LABORATORIUM
APARATÓW
ELEKTRYCZNYCH
1
OPRACOWANE ĆWICZENIA:
1. Badanie LOGO!
2. Badanie EASY
3. Badanie stycznika
4. Badanie przekaznika półprzewodnikowego
5. Badanie bezstykowego regulatora napięcia typu BRN-3a
6. Badanie skuteczności zerowania
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
2
SPIS TREŚCI
BADANIE LOGO! .............................................. 7
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE................................................ 8
1.1. WIDOK LOGO! .......................................................................8
1.2. WERSJE LOGO! .....................................................................9
1.3. WIADOMOŚCI OGÓLNE.....................................................10
1.4. FUNKCJE PODSTAWOWE (GF)........................................10
1.5. FUNKCJE SPECJALNE (SF) ..............................................12
1.6. OPIS FUNKCJI SPECJALNYCH ........................................14
1.6.1. OPÓyNIONE ZAACZENIE: ON DELAY......................14
1.6.2. OPÓyNIONE WYACZENIE: OFF DELAY...................14
1.6.3. PRZEKAyNIK IMPULSOWY .............................................15
1.6.4. ZEGAR STERUJCY ..........................................................15
1.6.5. PRZEKAyNIK ZATRZASKOWY .......................................17
1.6.6. GENERATOR TAKTU (IMPULSÓW
SYMETRYCZNYCH)...........................................................17
1.6.7. PODTRZYMANE OPÓyNIENIE ZAACZENIA...............18
1.6.8. DWUKIERUNKOWY LICZNIK ZDARZEC ......................18
1.6.9. LICZNIK CZASU PRACY ...................................................19
1.6.10. PRZEKAyNIK SAMOKASUJCY .....................................20
1.6.11. DETEKTOR CZSTOTLIWOŚCI .......................................20
1.7. LISTA ZACISKÓW................................................................21
1.8. BLOKI I ICH NUMERY .......................................................21
1.9. CZTERY ZASADY PRZY PRACY Z LOGO! .......................22
1.10.PRZEGLD MENU PROGRAMU .......................................23
1.11.OGRANICZENIA STAWIANE LOGO! ...............................23
1.12.PROGRAM LOGO!SOFT .....................................................23
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
3
2. POGRAMY.................................................................................... 25
2.1. ZAACZENIE SILNIKA NA LEWE PRAWE
OBROTY.................................................................................25
2.1.1. OBWODY SIAOWE .............................................................25
2.1.2. OBWODY STEROWANIA ..................................................26
2.1.3. WPISYWANIE PROGRAMU DO LOGO! ..........................27
2.1.4. OPIS DZIAAANIA................................................................28
2.1.5. PROGRAM W LOGO! .........................................................28
2.2. PRZEACZNIK GWIAZDA TRÓJKT..........................29
2.2.1. OBWODY SIAOWE .............................................................29
2.2.2. OBWODY STEROWANIA ..................................................30
2.2.3. PROGRAM W LOGO! .........................................................31
2.2.4. SCHEMAT IDEOWY UKAADU W LOGO!SOFT..............31
2.2.5. OPIS DZIAAANIA................................................................32
3. STANOWISKO BADAWCZE..................................................... 33
3.1. WYMIARY..............................................................................33
3.2. SYMBOLE..............................................................................33
3.3. OZNACZENIA.......................................................................33
3.4. PAYTA CZOAOWA................................................................34
3.5. WYKAZ ELEMENTÓW ........................................................35
4. PROGRAM ĆWICZENIA ........................................................... 35
BADANIE EASY .............................................. 36
1. WIDOK EASY............................................................................... 37
2. TYPY EASY .................................................................................. 37
3. INSTALACJA EASY.................................................................... 38
4. FUNKCJE STEROWNIKA EASY.............................................. 40
4.1. WYKAZ STYKÓW I PRZEKAyNIKÓW...............................40
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
4
4.2. TYPY CEWEK........................................................................40
4.3. PRZEKAyNIK CZASOWY....................................................41
4.3.1. PRZEKAyNIK CZASOWY O STAAYM LUB
LOSOWO ZMIENNYM CZASIE OPÓyNIONEGO
PRZYCIGANIA .................................................................41
4.3.2. PRZEKAyNIK CZASOWY O STAAYM LUB
LOSOWO ZMIENNYM CZASIE OPÓyNIONEGO
ODPADANIA .......................................................................42
4.3.3. PRZEKAyNIK CZASOWY, IMPULSOWY........................43
4.3.4. PRZEKAyNIK CZASOWY, MIGAJCY ...........................43
4.4. LICZNIK ................................................................................44
4.5. ZEGAR STERUJCY............................................................45
4.6. KOMPARATOR ANALOGOWY...........................................46
5. PODSTAWY PROGRAMOWANIA........................................... 46
5.1. NEGACJA ..............................................................................47
5.2. SAMOPODTRZYMANIE......................................................47
5.3. ZESTYK TRWAAY.................................................................48
5.4. PRZYKAAD WYKORZYSTANIA PRZEKAyNIKA
CZASOWEGO........................................................................49
5.5. PRZYKAAD WYKORZYSTANIA LICZNIKA......................50
5.6. SAMOWYACZENIE STYCZNIKA.....................................50
BADANIE STYCZNIKA.................................... 51
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE.............................................. 52
1.1. STYCZNIKI, ZASADA DZIAAANIA I
ZASTOSOWANIE..................................................................52
1.2. ZASADA DZIAAANIA ..........................................................52
1.3. ZASTOSOWANIE..................................................................53
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
5
1.4. BUDOWA STYCZNIKÓW ....................................................53
1.5. OZNACZENIA STYCZNIKA................................................55
1.6. PODSTAWOWY UKAAD ZE STYCZNIKIEM ....................55
2. PROGRAM ĆWICZENIA ........................................................... 56
BADANIE PRZEKAyNIKA
PÓAPRZEWODNIKOWEGO ........................... 62
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE.............................................. 63
1.1. PRZEZNACZENIE PRZEKAyNIKÓW
PÓAPRZEWODNIKOWYCH
ZMIENNOPRDOWYCH (PPZ)..........................................63
1.2. OPIS KONSTRUKCJI I ZASADY DZIAAANIA..................63
1.3. ZALEŻNOŚCI OPISUJCE PODSTAWOWE
FUNKCJE PRZEKAyNIKA
PÓAPRZEWODNIKOWEGO
ZMIENNOPRDOWEGO ....................................................66
1.4. PARAMETRY TECHNICZNE PPZ
ZASTOSOWANEGO W ĆWICZENIU .................................66
1.5. CHARAKTERYSTYKI PODAWANE PRZEZ
PRODUCENTA .....................................................................67
1.6. SCHEMAT UKAADU POMIAROWEGO ............................68
2. PROGRAM ĆWICZENIA ........................................................... 70
BADANIE BEZSTYKOWEGO REGULATORA
NAPICIA TYPU BRN-3A ............................... 75
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE.............................................. 76
1.1. PRDNICA BOCZNIKOWA PRDU STAAEGO...............76
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
6
1.2. BUDOWA REGULATORA NAPICIA ...............................77
1.3. ZASADA EKSPLOATACJI REGULATORA
NAPICIA .............................................................................78
1.4. ZASADA DZIAAANIA REGULATORA NAPICIA...........79
1.5. STANY PRACY REGULATORA NAPICIA ......................81
1.6. ROZRUCH I NORMALNA PRACA REGULATORA
NAPICIA .............................................................................81
1.7. PRACA AWARYJNA REGULATORA NAPICIA .............82
2. STANOWISKO LABORATORYJNE ........................................ 82
2.1. PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE
REGULATORA NAPICIA..................................................82
2.2. STANOWISKO POMIAROWE.............................................83
2.2.1. OBWODY GAÓWNE ...........................................................83
2.2.2. OBWODY STEROWANIA I SYGNALIZACJI...................84
3. PROGRAM ĆWICZENIA ........................................................... 85
BADANIE SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA..... 89
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE.............................................. 90
1.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE.....................................................90
1.2. BADANIE SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA
MIERNIKIEM TYPU MOZ ..................................................95
1.2.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE O MIERNIKU ...........................95
1.2.2. DANE TECHNICZNE ..........................................................95
1.2.3. ZASADA DZIAAANIA ........................................................96
1.2.4. DOKAADNOŚĆ POMIARU.................................................96
1.2.5. OCENA SKUTECZNOŚCI ZEROWANIA..........................99
1.3. POMIAR IMPEDANCJI ZWARCIOWEJ..........................101
2. PROGRAM ĆWICZENIA ......................................................... 104
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
7
ĆWICZENIE NR I
BADANIE LOGO!
