego w polu styków, styk „C1”, drugiego w polu cewek,
cewkę „CC1”.

Cewki „RC1” i „DC1” mogą być w programie nie wykorzystywane.

♦ Wybrać styku „C1” i nacisnąć OK.
Wyświetlony zostanie zestaw parametrów licznika „C1”.

RES

CNT

0005

DIR

Zestaw

parametrów

CC1

DC1

RC1

5.6. SAMOWYŁĄCZENIE STYCZNIKA

Przedstawiony układ programu ,,easy” ma na celu wyłączenie stycznika
(Q1), która następuje po zadanym czasie. ,,I1” załącza przekaźnik ,,Q1”
a ,,S” zatrzaskuje go. Po ustalonym czasie ,,T1” przekaźnik ,,Q1” zostaje
rozłączony. Można też rozłączyć ,,Q1” nie czekając na upłynięcie czasu
,,T1” przez zacisk ,,I2”

SQ1

RQ1
TT1
RQ1

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ĆWICZENIE NR III

BADANIE STYCZNIKA

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE

1.1. STYCZNIKI,

ZASADA

DZIAŁANIA I ZASTOSOWANIE

Stycznikiem nazywamy odłącznik, którego styki zostają zamykane

i utrzymują się w stanie zamkniętym pod działaniem elektromagnesu sta-
nowiącego integralną część stycznika. Styczniki należą do grupy tych łącz-
ników, które mogą pracować tylko pod prądami roboczymi – nie są w stanie
wyłączać prądów zwarciowych.

Styczniki można podzielić na wiele sposobów. Najczęściej spotyka-

ne kryteria podziału to:
1. Wartość napięcia: styczniki na napięcia do 1000 V prądu przemiennego

i do 1200 V prądu stałego oraz styczniki wysokonapięciowe na napięcia
1000-10000 V prądu przemiennego i 1200-3000 V prądu stałego.

2. Rodzaj prądu torów głównych: styczniki prądu stałego i styczniki prądu

przemiennego oraz styczniki uniwersalne (prądu stałego
i przemiennego).

3. Rodzaj napędu: styczniki elektromagnesowe (o napędzie elektromagne-

sowym), styczniki pneumatyczne (o napędzie pneumatycznym)
i styczniki elektropneumatyczne (o napędzie elektropneumatycznym).

4. Ośrodek gaszenia łuku – styczniki: próżniowe, olejowe, powietrzne –

które można dodatkowo rozróżniać w zależności od sposobu gaszenia
łuku.

5. Rodzaj torów urządzenia (obwodu), do włączenia w które jest przezna-

czony stycznik: styczniki instalowane w torach głównych urządzenia –
styczniki główne odbiornikowe i styczniki instalowane w torach po-
mocniczych urządzenia – styczniki pomocnicze.

1.2. ZASADA

DZIAŁANIA

Otwieranie styków następuje po przerwaniu obwodu zasilającego

elektromagnes pod działaniem ciężaru zwory i siły sprężyny. Elektroma-
gnes stycznika musi rozwijać wystarczającą siłę, aby po pokonaniu sił sta-
rających się otworzyć styki, zapewnić należyty docisk między stykami.

Układ ruchowy stycznika stanowią zwora elektromagnesu oraz ze-

staw z ruchomymi stykami zestyków podstawowych i pomocniczych.

Po zasileniu uzwojenia elektromagnesu zwora zostanie przyciągnięta

do rdzenia. Podczas zamykania stycznika przesuwane są styki zestyków
podstawowych i pomocniczych oraz naciągane są sprężyny zwrotne
i sprężyny układów stykowych.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Styk zwierny pozostaje w stanie zamkniętym, a styk rozwierny zo-

staje w stanie otwartym tak długo, dopóki uzwojenie elektromagnesu jest
zasilane odpowiednim napięciem.

Przy przestawianiu styków stycznika, mogą one włączać lub wyłą-

czać prądy w

podstawowych i pomocniczych torach prądowych,

a powstający przy manewrach łuk elektryczny jest gaszony za pośrednic-
twem komór łukowych (styczniki do przerywania obwodu bez prądu nie
mają komór łukowych).

1.3. ZASTOSOWANIE

Styczniki są przeznaczone do manewrowania z dużą częstością łą-

czeń silnikami elektrycznymi oraz innymi odbiornikami energii elektrycz-
nej. Możliwości zdalnego sterowania stycznikami, duża trwałość
i sprawność łączeniowa oraz niezawodność działania sprawiają że styczniki
szczególnie nadają się do stosowania we wszystkich układach napędowych
i urządzeń elektroautomatyki.

1.4. BUDOWA

STYCZNIKÓW

Podstawowym i powszechnym w użyciu jest stycznik elektromagne-

sowy. Niezależnie od tego, czy stycznik elektromagnesowy jest jedno- czy
też wielobiegunowy, jedno- lub wieloprzerwowy, o mocowaniu pionowym
czy poziomym, podstawowymi zespołami konstrukcyjnymi są zawsze:

•

podstawa lub korpus;

•

mechanizm napędowy — w tym elektromagnes;

•

tory prądowe główne — w tym człon łączeniowy (styki łączeniowe)
oraz komora gaszeniowa wraz z urządzeniami ułatwiającymi gasze-
nie łuku

•

tory prądowe pomocnicze — w tym człon łączeniowy.

W styczniku z napędem elektromagnesowym lub pneumatycznym

wyróżnia się następujące elementy:

•

części ruchome tj. zwora elektromagnesu wraz z poprzeczką, układ
dźwigni lub krzywek, styki ruchome główne i pomocnicze;

•

części nieruchome tj. podstawa lub korpus, rdzeń i uzwojenie elek-
tromagnesu, przewody obwodu sterowniczego, wsporniki części ru-
chomych, styki nieruchome główne i pomocnicze, końcówki
i elementy przyłączowe oraz zaciski, magnesy i uzwojenia wydmu-
chowe oraz komory.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Oczywiście, nie w każdej konstrukcji stycznika spotykamy wszyst-

kie wymienione elementy konstrukcyjne. Przykładem tutaj może być kon-
strukcja stycznika przedstawiona na poniższym rysunku.

Przykład stycznika dwuprzerwowego o podstawie poziomej:
1 i 2 — styk ruchomy i nieruchomy,
3 — sprężyna stykowa,
4 — poprzeczka
5 — komora gaszeniowa
6 — zwora elektromagnesu,
7 — uzwojenie napędowe,
8 — sprężyna zwrotna,
9 — rdzeń elektromagnesu,
10 — korpus.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.5. OZNACZENIA

STYCZNIKA

SYMBOL

OPIS

SYMBOL

OPIS

Zestyki mocy

stycznika

Zestyki pomocni-

cze rozwierne

stycznika

Cewka stycznika

Zestyki pomocni-

cze zwierne stycz-

nika

1.6. PODSTAWOWY

UKŁAD ZE STYCZNIKIEM

L2
L3

3 ~

V W N

Obwód główny

Obwód

sygnalizacji

Obwód

sterowania

Układy styczników z podtrzymaniem stosuje się głównie do załączania sil-
ników, pieców akumulacyjnych oraz innych urządzeń typu załącz – wyłącz.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2. PROGRAM

ĆWICZENIA

Uczelnia

LABORATORIUM

Aparatów Elektrycznych

Data

Grupa

Rok akademicki

Imi

ę i

nazwisk

Zespół

Ocena

Temat

Badanie stycznika

1. CEL

ĆWICZENIA

Celem badania styczników jest poznanie jego budowy, zasady działa-

nia, zastosowania oraz poznaniu jego podstawowych parametrów i charak-
terystyk. Samo badanie polega na stwierdzeniu prawidłowości jego działa-
nia oraz stwierdzenia czy jego parametry techniczne odpowiadają wymaga-
niom i dopuszczają dany stycznik do eksploatacji.

2. DANE

ZNAMIONOWE

Przed rozpoczęciem ćwiczenia należy zapoznać się z charakterystycz-

nymi danymi stycznika umieszczonymi na tabliczce znamionowej oraz na
cewce stycznika, zapisać je oraz dokonać oględzin zewnętrznych. Na ich
podstawie dobrać odpowiednie przyrządy pomiarowe.

Tabliczka znamionowa

Cewka stycznika

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3. PRZEBIEG

POMIARÓW

3.1. Pomiar czasów załączania i wyłączania styczników

Pomiar czasu załączania i wyłączania styczników prowadzimy aby

uzyskać informację o tym jak długi musi być impuls zadający aby stycznik
działał prawidłowo. Jest to wielkość nie wykorzystywana często lecz po-
trzebna w układach wielomaszynowych oraz skomplikowanych procesach
łączeniowych.

3.1.1. Schemat pomiarowy

−

U =

Zalecenia przestrzegania połączeń:

• Zacisk „+” zasilacza połączyć z zaciskiem przewodu czerwonego

cewki stycznika.

• Zacisk „−” zasilacza połączyć z zaciskiem przewodu niebieskiego

cewki stycznika.

• Grubsze końcówki pomiarowe sond napięciowych ustawić na poten-

cjał „+” zasilacza.

3.1.2. Przebieg ćwiczenia

A. Ustawić wartość napięcia na zasilaczu bliską napięciu znamio-

nowemu cewki stycznika (20 – 24V DC).

