„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Zbigniew Eliasz

Stosowanie

elementów

sterowania

i

zabezpieczeń

w urządzeniach precyzyjnych 731[01].Z2.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
dr hab. inż. Krzysztof Pacholski
mgr inż. Roman Grobelny



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Zbigniew Eliasz



Konsultacja:
mgr inż. Ryszard Dolata

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 731[01].Z2.04
„Stosowanie elementów sterowania i zabezpieczeń w urządzeniach precyzyjnych”, zawartego
w modułowym programie nauczania dla zawodu mechanik automatyki przemysłowej
i urządzeń precyzyjnych.





















Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1.

3

2.

5

3.

6

4.

Wprowadzenie
Wymagania wstępne

CC Cele kształcenia

Materiał nauczania

7

4.1. Przełączające

elementy

stykowe

stosowane

w

sterowaniu

i zabezpieczeniach urządzeń

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

11

4.1.3. Ćwiczenia

11

4.1.4. Sprawdzian postępów

13

4.2. Zabezpieczenia różnicowo-prądowe instalacji elektrycznych

14

4.2.1. Materiał nauczania

14

4.2.2. Pytania sprawdzające

15

4.2.3. Ćwiczenia

16

4.2.4. Sprawdzian postępów

17

4.3. Stosowanie zabezpieczeń nadprądowych

18

4.3.1. Materiał nauczania

18

4.3.2. Pytania sprawdzające

21

4.3.3. Ćwiczenia

21

4.3.4. Sprawdzian postępów

22

4.4. Stosowanie falowników w układach automatyki

23

4.4.1. Materiał nauczania

23

4.4.2. Pytania sprawdzające

25

4.4.3. Ćwiczenia

25

4.4.4. Sprawdzian postępów

27

4.5 Pneumatyczne i hydrauliczne zabezpieczenia nadciśnieniowe oraz

ochrona manometrów

28

4.5.1 Materiał nauczania

28

4.5.2 Pytania sprawdzające

31

4.5.3 Ćwiczenia

31

4.5.4 Sprawdzian postępów

32

4.6 Sprzęgła stosowane w mechanizmach precyzyjnych

33

4.6.1 Materiał nauczania

33

4.6.2 Pytania sprawdzające

36

4.6.3 Ćwiczenia

36

4.6.4 Sprawdzian postępów

37

5. Sprawdzian osiągnięć

38

6. Literatura

43

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o stosowaniu elementów

sterowania i zabezpieczeń w urządzeniach precyzyjnych.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś umieć przed
przystąpieniem do nauki,

−

cele kształcenia, jakie powinieneś osiągnąć w czasie zajęć edukacyjnych tej jednostki
modułowej,

−

materiał nauczania–czyli wiadomości dotyczące stosowania elementów sterowania
i zabezpieczeń w urządzeniach precyzyjnych,

−

zestawy pytań, które pomogą Ci sprawdzić, czy opanowałeś materiał nauczania,

−

ćwiczenia, które umożliwią Ci ukształtowanie umiejętności praktycznych,

−

sprawdzian osiągnięć,

−

wykaz literatury.
W materiale nauczania przedstawiono podstawowe pojęcia i wiadomości dotyczące

elementów sterowania i zabezpieczeń. Z rozdziałem Pytania sprawdzające możesz zapoznać
się:

−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania–poznając przy tej okazji
wymagania wynikające z potrzeby zawodu,

−

po zapoznaniu się z rozdziałem Materiał nauczania, aby sprawdzić stan swojej wiedzy,
która będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Wykonując ćwiczenia zawarte w Poradniku lub zaproponowane przez nauczyciela

poznasz zasady stosowania elementów sterowania i zabezpieczeń.

Po wykonaniu ćwiczeń sprawdź poziom swoich postępów rozwiązując test Sprawdzian

postępów, zamieszczony po ćwiczeniach. W tym celu:

−

przeczytaj pytania i odpowiedz na nie,

−

podaj odpowiedź wstawiając X w odpowiednie miejsce.
Odpowiedź NIE wskazuje na luki w Twojej wiedzy, informuje Cię również o pewnych

brakach w przyswajanej przez Ciebie wiedzy. Oznacza to konieczność powtórzenia treści,
które nie są dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich wiadomości na temat stosowania elementów

sterowania i zabezpieczeń będzie podstawą do przeprowadzenia przez nauczyciela
sprawdzianu poziomu przyswajanych wiadomości i ukształtowanych umiejętności.

W rozdziale 5 tego poradnika jest zamieszczony Sprawdzian osiągnięć, zawiera on:

−

instrukcję, w której opisano tok postępowania podczas przeprowadzania sprawdzianu,

−

zestaw zadań testowych,

−

przykładową kartę odpowiedzi, w której, w przeznaczonych miejscach zaznacz
odpowiedź na pytania. Będzie to stanowić dla Ciebie trening przed sprawdzianem
zaplanowanym przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

731[01].Z2

Układy automatyki przemysłowej

i urządzenia precyzyjne

731[01].Z2.01

Uruchamianie przetworników

i regulatorów

731[01].Z2.02

Obsługiwanie zespołów napędowych

i nastawczych

731[01].Z2.03

Określanie konstrukcji wybranych urządzeń

precyzyjnych

731[01].Z2.04

Stosowanie elementów sterowania

i zabezpieczeń w urządzeniach

precyzyjnych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

stosować jednostki układu SI,

−

przeliczać jednostki,

−

wykonywać wykresy funkcji,

−

użytkować komputer,

−

korzystać z Internetu,

−

stosować symbole elementów automatyki,

−

rozumieć i interpretować schematy układów elektrycznych i automatyki,

−

czytać i interpretować dokumentacje techniczno-ruchowe urządzeń,

−

podłączać aparaturę kontrolno-pomiarową elektryczną i mechaniczną,

−

dobierać zakresy pomiarowe mierników elektrycznych,

−

współpracować w grupie,

−

stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
oraz ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozpoznać przyciski sterownicze, ich oznaczenie i funkcje,

−

podłączyć i przetestować funkcjonowanie zabezpieczenia różnicowo-prądowego,

−

rozróżnić przekaźniki, styczniki i kontaktrony,

−

rozpoznać oznaczenia umieszczane na przekaźnikach, stycznikach i kontaktronach,

−

podłączyć przekaźnik, stycznik, kontaktron do układu oraz sprawdzić poprawność
jego działania,

−

wyjaśnić działanie falownika,

−

podłączyć, uruchomić i sprawdzić działanie falownika,

−

sprawdzić zabezpieczenia instalacji i urządzeń elektrycznych oraz układów
elektronicznych,

−

dobrać elementy układów elektrycznych i elektronicznych,

−

posłużyć się polskimi normami, dokumentacją techniczną, katalogami,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
oraz ochrony środowiska na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4.

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Przełączające elementy stykowe stosowane w sterowaniu

i zabezpieczeniach urządzeń

4.1.1. Materiał nauczania

Elementy przełączające w sterowaniu i zabezpieczeniach mają za zadanie załączać,

wyłączać i przełączać obwody elektryczne, w celu uruchomiania, zatrzymania urządzeń bądź
też realizować układy sygnalizacji blokad i zabezpieczeń tych urządzeń poprzez zmianę
położenia styków roboczych i styków pomocniczych.

Przekaźnik – urządzenie elektromagnetyczne, elektroniczne lub cyfrowe, służące do

przełączania styków w obwodach elektrycznych automatyki. Przekaźnik jest urządzeniem
reagującym na zmianę określonej wielkości fizycznej wejściowej (natężenia lub napięcia
prądu, ciśnienia płynu, temperatury) w taki sposób, że po przekroczeniu wartości wejściowej
wielkość wyjścia zmienia się skokowo. Przekaźnik jest elementem dwustanowym,
przełączającym.

Stycznik – łącznik przestawiany w sposób inny niż ręczny, zdolny do załączania,

wyłączania i przewodzenia prądów o znacznych wielkościach nominalnych. Cechą
charakterystyczną stycznika jest mechaniczny układ gaszenia łuku elektrycznego
występującego podczas przełączania. Styczniki cechują się dużą trwałością mechaniczną oraz
dużą częstością łączeń przy stosunkowo małych wymiarach, niewielkiej masie i wysokiej
pewności działania. W dokumentacjach przekaźników i przełączników często używane są
skróty przy opisywaniu rodzajów styków. Oznaczenia styków (rys. 1):

−

SPST – pojedynczy styk wyłącz/załącz;

−

SPDT – pojedynczy styk przełączny;

−

DPST – podwójny zespół styków wyłącz/załącz;

−

DPDT – podwójny zespół styków przełącznych.