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
8
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE
1.1. WIDOK LOGO!
Wejścia o napięciu zasilania
Zasilanie
Wyjścia
Moduł LOGO! zasila się napięciem 230V prądu przemiennego lub
24V prądu stałego w zależności od typu (patrz dalej). Na wejścia podaje się
więc napięcie zasilania:
STAN LOGO! 230.. LOGO! 230L.. LOGO! 24.. LOGO! 24..L..
0 < 40V AC < 40V AC < 5V DC < 5V DC
1 > 79V AC > 79V AC > 15V DC > 12V DC
Zmiana stanu z 0 na 1 lub z 1 na 0 musi się przynajmniej utrzymać
50ms aby LOGO! to rozpoznał.
Wyjścia LOGO! reprezentują zestyki przekazników.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
Gniazdo dodatkowej
pami
ę
ci oraz kabla PC
Wy
ś
wietlacz LCD
Klawisze steruj
ą
ce
9
1.2. WERSJE LOGO!
LOGO! 230R 6x230V 4x230V; 8A 72x90x55
LOGO! 230RC 6x230V 4x230V; 8A 72x90x55 x
LOGO! 24R 6x24V 4x230V; 8A 72x90x55
LOGO! 24RC 6x24V 4x230V; 8A 72x90x55 x
LOGO! 24 6x24V 4x24V; 0,3A* 72x90x55
LOGO! 230RL 12x230V 8x230V; 10A 126x90x55 x
LOGO! 230RCL 12x230V 8x230V; 10A 126x90x55 x x
LOGO! 24RL 12x24V 8x230V; 10A 126x90x55 x
LOGO! 24L 12x24V 8x24V; 0,3A* 126x90x55 x
LOGO! 230RLB11 12x230V 8x230V; 10A 126x90x55 x x
LOGO! 24RLB11 12x24V 8x230V; 10A 126x90x55 x x
LOGO! 24LB11 12x24V 8x24V; 0,3A* 126x90x55 x x
* Wyjścia tranzystorowe (normalnie: wyjścia przekaznikowe)
24 Wersja 24V DC
230 Wersja 115/230V AC
R Wyjście przekaznikowe
C Zintegrowany zegar czasu rzeczywistego
L Podwójna ilość wejść i wyjść oraz rozszerzony zakres funkcjonalny
B11 Złącze magistrali Asi pracujące jako slave
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
[mm]
Zegar
funkcje
Wej
ś
cia
Wyj
ś
cia
Wymiary
Oznaczenie
Rozszerzone
Wersja LOGO
Magistrala Asi
STANDARD
...LB11
...L
10
1.3. WIADOMOŚCI OGÓLNE
LOGO! to uniwersalny moduł logiczny produkcji firmy Siemens
i jest on programowalnym sterownikiem. Poprzez odpowiednie podanie sy-
gnału sterującego na wejścia I1, I2... zostają załączone zestyki przekazników
Q1, Q2,... (wyjścia). Załączeniem wyjść LOGO! steruje sterownik na pod-
stawie wpisanego programu i zadanych sygnałów wejściowych.
LOGO! zawiera:
" Sterownik programowalny,
" Elementy obsługi i wyświetlacz,
" Zasilacz,
" Gniazdo pamięci EEPROM i kabla PC,
" Gotowe do zastosowania funkcje sterownicze często wymagane
w praktyce, takie jak opóznienie załączenia i wyłączenia oraz prze-
kazniki impulsowe,
" Zegar czasu rzeczywistego,
" Wejścia i wyjścia zależne od typu.
1.4. FUNKCJE PODSTAWOWE (GF)
FUNKCJE PODSTAWOWE (GF)
Reprezentacja schematu ukła-
Funkcja Tablica logiczna (stanów)
du i w LOGO
I1 I2 I3 Q
0 0 0 0
0 0 1 0
AND (I)
0 1 0 0
I1
&
x = 1
0 1 1 0
Iloczyn
I2 Q
1 0 0 0
logiczny
1 0 1 0
I3
1 1 0 0
1 1 1 1
I1 I2 I3 Q
0 0 0 0
0 0 1 1
OR (LUB)
0 1 0 1
0 1 1 1 x = 0
Suma
I1
e"1 1 0 0 1
logiczna
I2 Q 1 0 1 1
1 1 0 1
I3
1 1 1 1
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
11
Funkcje podstawowe c.d.
FUNKCJE PODSTAWOWE (GF)
Reprezentacja schematu ukła-
Funkcja Tablica logiczna (stanów)
du i w LOGO
NOT
I1 Q
1
x = 1
10
Negacja
I1 Q
01
(Inwerter)
I1 I2 Q
XOR
0 0 0
Różnica 0 1 1 x = 0
=1
I1
symetrycz-
Q
1 0 1
na
I2
1 1 0
I1 I2 I3 Q
0 0 0 1
NAND
(NOT 0 0 1 1
AND) 0 1 0 1
0 1 1 1 x = 1
I1
Negacja &
1 0 0 1
Iloczynu
1 0 1 1
I2 Q
logicznego
1 1 0 1
I3
1 1 1 0
I1 I2 I3 Q
0 0 0 1
NOR
0 0 1 0
(NOT OR)
0 1 0 0
I1
e"1
0 1 1 0 x = 0
Negacja
I2 Q
1 0 0 0
sumy
1 0 1 0
I3
logicznej
1 1 0 0
1 1 1 0
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
12
1.5. FUNKCJE SPECJALNE (SF)
FUNKCJE SPECJALNE (SF)
Reprezentacja schema- Reprezentacja
Funkcja
tyczna w LOGO
Trg
Opóznione załą-
Q
czenie
T
Trg
Opóznione wy-
R Q
łączenie
T
Trg
Przekaznik im-
R
Q
pulsowy
Par
(1)
No1
Zegar
No2 Q
sterujący
No3
R
S
RS
Przekaznik
S K1
R Q
zatrzaskowy
Par
(1)
K1
En
Generator
Q
impulsów
T
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
13
K1
R
Podtrzyma
Trg
ne
Trg K1
R Q
opóznienie
Q
T
załączenia
K1
Cnt Licznik zliczania zmian z 0 na 1
Maksymalna częstotliwość zliczania 5Hz
Dir = 0 Zliczanie w górę
R
Dir = 1 Zliczanie w dół
Licznik
Cnt
Q = 1 jeśli wartość wewnętrzna licznika jest
Q
dwukie-
większa lub równa od Par (Lim)
Dir +/-
runkowy
Par = 0 . . 9999; Lim = 0 . . 999999
Par
(2)
Rem:
off bez podtrzymania
on stan może być zapamiętany
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
R
i ustawienie MN=MI
Licznik
En
h
MN Pozostały czas
Q
godzin
MI=0 . . 9999 godz. Przedział czasu ob-
Ral
pracy
sługi prewencyjnej w [godz]
Par
(3)
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
Przekaz-
Trg
nik samo-
Trg
Q
kasujący /
Q
T
wyjście
T T
(3)
impulsowe
T nie upłynął
Fre Podawane impulsy, które są zliczane
SWę! - Poziom załączenia (suma impulsów)
Dekoder
SW! - Poziom wyłączenia (suma impul-
Poziomu
sów)
Fre
Q
(dekoder G_T = 00.05 . . 99.95 Przedział czasu zli-
Par czania impulsów podawane na Fre
częstotli-
(3) Jeśli czas G_T wynosi 1s, to parametr Ilość
wości)
określa częstotliwość sygnału wejściowego
w [[Hz]
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
14
OZNACZENIA:
Trg sygnał sterujący (0 lub 1)
R (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 WYSTPUJCY 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. Opóznione załączenie: on delay
ZACISKI OPIS
Wejście Trg Wyzwolenie startu do opóznionego 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
T T
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. Opóznione 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 (opóznione wyłączenie). Jeżeli wejście
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
15
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
R
Q
T T
1.6.3. Przekaznik impulsowy
Trg
R
Q
Par moż na go uż yć do załą czania
i w y łączania podtrzymania
Rem:
off bez podtrzymania
on stan może b yć za pa miętan y
Za każdym razem gdy stan wejścia Trg zmienia się z 0 na 1, stan wyjścia Q
zmienia się także. Reset przekaznika impulsowego do stanu początkowego
odbywa się poprzez wejście R. Po wyłączeniu zasilania lub resetowaniu,
przekaznik 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
Mo poniedziałek
Tu wtorek
We środa
Th czwartek
Fr piątek
Sa sobota
Mo..Fr każdy dzień od poniedziałku do piątku
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
16
Mo..Sa każdy dzień od poniedziałku do soboty
Mo..Su każdy dzień
Sa..Su sobota i niedziela
Blok B01 Krzywka nr 1
Dzień tygodnia
B01:No1
Day=Mo +
Godzina załączenia
On =06:00
Off=19:00
Godzina wyłączenia
Okno parametru dla krzywki No1.