B. Poprzez załączanie i wyłączanie stycznika wyłącznikiem (W)

należy zaobserwować oscylogramy dla dwóch styczników i na

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ich podstawie policzyć czasy: załączenia (czas własny)
i wyłączenia stycznika.

Pomiary należy tak wykonać, aby można było zaobserwować cały

przebieg procesu załączenia i wyłączenia stycznika.

3.1.3. Tabela pomiarowa

Czas załączenia

Czas wyłączenia

[ms]

Stycznik nr 1

Stycznik nr 2

3.1.4. Opracowanie ćwiczenia

• Porównać oscylogramy dla obydwu styczników, przedstawić różnice.

• Jaką funkcję spełnia dioda w styczniku – wyjaśnić zagadnienie.

3.2. Pomiar napięcia załączania i wyłączania styczników.

Pomiar napięcia załączania i wyłączania stycznika – jest to wielkość

podstawowa mająca na celu stwierdzenie czy dany stycznik działa prawi-
dłowo i nadaje się do danej grupy maszyn jako jego zabezpieczenie zani-
kowe oraz stwierdzenie czy stycznik w czasie np. rozruchu maszyn gdy na-
pięcie sieci obniży się do pewnej wartości zapewni połączenie torów prą-
dowych.

3.2.1. Schemat pomiarowy

ZASI

LAC

U =

−

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3.2.2. Tabela pomiarowa:

L.p.

[V]

1.
2.
3.

Stycznik

nr 2

ŚR

1.
2.
3.

Styczni

k nr

ŚR

3.2.3. Opracowanie ćwiczenia

Przedstawić wyniki pomiarów w postaci wykresu pętli histerezy.

3.3. Pomiar rezystancji styków.

Pomiar rezystancji styków – jako wielkość mająca na celu stwierdze-

nie stanu zużycia styków oraz możliwości przepustowości prądowej
z uwzględnieniem komory gaszeniowej.

Rezystancja styków stycznika powinna być jak najmniejsza i nie po-

winna przekraczać 0,5 Ω. W przypadku przekroczenia tej wartości stycznik
nie nadaje się do dalszego użytkowania. Styki wskutek oddziaływania at-
mosferycznego pokrywają się trudną do usunięcia warstwą tlenków i wodo-
rotlenków stosuje się więc ich docieranie w celu zmniejszenia oporności.

3.3.1. Schemat pomiarowy (metoda techniczna)

U =

−

UWAGA! Podczas pomiarów należy zewrzeć zestyk główny stycznika.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3.3.2. Tabela pomiarowa

L.p.

[mV]

[A]

[

Ω]

1.
2.
3.

Stycznik

Nr 1

K1 ŚREDNIA

1.
2.
3.

Stycznik

Nr 2

K2 ŚREDNIA

3.4. Pomiar rezystancji izolacji

W celu pomiaru rezystancji izolacji zamiast mostka Thomsona należy

podłączyć megaomomierz i zmierzyć rezystancję pomiędzy poszczególny-
mi zaciskami a masą, obudową a masą a także pomiędzy poszczególnymi
zaciskami. Wartość tej rezystancji powinna być jak najwyższa
a w przypadku gdy jest mniejsza od 10 MΩ stycznik nie może być dalej
eksploatowany.

3.4.1. Tabela pomiarowa:

Zaciski megaomomierza

L.p.

Zacisk nr 1

Zacisk nr 2

Ω]

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

10.

4. WNIOSKI I SPOSTRZERZENIA
5. WYKRESY

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

6. OSCYLOGRAMY

Górny (Cewka): 50V/dz

Dolny(Zestyk toru głównego): 20V/dz

Podstawa czasu: 0,1s/dz

Załączenie i wyłączenie stycznika bez diody gaszącej

Górny (Cewka): 10V/dz

Dolny (Zestyk toru głównego): 10V/dz

Podstawa czasu: 0,1s/dz

Załączenie i wyłączenie stycznika z diodą gaszącą

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ĆWICZENIE NR IV

BADANIE PRZEKAŹNIKA PÓŁ-

PRZEWODNIKOWEGO

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE

1.1. PRZEZNACZENIE

PRZEKAŹNIKÓW PÓŁPRZEWODNIKO-

WYCH ZMIENNOPRĄDOWYCH (PPZ)

Przekaźniki półprzewodnikowe są bezstykowymi urządzeniami

przeznaczonymi do stosowania w części wykonawczej układów sterowania
i automatycznej regulacji urządzeń elektrotechnicznych. Umożliwiają włą-
czenie i wyłączenie przepływu energii elektrycznej, ze źródła do odbiorni-
ka w funkcji impulsowego sygnału sterującego.

1.2. OPIS KONSTRUKCJI I ZASADY DZIAŁANIA

Moment załączenia
PPZ w zerze napięcia

Moment wyłączenia
PPZ w zerze prze-
wodzącego prądu

Dioda LED się świeci

- napięcie sterownicze, U

- napięcie zasilające, U

- napięcie na zaciskach

przekaźnika, I

- prąd przewodzony przez przekaźnik

Przekaźniki półprzewodnikowe zmiennoprądowe posiadają układ

sterowania na diodach LED oraz układ przełączający z elementami przełą-
czalnymi (triaki, tyrystory, fototyrystory ). Nadają się one tylko do przełą-
czania sygnałów mocy zmiennoprądowych. Nie należy ich stosować do

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

obwodów stałoprądowych, gdyż nie można w nich wyłączyć tyrystora bez
zmniejszenia do zera przewodzonego prądu. Elementem sterującym w tym
przekaźniku jest dioda LED emitująca światło podczerwone i oświetlająca
nim poprzez soczewkę z transparentnej żywicy silikonowej dwa fototyry-
story T

i T

. Oświetlenie pozwala na przepływ prądu wewnątrz struktury

fototyrystora między jego anodą i katodą. Jednak by fototyrystor mógł
przewodzić musi wystąpić na jego bramce dodatnie napięcie w stosunku do
katody. Przewodzący tranzystor T

zwiera bramkę T

z katodą. T

prze-

wodzi dlatego, gdyż jest spolaryzowany poprzez rezystor R

dodatnią po-

łówką napięcia przełączonego. Gdy wartość chwilowa przełączanego na-
pięcia zmiennego doprowadzonego do zacisków wyjściowych 1 i 2 prze-
kaźnika zmaleje w czasie okresu i osiągnie wartość bliską zeru, to wtedy
tranzystor T

zostanie spolaryzowany zaporowo (zatkany), a fototyrystor

zacznie przewodzić. Przekaźnik półprzewodnikowy zmiennoprądowy PPZ
zostaje, w ten sposób załączony w zerze napięcia przełączającego (ang. ze-
ro crossing turn on).

OWANI

220V
50Hz

(1)

(2)

OBC

Gdy prąd przewodzony przez fototyrystor osiągnie wartość zerową

to spowoduje jego wyłączenie (ang. curent crossing turn off). Ponieważ
dioda LED nadal świeci to dla drugiej połówki napięcia mechanizm załą-
czania fototyrystora T

będzie identyczny. Z chwilą zakończenia świece-

nia diody LED przekaźnik przewodzi nadal, aż do momentu najbliższego

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

zaniku do zera wartości prądu przewodzonego przez jeden z fototyrysto-
rów. Przekaźnik nie załączy się samoczynnie, gdyż fototyrystory nie są po-
budzone światłem. Napięcie „zerowe”, w którym zostaje załączony (pobu-
dzony) światłem fototyrystor ma w rzeczywistości wartość rzędu kilku
woltów (1...5V). Wartość napięcia „załączania w zerze” zależy od wartości
rezystorów bazowych R

oraz tranzystorów T

i T

Zalety załączania i wyłączania w zerze w PPZ jest minimalizowanie

impulsów prądowych powstających przy załączaniu przez nie lamp żaro-
wych lub obciążeń o charakterze pojemnościowym. Wyłączanie w zerze
prądu znacznie zmniejsza generację przepięć na obciążeniach o charak-
terze indukcyjnym, nawet gdy w obwodzie występuje znaczne przesunięcie
faz pomiędzy prądem i napięciem. Ponadto załączanie w zerze obciążeń o
charakterze pojemnościowym jest bardzo korzystne i nie powoduje po-
wstawania zakłóceń ze względu na wolne narastanie wartości prądu
w załączonym obwodzie . PPZ na skutek przepięć powstających w prze-
łączanym obwodzie, mogą zostać załączone w sposób przypadkowy po-
przez zbyt dużą wartość szybko narastającego napięcia. Dzieje się tak ze
względu na istnienie wewnętrznych pojemności między bramką i anodą
fototyrystora. Układ wewnętrzny PPZ pokazuje poniższy rysunek.

KATODA

BRAMKA

ANODA

Aby uniknąć niekorzystnego zjawiska przypadkowego załączenia

PPZ na jego zaciskach dołączone są równoległe układy przesuwników fa-
zowych typu RC lub warystory ograniczające wielkości przepięć.

Układy zabezpieczeń obrazuje schemat zawarty na rysunku poniżej.