Rys. 1. Rodzaje styków i ich oznaczenia stosowane na schematach [10]

W wielu przekaźnikach występują styki wielokrotne i wtedy np. 3PST oznacza trzy

zespoły styków załącz/włącz; 4PDT oznacza cztery zespoły styków przełącznych. Używane
się także oznaczenia styków w stanie nieaktywnym: NO–oznacza styk normalnie otwarty
(rozłączony); NC–normalnie zamknięty (załączony). Za stan normalny styków przekaźnika
uważa się ich położenie, gdy przez cewkę tych urządzeń nie płynie prąd wzbudzenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Kontaktron – styki robocze, najczęściej złocone lub srebrzone, są umieszczone wewnątrz

bańki szklanej, która z kolei umieszczona jest wewnątrz cewki. Budowę oraz sposób
uruchamiania przekaźnika kontaktronowego przedstawia rys. 2.

Rys. 2.

Przekaźnik kontaktronowy: a) rurka ze stykami b) uruchamiany
polem magnetycznym wytwarzanym przez cewkę c) uruchamiany
na skutek zbliżenia magnesu trwałego, 1 – styk, 2 – cewka,
3 – magnes trwały [4, s.337]

Budowę przekaźnika z różnymi rodzajami styków roboczych przedstawiono na rys. 3.

Budowę przekaźnika przedstawia rys. 4, a wygląd stycznika przedstawia rys. 5.

Rys. 3.

Schemat budowy przekaźnika ze stykami: a)zwiernymi, b) rozwiernymi,
e) przełącznymi: 1 – cewka, 2 – zwora, 3 – sprężyna, 4 – tyk ruchomy, 5 – styk
nieruchomy [4, s.335]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Rys. 4.

Przekaźnik typu MT–12: 1–cewka, 2– zwora, 3– sprężyny przełączne,
4 – dźwignia, 5 – popychacz [4, s.336]

Rys. 5. Przekaźnik średniej mocy–stycznik [4, s.336]

Łącznik krańcowy – chroni urządzenie przed dojściem mechanizmu do położenia

skrajnego. Rozróżniamy łączniki:

−

krańcowe dźwigniowe–napędzane elementem wykonującym ruch posuwisty,

−

krańcowe wrzecionowe–napędzane ruchem obracającego się walca.
Schemat działania łącznika krańcowego zwykłego i kontaktronowego pokazuje rys.6.

Przykładową budowę łącznika krańcowego przedstawiono na rys.7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Rys. 6. Schemat działania łącznika krańcowego: a) zwykłego, b) kontaktronowego [4, s.338]

Przyciski – elementy przełączające napędzane ręcznie. Rozróżniamy przyciski:

−

bistabilne, posiadają dwa stany stabilne pracy, styki przycisku są zwarte lub rozwarte,
przejście do drugiego stanu następuje po przyciśnięciu przycisku,

−

astabilne, posiadają jeden stabilny stan pracy, przełączenie styków następuje w chwili
przyciśnięcia przycisku i powraca samoczynnie do stanu początkowego w chwili
ustąpienia wymuszenia (przyciśnięcia),

−

przyciski z blokadą zabezpieczającą, powrót przycisku do stanu początkowego wymaga
dodatkowych czynności odblokowania mechanizmu zabezpieczającego.
Znaczenie kolorów przy oznakowaniu przycisków:

−

kolor zielony–przycisk załączający,

−

kolor czerwony–przycisk wyłączający, awaryjny, bezpieczeństwa,

−

kolor żółty–inne znaczenie np. kontrolny, testujący,

−

inne kolory–inne uzgodnione znaczenie lecz nie występujące powyżej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Rys. 7. Przykład budowy łącznika krańcowego [4, s.338]

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Czym znacząco różni się budowa stycznika od przekaźnika?
2. Jakie znasz rodzaje styków?
3. Kiedy mówi się, że styki przekaźnika są w stanie normalnym?
4. Jakie jest znaczenie kolorów w oznaczaniu przycisków sterowniczych w układach

automatyki?

5. Jak działa kontaktron?
6. Jakie znasz oznaczenia styków stosowane na schematach elektrycznych?
7. Jakie znasz rodzaje łączników krańcowych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj rozpoznania elementów stykowych i rodzajów styków roboczych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) rozpoznać dostępne elementy stykowe,
2) przeanalizować na planszach, katalogach, kartach informacyjnych wyrobów z parametry

techniczne elementów stykowych,

3) rozpoznać rodzaje styków przekaźników i ich obciążalność prądową,
4) rozpoznać rodzaj i wielkość napięcia zasilania cewek,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

5) za pomocą omomierza lub próbnika przejścia zidentyfikować i sprawdzić rodzaje styków

roboczych,

6) rozrysować styki na schemacie i oznaczać je zgodnie z obowiązującymi normami,
7) porównać rodzaje styków rozpoznawanych elementów z karta katalogową wyrobu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

elementy stykowe: styczniki, przekaźniki, przyciski sterownicze oraz łączniki,

–

karty katalogowe badanych elementów,

–

omomierz, multimetr uniwersalny, optyczny (akustyczny) próbnik przejścia,

Ćwiczenie 2

Wykonaj łączenie układu przekaźnikowo stycznikowego sterowania bramą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować schemat elektryczny wybranego do ćwiczeń układu przekaźnikowo

stycznikowego,

2) przeanalizować funkcje i działanie układu,
3) zgodnie ze schematem elektrycznym wybrać elementy układu (aparaty) pod względem

funkcjonalnym i parametrów technicznych,

4) połączyć układ zgodnie ze schematem zwracając szczególną uwagę na dobór przekroju

i kolor przewodów łączących,

5) za pomocą omomierza lub akustycznego próbnika przejścia sprawdzić poprawność

i ciągłość połączeń układu,

6) zgłosić wykonanie ćwiczenia prowadzącemu,
7) po sprawdzeniu prawidłowości połączeń i akceptacji prowadzącego podłączyć napięcia

zasilające do układu,

8) przetestować i sprawdzić funkcje układu przekaźnikowo–stycznikowego i porównać jego

działanie z opisem i schematem elektrycznym,

9) wykryte ewentualne nieprawidłowości przeanalizować i znaleźć przyczyny ich

powstania–wnioski odnotować w sprawozdaniu, układ połączeń poprawić i ponownie
sprawdzić.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Rys. do ćwiczenia 2. Układ przekaźnikowo–stycznikowy sterowania bramą.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko do montażu układów przekaźnikowo stycznikowych,

–

schemat elektryczny układu przekaźnikowo stycznikowego,

–

styczniki, przekaźniki, przyciski, lampki sygnalizacyjne, wyłączniki krańcowe, osprzęt
instalacyjny do wykonania montażu układu,

–

karty katalogowe wykorzystywanych w ćwiczeniu elementów,

–

przewody łączeniowe,

–

narzędzia do montażu układu,

–

multimetr uniwersalny,

–

akustyczny próbnik przejścia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

rozpoznać rodzaje styków?





2)

dobrać elementy przełączające do realizacji schematu elektrycznego?





3)

dobrać z katalogów elementy przełączające o wymaganych
parametrach elektrycznych?





4)

zinterpretować według kolorystyki funkcje przycisków sterujących?





5)

połączyć według schematu układ przekaźnikowo stycznikowy?





6)

sprawdzić prawidłowość połączeń i właściwe funkcjonowanie
układu?





7)

zidentyfikować przyczyny złego funkcjonowania układu?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

4.2. Zabezpieczenia różnicowo-prądowe instalacji elektrycznych

4.2.1. Materiał nauczania

Wyłącznik różnicowo-prądowy

Wyłączniki różnicowo-prądowe są wyłącznikami ochronnymi o działaniu niezależnym

od napięcia sieci. Przeznaczone są do ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym przez
dotyk pośredni, zapobiegając pojawianiu się długotrwałych niebezpiecznych dla życia napięć
na obudowach i osłonach urządzeń elektrycznych.

Podstawowym elementem wyłącznika różnicowo-prądowego jest przekładnik sumujący

w postaci toroidalnego rdzenia magnetycznego, przez który są przeprowadzone przewody
czynne instalacji (fazowe i neutralny), lecz nie przewód ochronny PE. Jeżeli odbiornik
i instalacje za wyłącznikiem są całkowicie sprawne, to suma prądów przepływających
przewodami fazowymi i neutralnym jest równa zeru i wyłącznik daje się załączyć oraz
pozostaje w pozycji załączonej. Jeżeli jednak nastąpi zwarcie doziemne zagrażające
porażeniem elektrycznym, to część prądu przepływa przewodem ochronnym bezpośrednio
do ziemi lub przez ciało człowieka i nie wraca przewodem neutralnym tak, że suma prądów
przepływających przewodami fazowymi i neutralnym przechodzącymi przez okno
przekładnika sumującego jest różna od zera.