No1..3 ustalają okresy załączenia wyjścia Q
ON
No1 OFF
10:00 15:00
ON
No2
OFF
9:00 18:00
No3
ON
OFF
8:00 16:00
Załącz Wyłącz
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 25C 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
17
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. Przekaznik zatrzaskowy
S
R
Q
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)
Q jest załączone gdy ustawione jest wejście S i pozostaje załą-
Wyjście Q
czone dopóki nie zostanie ustawione wejście R
1.6.6. Generator taktu (impulsów symetrycznych)
En
Q
T T T T
ZACISKI OPIS
Załączenie i wyłączenie generatora impulsów poprzez wejście
Wejście En
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
18
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 opóznienie załączenia
ZACISKI OPIS
Wejście Trg Wyzwalacz wystartowania czasu T
Reset czasu opóznienia załączenia i ustawienie wyjścia Q na 0
Wejście R
(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
R
Q
T T
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
Nastawa licznika
B03:Par
Lim=
Typ zabezpieczenia
000100h +
Podtrzymanie
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
19
Wejście jest ustawiane, jeśli wartość wewnętrzna licznika jest większa lub
równa Par lub Lim. W przypadku przepełnienia licznik zatrzymuje się.
Przebieg czasowy
R
Cnt
Dir
Par
0
Q
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
R
En
Ral
Q
MN=MI
MI=6h
Patrz
rysunek
niżej
OT
R
t 1h t 1h
OT
gdy t<30min gdy t>30min
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
20
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. Przekaznik samokasujący
ZACISKI OPIS
Wyzwalacz wystartowania czasu T, po którym prze-
Wejście Trg
kaznik się skasuje
Czas, po którym wyjście jest wyłączone (zmiana sta-
Parametr T
nu z 1 na 0)
Załącza się gdy ustawione jest wejście Trg i pozostaje
Wyjście Q
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
Q
7 5 6 4
Ilość
G_T
SWę! = 6 SW! = 4
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
21
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 x
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 pózniej podstawową pomocą przy porusza-
niu się w programie.
Obraz wyświetlacza LOGO!
Pokazuje, że podłączony Numer bloku jest
jest następny blok przydzielony przez
LOGO!
B01
B02
e"1
I2
Q1
Wejście Wyjście
x
Nie istnieje dalsze połączenie
Blok
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
22
1.9. CZTERY ZASADY PRZY PRACY Z LOGO!
ESC OK
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:
- !ę!! przesuwanie kursorem po blokach,
- OK wybór połączenia / bloku,
- ESC rezygnacja wykonanej operacji.
" Kiedy kursor ukazuje się w postaci stałego bloku, należy
wybrać zacisk / blok:
- ę!! 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
23
1.10. PRZEGLD MENU PROGRAMU
Tryb programowania
Menu Program
ESC
>Program . . >Edit Prg
PC/Card . . Clear Prg
OK
Start Set Clock
OK
ESC
Menu PC/Card
>PC!LOGO
LOGOCard
CardLOGO
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
24
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 przekazników LOGO!.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
25
2. POGRAMY
2.1. ZAACZENIE SILNIKA NA LEWE PRAWE OBROTY
2.1.1. Obwody siłowe
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
26
2.1.2. Obwody sterowania
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
27
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 ę! lub ! aby wybrać !SF , a potem OK aby po-
twierdzić wybór,
- Przycisnąć ę! 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 ę! 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 ę! lub ! blok B02 i po-
twierdzić przez OK ,
- Wcisnąć jeszcze raz OK , na wyświetlaczu pojawi się !Co , które
zatwierdzamy OK ,
- Wybrać przez ę! 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
28
2.1.4. Opis działania
Naciśnięcie S1 załączenie lewych obrotów rotora
Naciśnięcie S2 załączenie prawych obrotów rotora
Naciśnięcie S3 wyłączenie silnika
I1 lub I2
Załącz
B01, Q1
lub
B03, Q2
Wyłącz
I3
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 przekaznika 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!