Wielkość prądu jaka może być przewodzona w sposób ciągły oraz impul-
sowy w czasie przepięć, wyznacza wielkość struktury fototyrystora oraz
sposób odprowadzenia ciepła. Problemy odprowadzenia ciepła są jednymi
z najważniejszych jakie należy brać pod uwagę przy projektowaniu ukła-
dów zawierających te podzespoły.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Zabezpieczenie przed
nadmiernym napięciem na
stykach PPZ

Zabezpieczenie
przed
przypadkowym
załączeniem się
PPZ

Zabezpieczenie przed
przepięciami
dostającymi się od
strony sieci (odgromnik
i układ RC)

OBC

PP prądu zmiennego z
triakami lub tyrystorami

220V
50Hz

UKŁADY ZABEZPIECZEŃ PPZ

1.3. ZALEŻNOŚCI OPISUJĄCE PODSTAWOWE FUNKCJE

PRZEKAŹNIKA PÓŁPRZEWODNIKOWEGO ZMIENNO-
PRĄDOWEGO

obc

= 0

dla U

< 3

obc

= I

pmax

dla U

≥ 3V

obc

= U

0max

dla U

≥ 3V

obc

= 0

dla U

< 3V

obc

= 0

dla U

< 3V

obc

= P

pmax

dla U

≥ 3V

obc

napięcie na odbiorniku,

obc

prąd w obwodzie odbiornika,

obc

- moc dostarczana do odbiornika,

napięcie sterowania.

1.4. PARAMETRY

TECHNICZNE PPZ ZASTOSOWANEGO

W ĆWICZENIU

WEJŚCIOWY OBWÓD STERUJĄCY

• zakres napięć wejściowych [V

]

÷32

• min. napięcie wyłączenia [V

]

• min. prąd wyłączenia [mA

]

0.4

• rezystancja wejściowa [Ω]

900

÷1100

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

OBWÓD WYJŚCIOWY

• zakres napięcia zasilającego [V

r.m.s

] 24

÷280

• prąd wyjściowy [A

r.m.s

]

0.05

÷10

• wartość prądu w stanie blokowania [mA

r.m.s

]

÷9

• przesterowanie prądowe (wartość chwilowa) [A

peak

]

100

• wartość napięcia zadziałania [V

peak

]

1.85

DANE OGÓLNE

• maksymalna wartość czasu włączania [ms]

9.5

• maksymalna wartość czasu wyłączania [ms]

9.5

• częstotliwość pracy [Hz]

÷63

• temperatura pracy [°C]

-20

÷ +80

1.5. CHARAKTERYSTYKI PODAWANE PRZEZ PRODUCENTA

O
C

T
R

A
C
O
N
A

20 30 40 50 60 70 80

R.M.S

BEZ RADIATORA

Z RADIATOREM
1

°C/V

Prąd wyjścia [A

R.M.S.

]

Temperatura otoczenia [

°C]

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.6. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Do układu dołączony jest oscyloskop dwukanałowy pokazujący przebieg
napięcia i prądu.

Wyjście przekaźnika półprzewodnikowego obciążone jest dwoma impe-
dancjami:

• Opornica suwakowa pozwalająca zmianę prądu obciążenia,
• Impedancja (Z = 22Ω) zapewniająca przepływ prądu 10A, przy

OBC

= 0.

UWAGA!!!

Ze względu na specyficzną budowę autotransformatora zasilającego i moż-
liwość podania wysokiego potencjału (fazy), na zewnętrzną stronę zaci-
sków pomiarowych, należy zwrócić baczną uwagę na właściwe jego podłą-
czenie do zacisków układu pomiarowego.

ZŁE PODŁĄCZENIE GROZI PORAŻENIEM PRĄDEM!

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2. PROGRAM

ĆWICZENIA

Uczelnia

LABORATORIUM

Aparatów Elektrycznych

Data

Grupa

Rok akademicki

Imi

ę i

nazwisk

Zespół

Ocena

Temat

Badanie przekaźnika półprzewodnikowego

1. CEL

ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania

przekaźnika półprzewodnikowego, wyznaczenie podstawowych parame-
trów pracy i porównanie ich z przekaźnikami elektromechanicznymi.

2. DANE

ZAMIONOWE

Przed rozpoczęciem ćwiczenia należy zapoznać się z charakterystycz-

nymi danymi przekaźnika półprzewodnikowego oraz dokonać oględzin ze-
wnętrznych. Na ich podstawie dobrać odpowiednie przyrządy pomiarowe.

3. PRZEBIEG

POMIARÓW

3.1. Pomiar napięcia sterowania (załączenia i wyłączenia)

Pomiary należy dokonać przy podłączonym stanowisku do autotrans-

formatora dla dowolnej jego wartości z zakresu 10

÷220V. Należy odczytać

napięcie załączenia (U

S ZAŁ

) przy wzroście napięcia sterowania i napięcie

wyłączenie (U

S WYŁ

) przy jego obniżeniu.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tabela pomiarowa

= .... I

= ....

S ZAŁ

S WYŁ

[V]

1
2
3

Wartość średnia

3.2. Pomiar wpływu wartości napięcia obciążenia na wielkość

napięcia sterowania

3.2.1. Tabela Pomiarowa

= var Z

OBC

= const.

PPZ 1

PPZ 2

[V]

3.2.2. Opracowanie

Określić wpływ wartości napięcia obciążenia na wartość napięcia

sterowania.

3.3. Pomiar wpływu wartości impedancji obciążenia wielkość

napięcia sterowania

3.3.1. Tabela Pomiarowa

= const. Z

OBC

= var

PPZ 1

PPZ 2

[V]

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3.2.2. Opracowanie

Określić wpływ wartości impedancji obciążenia na wartość napięcia

sterowania.

3.4. Obserwacja przebiegów prądu i napięcia

Zaobserwować na oscyloskopie stan załączenia obciążenia przez

przekaźnik półprzewodnikowy następujące przebiegi:

• napięcia obciążenia,

• napięcie przekaźnika półprzewodnikowego

• prądu obciążenia.

4. UWAGI I WNIOSKI

Po wykonaniu ćwiczenia dokonać analizy i porównania przekaźnika

półprzewodnikowego z tradycyjnym przekaźnikiem wyszczególniając wa-
dy i zalety

5. WYKRESY

Na podstawie odczytanych wielkości z miernika cyfrowego stanowi-

ska pomiarowego U

PPZ 1

(po stronie pierwotnej) oraz U

PPZ 2

(po stronie

wtórnej) wykreślić charakterystykę U

PPZ 1

= f(U

PPZ 2

) oraz U

= f(U

PPZ 2

)

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

6. OSCYLOGRAMY

PRĄD

POSTAWA CZASU 20ms/dz

NAPIĘCIE

Wyłączenie tyrystora. Prąd i napięcie obciążenia.

PRĄD

POSTAWA CZASU 20ms/dz

NAPIĘCIE

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Załączenie tyrystora. Prąd i napięcie obciążenia.

POSTAWA CZASU 20ms/dz

ZAŁĄCZENIE

WYŁĄCZENIE

Napięcie na zaciskach tyrystora.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ĆWICZENIE NR V

BADANIE BEZSTYKOWEGO

REGULATORA NAPIĘCIA TYPU

BRN-3a

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE

1.1. PRĄDNICA BOCZNIKOWA PRĄDU STAŁEGO

Podstawowym źródłem energii elektrycznej do zasilania elektrycz-

nych obwodów pomocniczych pojazdów elektrycznych i spalinowych są
bocznikowe prądnice prądu stałego. Prądnica taka składa się z:

•

stojana, w którym na biegunach magnetycznych zbudowane jest
uzwojenie wzbudzenia oraz uzwojenie komutacyjne,

•

twornika, na którym w żłobkach umieszczone jest uzwojenie połą-
czone z wycinkami komutatora,

•

komutatora osadzonego na wale twornika,

•

mostka szczotkowego ze szczotkotrzymaczami.
Uzwojenie stojana połączone jest równolegle z uzwojeniem tworni-

ka. Wzbudzenie prądnicy następuje dzięki temu, że posiada magnetyzm
szczątkowy. W chwili rozruchu prądnicy uzwojenie umieszczone w tworni-
ku przecina strumień magnetyczny wywołane magnetyzmem szczątkowym.
Przy odpowiedniej liczbie obrotów w uzwojeniu twornika indukuje się
SEM o określonej wartości

W celu utrzymania wartości napięcia na poziomie 110V w obwód

uzwojenia wzbudzenia prądnicy włączono bezstykowy regulator napięcia
typu BRN- 3a. Poniżej przedstawiono schematy połączeń prądnicy boczni-
kowej bez i z regulatorem BRN-3a oraz porównawcze charakterystyki ze-
wnętrzne prądnicy dla dwóch rodzajów połączeń.

Rrw

−

ĄŻ

Schemat połączeń prądnicy bocz-

nikowej.

−

-3

−

ZP”+”

ZP”w”

ZP”

−

IĄŻ

Schemat podłączenia regulatora napię-

cia BRN-3a do układu prądnicy.

UWAGA!

W PRZYPADKU BRAKU BRN-3A NALEŻY ZEWRZEĆ ZACI-
SKI ZP”W” ORAZ ZP”

−”

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

MAX

U = f (I); n = const.

Prądnica pracuje z odłączonym re-

gulatorem napięcia BRN-3a.

U = f (I); n = const.