W obwodzie magnetycznym przekładnika pojawia się zmienny strumień magnetyczny,

który w obwodzie wtórnym przekładnika indukuje napięcie, powodujące zadziałanie
wyłącznika w bardzo krótkim czasie (setne części sekundy) i wyłączenie uszkodzonego
obwodu. Zasadę działania wyłącznika różnicowo–prądowego przedstawiono na rys. 8.

Rys. 8. Zasada działania wyłącznika różnicowo–prądowego [6, s.36]

Zasada działania

Podczas normalnej pracy, wektorowa suma prądów płynących przez przekładnik jest

równa zero (zgodnie z I prawem Kirchhoffa), stąd w uzwojeniu wtórnym (nawiniętym
na rdzeniu przekładnika) nie indukuje się SEM, przekaźnik spolaryzowany jest zamknięty
(zwora przyciągana przez magnes stały) a styki główne zamknięte.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

Jeżeli w chronionym obwodzie pojawi się prąd upływowy (np. przez ciało człowieka, lub

przez przewód PE), to wtedy suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od zera.
W uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM, która powoduje przepływ prądu przez cewkę
przekaźnika spolaryzowanego. Pole magnetyczne wytworzone przez cewkę kompensuje pole
magnetyczne magnesu stałego przekaźnika. Jeśli prąd upływu przekroczy próg zadziałania
wyłącznika (I

Δn

), przekaźnik spolaryzowany zostaje otwarty, zwalniając zamek i otwierając

styki główne, a przez to odłączając zasilanie obwodu.

Podział i oznaczenia
1. Ze względu na czułość (prąd zadziałania I

Δn

):

−

wysokoczułe – IΔn nie większy od 30mA,

−

średnioczułe – IΔn pomiędzy 30 a 500mA,

−

niskoczułe – IΔn powyżej 500mA.

2. Ze względu na wykrywane rodzaje prądów upływu:

−

AC – prąd przemienny sinusoidalny,

−

A

–

prąd

przemienny

sinusoidalny,

prąd

sinusoidalny

wyprostowany

jednopołówkowo i impulsowy,

−

B

–

prąd

przemienny

sinusoidalny,

prąd

sinusoidalny

wyprostowany

jednopołówkowo i impulsowy, prąd stały.

3. Ze względu na wbudowane zabezpieczenie nadprądowe:

−

RCCB – wyłącznik różnicowoprądowy bez wbudowanego zabezpieczenia
nadmiarowo–prądowego,

−

RCBO – wyłącznik różnicowoprądowy z wbudowanym zabezpieczeniem
nadmiarowo-prądowym.

Najbardziej rozpowszechnione są wyłączniki typu AC, najtańsze i zadowalająco

skuteczne w większości instalacji. Wyłączniki typu AC powinny być stosowane
w instalacjach z jednofazowymi odbiornikami (o obudowach metalowych, przystosowanych
do połączenia z przewodem ochronnym PE), zasilanym z urządzeń prostownikowych.

Wyłączniki typu B powinny być stosowane w instalacjach przemysłowych

z trójfazowymi urządzeniami zasilającymi odbiorniki prądu stałego lub z przetwornicami
częstotliwości zasilającymi silniki o regulowanej prędkości kątowej przez zmianę
częstotliwości napięcia zasilającego.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie jest przeznaczenie wyłączników różnicowoprądowych?
2. Jak dzielimy wyłączniki różnicowo–prądowe ze względu na czułość (prąd zadziałania)?
3. Jak dzielimy wyłączniki różnicowo–prądowe ze względu na rodzaje prądów upływu?
4. Jaka jest rola przycisku sprawdzającego PK w wyłączniku różnicowo–prądowym?
5. Czy wyłączniki różnicowo–prądowe mogą posiadać zabezpieczenie nadprądowe ?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz wyłącznik różnicowo–prądowy do różnych typów instalacji i urządzeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować charakterystykę chronionego obwodu lub urządzenia, moc urządzenia,

rodzaj rozruchu, rodzaj zasilania, rodzaj prądów upływu, obudowę urządzenia,
warunkami miejsca zainstalowania,

2) z dostępnych katalogów dobrać typ wyłącznika różnicowo-prądowego uwzględniając:

–

rodzaj prądu upływu,

–

czułość, wielkość prądu zadziałania,

–

konieczność lub nie wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego,

3) odnotować rodzaj i parametry wybranego wyłącznika różnicowo-prądowego,

w sprawozdaniu uzasadnić jego wybór.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

schemat elektryczny zasilania konkretnego urządzenia (pralka, silnik elektryczny,
urządzenie dźwigowe, taśmociągi o ciężkim rozruchu),

–

parametry techniczno elektryczne urządzeń,

–

karty katalogowe wyłączników różnicowo-prądowych różnych firm.

Ćwiczenie 2

Wykonaj montaż instalacji z wyłącznikami różnicowo-prądowymi

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dokumentację montażową układów przygotowanych do ćwiczenia,
2) wybrać zgodnie z dokumentacją odpowiednie aparaty do poszczególnych układów,
3) wykonać montaż przydzielonych do montażu instalacji,
4) zgłosić wykonanie montażu prowadzącemu,
5) po sprawdzeniu i uzyskaniu zgody prowadzącego załączyć napięcie zasilające,
6) sprawdzić prawidłowość funkcjonowania wykonanych instalacji z wyłącznikami

różnicowo–prądowymi przez przyciśnięcie przycisków kontrolnych na aparatach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowiska montażowe do wykonania instalacji,

–

schematy elektryczne montażowe przygotowanych do wykonania ćwiczenia instalacji,

–

karty katalogowe wyłączników różnicowo-prądowych,

–

przewody i narzędzia do wykonania montażu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wyjaśnić działanie wyłącznika różnicowo–prądowego?





2)

przedstawić parametry wyłącznika różnicowo–prądowego?





3)

zmontować instalację z wyłącznikiem różnicowo–prądowym?





4)

sprawdzić działanie wyłącznika różnicowo–prądowego?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

4.3. Stosowanie zabezpieczeń nadprądowych

4.3.1. Materiał nauczania

Zabezpieczenia przeciążeniowe nadprądowe–chronią odbiorniki energii elektrycznej

przed nadmiernym poborem prądu z instalacji zasilającej, przed znacznym wzrostem
temperatury tych urządzeń, co może prowadzić do ich przegrzania i uszkodzenia. Stosujemy
zabezpieczenia przeciążeniowe instalacji zasilających oraz indywidualnych odbiorników
takich jak silniki. Przy przeciążeniach powstaje temperatura wyższa niż dopuszczalna, co
grozi uszkodzeniem izolacji. Temperatura ta zależna jest od wartości przeciążenia i czasu jego
trwania. Przeciążenie silnika występuje, gdy pobiera przez dłuższy okres czasu prąd większy
od znamionowego.

Przyczynami przeciążenia silników najczęściej są:

−

nadmierne obciążenie mechaniczne silnika,

−

obniżenia napięcia zasilającego w silnikach indukcyjnych,

−

braku jednej fazy zasilającej lub asymetrii zasilania w silnikach trójfazowych.
Do wykonania zabezpieczenia silników stosuje się wyzwalacze lub przekaźniki termiczne

współpracujące z wyłącznikami samoczynnymi lub stycznikami. Urządzenia zabezpieczające
nadprądowe mogą działać na różnych zasadach:

−

przekaźniki i wyzwalacze termobimetalowe (najprostsze i najtańsze),

−

przekaźniki i wyzwalacze elektromagnetyczne,

−

przekaźniki mikroprocesorowe (drogie o dużych możliwościach zabezpieczeń),
Zabezpieczenia przeciążeniowe mogą działać w dwojaki sposób:

−

jako przekaźnik ze stykiem ryglowanym (ponowne uruchomienie wymaga ręcznego
zamknięcia styku przez obsługę),

−

jako przekaźnik ze stykiem nieryglowanym (po ostygnięciu układ wraca do pracy,
stosowany tylko w układach o impulsowej krótkotrwałej pracy silnika).

Rys. 9. Przykład zabezpieczenia termicznego silnika trójfazowego [opracowanie własne]

Oznaczenia do rys. 9:
PT

– przekaźnik termiczny,

t

– styk przekaźnika PT,

S

– stycznik,

s

– styk stycznika S,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

PZ

– przycisk załączający,

PW

–

przycisk wyłączający,

W

– wyłącznik silnikowy

.

Zabezpieczenie przeciążeniowe powinno umożliwiać pracę silnika przy krótkotrwałym

przeciążeniu, a wyłączać go przy dłużej trwającym. Prąd zadziałania zabezpieczenia
przeciążeniowego powinien być 1,1 razy większy od prądu nominalnego silnika.
Zabezpieczeń przeciążeniowych nie stosuje się:

−

w silnikach o prądzie znamionowym mniejszym niż 4 A,

−

w silnikach o mocy mniejszej niż 10 kW, w których przeciążenia mechaniczne jest mało
prawdopodobne (np. wentylatory, napędy pomp odśrodkowych).