S
B01
Zał. Lewe I1
R
Q1
B02 RS
Q2
e"1
Wyłącz I3
Lewo
x
S
B03
I2
Zał. prawe
R
Q2
B04 RS
Q1
e"1
Wyłącz I3
Prawo
x
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
29
2.2. PRZEACZNIK GWIAZDA TRÓJKT
2.2.1. Obwody siłowe
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
30
2.2.2. Obwody sterowania
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
31
2.2.3. Program w LOGO!
S
B02
Załącz I1
R
Q1
RS
Wyłącz I2
Zasilanie
Trg
B03
B01
I1
=1
R
Q2
I2
T
05.00 Gwiazda
s +
B04
Trg
Q3
T
00.50
Trójkąt
s +
2.2.4. Schemat ideowy układu w LOGO!Soft
S
B02
Załącz
I1
Q1
R
RS
I2
Wyłącz
Zasilanie
S
B02
I1
R
RS
I2
Trg
B03
B01
I1
=1
R
Q2
I2
T
05.00 Gwiazda
s +
Trg
B03
I1 B04
Trg
R
I2
Q3
T
T
05.00
Trójkąt
00.50
s +
s +
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
32
2.2.5. Opis działania
Naciśnięcie S1 załączenie przełącznika Y - "
Naciśnięcie S2 wyłączenie przełącznika Y - "
Zał. S1
I1
B02, Q1
B01, Q2
B03
B04, Q3
Wył. S2
I2
5,0 s na 0,5 s opóznienia
przełączenie Y-" załączenia "
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 przekaznika 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
33
3. STANOWISKO BADAWCZE
3.1. WYMIARY
300
700
PAYTA CZOAOWA
670
150
1300
3.2. SYMBOLE
Styk zwierny Załącz
Styk rozwierny Wyłącz
Styk rozwierny termobimetalu
3.3. OZNACZENIA
L1, L2, L3 Oznaczenia przewo- I1I6
Wejścia LOGO
dów fazowych
1, 3, 5 Wejścia Wyjścia LOGO
Q1Q6
2, 4, 6 Wyjścia K Stycznik
N Przewód neutralny A1, A2 Cewka stycznik
PE Przewód ochronny F2 Bezpiecznik instalacyjny
1U, 1V, 1W Wejścia silnika F3 Wyłącznik termobimeta-
lowy
2U, 2V, 2W Wyjścia silnika Przyciski
S1S4
F1 Wyłącznik różnicowoprądowy
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
34
3.4. PAYTA CZOAOWA
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
A1
A2
N
PE
K2
A1
A2
F3
1
2
1
2
3
4
3
4
5
6
5
6
1
2
1U
2U
3
4
1V
2V
5
6
1W
2W
L1
N
LOGO
K1
Q1
Q2
Q3
Q4
I1I2 I3 I4 I5 I6
1
N
1
N
1
N
1
N
0
1
0
1
2
2
N
N
2
A1
A2
F2
KG
S2
S4
F1
PE
S1
S3
N - N
N
L1 1
2
1
2
1
2
L2 3
4
3
4
3
4
L3 5
6
5
6
5
6
35
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 Ć 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
36
ĆWICZENIE NR II
BADANIE EASY
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
37
1. WIDOK EASY
1 2
3 4
5
6
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 przekaznik 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
38
zamiennik w układach sterowania przekaznikowo-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
2 wejścia analogowe
EASY 412-DC-R
8 cyfrowych, 4 przekazniki, 0..10V, typ RC z
24V DC max. 8 A zegarem czasu rze-
EASY 412-DC-RC
czywistego
Typ RC z zegarem
EASY 412-AC-R
8 cyfrowych, 4 przekazniki,
czasu rzeczywistego
230 V AC max. 8 A
EASY 412-AC-RC
3. INSTALACJA EASY
Instalację ,,easy należy wykonać w następującej kolejności:
1. 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.
2. Podłączenie napięcia zasilającego
,,Easy DC zabezpieczone jest przed zmianą biegunowości napięcia
zasilania.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
39
Żeby ,,easy działało, należy zapewnić prawidłową polaryzację na-
pięcia zasilania.
Zabezpieczyć obwód zasilania bezpiecznikiem (F1) o prądzie nomi-
nalnym co najmniej 1A (T).
3. 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.
+24VDC
24VDC
F1
S1 S2 S7
+24V 0V 0V I1 I2 I7
24 VDC WEJŚCIA CYFROWE
WYJŚCIA CYFROWE
1 2 1 2 1 2 1 2
F2 Q1 Q2 Q3 Q4
K1 K2 K3 K4
Schemat podłączenie sterownika EASY
Zakresy napięć dla sygnałów wejściowych:
Sygnał WYA : 0V...5V
Sygnał ZAA : 15V... 28,8V
Prądy wejściowe:
I1-I6: 3,3mA przy 24V
I7-I8: 2,2mA przy 24V
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
40
Podłączenie wejść analogowych.
Do wejść I7 i I8 można podłączyć również napięciowe sygnały ana-
logowe w zakresie 0V do 10V.
4. Podłączenie przewodów do wyjść
Do wyjść easy można podłączyć takie obciążenia jak np. świe-
tlówki. żarówki, styczniki, przekazniki lub silniki.
W przeciwieństwie do wejść obciążenia dołączone do wyjść mogą być za-
silane z różnych faz, w przypadku zasilania 230V AC.
4. FUNKCJE STEROWNIKA EASY
4.1. WYKAZ STYKÓW I PRZEKAyNIKÓW
Styk roz-
Styk
wierny
zwierny
Opis styku Zakres
Zacisk wejściowy I1..I8 - -
I
I
Przycisk kursora P1..P4 - -
P
P
Q Przekaznik wyjściowy Q1..Q4 x -
Q
Przekaznik pomocniczy
M1..M16 x -
M
M
(Marker znacznik)
Licznik C1..C8 x x
C
C
Przekaznik czasowy T1..T8 x x
T
T
Zegar sterujący 1.. 4 - x
Komparator analogowy A1..A8 - x
A
A
4.2. TYPY CEWEK
Funkcja (typ) cewki Opis
Q1 Cewka zwykła
Q1 Cewka bistabilna
SQ1 Cewka zatrzaskowa
RQ1 Cewka zwalniająca
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
Cewka
Parametry
41
Wyświetlenie zestawu parametrów poprzez punkt menu PARA-
METR :
+ możliwe - zablokowane
4.3. PRZEKAyNIK CZASOWY
00.00
Funkcja Bieżący czas
S
Jednostka czasu 30.00
Nastawa czasu 10ms100h
TRG T1
Nr przekaznika
Cewka wyzwalania
RES
+ Wskaznik dostępu
Cewka kasowania
OZNACZENIA:
T1 Styk przekaznika,
TT1 Cewka przekaznika,
RT1 Reset cewki przekaznika
Funkcje Opis
X Przekaznik z opóznionym załączeniem
?X Przekaznik z losowym czasem opóznionego załączenia
%
Przekaznik z opóznionym wyłączeniu
?% Przekaznik z losowym czasem opóznionego wyłączenia
Przekaznik impulsowy
Przekaznik migający
Jednostka czasu Opis Zakres Rozdzielczość
S Sekundy 00.00...99.99 10ms
M:S Minuty 00.00...99.59 1s
H:M Godziny 00.00...99.59 1min
4.3.1. PRZEKAyNIK CZASOWY O STAAYM LUB LOSOWO
ZMIENNYM CZASIE OPÓyNIONEGO PRZYCIGANIA
X ?X
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
42
TRG
RES
STYK
t t t
Przekaznik łączy styk po odliczeniu zadanego czasu zwłoki. Jeśli wybie-
rzemy funkcję przekaznika czasowego o zmiennym losowo czasie opóznio-
nego przyciągania to, easy" wybiera przypadkowy czas zwłoki (t) zawie-
rający się pomiędzy zerem i nastawionym czasem.
Zastosowanie:
" Przenośniki taśmociągowe załączane z opóznieniem,
" rozpoznawanie braku sygnału z czujnika w przypadku jego usterki,
" sterowanie rolet z przypadkową kolejnością załączania.
4.3.2. PRZEKAyNIK CZASOWY O STAAYM LUB LOSOWO
ZMIENNYM CZASIE OPÓyNIONEGO ODPADANIA
?
TRG
RES
STYK
t t
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
43
Przekaznik zamyka styk natychmiast po pobudzeniu, a odpada po odlicze-
niu czasu.
Jeśli wybierzemy funkcję przekaznika czasowego o zmiennym losowo cza-
sie opóznionego 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. PRZEKAyNIK CZASOWY, IMPULSOWY
TRG
RES
STYK
t t t
Przekaznik 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. PRZEKAyNIK CZASOWY, MIGAJCY
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
44
TRG
RES
STYK
t t t
Przekaznik na przemian zamyka i otwiera styk łączenia z częstotliwością
zależną od nastawy czasu.