Prądnica pracuje z dołączonym re-

gulatorem napięcia BRN-3a.

1.2. BUDOWA REGULATORA NAPIĘCIA

Regulator napięcia typu BRN-3a jest aparatem statycznym, bezsty-

kowym, zbudowanym w oparciu o elementy półprzewodnikowe. Podstawę
konstrukcyjną stanowi płyta wsporcza wykonana z materiału izolacyjnego.
Człony wykonawcze zgrupowane są na dwóch płytach wsporczych przy-
mocowanych do konstrukcji wsporczej. Elementy członów sterujących
umieszczone są na dwóch płytach z obwodami drukowanymi, które łączą
się z pozostałymi obwodami elektrycznymi regulatora za pomocą złącz
wielowtykowych. Gniazda złącz przymocowane są do konstrukcji wspor-
czej, natomiast wtyki złącza do płytki sterującej. Prawidłowe połączenie
zapewniają prowadnice. Regulator przymocowany jest dwoma śrubami do
konstrukcji. Na stronie czołowej regulatora znajduje się bezpiecznik oraz
potencjometr służący do korekcji napięcia prądnicy. Połączenie z obwoda-
mi elektrycznymi pojazdu trakcyjnego umożliwia listwa zaciskowa znajdu-
jąca się w dolnej części regulatora. Obudowa regulatora nie wymaga spe-
cjalnego połączenia z konstrukcją pojazdu, ponieważ płyty izolacyjne cał-
kowicie zapewniają bezpieczeństwo w czasie konserwacji regulatora.

Regulator napięcia typu BRN-3a służy do stabilizacji napięcia po-

mocniczych prądnic prądu stałego w pojazdach trakcyjnych trakcji elek-
trycznej i spalinowej. Moc prądnic, z którymi może współpracować ten re-
gulator waha się w granicach od 1.5kW do 25kW, a prąd wzbudzenia osiąga
wartość do 5A. Budowa regulatora umożliwia jego zastosowanie w po-
mieszczeniach zamkniętych bez wymuszonego chłodzenia powietrzem,
w otoczeniu wolnym od pyłów i gazów żrących

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.3. ZASADA

EKSPLOATACJI REGULATORA NAPIĘCIA

Regulator napięcia BRN-3a jest urządzeniem statycznym, bezstyko-

wym nie wymagającym określonej konserwacji poza oczyszczeniem przy
pomocy sprężonego powietrza z kurzu. Regulator przystosowany jest do
pracy w położeniu pionowym zaciskami przyłączeniowymi w dół. Pozycja
taka konieczna jest ze względu na zapewnienie właściwego obiegu powie-
trza chłodzącego. W pobliżu regulatora nie należy montować urządzeń
utrudniających obieg powietrza oraz uniemożliwiających dostęp do regula-
tora z przodu i z dołu. Należy bezwzględnie przestrzegać zgodności połą-
czeń regulatora z prądnicą, gdyż w przeciwnym przypadku praca regulatora
będzie nieprawidłowa. Jeżeli bezpiecznik ulegnie uszkodzeniu należy go
zastąpić bezpiecznikiem oryginalnym.

−

Schemat blokowy regulato-
ra napięcia BRN-3a

Opis części składowych
rysunku:

1. Prądnica
2. Człon startowy 3
3. Człon wykonawczy
4. Wzmacniacze koń-

cowe

5. Przerzutnik Schmitta
6. Wzmacniacz wstępny
7. Zasilacz stabilizowa-

8. Człon pomiarowy

W celu zapewnienia prawidłowej pracy regulatora napięcia należy

w zależności od warunków eksploatacji, co najmniej raz na dwa lata prze-

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

prowadzić przegląd regulatora. W czasie przeglądu powinny być poddane
sprawdzeniu następujące parametry:

•

dokładność regulacji napięcia przy zmianach prądu obciążenia od 0
do 1.5In.

•

zmiana nastawienia poziomu napięcia prądnicy, korekta nastawienia
poziomu powinna wynosić 110V ±3%

•

działanie układu zabezpieczenia nadnapięciowego, wartość napięcia
prądnicy w momencie załączenia dodatkowego tyrystora TY3 po-
winna wynosić 120V ±5V. Ponadto przekaźnik nadnapięciowy po-
winien zadziałać przy napięciu prądnicy 130V ±5V,

•

działanie przekaźnika rozruchowego, powinien działać w zakresie
napięcia prądnicy od 35 do 50V.

1.4. ZASADA

DZIAŁANIA REGULATORA NAPIĘCIA

Regulacja napięcia prądnicy odbywa się przez impulsowe zasilanie

uzwojenia wzbudzenia za pośrednictwem członu wykonawczego opartego
na tyrystorach: TY1, TY2, TY3.

Schemat blokowy regulatora napięcia przedstawiony został na ry-

sunku poniżej. Praca regulatora odbywa się przy ustalonej stałej wartości
napięcia (Up). W miarę zmian prędkości obrotowej i prądu obciążenia
prądnicy (G) zmienia się wartość napięcia.

Wartość ta mierzona jest przez człon pomiarowy (cz.p.) i podawana

przez wzmacniacz wstępny (w.w.) na człon formowania impulsów oparty
na przerzutniku Schmitta (P). Z kolei uformowany sygnał podawany jest
przez wzmacniacz końcowy na człon wykonawczy. Członem wykonaw-
czym jest przekształtnik tyrystorowy. Jeżeli napięcie Up przekroczy ustalo-
ną wartość 110 V, to impuls z układu sterowania przekazany zostanie na ty-
rystor pomocniczy TY2. Odblokowanie tyrystora TY2 powoduje zabloko-
wanie tyrystora głównego TY1. Wówczas prąd wzbudzenia maleje ze stałą
czasu obwodu wzbudzenia i maleje również napięcie prądnicy (G). Jeżeli
napięcie prądnicy osiągnie wartość 110 V, to człon pomiarowy spowoduje
przeciwną do poprzedniej zmianę stanu przerzutnika Schmitta, a impuls
z układu sterowania zostanie przekazany na tyrystor główny TY1 i zostanie
on odblokowany. Natomiast prąd w obwodzie wzbudzenia i napięcie prąd-
nicy (G) zaczną wzrastać. Dalsze cykle pracy powtarzają się w zależności
od obciążenia prądnicy i jej prędkości obrotowej.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Z uwagi na możliwość wystąpienia zakłóceń w pracy przekształtni-

ka, powodowanych stanami nieustalonymi i przepięciami w obwodzie
prądnicy oraz z uwagi na ewentualne uszkodzenia regulatora, w prze-
kształtniku zastosowano obwód z dodatkowym tyrystorem TY3.

Odblokowanie dodatkowego tyrystora TY3 następuje przy poziomie

napięcia prądnicy Up wynoszącym około 120 V. Gdy zakłócenie jest
chwilowe wówczas zadaniem dodatkowego tyrystora TY3 jest przywróce-
nie normalnego rytmu pracy przekształtnika. Przy trwałym uszkodzeniu re-
gulatora napięcia dalszą pracę awaryjną regulatora umożliwia dodatkowy
tyrystor TY3. Praca charakteryzuje się nieco podwyższonym napięciem
prądnicy około 115 V i znacznie niższą częstotliwością impulsowania. Ni-
ska częstotliwość powodująca migotanie świateł lampek kontrolnych
umożliwia obsłudze zorientowanie się, że regulator napięcia uległ uszko-
dzeniu.

1.5. STANY PRACY REGULATORA NAPIĘCIA

W pracy regulatora napięcia BRN-3a można rozróżnić trzy fazy:

•

rozruch,

•

pracę normalną na poziomie 110 V,

•

pracę w stanach awaryjnych.

1.6. ROZRUCH I NORMALNA PRACA REGULATORA NAPIĘ-

CIA

Z chwilą uruchomienia prądnicy na jej zaciskach pojawia się napię-

cie szczątkowe o niewielkiej wartości. W tym czasie bramka tyrystora TY1
otrzymuje zasilanie poprzez zwarte styki 5-6 i 8-11 przekaźnika PR
i rezystor R59. Następuje przepływ prądu w obwodzie bramki, a tym sa-
mym odblokowuje tyrystor załączający TY1. Spowodowany tym przepływ
prądu wzbudzenia prądnicy prowadzi do szybkiego wzrostu napięcia na jej
zaciskach. Przy napięciu od 35 do 55 V następuje zadziałanie przekaźnika
PR, którego styki przerywają obwód zasilania bramki tyrystora TY1.
Z chwilą, gdy napięcie prądnicy osiągnie wartość Un±3% rozpoczyna się
normalna praca regulatora. Okres pracy regulatora napięcia BRN-3a zawie-
ra się w granicach od 10 do 40 ms dla znamionowych warunków pracy
prądnicy. Podczas wzbudzenia się prądnicy ładują się również kondensatory
gaszące i kondensator .

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.7. PRACA AWARYJNA REGULATORA NAPIĘCIA

Awaryjna praca regulatora napięcia wystąpi wtedy, kiedy zawiedzie

podstawowy układ sterowania regulatora lub tyrystorów człon wykonaw-
czy, wówczas podejmie pracę dodatkowy układ gaszący.