Zabezpieczenie silnika czujnikiem termistorowym

Silniki dużej mocy często zabezpieczane są dodatkowo termistorowym czujnikiem

temperatury do pomiaru temperatury uzwojeń silnika. Czujnik ten współpracuje z układem
elektronicznym i przekaźnikiem na wyjściu, który w przypadku nadmiernego wzrostu
temperatury uzwojeń silnika uniemożliwia jego dalszą pracę.

Przeciążeniowe wyłączniki instalacyjne

Do ochrony instalacji elektrycznych w powszechnym użytku stosuje się bardzo

praktyczne przeciążeniowe wyłączniki instalacyjne. Zastępują one dawniej stosowane
bezpieczniki topikowe

i

starego typu wyłączniki termobimetalowe (wyłączniki

automatyczne). Charakterystyki czasowo-prądowe wyzwalaczy przedstawia rys. 10.

Rys. 10. Charakterystyki

czasowo–prądowe

wyzwalaczy

typu

B C i D wyłączników

nadprądowych

In–prąd

znamionowy

wyzwalacza przeciążeniowego, Int, It–prąd niezadziałania(Int)
i zadziałania (It) wyzwalacza [5, s.72]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Według EN 60898 stosuje się wyłączniki przeciążeniowe o następujących rodzajach

charakterystyk:

−

charakterystyka B – granica zadziałania wyzwalaczy termobimetalowych zawiera się
od 1,13 do 1,45 krotności prądu znamionowego wyłącznika, obszar zadziałania
wyzwalaczy elektromagnesowych wynosi od 3 do 5 krotności prądu znamionowego,
przeznaczone są do zabezpieczania przewodów i odbiorników w obwodach oświetlenia,
gniazd wtykowych i sterowania, budowane na zakresy prądowe 6 do 63A,

−

charakterystyka C – granica zadziałania wyzwalaczy termobimetalowych zawiera się
od 1,13 do 1,45 krotności prądu znamionowego wyłącznika, obszar zadziałania
wyzwalaczy elektromagnesowych wynosi od 5 do 10 krotności prądu znamionowego,
przeznaczone są do zabezpieczania instalacji w których zastosowano urządzenia
elektroenergetyczne o dużych prądach rozruchowych (silniki, transformatory), budowane
na zakresy prądowe 0,3 do 63A,

−

charakterystyka D – granica zadziałania wyzwalaczy termobimetalowych zawiera się
od 1,13 do 1,45 krotności prądu znamionowego wyłącznika, obszar zadziałania
wyzwalaczy elektromagnesowych wynosi od 10 do 20 krotności prądu znamionowego,
przeznaczone są do zabezpieczania instalacji w których zastosowano urządzenia
elektroenergetyczne o bardzo dużych prądach rozruchowych (silniki o ciężkim rozruchu,
transformatory, grupy lamp oświetleniowych), budowane na zakresy prądowe
0,3 do 63A.

Na rysunku 11 przedstawiono wygląd oraz oznaczenia stosowane na schematach

elektrycznych wyłączników instalacyjnych.

Rys. 11. Instalacyjne wyłączniki przeciążeniowe do montażu na euroszynie

35. Rodzaje i ich schematy elektryczne [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Czy wiesz, co może być przyczyną przeciążenia silników?
2. Na jakich zasadach mogą działać zabezpieczenia nadprądowe?
3. Jak duży powinien być prąd zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego silnika?
4. Jaką rolę pełnią w silnikach termistorowe czujniki temperatury?
5. Gdzie stosujemy przeciążeniowe wyłączniki instalacyjne?
6. Jakie są charakterystyki przeciążeniowych wyłączników instalacyjnych?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj badanie zabezpieczenia nadprądowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odczytać z tabliczki znamionowej silnika jego prąd znamionowy,
2) wyznaczyć prąd zabezpieczenia przeciążeniowego, Iz=1,1 x In,
3) nastawić prąd przeciążeniowy na zabezpieczeniu,
4) załączyć przyciskiem PZ silnik, po około 1 min przyciskiem PW wyłączyć silnik,
5) zmienić prąd zabezpieczenia na mniejszy, załączyć silnik, mierzyć czas do chwili

wyłączenia silnika przez zabezpieczenie,

6) mierzyć temperaturę uzwojeń silnika w funkcji czasu,
7) wyniki pomiarów wpisać do tabeli pomiarowej,
8) przeprowadzić analizę wykonanych pomiarów.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko pomiarowe układu pracy silnika z zabezpieczeniem przeciążeniowym,

–

układ pomiarowy temperatury uzwojeń silnika,

–

stoper,

–

karty katalogowe zabezpieczeń przeciążeniowych.

Ćwiczenie 2

Wykonaj montaż instalacji z zabezpieczeniami nadprądowymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z dokumentacją montażową układów przygotowanych do ćwiczenia,
2) dobrać zgodnie z dokumentacją odpowiednie aparaty do poszczególnych układów,
3) wykonać montaż przydzielonych ci do montażu instalacji,
4) zgłosić wykonanie montażu prowadzącemu,
5) po sprawdzeniu i uzyskaniu zgody prowadzącego załączyć napięcie zasilające,
6) sprawdzić prawidłowość funkcjonowania wykonanych instalacji z przeciążeniowymi

zabezpieczeniami nadprądowymi przez przyciśnięcie przycisków kontrolnych PZ i PW.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowiska montażowe do wykonania instalacji,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

–

schematy elektryczne montażowe przygotowanych do wykonania ćwiczenia instalacji
z zabezpieczeniami nadprądowymi,

–

karty katalogowe przeciążeniowych zabezpieczeń nadprądowych,

–

przewody i narzędzia do wykonania montażu,

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

dobrać z katalogu odpowiedni rodzaj/typ zabezpieczenia silnika?





2)

wyznaczyć i nastawić prąd wyłączenia zabezpieczenia?





3)

sprawdzić

prawidłowość

działania

przycisków

PZ

i

PW

zabezpieczenia silnika?





4)

dokonać

analizy

i

ocenić

prawidłowość

funkcjonowania

zabezpieczenia?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

4.4. Stosowanie falowników w układach automatyki

4.4.1. Materiał nauczania

Falownik – urządzenie energoelektroniczne zamieniające prąd stały, którym jest zasilane,

na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. Jeśli w falowniku zastosuje się
modulację szerokości impulsów oznaczaną w języku polskim skrótem MSI a w języku
angielskim PWM (Pulse Width Modulation) to równocześnie ze zmianą częstotliwości można
regulować wartość średnią napięcia wyjściowego.

Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik

diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy ew. prostownik tranzystorowy. Taki układ,
czyli prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika
napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest przetwornicą częstotliwości.
Schemat blokowy falownika.

Rys. 12.

Schemat blokowy falownika [7, s.12]

Prostownik–napięcie zasilające przetwornicę jest napięciem sieciowym jedno

lub trójfazowym. W przypadku, gdy prostownik składa się z samych diod jest określany jako
nie sterowany, może być w wykonaniu jednofazowym lub trójfazowym. Mostek sterowany
posiada tyrystory jako elementy prostownicze sterowane. Zaletą prostownika sterowanego
jest to, iż wartość napięcia wyprostowanego może być regulowana przez zmianę kąta
przewodzenia poszczególnych tyrystorów.

Stopień pośredni–stopień pośredni w przetwornicy, niezależnie od jego budowy, można

traktować jako swoisty magazyn energii, z którego zasilany jest inwerter mocy. Poprawna
praca wielu układów elektrycznych zależy od wydajnego, stabilnego źródła energii w każdym
układzie elektrycznym. Istnieją trzy typy stopni pośrednich, stosowane w zależności od
rodzaju inwertera mocy. Są to:

−

stopień pośredni z regulowanym prądem,

−

stopień pośredni z regulowanym lub stałym napięciem wejściowym i wyjściowym,

−

stopień pośredni ze stałym napięciem wejściowym i zmiennym wyjściowym.
Inwerter mocy–blok wyjściowy przetwornicy, do którego podłączony jest silnik,

nazywany jest inwerterem mocy. W tym module wytwarzane jest trójfazowe napięcie
wyjściowe przetwornicy, które powinno być ciągle dopasowywane do warunków pracy
silnika.

Przetwornica powinna zapewnić warunki jak najbardziej zbliżone do warunków

nominalnych w całym zakresie zmian częstotliwości oraz obciążenia silnika. Inwerter mocy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

dokonuje (w zależności od rodzaju stopnia pośredniego) zamiany prądu lub napięcia
na trójfazowe napięcie o regulowanej wartości i częstotliwości.