1
Czestot. migania =
2 " czas nastawy
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
Nastawa progu Wartość bieżąca
0230
Cewka kierunku DIR
CNT C1
Nr licznika
Cewka licząca
RES
+
Wskaznik dostępu
Cewka kasowania
OZNACZENIA:
C1 Styk przekaznika,
CC1 Cewka licznika,
RC1 Reset cewki,
DC1 - Kierunek
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
45
Parametr Funkcja cewki Znaczenie
Kierunek zliczania:
DIR D DCx = 0 : liczenie wprzód
DCx = 1 : liczenie wstecz
CNT C Impuls Liczący
RES R Kasowanie
CCx
DCx
A BC D
RCx
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Cx
4.5. ZEGAR STERUJCY
Dni tygodnia od-do
MO
Czas 01:00 Nr zegara
1
ON --:-- A
Kanał (A, B, C, D)
Czas włączenia
OFF --:-- + Wskaznik dostępu
Czas wyłączenia
OZNACZENIA:
1 Styk zegara sterującego
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
46
Parametr Znaczenie Możliwe ustawienia
MO, DI, MI, DO, FR,
Dni tygodnia Poniedziałek do niedzieli
SA., SO
Godziny : Minuty
Czas włączenia 00 : 00 do 23 : 59, --:--
brak czasu łączenia przy --:--
Czas wyłącze- Godziny : Minuty
00 : 00 do 23 : 59, --:--
nia brak czasu łączenia przy --:--
4.6. KOMPARATOR ANALOGOWY
ANALOG
Wartość rzeczywista
Wejście I7 I7 8.0 V
A1
Warunek porównania
Nr komparatora
d"
I8 4.2 V
Wejście I8
+
Wskaznik dostępu
ANALOG
Wartość rzeczywista
Wejście I7/I8 I7 8.0 V
A1
Warunek porównania
Nr komparatora
e"
3.2
Wartość zadana
+ Wskaznik dostępu
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 przekazników Qx"
0 = cewka nie wzbudzona
1 = cewka wzbudzona
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
47
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
I1 Q1
01
10
Q1
I1
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
I1 I2 Styk Q1 Cewka Q1
0 0 0 0
1 0 0 0
0 1 0 1
1 1 0 1
1 0 1 0
0 1 1 1
1 1 1 1
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
48
S1 zwieramy na I1
S2 rozwieramy na I2
I1 I2 Q1
Q1
Samopodtrzymanie może być realizowane alternatywnie, z zachowaniem
kontroli przerwania przewodu na przekazniku zatrzaskującym z wykorzy-
staniem cewek zatrzaskującej i zwalniającej.
I1 SQ1
RQ1
I2
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 TRWAAY
Ażeby cewkę przekaznika 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
49
Tablica logiczna
... Q1
11
Q1
5.4. PRZYKAAD WYKORZYSTANIA PRZEKAyNIKA CZASO-
WEGO
ZAAOŻENIE
Wyjście Q1 załącza się po czasie 1,5 min., I1 wyzwala T2 , natomiast
I2 wyłącza Q1.
PROGRAMOWANIE PRZEKAyNIKA CZASOWEGO
f& Zastosowanie przekaznika 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.
f& Wybrać numer styku T2 i nacisnąć OK.
Wyświetlony zostanie zestaw parametrów przekaznika czasowego T2 .
Wstawić funkcję przekaznika.
I1 TT2
X
I2 RT2
01.50
M:S
Q1
T2
TRG T2
Zestaw
RES
parametrów
OK
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
50
5.5. PRZYKAAD WYKORZYSTANIA LICZNIKA
ZAAOŻENIE
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.
f& 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.
f& Wybrać styku C1 i nacisnąć OK.
Wyświetlony zostanie zestaw parametrów licznika C1 .
I1 CC1
0005
I3 DC1
DIR
I2 RC1
Q1
C1
CNT C1
Zestaw
RES
parametrów
OK
5.6. SAMOWYACZENIE STYCZNIKA
Przedstawiony układ programu ,,easy ma na celu wyłączenie stycznika
(Q1), która następuje po zadanym czasie. ,,I1 załącza przekaznik ,,Q1
a ,,S zatrzaskuje go. Po ustalonym czasie ,,T1 przekaznik ,,Q1 zostaje
rozłączony. Można też rozłączyć ,,Q1 nie czekając na upłynięcie czasu
,,T1 przez zacisk ,,I2
I1 SQ1
Q1 I2 RQ1
TT1
T1 RQ1
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
51
ĆWICZENIE NR III
BADANIE STYCZNIKA
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
52
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE
1.1. STYCZNIKI, ZASADA DZIAAANIA 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 DZIAAANIA
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
53
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
dzwigni 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
54
Oczywiście, nie w każdej konstrukcji stycznika spotykamy wszyst-
kie wymienione elementy konstrukcyjne. Przykładem tutaj może być kon-
strukcja stycznika przedstawiona na poniższym rysunku.
1
3
5
2
4
6
10
8
9
7
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
55
1.5. OZNACZENIA STYCZNIKA
SYMBOL OPIS SYMBOL OPIS
11
1 3 5
Zestyki pomocni-
Zestyki mocy
cze rozwierne
K1
K1
stycznika
stycznika
2 4 6 12
13
A1
Zestyki pomocni-
K1 Cewka stycznika cze zwierne stycz-
K1
nika
A2
14
1.6. PODSTAWOWY UKAAD ZE STYCZNIKIEM
L1
L2
L3
N 11
S1
12
1 3 5
13 13 13
K1
S2
K1 K1
2 4 6
14 14 14
A1
U V W N
K1
M PE
A2
M1
3 ~
Obwód Obwód
Obwód główny
sygnalizacji
sterowania
Układy styczników z podtrzymaniem stosuje się głównie do załączania sil-
ników, pieców akumulacyjnych oraz innych urządzeń typu załącz wyłącz.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
56
2. PROGRAM ĆWICZENIA
Uczelnia
LABORATORIUM
Aparatów Elektrycznych
Data
Grupa Rok akademicki
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
Imi
ę
i nazwisko
57
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
W
+ 1 3 5
A1
K1 K1
V
A2
2 4 6
-
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
U = var.
STA
A
EGO
ZASILACZ PR
DU
58
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] [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
1 3 5
+
A1
K1
K1
V
2 4 6
A2
-
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
U = var.
STA
A
EGO
ZASILACZ PR
DU
59
3.2.2. Tabela pomiarowa:
Up Uo
L.p.
[V] [V]
1.
2.
3.
ŚR
1.
2.
3.
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 &!. 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)
A
1 3 5
+
R
A1
mV K1 K1
A2
2 4 6
-
UWAGA! Podczas pomiarów należy zewrzeć zestyk główny stycznika.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
k nr 1
nr 2
Styczni
Stycznik
U = var.
STA
A
EGO
ZASILACZ PR
DU
60
3.3.2. Tabela pomiarowa
UIRK
L.p.
[mV] [A] [&!]
1.
2.
3.
RK1 ŚREDNIA
1.
2.
3.
RK2 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 M&! stycznik nie może być dalej
eksploatowany.
3.4.1. Tabela pomiarowa:
Zaciski megaomomierza R
L.p.
Zacisk nr 1 Zacisk nr 2 [M&!]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
4. WNIOSKI I SPOSTRZERZENIA
5. WYKRESY
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
Nr 2
Nr 1
Stycznik
Stycznik
61
6. OSCYLOGRAMY
Górny (Cewka): 50V/dz
Podstawa czasu: 0,1s/dz
Dolny(Zestyk toru głównego): 20V/dz
Załączenie i wyłączenie stycznika bez diody gaszącej
Górny (Cewka): 10V/dz
Podstawa czasu: 0,1s/dz
Dolny (Zestyk toru głównego): 10V/dz
Załączenie i wyłączenie stycznika z diodą gaszącą
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
62
ĆWICZENIE NR IV
BADANIE PRZEKAyNIKA PÓA-
PRZEWODNIKOWEGO
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
63
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE
1.1. PRZEZNACZENIE PRZEKAyNIKÓW PÓAPRZEWODNIKO-
WYCH ZMIENNOPRDOWYCH (PPZ)
Przekazniki 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 zródła do odbiorni-
ka w funkcji impulsowego sygnału sterującego.