Jeżeli jednorazowo (przy silnym zakłóceniu w obwodzie prądnicy

np. napięcia) lub trwale (przy uszkodzeniu członu sterowniczego) nie nastą-
pi zablokowanie tyrystora TY1 wówczas napięcie prądnicy narasta powyżej
110V. Przy napięciu ok. 120V następuje odblokowanie tranzystorów T9,
T10. Jeżeli zakłócenie było chwilowe, regulator napięcia powraca do swojej
normalnej pracy. Przy trwałym uszkodzeniu w regulatorze napięcia rozpo-
czyna się praca awaryjna z udziałem tyrystora TY3.

Praca ta charakteryzuje się nieco podwyższonym napięciem prądnicy

około 115 V i znacznie niższą częstotliwością. Niska częstotliwość powo-
dująca migotanie świateł i przyrządów pomiarowych umożliwia obsłudze
zorientowanie się, że regulator napięcia uległ uszkodzeniu. Oczywiście mo-
że on pracować aż do ukończenia cyklu pracy. Następnie regulator należy
naprawić.

2. STANOWISKO

LABORATORYJNE

2.1. PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE REGULATO-

RA NAPIĘCIA

•

typ regulatora

BRN-3a

•

znamionowe napięcie pracy

110V

•

maksymalny prąd wzbudzenia prądnicy 4.5A

•

dokładność regulacji napięcia

±2.5V

•

rodzaj pracy

ciągła C

•

znamionowe napięcie izolacji

250V

•

zakres temperatur otoczenia 238K ÷ 328K (-35°C ÷ +58°C)

Wyrób spełnia wymagania WTO-73/A 31-032. Praca w pozycji pio-

nowej. Dopuszczalne odchylenie 10°. Regulator powinien zapewnić samo-
wzbudzenie prądnicy od 3.5 V jej napięcia szczątkowego.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2. STANOWISKO

POMIAROWE

2.2.1. Obwody główne

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

2.2.2. Obwody sterowania i sygnalizacji

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3. PROGRAM

ĆWICZENIA

Uczelnia

LABORATORIUM

Aparatów Elektrycznych

Data

Grupa

Rok akademicki

Imi

ę i

nazwisk

Zespół

Ocena

Temat

Badanie bezstykowego regulatora BRN-3a

1. CEL

ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest:

• zapoznanie się z budową regulatora napięcia BRN-3a,

• badanie pracy regulatora napięcia,

• badanie współpracy regulatora napięcia BRN-3az prądnicą prądu sta-

łego.
Podczas wykonywania ćwiczenia należy pamiętać o podłączeniu od-

powiedniego obwodu i o odpowiednim doborze przyrządów pomiarowych.

2. WYKAZ

PRZRZĄDÓW

• MEGAOMOMIERZ - do pomiaru rezystancji izolacji regulatora na-

pięcia

• AMPEROMIERZ - do pomiaru prądu wzbudzenia prądnicy o zakresie

od 0 do 2.5A

• AMPEROMIERZ - do pomiaru prądu obciążenia prądnicy(0 do 8A)

• WOLTOMIERZ - do pomiaru napięcia prądnicy (0 do 150V)

• REZYSTOR SUWAKOWY - (300 Ohm/0.5A)

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

3. DANE

ZAMIONOWE

Przed rozpoczęciem ćwiczenia należy zapoznać się z charakterystycz-

nymi danymi silnika klatkowego i prądnicy bocznikowej umieszczonymi na
tabliczce znamionowej oraz na regulatora BRN-3a, zapisać je oraz dokonać
oględzin zewnętrznych. Na ich podstawie dobrać odpowiednie przyrządy
pomiarowe.

4. PRZEBIEG

POMIARÓW

4.1. Próba rozruchu prądnicy

Przed przystąpieniem do rozpoczęcia ćwiczenia grupa pomiarowa po-

winna:

• Zapoznać się ze schematami ideowym i montażowym stanowiska la-

boratoryjnego.

• Sprawdzić stan połączeń regulatora napięcia z pozostałymi elementa-

mi układu pomiarowego.

• Połączyć przyrządy wchodzące w skład obwodu elektrycznego ćwi-

czenia (zaciski: ZP-1 i ZP-2; ZP-2 i ZP-3; ZP-4 i ZP-5).
Rozruch prądnicy odbywa się bez podłączenia regulatora napięcia

BRN-3a, więc należy połączyć zaciski: ZP”

−” i ZP”w”. Przyciskiem ZG

należy włączyć silnik prądu zmiennego napędzający prądnicę prądu stałego.
Silnik wraz z prądnicą zaczną pracować. Początkowo na woltomierzu Vo
pojawi się napięcie pochodzące od magnetyzmu szczątkowego biegunów
prądnicy. Następnie przyciskiem sterowniczym ZR należy włączyć do pra-
cy stycznik K2, a tym samym obwód uzwojenia wzbudzenia prądnicy zo-
stanie zamknięty.

Wykonać trzykrotny rozruch prądnicy i stwierdzić, czy nastąpiło

wzbudzenie się prądnicy i regulator pracuje na poziomie napięcia 110V.
Wynik próby należy uznać za pozytywny, jeżeli prądnica wzbudza się za
każdym razem i utrzymuje napięcie na poziomie 110V.

Na woltomierzu można zaobserwować wzrost napięcia na zaciskach

prądnicy. Jednocześnie w uzwojeniu wzbudzenia prądnicy zaczyna płynąć
prąd I

, co można zaobserwować na amperomierzu.

Wcześniej zostały podane wartości napięcia, przy których ma odpo-

wiednio pracować przekaźnik PR.

Po dokonaniu powyżej wymienionych czynności grupa pomiarowa

może rozpocząć ćwiczenie.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

4.2. Wyznaczenie charakterystyki biegu jałowego prądnicy

Zmniejszając wartość rezystancji na zaciskach ZP-4 i ZP-5 (zwięk-

szając prąd wzbudzenia) obserwować zmiany napięcia twornika prądnicy.
Wyniki zanotować w tabeli i narysować charakterystykę biegu jałowego
U

=f(Iw).

Tabela pomiarowa

Prąd wzbudzenia

Napięcie twornika

Lp.

[A]

[V]

4.3. Wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej prądnicy

4.3.1. U

=f(Io) z wyłączonym regulatorem napięcia

Pomiary należy wykonać z odłączonym regulatorem napięcia (zaciski:

ZP”

−” i ZP”w” są zwarte) i dla trzech różnych wartościach prądu obciąże-

nia.

Tabela pomiarowa

Prąd obciążenia

Napięcie twornika

Lp.

[A]

[V]

4.3.2. U

=f(Io) z podłączonym regulatorem napięcia BRN-3a w obwód

uzwojenia wzbudzenia prądnicy.

Należy rozewrzeć uprzednio zwarte styki ZP"-" i ZP"w", podłączyć

regulator napięcia (tzn. ZP"+" z "+", ZP"w" z "w" oraz ZP"-" z "-"), uru-
chomić prądnicę i wykonać pomiary.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tabela pomiarowa

Prąd obciążenia

Napięcie twornika

Lp.

[A]

[V]

5. UWAGI I WNIOSKI

Przeprowadzić analizę regulacji prądnicy bocznikowej prądu stałego

w przypadku braku i z podłączonym regulatorem napięcia BRN-3a. Wska-
zać różnice i zalety.

6. WYKRESY

Wykreślić charakterystyki wg pkt. 4 z opisem charakterystycznych

wielkości. Charakterystyki zewnętrzne prądnicy zamieścić na jednym wy-
kresie.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

ĆWICZENIE NR VI

BADANIE SKUTECZNOŚCI ZE-

ROWANIA

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE

1.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE

Zerowanie ochronne jest to środek ochrony przeciwporażeniowej

dodatkowej, polegający na połączeniu metalowych części urządzeń
i odbiorników elektrycznych (podlegających ochronie) z uziemionym prze-
wodem ochronnym PE lub przewodem ochronno-neutralnym PEN. Powo-
duje to samoczynne odłączenie zasilania w warunkach zakłóceniowych.

Zerowanie ochronne wolno stosować w sieciach prądu przemienne-

go przystosowanych do zerowania o napięciu znamionowym nie przekra-
czającym 500V.

Zasada działania zerowania pokazana jest na rysunku 1.

W przypadku zwarcia przewodu fazowego z zerowaną obudową odbiornika
następuje zamknięcie obwodu elektrycznego dla prądu zwarciowego I

po-

przez przewód ochronny PE, przewód ochronno-neutralny PEN, punkt neu-
tralny transformatora oraz przewód fazowy, na którym nastąpiło zwarcie.
Płynący w tym obwodzie (w tzn. pętli zwarcia) prąd zwarciowy I

powinien

spowodować zadziałanie zabezpieczenia, np. przepaleniem wkładki topi-
kowej bezpiecznika, a tym samym odłączenie zasilania. Aby wolno było
zastosować zerowanie, to sieć musi być przystosowana do zerowania, tzn.
spełniać następujące warunki :

•

Punkt neutralny transformatora po stronie niskiego napięcia musi
mieć uziemienie robocze bezpośrednie o wartości R

≤

Ω.

•

Przewód ochronno-neutralny PEN lub przewód ochronny PE musi
mieć liczne uziemienia robocze dodatkowe.