Układ sterowania i kontroli–blok ten można nazwać mózgiem przetwornicy. Pełni on

dwie podstawowe funkcje: steruje pracą inwertera mocy oraz otrzymuje i obsługuje sygnały
komunikacyjne z otoczenia przetwornicy. Sygnały te mogą pochodzić z zewnętrznych
urządzeń sterujących bądź z panelu operatora.

Zastosowanie falowników

Jednym z głównych zastosowań falowników jest regulacja częstotliwości w układach

sterowań silnikami. W falownikach tyrystorowych, przechodzenie tyrystorów ze stanu
przewodzenia do stanu blokowania może nastąpić tylko przy wymuszonym wytworzeniu
na nich napięcia ujemnego. Proces ten nazywa się komutacją wymuszoną. Praca falownika
polega na cyklicznym przyłączaniu odbiornika do źródła napięcia stałego; przy czym
poszczególne tyrystory, spełniające rolę łączników, pracują w trzech stanach: przewodzenia,
blokowania i zaworowym. Napięcie przemienne na wyjściu falownika o regulowanej
częstotliwości uzyskuje się przez zmianę czasu pracy tyrystorów w stanie przewodzenia.
Falowniki realizują szereg funkcji takich jak:
1) regulacja prędkości obrotowej silników,
2) regulacja czasu i rodzaju przyśpieszenia oraz hamowania silników,
3) mają szereg wejść sterujących umożliwiających pracę silnika w złożonych układach

automatyki.
Falowniki mogą być zasilane napięciem jedno lub trójfazowym. Na rys. 13

przedstawiono przykładowy sposób podłączenia silnika do falownika. Falowniki służą
głównie do regulacji prędkości obrotowej silników elektrycznych prądu przemiennego.
Oprócz tego falowniki stanowią element składowy niektórych zasilaczy impulsowych.
Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe. W chwili obecnej falowniki budowane są
przy wykorzystaniu tranzystorów IGBT lub tranzystorów polowych VHUS. Zastosowanie do
konstrukcji falowników takich elementów pozwala znacznie zmniejszyć gabaryty
falowników.

Rys. 13.

Podłączenie falownika do silnika indukcyjnego (dla zasilania
jednofazowego zacisk L3 pozostaje wolny) [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie przemiany prądów zachodzą w falowniku?
2. Jakie są różnice w zasilaniu falownika napięcia i falownika prądu?
3. Jaką role pełni falownik w układach sterowania silników?
4. Jakiej postaci mogą być sygnały zadające częstotliwość dla falownika?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wyznacz charakterystyki pracy silnika sterowanego falownikiem.
Podłącz falownik do silnika indukcyjnego zgodnie ze schematem fabrycznym falownika

i regulując częstotliwość na falowniku wyznacz charakterystykę układu sterownia.
Do pomiaru prędkości obrotów silnika użyj stroboskopu. Wyniki umieść w tabeli
pomiarowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) podłączyć falownik zgodnie ze schematem,
2) podłączyć silnik trójfazowy do falownika,
3) podłączyć potencjometr lub źródło do regulacji obrotów silnika,
4) zadawać różne prędkości silnika i sprawdzać prędkość obrotową na wale silnika,
5) wyniki pomiarów wpisać do tabeli pomiarowej,
6) przeprowadzić analizę wyników pomiarów.

Falownik

Silnik

L1

Stroboskop

N

R

Rys. 1. do ćwiczenia 1. Schemat stanowiska do badania falownika

Tabela do ćwiczenia 1

Kolejny
nr
pomiaru

Nastawa na falowniku
[mA]
(wartość zadana)

Częstotliwość [Hz]

Prędkość
obrotowa
[obr/sek]

1.

2.

3.

4.

…

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Rys. 2. do ćwiczenia 1. Przykładowe połączenie układu do badania pracy silnika z falownikiem [7, s.54]

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko pomiarowe z falownikiem,

–

silnik trójfazowy

–

karty katalogowe wykorzystanego w ćwiczeniu silnika i falownika

–

stroboskop do pmiaru prędkości obrotowej.

Ćwiczenie 2

Zainstaluj falownik i przeprowadź jego obsługę i eksploatację.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać informację dotyczącą bezpieczeństwa pracy z falownikiem,
2) przeanalizować dokumentację falownika,
3) sprawdzić prawidłowość wykonania instalacji falownika na zgodność z dokumentacją

techniczno montażową,

4) zwrócić uwagę na prawidłowość okablowania, przekroje, ekranowanie i rodzaje kabli

zasilających i przewodów sterujących,

5) sprawdzić obecność i prawidłowość instalacji kontrolnych i zabezpieczających,
6) posługując się instrukcja stanowiskową wprowadzić ustawienia parametrów pracy

falownika,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

7) po uzyskaniu zgody prowadzącego włączyć układ zasilania falownika,
8) zadając różne wartości zadane sprawdzić prawidłowość pracy falownika z silnikiem,
9) przeanalizować tabelę kodów typowych uszkodzeń falownika,
10) przeanalizować możliwe do wystąpienia różne przyczyny i sposób usuwania

nieprawidłowej pracy falownika.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

stanowisko z falownikiem,

–

silnik,

–

karty katalogowe wykorzystanego w ćwiczeniu silnika i falownika,

–

dokumentacja techniczno–montażowa stanowiska,

–

instrukcja stanowiskowa do ustawiania parametrów falownika,

–

tabela kodów do rozpoznawaia i usuwania usterek falownika.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

podłączyć silnik do falownika zgodnie ze schematem?





2)

wstępnie dobrać typ falownika do silnika?





3)

odczytać i zrozumieć dokumentację techniczno–ruchową falownika?





4)

wyznaczyć z wykresu wartość zadaną dla falownika, aby osiągnąć
żądaną prędkość obrotową silnika?





5)

ustawić parametry falownika zgodnie z założonym projektem?





6)

rozpoznać i zinterpretować usterki falownika wykorzystując tabele
i kody błędów?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

4.5. Pneumatyczne i hydrauliczne zabezpieczenia nadciśnieniowe

oraz ochrona manometrów

4.5.1. Materiał nauczania

Zawór bezpieczeństwa najczęściej jest zabudowany na instalacji rurociągowej gazowej

lub instalacji wypełnionej cieczą (wodą, olejem, emulsjami), który otwiera się samoczynnie
w chwili, gdy ciśnienie medium w rurociągu przekroczy dopuszczalną dla instalacji
rurociągowej i zabudowanych na niej urządzeń bezpieczną wartość. Zawory służą
do zabezpieczenia instalacji przesyłowych i ich elementów przed nadmiernym wzrostem
ciśnienia przesyłanego medium. Pierwowzorem zaworu bezpieczeństwa był bezpiecznik
zastosowany przez Denisa Papina w zbudowanym przez niego w 1681r. szybkowarze. Ogólną
zasadę działania zaworu bezpieczeństwa przedstawia rys. 14.

a)

b)

Rys. 14. Zasada działania zaworu bezpieczeństwa: a) pozycja zaworu przy

normalnym ciśnieniu, b) pozycja zaworu przy podwyższonym ciśnieniu
[10]

Sprężynowo-membranowe zawory bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa sprężynowo-membranowe (rys. 15.) służą do zabezpieczenia

instalacji wodnych, parowych oraz sprężonego powietrza przed nadmiernym wzrostem
ciśnienia. Konstrukcja i parametry pozwalają na stosowanie ich w typowych
wymiennikowych węzłach cieplnych na instalacjach CO i CWU. Zawory znajdują również
zastosowanie w układach kotłowych i instalacjach sprężonego powietrza.

Rys. 15.

Sprężynowo-membranowy zawór bezpieczeństwa typu ZBM [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Budowa sprężynowo-membranowego zaworu bezpieczeństwa przedstawiona jest na

rysunku 16. Zawory bezpieczeństwa zbudowane są w oparciu o korpus DN40 (1). W korpusie
(2) zamontowano sprężynę (3). Jej wstępne napięcie odpowiada wartości ciśnienia otwarcia 3
bar lub 6 bar (ustawienie fabrycznie). Siła napięcia sprężyny (3) poprzez wrzeciono (4)
przenoszona jest na grzyb zaworu (5). W celu okresowego sprawdzania działania zaworu
bezpieczeństwa zastosowano pokrętło (6), którego przekręcenie powoduje krótkotrwałe
otwarcie grzyba (5) i chwilowy wypływ czynnika z zabezpieczanej instalacji. Przed
przepływającym czynnikiem komora wewnętrzna korpusu (2) zabezpieczona jest przez
membranę (7).