1.2. OPIS KONSTRUKCJI I ZASADY DZIAAANIA
US Dioda LED się świeci
t
UP
t
Moment załączenia
U12 5V
PPZ w zerze napięcia
t
1V
t0W
t0Z
IP
t
Moment wyłączenia
PPZ w zerze prze-
wodzącego prądu
US - napięcie sterownicze, Up - napięcie zasilające, U12 - napięcie na zaciskach
przekaznika, Ip - prąd przewodzony przez przekaznik
Przekazniki 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
64
obwodów stałoprądowych, gdyż nie można w nich wyłączyć tyrystora bez
zmniejszenia do zera przewodzonego prądu. Elementem sterującym w tym
przekazniku jest dioda LED emitująca światło podczerwone i oświetlająca
nim poprzez soczewkę z transparentnej żywicy silikonowej dwa fototyry-
story TF1 i TF2. 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 T1 zwiera bramkę TF1 z katodą. T1 prze-
wodzi dlatego, gdyż jest spolaryzowany poprzez rezystor RB1 dodatnią po-
łówką napięcia przełączonego. Gdy wartość chwilowa przełączanego na-
pięcia zmiennego doprowadzonego do zacisków wyjściowych 1 i 2 prze-
kaznika zmaleje w czasie okresu i osiągnie wartość bliską zeru, to wtedy
tranzystor T1 zostanie spolaryzowany zaporowo (zatkany), a fototyrystor
zacznie przewodzić. Przekaznik półprzewodnikowy zmiennoprądowy PPZ
zostaje, w ten sposób załączony w zerze napięcia przełączającego (ang. ze-
ro crossing turn on).
(1)
ZOBC
T2
RB1
TF1
D1
RC2 RB2
~
RC1
TF2
220V
T1
50Hz
(2)
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 TF2 będzie identyczny. Z chwilą zakończenia świece-
nia diody LED przekaznik przewodzi nadal, aż do momentu najbliższego
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
STEROWANIE
65
zaniku do zera wartości prądu przewodzonego przez jeden z fototyrysto-
rów. Przekaznik 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 RB oraz tranzystorów T1 i T2.
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.
ANODA
T2
CR
D
T1
BRAMKA
KATODA
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
66
UKAADY ZABEZPIECZEC PPZ
PP prądu zmiennego z
triakami lub tyrystorami
ZOBC
AC
R1 R2
W
~
C1 C2
220V
50Hz
Zabezpieczenie przed Zabezpieczenie Zabezpieczenie przed
nadmiernym napięciem na przed przepięciami
stykach PPZ przypadkowym dostającymi się od
załączeniem się strony sieci (odgromnik
PPZ i układ RC)
1.3. ZALEŻNOŚCI OPISUJCE PODSTAWOWE FUNKCJE
PRZEKAyNIKA PÓAPRZEWODNIKOWEGO ZMIENNO-
PRDOWEGO
Uobc = 0 dla Us < 3 Iobc = Ipmax dla Us e" 3V
Uobc = U0max dla Us e" 3V Pobc = 0 dla Us < 3V
Iobc = 0 dla Us < 3V Pobc = Ppmax dla Us e" 3V
Uobc - napięcie na odbiorniku,
Iobc - prąd w obwodzie odbiornika,
Pobc - moc dostarczana do odbiornika,
Us - napięcie sterowania.
1.4. PARAMETRY TECHNICZNE PPZ ZASTOSOWANEGO
W ĆWICZENIU
WEJŚCIOWY OBWÓD STERUJCY
" zakres napięć wejściowych [VDC]332
" min. napięcie wyłączenia [VDC]1
" min. prąd wyłączenia [mADC]0.4
" rezystancja wejściowa [&!]9001100
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
67
OBWÓD WYJŚCIOWY
" zakres napięcia zasilającego [Vr.m.s.] 24280
" prąd wyjściowy [Ar.m.s.]0.0510
" wartość prądu w stanie blokowania [mAr.m.s.]59
" przesterowanie prądowe (wartość chwilowa) [Apeak] 100
" wartość napięcia zadziałania [Vpeak]1.85
DANE OGÓLNE
" maksymalna wartość czasu włączania [ms] 9.5
" maksymalna wartość czasu wyłączania [ms] 9.5
" częstotliwość pracy [Hz] 4763
" temperatura pracy [C] -20 +80
1.5. CHARAKTERYSTYKI PODAWANE PRZEZ PRODUCENTA
Z RADIATOREM
BEZ RADIATORA
1C/V
VR.M.S
M
12
O
C
10
8
T
R
6
A
C
4
O
N
2
A
0 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 70 80
Prąd wyjścia [AR.M.S.] Temperatura otoczenia [C]
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
68
1.6. SCHEMAT UKAADU POMIAROWEGO
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
69
Do układu dołączony jest oscyloskop dwukanałowy pokazujący przebieg
napięcia i prądu.
Wyjście przekaznika półprzewodnikowego obciążone jest dwoma impe-
dancjami:
" Opornica suwakowa pozwalająca zmianę prądu obciążenia,
" Impedancja (Z = 22&!) zapewniająca przepływ prądu 10A, przy
ZOBC = 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.
ZAE PODACZENIE GROZI PORAŻENIEM PRDEM!
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
70
2. PROGRAM ĆWICZENIA
Uczelnia
LABORATORIUM
Aparatów Elektrycznych
Data
Grupa Rok akademicki
Zespół Ocena
Temat Badanie przekaznika półprzewodnikowego
1. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania
przekaznika półprzewodnikowego, wyznaczenie podstawowych parame-
trów pracy i porównanie ich z przekaznikami elektromechanicznymi.
2. DANE ZAMIONOWE
Przed rozpoczęciem ćwiczenia należy zapoznać się z charakterystycz-
nymi danymi przekaznika 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 10220V. Należy odczytać
napięcie załączenia (US ZAA) przy wzroście napięcia sterowania i napięcie
wyłączenie (US WYA) przy jego obniżeniu.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
Imi
ę
i nazwisko
71
Tabela pomiarowa
UP = .... IP = ....
US ZAA US WYA
Lp
[V] [V]
1
2
3
Wartość średnia
3.2. Pomiar wpływu wartości napięcia obciążenia na wielkość
napięcia sterowania
3.2.1. Tabela Pomiarowa
UP = var ZOBC = const.
US UPPZ 1 UPPZ 2
Lp
[V] [V] [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
UP = const. ZOBC = var
US UPPZ 1 UPPZ 2
Lp
[V] [V] [V]
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
72
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
przekaznik półprzewodnikowy następujące przebiegi:
" napięcia obciążenia,
" napięcie przekaznika półprzewodnikowego
" prądu obciążenia.
4. UWAGI I WNIOSKI
Po wykonaniu ćwiczenia dokonać analizy i porównania przekaznika
półprzewodnikowego z tradycyjnym przekaznikiem wyszczególniając wa-
dy i zalety
5. WYKRESY
Na podstawie odczytanych wielkości z miernika cyfrowego stanowi-
ska pomiarowego UPPZ 1 (po stronie pierwotnej) oraz UPPZ 2 (po stronie
wtórnej) wykreślić charakterystykę UPPZ 1 = f(UPPZ 2) oraz US = f(UPPZ 2)
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
73
6. OSCYLOGRAMY
PRD
NAPICIE
POSTAWA CZASU 20ms/dz
Wyłączenie tyrystora. Prąd i napięcie obciążenia.
PRD
NAPICIE
POSTAWA CZASU 20ms/dz
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
74
Załączenie tyrystora. Prąd i napięcie obciążenia.
ZAACZENIE WYACZENIE
POSTAWA CZASU 20ms/dz
Napięcie na zaciskach tyrystora.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
75
ĆWICZENIE NR V
BADANIE BEZSTYKOWEGO
REGULATORA NAPICIA TYPU
BRN-3a
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
76
1. WIADOMOŚCI TEORETYCZNE
1.1. PRDNICA BOCZNIKOWA PRDU STAAEGO
Podstawowym zródłem 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.
+
1
1
+
ZP +
2
2
1
1
1 2
G
1 2
G ZP w
2
2
ZP -
1
1
Rrw
-
2
2
-
Schemat podłączenia regulatora napię-
Schemat połączeń prądnicy bocz-
cia BRN-3a do układu prądnicy.
nikowej.
UWAGA!