•

Przewód ochronno-neutralny PEN i przewód ochronny PE powinny
mieć niezawodną ciągłość metaliczną między punktem neutralnym
transformatora a zerowanym odbiornikiem.

•

Przewody ochronne powinny posiadać odpowiednie przekroje i spo-
sób prowadzenia w stosunku do przewodów fazowych.

•

Linie i obwody powinny być wyposażone w zabezpieczenia nadprą-
dowe, działające samoczynnie i selektywnie, które w przypadku
zwarcia przewodu fazowego z przewodem PEN lub PE albo czę-
ściami urządzeń objętych ochroną dostatecznie szybko wyłączą ob-
wód, w którym nastąpiło zwarcie.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Rys.1. Zasada zerowania.

Celem zerowania jest ochrona przed porażeniem, a uzyskuje się to

przez zadziałanie zabezpieczeń nadprądowych, albo przez ograniczenie na-
pięć dotykowych do wartości dopuszczalnych.

Wyłączenie uszkodzonego przewodu lub odbiornika nastąpi wtedy,

gdy impedancja pętli zwarcia tego obwodu nie będzie większa od impedan-
cji dopuszczalnej określonej wzorem :

DOP

gdzie :

DOP

- dopuszczalna impedancja pętli zwarcia w [

Ω],

- napięcie fazowe sieci zasilającej w [V],

- prąd dostatecznie szybkiego wyłączenia w [A]:

⋅

Wartość współczynnika k oraz określenie prądu I

zostały podane

w tabeli 1. Maksymalne dopuszczalne czasy zadziałania zabezpieczeń pod-
czas zwarcia przedstawia tabela 2.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tabela 1.

Urządzenie samoczynne odłączające zasilanie

Bezpiecznik
1. Instalacyjny z wkładką topikową szybką:

a. na prąd znamionowy do 35 A

2,5

b. na prąd znamionowy od 45 do 100A

3,0

c. na prąd znamionowy od 125 do 200A

3,5

2. Instalacyjny z wkładką topikową zwłoczną:

a. na prąd znamionowy do 16A

3,5

b. na prąd znamionowy od 20 do 25A

4,0

c. na prąd znamionowy od 32 do 63A

4,5

d. na prąd znamionowy od 80 do 100A

5,0

3. Instalacyjny z wkładką topikową o działaniu szybko-

zwłocznym
a. na prąd znamionowy do 50A

4,5

b. na prąd znamionowy od 63 do 100A

6,0

4. Wielkiej mocy z wkładką topikową szybką

a. na prąd znamionowy do 25A

3,2

b. na prąd znamionowy od 32 do 200A

4,0

5. Wielkiej mocy z wkładką topikową zwłoczną

a. na prąd znamionowy do 10A

5,0

b. na prąd znamionowy od 16 do 50A

5,5

c. na prąd znamionowy od 63 do 100A

6,0

d. na prąd znamionowy od 125 do 250A

6,5

e. na prąd znamionowy od 400 do 500A

7,0

Prąd znamio-

nowy wkładki

bezpieczni-

kowej

Wyłącznik zgodnie z normą PN/E-06150 wyposażony w
wyzwalacze lub przekaźniki bezzwłoczne

1,2

Prąd nastaw-

czy wyzwala-

cza lub prze-

kaźnika zwar-

ciowego

Wyłącznik instalacyjny nadmiarowy zgodnie z normą
PN/E-93002:
1. Typ L:

a. na prąd znamionowy do 10A

5,2

b. na prąd znamionowy od 16 do 25A

4,9

c. na prąd znamionowy od 32 do 63A

4,5

2. Typ U:

a. na prąd znamionowy do 10A

12,0

b. na prąd znamionowy od 16 do 25A

11,2

c. na prąd znamionowy od 32 do 63A

10,4

3. Typ K

10,0

4. Typ D

50,0

Prąd znamio-

nowy wyłącz-

nika

Wyłącznik przeciwporażeniowy różnicowoprądowy

1,2

Wyzwalający

prąd różnico-

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tabela 2.

Maksymalny czas odłączenia napięcia T

w s

Napięcie pomiędzy

przewodem skraj-

nym a ziemią w [V] Warunki środowiskowe

Warunki środowiskowe

**)

1.
2.
3.
4.

120
235
400
580

0,8
0,4
0,2
0,1

0,4
0,2
0,1
0,1

*) Warunki środowiskowe 1 są to warunki, w których rezystancja ciała ludzkie-
go w stosunku do ziemi wynosi co najmniej 1000

Ω.

**) Warunki środowiskowe 2 są to warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego
w stosunku do ziemi wynosi mniej niż 1000

Ω.

Przewód ochronny sieci przystosowanej do zerowania powinien

mieć dodatkowe uziemienia robocze. Konieczność stosowania dodatko-
wych uziemień roboczych wynika stąd, że w przypadku przerwy w przewo-
dzie np. ochronno-neutralnym PEN i jednoczesnym wystąpieniu zwarcia
pomiędzy przewodem fazowym a zerowaną częścią urządzenia, pojawia się
na wszystkich elementach metalowych urządzenia napięcie fazowe U

i będzie ono trwało dostatecznie długo. Przypadek taki pokazany jest na ry-
sunku 2. Jeżeli natomiast przewód ochronno-neutralny będzie miał liczne
uziemienia robocze dodatkowe (rysunek 3) , to w przypadku jak wyżej, na
uszkodzonym urządzeniu będzie panowało napięcie

U= I

WYP

i będzie

ono znacznie mniejsze od napięcia fazowego ( U < U

Rezystancja każdego z dodatkowych uziemień roboczych nie może

przekraczać 30

Ω. Natomiast wypadkowa wartość rezystancji wszystkich

uziemień roboczych sieci nie powinna przekraczać 5

Ω oraz wartości obli-

czonej ze wzoru :

WYP

gdzie :

WYP

- wartość rezystancji wypadkowej w sieci ,

- prąd zwarcia doziemnego w sieci po stronie górnego na-

pięcia transformatora w [A].

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Rys.2. Przypadek zerowania tylko

z jednym uziemieniem robo-
czym dodatkowym i przerwą
przewodu ochronnoneutralne-
go.

Rys.3. Przypadek zerowania

z dwoma uziemieniami robo-
czymi dodatkowymi i prze-
rwa przewodu ochronnoneu-
tralnego.

Metody badań skuteczności zerowania

W praktyce eksploatacyjnej stosuje się zwykle pośrednie metody

wyznaczania prądu zwarciowego, oparte na pomiarach impedancji pętli
zwarciowej które można podzielić:
a) przy odłączeniu badanego obwodu od źródła zasilania

Badanie (a) polega na pomiarze impedancji metodą pośrednią (tech-
niczną) za pomocą amperomierza i woltomierza, przy czym badany ob-
wód zasila się z pomocniczego źródła prądu przemiennego o obniżonym
napięciu, np. 24 V. Pomocnicze źródło prądu (transformator o prze-
kładni 220/24V) przyłącza się do szyn zbiorczych rozdzielnicy głównej
niskiego napięcia, od których na czas pomiaru odłączony jest badany
obwód zerowania. Pomiary takie powodują przerwy w zasilaniu odbior-
ników i z tego powodu w badaniach eksploatacyjnych nie są stosowane.

b) w czasie pracy urządzenia.

Badania (b) polegają na pomiarach impedancji pętli zwarciowej przy
wykonaniu celowego zwarcia fazy z zerowaną częścią przez rezystor
ograniczający natężenie prądu zwarciowego.

Ze względu na wartość prądu przemiennego rozróżnia się metody :

•

małoprądowe

I < 1A ,

•

średnioprądowe

≤ I ≤ 20A ,

•

wielkoprądowe

I > 50A .

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Ze względu na rodzaj układu mierzącego rozróżnia się metody:

kompensacyjne, porównawcze , mostkowe, różnicowe i inne.

Do budowania skuteczności zerowania stosuje się wiele mierników

produkcji polskiej, np. MZ - 3 , MZK - 2 , MZW - 5 , MPZ - 1 .

1.2. BADANIE

SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA MIERNIKIEM TY-

PU MOZ

1.2.1. Wiadomości ogólne o mierniku

Miernik oporu zwarciowego typu MOZ przeznaczony jest do pomia-

ru rezystancji pętli zwarcia obwodu jednofazowego z uzwojenia transfor-
matora zasilającego, przewodu fazowego z bezpiecznikiem i przewodu ze-
rowego w urządzeniach elektroenergetycznych małych i średnich mocy; w
przypadku uziemienia ochronnego w miejscu przewodu zerowego wystę-
pują dwa uziemienia : ochronne oraz punktu zerowego transformatora.
Miernik MOZ służy do sprawdzania skuteczności ochrony takich urządzeń
jak: silniki, transformatory, spawarki elektryczne, aparaty elektromedyczne,
przyrządy pomiarowe, zelektryfikowany sprzęt gospodarstwa domowego
itp. zainstalowanych w stacjach energetycznych, warsztatach, laboratoriach
i mieszkaniach. Nie wskazane jest dokonywanie pomiarów rezystancji pętli
zwarcia w obwodach, w których pracują urządzenia tyrystorowe. Przy po-
miarach w takich obiektach należy się liczyć z dodatkowymi błędami. Za-
sada działania i konstrukcja miernika MOZ pozwalają na pomiar oporu
zwarciowego szybko, wygodnie i dokładnie - bez przerywania i zakłócania
pracy urządzeń sprawdzanych.