Rys. 16. Sprężynowo–membranowy zawór bezpieczeństwa ZBM–budowa: 1 – korpus zaworu,

2 – korpus sprężyny, 3 – sprężyna, 4 – wrzeciono, 5 – grzyb zaworu, 6 – pokrętło
sprawdzania działania, 7 – membrana [10]

Zasada działania sprężynowo-membranowego zaworu bezpieczeństwa

Zawór w stanie bez energii jest zamknięty. Czynnik znajdujący się w instalacji napływa

pod grzyb (5). Siła działająca na wrzeciono (4) jest iloczynem pola powierzchni grzyba (5)
i ciśnienia panującego w układzie. Wzrost ciśnienia powyżej wartości zadanej powoduje
otwarcie zaworu i wypływ czynnika, do momentu obniżenia ciśnienia w instalacji.
W momencie ustabilizowania się ciśnienia poniżej wartości zadanej, następuje zamknięcie
grzyba zaworu (5) i zanik wypływu czynnika.

Zawory montuje się w pozycji pionowej. Rurociąg dolotowy musi mieć średnicę

nie mniejszą niż 35 mm, a jego długość nie może być większa niż 1000 mm. Na drodze
do zaworu bezpieczeństwa nie należy montować zaworów odcinających. Po stronie
wylotowej rura spustowa musi mieć średnicę wewnętrzną nie mniejszą niż 45 mm. Opis
miejsca i sposobu montażu opisują wyżej wymienione normy oraz przepisy Dozoru
Technicznego.

Ustawianie zaworów bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa podzielić można na:

−

zawory bezpieczeństwa o stałej nastawie,

−

zawory bezpieczeństwa o zmiennej nastawie.
Nastawa decyduje, od jakiej wartości ciśnienia następuje jego zadziałanie (otwarcie).

Regulacja wartości ciśnienia początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa jest dokonywana
zawsze przez producenta zgodnie z wymaganiami użytkownika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Zabezpieczenia manometrów

Do typowych zabezpieczeń manometrów stosowane są następujące urządzenia:

−

odpowietrzacze automatyczne służące do usunięcia powietrza z sieci zasilającej i układu
pomiarowego co gwarantuje prawidłowość dokonywanych przez manometr pomiarów,

−

separatory służące do odseparowania układu pomiarowego od agresywnych chemicznie
mediów (pary, cieczy, gazów) ciśnienia, których mierzą,

−

szybkozłącze służące do połączenia manometru z końcówką pomiarową, szybkozłącze
posiada zaworek odcinający zapewniający bezwyciekowe połączenie i odłączenie układu
pomiarowego,

−

zaślepki wtyku pomiarowego chroniące wtyk pomiarowy manometru przed
zabrudzeniami i uszkodzeniem podczas transportu,

−

zabezpieczenia przeciążeniowe manometrów-chroniące układ pomiarowy manometru
przed zniszczeniem mechanicznym podczas nagłych wzrostów ciśnienia powyżej zakresu
pomiarowego manometru, odbywa to się najczęściej przez zadziałanie zaworu
odcinającego lub blokadę mechaniczną mechanizmu wskaźnika.

Zestaw do automatycznej stabilizacji ciśnienia, uzupełniania i magazynowania
nadmiaru wody

Zestaw (rys. 17) przeznaczony jest do zabezpieczenia układów grzewczych przed

nadmiernym wzrostem ciśnienia z równoczesną samoczynną stabilizacją zadanego ciśnienia.
Dodatkowo posiadają funkcję automatycznego uzupełniania wody. Mogą być również
wyposażone w funkcję automatycznego odgazowania wody. Zaleca się stosować w wysokich
budynkach, jak również tam gdzie ubytki wody są duże i powodują konieczność stałej
obsługi. Cechy szczególne:

−

kompensacja wzrostu ciśnienia na skutek wzrostu temperatury,

−

uzupełnianie ubytków wody w instalacji,

−

odgazowanie wody,

−

automatyczna stabilizacja ciśnienia na ustalonym poziomie.

Rys. 17.

Zestaw do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody: 1 – układ sterowania,
2 – pompa, 3 – regulator upustowy, 4 – zawór elektromagnetyczny,
5 – wodomierz, 6 – filtr skośny, 7–zawór odcinający, 8 – zawór zwrotny,
9 – czujnik ciśnienia, 10 – manometr, 11 – zawór elektromagnetyczny,
12–zestaw naczyń wyrównawczych, 13 – czujnik napełnienia naczynia,
14 – przelewowy zawór bezpieczeństwa [10]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Obliczeniowe ciśnienie pracy (ciśnienie statyczne instalacji) ustawiane jest na układzie

sterowania (1). Elementami wykonawczymi, odpowiedzialnymi za utrzymywanie stałego
ciśnienia w instalacji są pompa (2) i regulator upustowy bezpośredniego działania (3).
Przekroczenie ustawionego ciśnienia na regulatorze upustowym (3) powoduje jego otwarcie
i przepływ wody do naczynia lub naczyń przeponowych (12). Obniżenie ciśnienia w instalacji
jest odczytywane poprzez czujnik ciśnienia (9) i przekazywane do układu sterowania (1).
Układ sterowania (1) włącza pompę (2), której zadaniem jest uzupełnienie wody w instalacji
do poziomu ciśnienia statycznego. Za utrzymanie minimalnego niezbędnego poziomu wody
w naczyniu przeponowym odpowiedzialny jest czujnik napełnienia (13). Gdy układ
sterowania (1) otrzyma sygnał o minimalnym poziomie wody następuje otwarcie zaworu
elektromagnetycznego (4) i uzupełnienie ubytku wody grzewczej do ustawionego poziomu.
Podstawowa funkcja odgazowania odbywa się na regulatorze upustowym (3), natomiast
w wypadku, gdy straty w instalacji nie są duże celowym jest zastosowanie zaworu
elektromagnetycznego (11), który poprzez układ sterowania (1) wspomaga funkcję
odgazowania.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Czy wiesz, jaką funkcję pełnią w instalacjach rurociągowych zawory bezpieczeństwa?
2. Czy umiesz objaśnić zasadę działania i budowę zaworu bezpieczeństwa?
3. Czy umiesz wskazać urządzenia, które stosowane są w zabezpieczeniach manometrów?
4. Czy potrafisz objaśnić działanie zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia,

uzupełniania i magazynowania nadmiaru wody?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj rozpoznania elementów budowy zaworu bezpieczeństwa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować tablicę poglądową przedstawiającą budowę zaworu bezpieczeństwa,
2) przeanalizować działanie zaworu bezpieczeństwa,
3) rozmontować przygotowany do ćwiczenia zawór bezpieczeństwa na elementy składowe,
4) nazwać i objaśnić działanie poszczególnych elementów zaworu,
5) zmontować zawór bezpieczeństwa z elementów składowych,
6) sprawdzić poprawność montażu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

tablica poglądowa budowy zaworu bezpieczeństwa,

–

zawór bezpieczeństwa lub jego model,

–

zestaw narzędzi monterskich.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Ćwiczenie 2

Przenalizuj działanie zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować schemat budowy zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody,
2) przeanalizować działanie i funkcje poszczególnych elementów układu,
3) przerysować schemat budowy zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody,
4) nazwać poszczególne elementy układu,
5) wyjaśnić działanie zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

schemat budowy zestawu do automatycznej stabilizacji ciśnienia wody,

–

papier, narzędzia do kreślenia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

nazwać elementy składowe zaworu bezpieczeństwa?





2)

narysować przekrój zaworu bezpieczeństwa?





3)

objaśnić zasadę działania zaworu bezpieczeństwa?





4)

wyjaśnić zasadę działania zestawu stabilizacji ciśnienia wody?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

4.6. Sprzęgła stosowane w mechanizmach precyzyjnych

4.6.1. Materiał nauczania

Sprzęgło to mechanizm należący do układu napędowego maszyn. Za pomocą sprzęgła

można łączyć wały oraz przenosić moment obrotowy. Moment ten jest przenoszony z wału
napędzającego (wał czynny) na wał napędzany (wał bierny) nie wpływając przy tym
na kierunek ruchu obrotowego. Sprzęgło jest zbudowane z elementu czynnego
zamocowanego na wale napędzającym, biernego na wale napędzanym oraz elementu
łączącego (np. śruby, kołki lub ciecz). Definiując element łączący wskazuje się na metodę
przeniesienia momentu obrotowego i zarazem cechuje sprzęgło. Za pomocą sprzęgła możliwe
jest połączenie silnika, układu napędowego oraz elementów wykonawczych jako osobne
urządzenia. Aby podołać różnym zadaniom stosuje się różne rodzaje sprzęgieł, w niektórych
przypadkach brak sprzęgła znacząco utrudniłby lub uniemożliwiłby budowę maszyny.

Sprzęgła sztywne nadają się do zastosowania tylko wtedy, gdy istnieje możliwość

zagwarantowania współosiowości wałów, tak podczas pracy jak i w czasie składania.