W PRZYPADKU BRAKU BRN-3A NALEŻY ZEWRZEĆ ZACI-
SKI ZP W ORAZ ZP -
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
-
w +
BRN-3a
OBCI
Ż
ENIE
OBCI
Ż
ENIE
77
U U = f (I); n = const. U U = f (I); n = const.
U0 U0
I I
0 IZ IN IMAX 0
Prądnica pracuje z odłączonym re- Prądnica pracuje z dołączonym re-
gulatorem napięcia BRN-3a. gulatorem napięcia BRN-3a.
1.2. BUDOWA REGULATORA NAPICIA
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
78
1.3. ZASADA EKSPLOATACJI REGULATORA NAPICIA
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.
8
Schemat blokowy regulato-
ra napięcia BRN-3a
7
Opis części składowych
6 rysunku:
1. Prądnica
2. Człon startowy 3
5
3. Człon wykonawczy
4. Wzmacniacze koń-
cowe
4
5. Przerzutnik Schmitta
6. Wzmacniacz wstępny
12
7. Zasilacz stabilizowa-
3
ny
8. Człon pomiarowy
2
1
-
+
W celu zapewnienia prawidłowej pracy regulatora napięcia należy
w zależności od warunków eksploatacji, co najmniej raz na dwa lata prze-
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
79
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 ą3%
" działanie układu zabezpieczenia nadnapięciowego, wartość napięcia
prądnicy w momencie załączenia dodatkowego tyrystora TY3 po-
winna wynosić 120V ą5V. Ponadto przekaznik nadnapięciowy po-
winien zadziałać przy napięciu prądnicy 130V ą5V,
" działanie przekaznika rozruchowego, powinien działać w zakresie
napięcia prądnicy od 35 do 50V.
1.4. ZASADA DZIAAANIA REGULATORA NAPICIA
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
80
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
81
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 NAPICIA
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 NAPI-
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 przekaznika 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 przekaznika
PR, którego styki przerywają obwód zasilania bramki tyrystora TY1.
Z chwilą, gdy napięcie prądnicy osiągnie wartość Uną3% 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
82
1.7. PRACA AWARYJNA REGULATORA NAPICIA
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 NAPICIA
" typ regulatora BRN-3a
" znamionowe napięcie pracy 110V
" maksymalny prąd wzbudzenia prądnicy 4.5A
" dokładność regulacji napięcia ą2.5V
" rodzaj pracy ciągła C
" znamionowe napięcie izolacji 250V
" zakres temperatur otoczenia 238K 328K (-35C +58C)
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
83
2.2. STANOWISKO POMIAROWE
2.2.1. Obwody główne
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
84
2.2.2. Obwody sterowania i sygnalizacji
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
85
3. PROGRAM ĆWICZENIA
Uczelnia
LABORATORIUM
Aparatów Elektrycznych
Data
Grupa Rok akademicki
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 PRZRZDÓW
" 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
Imi
ę
i nazwisko
86
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 IW, co można zaobserwować na amperomierzu.
Wcześniej zostały podane wartości napięcia, przy których ma odpo-
wiednio pracować przekaznik PR.
Po dokonaniu powyżej wymienionych czynności grupa pomiarowa
może rozpocząć ćwiczenie.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
87
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
U0=f(Iw).
Tabela pomiarowa
Prąd wzbudzenia Napięcie twornika
Lp.
IW [A] U0 [V]
4.3. Wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej prądnicy
4.3.1. U0=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.
I0 [A] U0 [V]
4.3.2. U0=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
88
Tabela pomiarowa
Prąd obciążenia Napięcie twornika
Lp.
I0 [A] U0 [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
89
ĆWICZENIE NR VI
BADANIE SKUTECZNOŚCI ZE-
ROWANIA
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
90
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 Iz 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 Iz 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 r d" 5&!.
" 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
91
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 :
UF
ZDOP =
IW
gdzie :
Z DOP - dopuszczalna impedancja pętli zwarcia w [&!],
U F - napięcie fazowe sieci zasilającej w [V],
I W - prąd dostatecznie szybkiego wyłączenia w [A]:
IW = k " IN
Wartość współczynnika k oraz określenie prądu IN zostały podane
w tabeli 1. Maksymalne dopuszczalne czasy zadziałania zabezpieczeń pod-
czas zwarcia przedstawia tabela 2.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
92
Tabela 1.
Lp Urządzenie samoczynne odłączające zasilanie k IN
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
Prąd znamio-
3. Instalacyjny z wkładką topikową o działaniu szybko-
nowy wkładki
1. zwłocznym
bezpieczni-
a. na prąd znamionowy do 50A 4,5
kowej
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 nastaw-
czy wyzwala-
Wyłącznik zgodnie z normą PN/E-06150 wyposażony w
2. 1,2 cza lub prze-
wyzwalacze lub przekazniki bezzwłoczne
kaznika 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
Prąd znamio-
c. na prąd znamionowy od 32 do 63A 4,5
3. nowy wyłącz-
2. Typ U:
nika
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
Wyzwalający
4. Wyłącznik przeciwporażeniowy różnicowoprądowy 1,2 prąd różnico-
wy
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
93
Tabela 2.
Lp Napięcie pomiędzy Maksymalny czas odłączenia napięcia Ts w s
przewodem skraj-
nym a ziemią w [V] Warunki środowiskowe Warunki środowiskowe
*) **)
1 2
1. 120 0,8 0,4
2. 235 0,4 0,2
3. 400 0,2 0,1
4. 580 0,1 0,1
*) Warunki środowiskowe 1 są to warunki, w których rezystancja ciała ludzkie-
go w stosunku do ziemi wynosi co najmniej 1000&!.
**) Warunki środowiskowe 2 są to warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego
w stosunku do ziemi wynosi mniej niż 1000&!.
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 Uf
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 Z R WYP i będzie
ono znacznie mniejsze od napięcia fazowego ( U < U f ).
Rezystancja każdego z dodatkowych uziemień roboczych nie może
przekraczać 30&!. Natomiast wypadkowa wartość rezystancji wszystkich
uziemień roboczych sieci nie powinna przekraczać 5&! oraz wartości obli-
czonej ze wzoru :
65
R =
WYP
IZZ
gdzie :
R WYP - wartość rezystancji wypadkowej w sieci ,
I ZZ - prąd zwarcia doziemnego w sieci po stronie górnego na-
pięcia transformatora w [A].
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
94
Rys.2. Przypadek zerowania tylko
Rys.3. Przypadek zerowania
z jednym uziemieniem robo- z dwoma uziemieniami robo-
czym dodatkowym i przerwą
czymi dodatkowymi i prze-
przewodu ochronnoneutralne- rwa przewodu ochronnoneu-
go.
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 zródła 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 zródła prądu przemiennego o obniżonym
napięciu, np. 24 V. Pomocnicze zródło 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 1A d" I d" 20A ,
" wielkoprądowe I > 50A .
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
95
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 050 &!,
" wartość pierwszej działki 0.1 &!,
" środkowa wartość podziałki 1.5 &!,
" 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
96
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 (U0)
z napięciem między tymi punktami przy obciążeniu niewielką rezystancją
pomiarową (RP) (stan sztucznego zwarcia ) (U1).
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 (RZ), 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 U0 i U1 oraz oporami RZ i RP (opór
opornika pomiarowego) ilustruje wyrażenie :
U0 - U1
R = R
Z P
U1
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 +20C.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
97
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 187242V 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 10C zmiany temperatury od 20C .
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 1060 - a jego wartość rośnie wraz ze zbliżaniem miejsca pomiaru do
transformatora zasilającego sieć; w pętlach o oporze większym od 0.5&! kąt
fazowy praktycznie nie przekracza 40. Skorygowany wynik pomiaru WK
obliczony jako iloczyn wskazania miernika W przez współczynnik k.
WK = W " k
Aączny uchyb pomiaru (") oporu pętli zwarciowej jest sumą geome-
tryczną uchybu wzorcowania ("W), wpływu napięcia ("U), wpływu tempe-
ratury ("T), wpływu składowej stałej ("S) napięcia, uchybu doboru współ-
czynnika k ("K) i wyraża się wzorem:
" = "2 + "2 + "2 + "2 + "2
W U T S K
Bardzo zbliżone wartości dla " otrzymujemy stosując zależność uproszczo-
ną:
" = 0.7 " ( "W + "U + "T + "S + "K )
Uchyb łączny dla pomiarów laboratoryjnych jest wartością stałą:
" = const. = 0,052 &!
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
98
Tabela 3
KT FAZOWY PTLI ZWARCIA
100 200 600
Odbiornik równoległy
0,2 1 1 1 1 1 1 0,97 0,97 0,97
0,5 1 1 1 1 1 1 0,91 0,91 0,91
1 1 1 1 1 1 1 0,85 0,85 0,85
10 1 1,01 1,01 1 1 1 0,69 0,69 0,69
0,2 1 1 1 1 1 1 0,96 0,98 0,97
0,5 1 1 1,02 1 1 1,02 0,91 0,92 0,92
1 1 1,01 1,04 1 1,01 1,05 0,85 0,86 0,89
10 1 1,14 1,62 1 1,07 1,66 0,69 0,79 1,11
0,2 1 1,01 1,08 1 1,01 1,11 0,97 0,97 1,01
0,5 1 1,06 1,26 1 1,06 1,28 0,91 0,96 1,10
1 1 1,12 1,69 1 1,13 1,75 0,86 0,93 1,47
10 Pętla bez praktycznego znaczenia
Przykład obliczenia uchybu łącznego.
Pomiaru dokonano w pobliżu transformatora przy napięciu sieci
230V, w temperaturze otoczenia +10C, 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 = 0,8, odbiorniki znajdują w po-
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
.
.
.
W po
ł
owie odleg
ł
o
ś
ci.
W po
ł
owie odleg
ł
o
ś
ci.
W po
ł
o-wie odleg
ł
o
ś
ci
W pobli
ż
u trans-form.
W pobli
ż
u trans-form.
W pobli
ż
u trans-form.
W pobli
ż
u miejsca pom
W pobli
ż
u miejsca pom
W pobli
ż
u miejsca pom
ma
ł
a
Pomijalnie
MOC ODBIORNIKA RÓWNOLEG
A
EGO
25000 VA
2500 VA
cos
= 0.8
cos
= 0.8
Wskazanie [
&!
Wskazanie [
&!
Wskazanie [
&!
]
99
bliżu miejsca pomiaru, wskazanie miernika było 0,5&!, przyjęto kąt fazowy
pętli zwarcia 60. Współczynnik k = 0,92 dla podanych wyżej parametrów
odczytano z tablicy 4 - skorygowany wynik pomiaru :
WK = 0,5 " 0,92 = 0,46&!
"W - uchyb wzorcowania 1mm 0,025&!
"U - wpływ napięcia 0.7mm 0,017&!
"T - wpływ temperatury 1.4mm 0,042&!
"S - wpływ składowej stałej 0.3mm 0,008&!
"K - uchyb doboru współczynnika K 0% 0,000&!
Uchyb łączny:
" = 0,0252 + 0,0172 + 0,0422 + 0,0082 + 0,0002 = 0,052&!
wg zależności uproszczonej:
" = 0,7 " (0,025+ 0,017 + 0,042 + 0,008 + 0,000) = 0,064&!
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 tan cja pętli zwarcia
= cos(ką ta fazowego pętli)
impedancja pętli zwarcia
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 [&!]
Urządzenie elektroenerge-
Urządzenie elektroenerge-
tyczne przemysłowe i miesz-
tyczne na plecach budów
kaniowe
Lp
Bezpiecznik Bezpiecznik Bezpiecznik Bezpiecznik
z wkładką z wkładką z wkładką z wkładką
o działaniu o działaniu o działaniu o działaniu
szybkim zwłocznym szybkim zwłocznym
1 2 3456
1 6 14,66 10,48 7,82 5,58
2 10 8,80 6,28 4,69 3,35
3 16 5,50 3,53 2,93 2,10
4 20 4,40 3,14 2,34 1,62
5 25 3,52 2,51 1,88 1,34
6 32 2,75 1,96 1,46 1,05
7 35 2,51 1,80 1,34 0,96
8 40 2,20 1,57 1,18 0,84
9 50 1,76 1,26 0,94 0,67
10 63 1,40 1,00 0,74 0,53
11 80 1,10 0,79 0,59 0,42
12 100 0,88 0,63 0,47 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 ZMAX = 2,10 &!.
Wynik pomiaru rezystancji miernikiem MOZ (0,46ą0,052) &!
P 6000
Kąt fazowy pętli cos = = = 0,568
3 " U " I 3" 220 "16
R 0,48 ą 0,052
Z = = = 0,845 ą 0,0915
Impedancja pętli zwarcia
cos 0,568
Skuteczność zerowania jest zgodna z przepisami, bo :
(0,845ą0,0915) &! < 2,10 &!
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
kowego [A]
bezpiecznika topi-
Pr
ą
d znamionowy
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 ą 14) m&! - 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
Rys.5. Pomiar rezystancji zwarciowej
w gniezdzie sieciowym bez koł- w gniezdzie sieciowym z koł-
ka ochronnego.
kiem ochronnym.
Rys.6. Pomiar rezystancji zwarciowej Rys.7. Pomiar rezystancji zwarciowej
w gniezdzie sieciowym 3 bie- między częścią wiodącą prądu
gunowym a zestykiem ochron- a obudową urządzenia elek-
nym. trycznego.
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
102
Rys.8. Pomiar rezystancji zwarciowej
Rys.9. Pomiar rezystancji zwarciowej
obrabiarki.
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 póz-
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 Dopuszczalna max. impedancja pętli
szybkim zwarcia
Oświetlenie 10 A
8,80 &!
Gniazda jednofazowe 16 A
5,50 &!
Gniazda siłowe 16 A
5,50 &!
20 A
4,40 &!
Zasilanie 20 A
4,40 &!
Tabela pomiarowa
Obiekt W Wk cos Z ZMAX
Odległość pomiaru z/n
pomiaru [&!] [&!] [] [&!] [&!]
W pobliżu transform
W połowie odległości
Silnik
W pobliżu miejsc pom
Gniazdo W pobliżu transform
jednofa- W połowie odległości
zowe W pobliżu miejsc pom
W pobliżu transform
Gniazdo
W połowie odległości
siłowe
W pobliżu miejsc pom
W pobliżu transform
Oświe-
W połowie odległości
tlenie
W pobliżu miejsc pom
W wskazanie rezystancja pętli zwarcia
Wk skorygowana rezystancja pętli zwarcia (+/- uchyb łączny równy
0,052 &!)
cos kąt fazowy pętli
Z impedancja pętli zwarcia
ZMAX 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..................................
PROTOKÓA 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:
......................................... .........................................
......................................... .........................................
......................................... .........................................
IB k IW IZ Opinia Uwagi
Lp Badane urządzenie
[A] [-] [A] [A]
1 2 3 4 5 6 7 8
1. Gniazdo wtykowe 1faz. 10 2,5 25 176 skuteczna
2. Gniazdo wtykowe 1faz. 10 2,5 25 176 skuteczna
3. Komputer 10 2,5 25 117 skuteczna
4. Gniazdo wtykowe 3faz. 16 2,5 40 168 skuteczna
5. Sprężarka 16 2,5 40 126 skuteczna
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
106
Schemat obiektu
5
3
4
1
2
3
Laboratorium Aparatów Elektrycznych @KEMOR
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
INSTALACJE ELEKTRYCZNE skrypt PG 2004Labolatoria Bloki Elektronicznych Mierników Analogowychelektrotechnika skryptwięcej podobnych podstron