1.2.2. Dane techniczne

• napięcie znamionowe

220V, 50Hz ,

• zakres użytkowy napięcia

187

÷ 242V ,

• zakres wskazań

÷50 Ω,

• wartość pierwszej działki

0.1

Ω,

• środkowa wartość podziałki

1.5

Ω,

• długość podziałki

77 mm ,

• prąd pomiarowy w pętli zwarcia

• o oporze zwarcia równym zeru

40A ,

• częstotliwość pomiarów

max. 6 na min ,

• położenie miernika

poziome z tolerancją 15

°.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

1.2.3. Zasada działania

Miernik oporu zwarciowego typu MOZ działa na zasadzie porówna-

nia napięcia między przewodem fazowym a zerowym lub uziemionymi czę-
ściami urządzenia elektrycznego w stanie praktycznie nieobciążonym (U

)

z napięciem między tymi punktami przy obciążeniu niewielką rezystancją
pomiarową (R

) (stan „sztucznego zwarcia”) (U

Włączenie obwodu pomiarowego odbywa się za pomocą łączników

tyrystorowych sterowanych przez układy elektroniczne uruchamiane przy-
ciskiem. Obciążenie jest włączane na jeden półokres napięcia sieci, tj.
0.01sek. Napięcie sieci nie obciążonej przyłączone jest do miernika w kilku
sąsiadujących półokresach tej samej biegunowości.

Wartości szczytowe obu napięć „zapamiętane” przy pomocy kon-

densatorów sterują wzmacniaczami tranzystorowymi, które zasilają cewki
logometru magnetoelektrycznego. Logometr wskazuje wartość rezystancji
pętli zwarciowej (R

), tzn. sumę oporów: przewodu fazowego, uzwojenia

transformatora zasilającego oraz w przypadku zerowania - przewodu zero-
wego i przewodu zerującego, a w przypadku uziemienia - oporu uziemienia
transformatora zasilającego i uziemienia badanego urządzenia.

Zależność między napięciami U

i U

oraz oporami R

i R

(opór

opornika pomiarowego) ilustruje wyrażenie :

−

1.2.4. Dokładność pomiaru

Uchyb systematyczny pomiaru rezystancji pętli zwarciowej mierni-

kiem MOZ zależy od :

• dokładności wzorcowania miernika w warunkach znamionowych,

• różnic między warunkami znamionowymi a rzeczywiście istniejącymi.

Za warunki znamionowe uważa się :

• siłę elektromotoryczną SEM pętli zwarcia - 220V - 50 Hz,

• brak składowej stałej w SEM pętli zwarcia,

• kąt fazowy pętli 20° ind.,

• brak w pętli zwarcia odbiorników równoległych do miernika,
• temperaturę +20°C.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Uchyb wzorcowania miernika nie przekracza 1.5% długości podział-

ki, czyli około 1 mm.

Wpływ zmian napięcia na zmianę wskazań nie przekracza w zakre-

sie 187

÷242V 1% długości podziałki (~0.7mm) na każde 10% zmiany na-

pięcia w stosunku do 220V.

Wpływ zmian temperatury na zmianę wskazań nie przekracza 2%

długości podziałki (~1.4mm) na każde 10

°C zmiany temperatury od 20°C .

Wpływ składowej stałej na zmianę wskazań nie przekracza 1% dłu-

gości podziałki (~0.7mm) na 10% zawartości składowej stałej.

W celu ograniczenia uchybów pomiaru spowodowanych wpływem

kąta fazowego pętli, wpływem mocy odbiornika przyłączonego równolegle
i wpływem miejsca przyłączenia tego odbiornika zaleca się stosować
współczynniki korekcyjne k podane w tabela 3.

Oceny mocy i miejsca przyłączenia odbiornika równoległego doko-

nuje wykonawca pomiaru zgodnie z posiadanymi informacjami.

W istniejących sieciach kąt fazowy pętli przyjmuje wartości z zakre-

su 10

°÷60° - a jego wartość rośnie wraz ze zbliżaniem miejsca pomiaru do

transformatora zasilającego sieć; w pętlach o oporze większym od 0.5

Ω kąt

fazowy praktycznie nie przekracza 40

°. Skorygowany wynik pomiaru W

obliczony jako iloczyn wskazania miernika W przez współczynnik k.

⋅

Łączny uchyb pomiaru (

∆) oporu pętli zwarciowej jest sumą geome-

tryczną uchybu wzorcowania (

∆

), wpływu napięcia (

∆

), wpływu tempe-

ratury (

∆

), wpływu składowej stałej (

∆

) napięcia, uchybu doboru współ-

czynnika k (

∆

) i wyraża się wzorem:

∆

Bardzo zbliżone wartości dla

∆ otrzymujemy stosując zależność uproszczo-

ną:

)

(

∆

⋅

∆

Uchyb łączny dla pomiarów laboratoryjnych jest wartością stałą:

∆ = const. = 0,052 Ω

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

Tabela 3

KĄT FAZOWY PĘTLI ZWARCIA

Odbiornik równoległy

W pobli

żu t

rans-form.

W po

łowie odleg

ło

ści

W pobli

żu mie

jsca

pom

W pobli

żu t

rans-form.

W po

ło-wie odleg

ło

ści

W pobli

żu mie

jsca

pom

W pobli

żu t

rans-form.

W po

łowie odleg

ło

ści

W pobli

żu mie

jsca

pom

0,2

0,97 0,97 0,97

0,5

0,91 0,91 0,91

0,85 0,85 0,85

Pomijalnie

ła

Wskaz

anie

[

Ω

]

1,01 1,01

0,69 0,69 0,69

0,2

0,96 0,98 0,97

0,5

1,02

1,02 0,91 0,92 0,92

1,01 1,04

1,01 1,05 0,85 0,86 0,89

2500 VA

cos

ϕ =

Wskaz

anie

[

Ω

1,14 1,62

1,07 1,66 0,69 0,79 1,11

0,2

1,01 1,08

1,01 1,11 0,97 0,97 1,01

0,5

1,06 1,26

1,06 1,28 0,91 0,96 1,10

1,12 1,69

1,13 1,75 0,86 0,93 1,47

MOC ODBIORNIKA RÓWNOLEG

EGO

25000 VA

cos

ϕ =

Wskaz

anie

[

Ω

Pętla bez praktycznego znaczenia

Przykład obliczenia uchybu łącznego.

Pomiaru dokonano w pobliżu transformatora przy napięciu sieci

230V, w temperaturze otoczenia +10

°C, udział składowej stałej przyjęto -

ze względu na brak w pobliżu znanych i o dużej mocy przetworników prądu
zmiennego na prąd stały - nieznany, równy 5%, moc odbiorników równole-
głych w pętli wynosi ~25kVA, a ich cos

ϕ = 0,8, odbiorniki znajdują w po-

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

bliżu miejsca pomiaru, wskazanie miernika było 0,5

Ω, przyjęto kąt fazowy

pętli zwarcia 60

°. Współczynnik k = 0,92 dla podanych wyżej parametrów

odczytano z tablicy 4 - skorygowany wynik pomiaru :

Ω

⋅

∆

- uchyb wzorcowania 1mm

0,025

Ω

∆

- wpływ napięcia 0.7mm

0,017

Ω

∆

- wpływ temperatury 1.4mm

0,042

Ω

∆

- wpływ składowej stałej 0.3mm

0,008

Ω

∆

- uchyb doboru współczynnika K 0%

0,000

Ω

Uchyb łączny:

Ω

∆

052

000

008

042

017

025

wg zależności uproszczonej:

Ω

⋅

∆

064

)

000

008

042

017

025

(

1.2.5. Ocena skuteczności zerowania

Dopuszczalne graniczne wartości oporu pętli zwarcia określone są

przez przepisy - najczęściej pośrednio przez podanie minimalnej wartości
prądu zwarcia - i w zależności od rodzaju urządzeń , mocy obwodu i kon-
strukcji zabezpieczeń. Tabela 5 przedstawia maksymalne wartości impe-
dancji pętli zwarcia (opracowane na podstawie przepisów aktualnych
w momencie wydania instrukcji miernika typu MOZ).

Ponieważ miernik mierzy rezystancję pętli zwarcia należy przy po-

równaniu wyników pomiaru z danymi tablicy korzystać z zależności :

rezys

cja pętli

impedancja

k ta fazoweg

tan

cos( ą

zwarcia

pętli zwarcia

o pętli)

Oczekiwaną wartość kąta fazowego pętli ocenić należy posługując

się wskazówkami podanymi w niniejszej instrukcji w punkcie „dokładność
pomiarów”.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

100

Tabela 4.

Dopuszczalna maksymalna impedancja pętli zwarcia [

Ω]

Urządzenie elektroenerge-

tyczne przemysłowe i miesz-

kaniowe

Urządzenie elektroenerge-

tyczne na plecach budów

ąd z

namionowy

nika topi-

kowego [A]

Bezpiecznik

z wkładką

o działaniu

szybkim

Bezpiecznik

z wkładką

o działaniu
zwłocznym

Bezpiecznik

z wkładką

o działaniu

szybkim

Bezpiecznik

z wkładką

o działaniu
zwłocznym

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12

10
16
20
25
32
35
40
50
63
80

100

14,66

8,80
5,50
4,40
3,52
2,75
2,51
2,20
1,76
1,40
1,10
0,88

10,48

6,28
3,53
3,14
2,51
1,96
1,80
1,57
1,26
1,00
0,79
0,63

7,82
4,69
2,93
2,34
1,88
1,46
1,34
1,18
0,94
0,74
0,59
0,47

5,58
3,35
2,10
1,62
1,34
1,05
0,96
0,84
0,67
0,53
0,42
0,33

Przykład oceny skuteczności zerowania

Sprawdzono skuteczność zerowania obudowy silnika o mocy 6kW na

napięcie 3x220/380V napędzającego maszynę budowlaną. Bezpieczniki
z wkładką o działaniu zwłocznym 16A - dopuszczalna impedancja obwodu
zwarcia odczytana z tablicy wynosi Z

MAX

= 2,10

Ω.

Wynik pomiaru rezystancji miernikiem MOZ (0,46

±0,052) Ω

Kąt fazowy pętli

0,568

220

6000

cos

⋅

Impedancja pętli zwarcia

0915

845

568

052

cos

Skuteczność zerowania jest zgodna z przepisami, bo :

(0,845

±0,0915) Ω < 2,10 Ω

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

101

1.3. POMIAR IMPEDANCJI ZWARCIOWEJ

Celem wykonania pomiaru należy wykonać kolejno następujące

czynności :

• Przyłączyć do zacisków miernika przewody wchodzące w skład wypo-

sażenia (w przypadku stosowania innych przewodów ich łączna rezy-
stancja powinna wynosić (70

± 14) mΩ - a izolacja wytrzymywać na-

pięcie probiercze 4kV. (Uważać na możliwość uszkodzenia izolacji przy
zginaniu w niskich temperaturach).

• Wkręcić do izolowanej rękojeści końcówki umożliwiające wygodny do-

stęp do zakończeń przewodu fazowego i zerowego (lub uziemiającego).

• Przyłączyć przewody łączeniowe miernika do zakończeń przewodu fa-

zowego i zerowego (uziemiającego) w miejscu pomiaru (rysunek 4

9).

Rys.4. Pomiar rezystancji zwarciowej

w gnieździe sieciowym bez koł-
ka ochronnego.

Rys.5. Pomiar rezystancji zwarciowej

w gnieździe sieciowym z koł-
kiem ochronnym.

Rys.6. Pomiar rezystancji zwarciowej

w gnieździe sieciowym 3 – bie-
gunowym a zestykiem ochron-
nym.

Rys.7. Pomiar rezystancji zwarciowej

między częścią wiodącą prądu
a obudową urządzenia elek-
trycznego.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

102

Rys.8. Pomiar rezystancji zwarciowej

obrabiarki.

Rys.9. Pomiar rezystancji zwarciowej

na tablicy rozdzielczej.

Miejsca styku końcówek miernika z zakończeniami przewodów po-

winny być oczyszczone a końcówki dociśnięte.

Sprawdzić stan lampki kontrolnej umieszczonej pod tarczą podział-

kową. Nie świecenie lampki oznacza zanik napięcia lub przerwę w przewo-
dzie zerowym (uziemiającym). W przypadku przerwy w przewodzie zero-
wym (uziemiającym) nie wolno uruchamiać miernika (przyciskać przyci-
sku); w takim przypadku należy przerwać czynności pomiarowe. Jeśli
lampka kontrolna świeci się, należy po upływie nie mniej niż 3s od mo-
mentu przyłączenia końcówek do przewodów nacisnąć przycisk na mierni-
ku i nie zwalniając nacisku po uspokojeniu się wahań wskazówki nie póź-
niej jednak niż po 5 sek. od naciśnięcia przycisku odczytać na podziałce
wynik pomiaru rezystancji pętli zwarcia.

Miernik w momencie odczytywania powinien być ustawiony pozio-

mo.

Powtórny pomiar może być dokonany po zwolnieniu przycisku i po

upływie nie mniej niż 3s; w ciągu 1 minuty nie należy wykonywać więcej
niż 6 pomiarów. Niezwłocznie po dokonaniu pomiaru odłączyć miernik od
sieci energetycznej.

Dla każdego obiektu pomiar wykonujemy trzykrotnie:

1. w pobliżu transformatora
2. w połowie odległości
3. w pobliżu miejsca pomiaru

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

103

Tabela 5. Wartości bezpieczników zabezpieczenia laboratorium

Bezpieczniki z wkładką o działaniu

szybkim

Dopuszczalna max. impedancja pętli

zwarcia

Oświetlenie

10 A

8,80

Ω

Gniazda jednofazowe

16 A

5,50

Ω

Gniazda siłowe

16 A
20 A

5,50

Ω

4,40

Ω

Zasilanie

20 A

4,40

Ω

Tabela pomiarowa

Obiekt
pomiaru

Odległość pomiaru

[

Ω]

[

Ω]

cos

[

°]

[

Ω]

MAX

[

Ω]

z/n

W pobliżu transform

W połowie odległości

Silnik

W pobliżu miejsc pom

W pobliżu transform

W połowie odległości

Gniazdo
jednofa-
zowe

W pobliżu miejsc pom

W pobliżu transform

W połowie odległości

Gniazdo
siłowe

W pobliżu miejsc pom

W pobliżu transform

W połowie odległości

Oświe-
tlenie

W pobliżu miejsc pom

– wskazanie rezystancja pętli zwarcia

– skorygowana rezystancja pętli zwarcia (+/- uchyb łączny równy

0,052

Ω)

cos –

kąt fazowy pętli

Z –

impedancja

pętli zwarcia

MAX

– dopuszczalna impedancja obwodu zwarcia

z/n

– (z - zgodna, n – niezgodna)

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

104

2. PROGRAM

ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zerowaniem ochronnym jako

środkiem dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej oraz poznanie metod
pomiaru impedancji pętli zwarcia.

Opracowanie ćwiczenia należy dokonać na trzech odrębnych arku-

szach:

1. Protokół oceny skuteczności zerowania.
2. Schemat laboratorium aparatów elektrycznych z zamieszczonymi

punktami pomiarowymi.

3. Wyniki pomiarów i obliczenia, na podstawie których wydano opinię

skuteczności zerowania oraz nasuwające się uwagi i wnioski.

Opracowane punkty 1 i 2 są właściwe dla opracowania ćwiczenia,

natomiast punkt 3 należy wykonać tylko dla wiadomości prowadzącego la-
boratorium.

Protokół i przykładowy schemat obiektu z zamieszczonymi punkta-

mi pomiarowymi zamieszczono dalej. Należy pamiętać o tym, iż numer
liczby porządkowej w protokóle ma odpowiadać numerowi punku pomia-
rowego na schemacie obiektu, gdzie były dokonywane pomiary.

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

105

...............................dnia..................................

PROTOKÓŁ nr .....................

z pomiarów skuteczności ochrony od porażeń elektrycznych

Zleceniodawca: ..................

/Nazwisko osoby zlecającej pracę/

...............................

Obiekt: ..............................

./Adres obiektu pomiarowego/

......................................

System ochrony od porażeń: .......ZEROWANIE...........................................

Przyrząd pomiarowy – mostek:.................................... nr ...........................

Pomiary wykonali:

.........................................

Lp Badane urządzenie

[A] [-]

[A] [A]

Opinia

Uwagi

Gniazdo wtykowe 1faz. 10

2,5 25

176 skuteczna

Gniazdo wtykowe 1faz. 10

2,5 25

176 skuteczna

Komputer

2,5 25

117 skuteczna

Gniazdo wtykowe 3faz. 16

2,5 40

168 skuteczna

Sprężarka

2,5 40

126 skuteczna

Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR

106

Schemat obiektu

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
U 8 Zestyki w aparatach elektrycznych
Jednomodowe czujniki interferencyjne, Studia, sprawozdania, sprawozdania od cewki 2, Dok 2, Dok 2, P
Badanie wyłącznika - APU-15, Studia, sprawozdania, sprawozdania od cewki 2, Dok 2, Dok 2, POLITECHN
elektrochemia-skrypt, 1907KOND
elektrochemia-skrypt, 1905PH
drążenie elektroerozyjne skrypt 2008
elektrochemia-skrypt, 02BHP
Maszyny Elektryczne Skrypt Polit Krakowska
Maszyny elektryczne skrypt
elektrochemia-skrypt, Tabelki- Laboratorium Elektrochemii, LABORATORIUM ELEKTROCHEMII
elektryczna, Skrypty, UR - materiały ze studiów, IV semestr, inżynieria
Aparatura elektroakustyczna, kształcenie specjalne, logopedia
urzadzenia el. spr 6 7, PWR, MATERIAŁY PWR, LABOLATORIA, URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE
Światłowody jednomodowe, Studia, sprawozdania, sprawozdania od cewki 2, Dok 2, Dok 2, POLITECHNIKA L
Chemia labolatorium, Dysocjacja elektrolityczna edycja, Rat
elektrochemia-skrypt, cw-KOROZJA, KOROZJA

więcej podobnych podstron