Jeżeli mogą wystąpić komplikacje podczas montażu, bądź też przemieszczanie się wałów

w trakcie pracy (np. na wskutek miejscowego wytarcia się panewki łożyska ślizgowego),
należy zastosować sprzęgła samonastawne. Zastosowanie tego rodzaju rozwiązania pozwala
na eliminację przemieszczania się wałka osiowo i eliminuje zniekształcenia wynikające
z rozszerzalności termicznej. Dla wałków, które są ułożone pod ostrym kątem względem
siebie, należy zastosować sprzęgło z grupy samonastawnych przegubowych.

W celu ochrony maszyn przed niekorzystnymi warunkami pracy, np. efektem dużego

i gwałtownego przeciążenia stosuje się sprzęgła podatne. Ten rodzaj sprzęgieł jest używany
również w celu zapobiegania przemieszczenia drgań (np. pojazdy silnikowe), kiedy podczas
pracy maszyny wystąpi znaczne podwyższenie obciążenia do wartości krytycznej, zadaniem
sprzęgła jest automatycznie rozłączyć silnik od maszyny. Są to tak zwane sprzęgła
bezpieczeństwa. Do popularnych należą sprzęgła z możliwością sterowania, w których
możliwe jest odłączenie wałka napędzanego bez konieczności wyłączania silnika bądź
zmiany prędkości obrotowej. Oprócz wyżej wymienionych rodzajów sprzęgieł istnieje też
grupa sprzęgieł funkcjonujących automatycznie, np. podczas zmiany kierunku ruchu
obrotowego, bądź przy wzroście momentu obrotowego itp.

Sprzęgła nierozłączne to takie sprzęgła, które mają na stałe złączone element czynny

i bierny tzn. podczas pracy mechanizmu nie jest możliwe ich rozłączenie. Są one
wykorzystywane w sytuacjach, kiedy rozdzielenie elementów współpracujących jest
dokonywane w momencie demontażu urządzenia. Sprzęgła tego rodzaju można podzielić na:
1) sprzęgła sztywne–uniemożliwiają przemieszczenia względne pomiędzy elementami

podczas pracy,

2) sprzęgła samonastawne–pozwalają pracującym członom na drobne ruchy,
3) sprzęgła podatne–to takie, gdzie wykorzystano elementy sprężyste jako łącznik.

Sprzęgła sterowane to takie, które są wyposażone w mechanizmy pozwalające

pracownikowi obsługującego maszynę na połączenie bądź rozłączenie współpracujących
elementów sprzęgła. Czynności te mogą być wykonywane na ruchomym albo nieruchomym
sprzęgle. Trzeba wziąć też pod uwagę to, że na kształt sprzęgła może mieć wpływ kierunek
momentu oraz ruchu wirowego przy uruchamianiu i wyłączaniu bez lub z obciążeniem.

Sprzęgła sterowane można podzielić na:

−

sprzęgła przełączalne synchronicznie–charakteryzują się tym, że przełączanie zachodzi
tylko wtedy, gdy wały bierny i czynny mają równe albo zbliżone do siebie prędkości
kątowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

−

sprzęgła przełączalne asynchroniczne (cierne)-przenoszą moment obrotowy za pomocą
sił tarcia, nie jest to przeszkodą dla przełączania sprzęgła przy różnych prędkościach
obrotowych obu wałów.
Sprzęgła samoczynne umożliwiają połączenie albo rozłączenie elementów układu

napędowego bez ingerencji pracownika, tylko w wyniku zmiany stałych parametrów pracy.
Najpowszechniej stosowane sposoby rozłączania to wykorzystanie sił bezwładności (przede
wszystkim siły odśrodkowej), zmiana kierunku ruchu wirowego lub zmiana przenoszonego
momentu obrotowego.

Sprzęgła samoczynne można podzielić na:

−

odśrodkowe – siła odśrodkowa powoduje włączenie albo rozłączenie elementów
współpracujących sprzęgła,

−

jednokierunkowe – przenosi moment obrotowy wyłącznie w jednym kierunku, rozłącza
się w momencie zmiany kierunku ruchu obrotowego,

−

bezpieczeństwa – rozłącza w chwili uzyskania większego momentu obrotowego
od założonego.
Aby sprzęgła sterowane mogły pracować zgodnie ze swoim przeznaczeniem, konieczne

jest stosowanie odpowiednich mechanizmów pozwalających na połączenie i rozłączenie
elementów ciernych. Mechanizmy te, mają też za zadanie wywierać siłę docisku F

w

gwarantującą przekazanie momentu obrotowego z wału czynnego na bierny.

Przekładnie stosowane w mechanizmach precyzyjnych – przekładnie falowe

W przekładniach falowych (rys.18), zwanych także przekładniami z podatnym wieńcem,

przekazywanie ruchu odbywa się wskutek przemieszczania się fali odkształcenia jednego
z członów przekładni, wykonanego jako element elastyczny (podatny). Najprostsza
przekładnia falowa składa się z trzech zasadniczych członów: sztywnej tulei, odkształcanego
wieńca podatnego oraz generatora wywołującego odkształcanie wieńca.

Rys. 18. Budowa przekładni dwufalowej: 1 – sztywna tuleja, 2 – odkształcający

wieniec podatny, 3 – generator dwufalowy [10]

Najczęściej jest stosowany generator dwufalowy odkształcający okrągły wieniec podatny

na owal zbliżony do elipsy. W miejscach największego odkształcenia wieńca (wzdłuż dużej
osi elipsy) następuje współpraca powierzchni roboczych członu sztywnego i podatnego,
wzdłuż małej zaś osi elipsy występuje między tymi członami luz promieniowy. W zależności
od charakteru współpracy wieńca podatnego z członem sztywnym rozróżnia się przekładnie

1

2

3

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

falowe cierne, zębate oraz gwintowe. Przekładnie falowe mogą być budowane jako
jednostopniowe, wielostopniowe (rys.19.) oraz jako przekładnie kombinowane, w których
oprócz przekładni falowej zastosowana jest przekładnia zębata zwykła lub obiegowa.

Rys. 19. Schematy kinematyczne przekładni wielostopniowych [10] przekładnia falowa pojedyncza,

a) przekładnia kombinowana falowo–zębata, przekładnia podwójna

Do największych zalet przekładni falowych należą:

−

możliwość uzyskania dużego przełożenia redukcyjnego przy małej objętości i masie
przekładni,

−

możliwość przenoszenia dużych obciążeń,

−

płynność pracy oraz duża dokładność kinematyczna przekładni zębatych spowodowane
jednoczesną współpracą wielu zębów,

−

możliwość przekazywania ruchu do hermetycznie zamkniętej przestrzeni, bez potrzeby
dodatkowych uszczelnień.
Do wad przekładni falowych należą trudności wykonawcze wieńców podatnych.

Rys. 20. Schemat przekładni falowej hermetycznej: 1 – wieniec podatny,

2 – generator, 3 – koło sztywne [10]

Generator zastosowany w przekładni falowej może być typu mechanicznego,

hydraulicznego lub pneumatycznego oraz elektromagnetycznego. Falę odkształcenia wieńca
podatnego wywołuje w generatorze hydraulicznym (pneumatycznym) obrotowy rozdzielacz
czynnika płynu (gazu), w generatorze zaś elektromagnetycznym–wirujące pole
elektromagnetyczne. Najczęściej są stosowane generatory mechaniczne, współpracujące
z wieńcem podatnym bezpośrednio (ślizgowo) lub poprzez elementy toczne (rys. 21).
Korzystniejsze ze względu na mniejsze straty tarcia między generatorem i wieńcem podatnym
są generatory toczne, choć są bardziej złożone konstrukcyjnie i wykonawczo niż generatory
ślizgowe. Mogą tu być zastosowane specjalne łożyska toczne, z podatnymi, cienkościennymi
pierścieniami

łożyskowymi, których odkształcenie umożliwia osadzenie łożyska

na krzywoliniowym generatorze.

W czasie pracy przekładni bardziej obciążony jest pierścień zewnętrzny łożyska,

w którym przemieszcza się fala odkształcenia (podobnie jak w wieńcu podatnym). Prostsze
wykonawczo są generatory dwufalowe z łożyskami tocznymi, umieszczonymi symetrycznie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

na dźwigni osadzonej na wałku generatora. Takie rozwiązanie powoduje jednak obniżenie
trwałości wieńca podatnego, w którym występują większe naprężenia miejscowe, wywołane
znaczną różnicą krzywizn łożyska i wieńca. Konstrukcja generatora ma istotny wpływ
na sprawność, dokładność kinematyczną

a)

b)

c)

Rys. 21. Przykłady generatorów tocznych: a) z łożyskiem specjalnym, b) z dwoma

łożyskami, c) z trzema łożyskami [10]

Aby przekładnie falowe mogły precyzyjnie funkcjonować niezbędne jest:

−

precyzyjne i szczelne wykonanie obudowy zabudowującej przekładnię (przekładnia
pracuje w smarze lub oleju maszynowym),

−

właściwe łożyskowanie całego układu (stosowanie precyzyjnych łożysk),

−

stosowanie wkładek reologicznych ograniczających powstawanie drgań harmonicznych
podczas pracy przekładni.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaką funkcję pełnią sprzęgła i gdzie są stosowane?
2. Jaka jest zasada działania przekładni falowej?
3. Jakie są zalety przekładni falowej?
4. Jakie są typy przekładni falowych?
5. Czym rozróżnią się generatory toczne przekładni falowej z jednym, dwoma i trzema

łożyskami?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj rozpoznania i przeanalizuj działanie sprzęgieł.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować tablice poglądowe przedstawiające budowę sprzęgieł,
2) przyporządkować do wybranego modelu sprzęgła odpowiadającą tablicę poglądową,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

3) nazwać poszczególne elementy sprzęgła prezentowanego na modelu,
4) przeanalizować zasadę działania sprzęgła,
5) narysować przekrój modelu sprzęgła na kartce papieru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

tablice poglądowe przedstawiające budowę sprzęgieł,

–

model sprzęgła,

–

papier przybory kreślarskie.

Ćwiczenie 2

Przeanalizuj pracę przekładni falowej.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować DTR i plansze dydaktyczne dotyczące przekładni falowej,
2) przepisać parametry przekładni falowej na kartkę papieru,
3) przeanalizować schemat kinematyczny przekładni falowej,
4) przeanalizować zasadę działania przekładni,
5) przeanalizować zalecenia producenta dotyczące warunków montażu przekładni falowej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

DTR przekładni falowej,

–

plansze dydaktyczne przekładni falowej,

–

papier przybory kreślarskie.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

nazwać elementy składowe budowy przekładni falowej?





2)

wyjaśnić zasadę działania przekładni falowej?





3)

rozróżnić na schemacie kinematycznym przekładnię kombinowaną
falowo–zębatą od przekładni falowej podwójnej?





4)

wymienić zalety przekładni falowych?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawdziwa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, gdyż tylko wówczas będziesz miał satysfakcję z wykonanego

zadania.

7. Jeśli udzielanie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

8. Na rozwiązanie testu masz 25 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Kolor czerwony przycisku oznacza że jest on

a) przyciskiem załączającym.
b) wyłączający, awaryjny, bezpieczeństwa.
c) przyciskiem kontrolnym testującym.
d) kolor nie ma znaczenia w rozpoznawaniu funkcji przycisku.

2. Stycznik od przekaźnika różni się tym, że

a) ma większą ilość styków roboczych.
b) ma styki tylko przełączające.
c) ma styki robocze różnych typów.
d) posiada układ gaszenia łuku elektrycznego.

3. Zestyk zwierny w stanie normalnym przekaźnika jest

a) rozwarty.
b) zwarty.
c) pod napięciem.
d) bez napięcia.

4. Zestyk rozwierny w stanie wzbudzenia cewki przekaźnika jest

a) rozwarty.
b) zwarty.
c) bez napięcia.
d) pod napięciem.

5. Kontaktron ma swoje styki robocze

a) umieszczone w płynie przewodzącym.
b) umieszczone w płynie nie przewodzącym.
c) chłodzone powietrzem.
d) umieszczone w bańce szklanej.

6. Styki pomocnicze stycznika mogą być

a) tylko zwierne.
b) zwierne i rozwierne w zależności od potrzeby i funkcji.
c) tylko rozwierne.
d) przełączające.

7. Styk oznaczony jako NO jest

a) stykiem zwiernym.
b) stykiem przełączającym.
c) stykiem rozwiernym.
d) niewiadomo jakim stykiem.

8. Styk oznaczony jako NC jest

a) stykiem zwiernym.
b) stykiem przełączającym.
c) stykiem rozwiernym.
d) nie wiadomo jakim stykiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

9. Stan normalny stycznika występuje, gdy

a) przez cewkę wzbudzenia płynie prąd.
b) przez cewkę wzbudzenia nie płynie prąd.
c) styki robocze są pod napięciem.
d) styki pomocnicze są pod napięciem.

10. Prąd zadziałania wyłącznika różnicowo-prądowego niskoczułego jest

a) większy niż 500 mA.
b) większy niż 300 mA.
c) nie większy niż 30 mA.
d) pomiędzy 30 mA a 500 mA.

11. Przez

toroidalny

przekładnik

sumujący

wyłącznika

różnicowo-prądowego

przeprowadzone są
a) przewody czynne instalacji bez przewodu ochronnego PE.
b) tylko przewód neutralny N i przewód ochronny PE.
c) przewody czynne instalacji i przewód ochronny PE.
d) tylko przewody fazowe.

12. Zabezpieczenia przeciążeniowe nadprądowe chronią silnik przed

a) nadmiernym wzrostem napięcia.
b) wystąpieniem zwarcia do obudowy.
c) nadmiernym wzrostem prędkości obrotowej.
d) nadmiernym wzrostem temperatury uzwojeń.

13. Zabezpieczenia przeciążeniowe ze stykiem nieryglowalnym można stosować do silników

o pracy
a) długotrwałej i ciągłej.
b) pod znacznym obciążeniem.
c) impulsowej krótkotrwałej.
d) pod obniżonym obciążeniem.

14. Prąd zadziałania zabezpieczenia przeciążeniowego powinien być

a) 1,1 x większy niż jego prąd znamionowy obciążenia In.
b) równy 0,5 x prąd znamionowy obciążenia In.
c) mniejszy od prądu znamionowego obciążenia In.
d) 10 razy większy niż prąd znamionowy obciążenia In.

15. Zawory bezpieczeństwa sprężynowo–membranowe stosuje się w celu

a) zabezpieczenia instalacji przed pożarem.
b) zabezpieczenia mienia przed kradzieżą.
c) zabezpieczenia instalacji przed nadmiernym wzrostem ciśnienia.
d) zabezpieczenia instalacji elektrycznych przed przeciążeniem.

16. Przeciążeniowe wyłączniki instalacyjne o charakterystyce typu B stosujemy do

a) zabezpieczania instalacji zasilających urządzenia energetyczne dużych mocy.
b) zabezpieczania przewodów i odbiorników w obwodach gniazd wtykowych

i sterowań.

c) zabezpieczania instalacji zasilających urządzenia energetyczne o dużych prądach

rozruchowych.

d) zabezpieczania instalacji zasilających urządzenia energetyczne narażonych na częste

przeciążenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

17. Do wad przekładni falowych należą

a) duże gabaryty.
b) niestabilność pracy i duża awaryjność.
c) trudności w wykonaniu wieńca podatnego.
d) uzyskiwanie dużych przełożeń redukcyjnych.

18. Sygnałem zadającym częstotliwość dla falownika może być

a) wartość napięcia w sieci.
b) prędkość obrotowa silnika.
c) sygnał zewnętrzny prądowy lub napięciowy.
d) wielkość prądu obciążenia.

19. Przekładnia falowa składa się

a) z generatora i koła sztywnego.
b) z generatora, koła sztywnego i wieńca podatnego.
c) tylko z falownika.
d) tylko z prostownika.

20. Falownik współpracujący z indukcyjnym silnikiem elektrycznym może regulować jego

a) temperaturę uzwojeń.
b) wielkość obciążenia.
c) prędkość obrotową.
d) prąd biegu jałowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Stosowanie elementów sterowania i zabezpieczeń w urządzeniach
precyzyjnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

6. LITERATURA

1. Bartodziej G., Kałuża E.: Aparaty i urządzenia elektryczne. Podręcznik dla szkoły

zasadniczej. WSiP, Warszawa 1994

2. Bogumił T.: Elementy urządzeń automatyki. PWSZ, Warszawa 1992
3. Komor Z.: Pracownia automatyki. WSiP, Warszawa 1996
4. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 1994
5. Markiewicz H.: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. WNT, Warszawa 2002
6. Markiewicz H.: Praktyczne i bezpieczne instalacje elektryczne. WSiP, Warszawa 1997
7. Stasiów S: Kurs obsługi i doboru falownika do obciążenia, przy zadanych warunkach

zasilania, wraz z podstawami elektroenergetyki. Biblioteka ZSE–E w Bytomiu, zeszyt
1/ZSE–E 2006

Inne:
Specjalistyczne strony internetowe
1. www.automatyka.pl
2. www.sterowniki.pl
3. www.wikipedia.pl

Czasopisma specjalistyczne:
—

Elektronika Praktyczna, Elektronika, Pomiary Automatyka Kontrola, Pomiary

Automatyka Robotyka, Biuletyn Automatyka,

Rozporządzenia i normy z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy