WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
im. Jarosława Dąbrowskiego
ZAKA
AD AWIONIKI I UZBROJENIA LOTNICZEGO
Przedmiot:
PODSTAWY AUTOMATYKI I AUTOMATYZACJI
ĆWICZENIE LABORATORYJNE Nr 6
Badanie dynamicznych charakterystyk aparatury komutacyjnej
Warszawa 2013
1
BADANIE DYNAMICZNYCH CHARAKTERYSTYK APARATURY
KOMUTACYJNEJ
1.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE
Aparatura komutacyjna służy do sterowania obwodami elektrycznymi. Sterowanie to polega na
zamykaniu, otwieraniu i przełączaniu obwodów elektrycznych. Można wyróżnić trzy główne grupy
aparatury komutacyjnej:
1. Aparaturę sterowaną manualnie (ręcznie): wyłączniki, przełączniki i przyciski.
2. Aparaturę sterowaną elektromagnetycznie: przekaz
niki i styczniki.
3. Aparaturę sterowaną elementami mechanicznymi (podwoziem, klapami podskrzydłowymi itp.):
mikrowyłączniki i wyłączniki krańcowe.
Cechą charakterystyczną aparatury sterowanej elektromagnetycznie jest posiadanie dwóch
podstawowych zespołów:
 elektromagnesu (stanowiącego zespół napędowy); oraz
 układu zestyków (stanowiących zespół wykonawczy).
Elektromagnetyczne urządzenia komutacyjne przystosowane do sterowania prądami do 20[A],
przyjęto nazywać przekaz
nikami, zaś urządzenia komutacyjne przystosowane do sterowania prądami
powyżej 20[A], przyjęto nazywać stycznikami.
1.1.1. Przekaz
nik ze zworą uchylną
Na rysunku 1.1 przedstawiono podstawowe elementy przekaz
nika. W celu wyjaśnienia działania
przekaz
nika należy prześledzić siły działające na zworę:
 siłę przyciągania zwory Fe, to jest siłę nośną elektromagnesu;
 siłę sprężyny powrotnej Fsp odciągającą zworę od rdzenia;
 siłę sprężyny stykowej (zderzakowej) Fss, także odciągającą zworę od rdzenia.
Oznaczenia:
7 6 5 4
1 - rdzeń elektromagnesu;
0
2 - jarzmo;
NZ 3 - sprężyna powrotna;
4 - zwora;
NR
3
5 - izolacja;
6 - sprężyna stykowa (zderzakowa);
+ Ue
7 - styk ruchomy;
d�
Le
8 - szczelina powietrzna;
NZ - styk normalnie zwarty;
- Ue
NR- styk normalnie rozwarty;
Ie
Ie - prąd elektromagnesu;
1 2
Ue - napięcie zasilania elektromagnesu.
Rys 1.1. Uproszczony rysunek przekaz
nika ze zworą uchylną
Działanie przekaz
nika w ujęciu statycznym
Na rysunku 1.2 przedstawiono charakterystyki statyczne przekaz
nika.
Siły te należy rozpatrywać, jako siły sprowadzone do jednej osi działania. Występujące siły zależą
od szczeliny d�. Aby nastąpił ruch zwory, siła przyciągania zwory, dla każdej wartości szczeliny d�, musi
być większa od sił odciągających zworę. Po przyłożeniu napięcia Ue do zacisków cewki
elektromagnesu płynie prąd, pod wpływem którego wytwarzany jest strumień magnetyczny
powodujący powstanie siły przyciągającej zworę Fe(d�)-1. Wartość tej siły jest większa od siły sprężyny
powrotnej Fsp(d�), co wprawia zworę w ruch.
Na skutek tego ruchu szczelina d� maleje. Po osiągnięciu przez szczelinę wartości d�zs następuje
zwarcie styków przekaz
nika. Od tego momentu, do siły sprężyny powrotnej Fsp(d�), dodaje się siła
sprężyny stykowej Fss(d�). Zwora nadal jest przyciągana, aż do osiągnięcia szczeliny minimalnej d�MIN.
Rozwarcie styków przekaz
nika następuje w sytuacji, gdy napięcie zasilania spadnie do wartości
przy której siła przyciągania elektromagnesu będzie mniejsza od sił odciągających zworę Fe(d�) 2.
2
Oznaczenia:
Fm - siła mechaniczna;
Fm , Fe
Fe - siła elektromechaniczna;
Fe(d�)- 1
d� - szczelina powietrzna;
d�ZS - szczelina powietrzna w momencie
zwierania styków;
Fsp+ss(d�) Fss(d�)
FSP(d�) - charakterystyka mechaniczna sprężyny
powrotnej;
Fsp(d�)
FSS(d�) - charakterystyka mechaniczna sprężyny
stykowej;
Fe(d�)- 2
FSP+SS(d�)- sumaryczna charakterystyka mechaniczna
obu sprężyn;
Fe(d�)-1 - charakterystyka elektromechaniczna
(dla prądu zadziałania);
d�MIN d�ZS d�MAXd� Fe(d�)-2 - charakterystyka elektromechaniczna
(dla prądu zwalniania).
Rys. 1.2. Przykładowe charakterystyki statyczne przekaz
nika
Układ zasilania cewek stycznika i przekaz
nika
W przypadku zasilania cewek stycznika lub przekaz
nika poprzez styki wyłącznika, w czasie
włączania wyłącznika, następuje odbijanie jego styków. W związku z tym przebieg prądu cewki jest
 przerywany . W tym celu, dla uzyskania lepszych walorów dydaktycznych, wykonano układ zasilania
cewek, który umożliwia podanie na jej zaciski napięcia narastającego skokowo. Schemat układu
przedstawia rysunek 1.3.
Uzas
Uład
Uzas S 0
formowania
1
napięcia
S - wyłącznik.
K
V
K - stycznik lub przekaz
nik.
V - dioda rozładowcza.
Rys. 1.3. Schemat układu zasilania cewek stycznika lub przekaz
nika
Działanie przekaz
nika w ujęciu dynamicznym
Analiza charakterystyk dynamicznych przekaz
nika oparto na zarejestrowanych zmianach prądu
cewki przekaz
nika przy skokowym przyłączeniu i odłączeniu napięcia od jej zacisków.
Skokowe podanie napięcia na cewkę przekaz
nika
Przebieg prądu cewki przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia na jej zaciski, przedstawiono
na rysunku 1.4.
Ue
t
t0
Zwarcie styków
Ie
Styki
Ruch zwory Ieust
rozwarte
Styki zwarte
truszania
t
t0 t1 t3
t2
Rys. 1.4. Przebieg prądu cewki przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia na jej zaciski
Cewka przekaz
nika posiada określoną indukcyjność Le. Indukcyjność ta zmienia się, gdy
następuje zmiana szczeliny d�, gdyż wraz ze zmianą szczeliny, następuje zmiana przenikalności
magnetycznej m�.
Zmiana indukcyjności pociąga za sobą zmianę reaktancji indukcyjnej XL, a tym samym impedancji
uzwojenia cewki Ze. Przy skokowym podaniu na uzwojenie cewki napięcia Ue w chwili t0, zaczyna
3
narastać prąd, a tym samym siła przyciągania zwory przekaz
nika. W chwili t1 następuje ruch zwory. W
czasie t2 następuje zwarcie styków przekaz
nika i po krótkim czasie położenie zwory ustala się przy
d�MIN. W przedziale czasu od t1 do t3 prąd maleje, gdyż rośnie impedancja cewki oraz w uzwojeniach
cewki indukuje się napięcie Ui, które jest skierowane przeciwnie do napięcia zasilania.
Wartość i zwrot napięcia indukowanego Ui zależy od ilości zwojów cewki z oraz wartości i znaku
pochodnej df�/dt. W przypadku, gdy następuje malenie szczeliny, wartość strumienia rośnie a
pochodna df�/dt posiada znak dodatni.
df�
df� Ue -� Ui Ue -� z dt
Ui =� -�z , Ie(�t)� =� =� .
dt Ze(�t)� Ze(�t)�
Po ustaniu ruchu zwory, od chwili t3 następuje ponowny wzrost prądu elektromagnesu, aż do jego
ustalenia.
Odłączenie napięcia od cewki przekaz
nika
Jeżeli cewka przekaz
nika jest zasilana poprzez styki wyłącznika, to w chwili jego wyłączenia, na
zaciskach cewki występują duże przepięcia. Aby zaobserwować poszczególne fazy pracy
przekaz
nika, równolegle do jego cewki przyłączono diodę V (rozładowczą). Po skokowym odłączeniu
napięcia od uzwojenia cewki, energia zgromadzona w cewce rozładowuje się w postaci prądu
elektrycznego, poprzez diodę rozładowczą.
Przebieg prądu cewki przekaz
nika przy skokowym odłączeniu napięcia od jej zacisków,
przedstawiono na rysunku 1.5.
Przy skokowym odłączeniu napięcia Ue od zacisków cewki, w chwili t0, zaczyna maleć prąd, a tym
samym siła przyciągania zwory przekaz
nika. W chwili t1 siła przyciągania elektromagnesu jest
mniejsza od sumarycznej siły sprężyny powrotnej i stykowej. Następuje ruch zwory. W chwili t2
następuje rozwarcie styków przekaz
nika, a w chwili t3 położenie zwory ustala się przy d�MAX.
Ue
t
Ie t0
Ruch zwory
Ieust
Styki zwarte Styki rozwarte
Iezw
t
t0 t1 t3
t2
Ieust - ustalony prąd cewki elektromagnesu.
Iezw - prąd zwolnienia styków przekaz
nika.
Rys. 1.5. Przebieg prądu cewki przekaz
nika przy skokowym odłączeniu napięcia od jej zacisków
W przedziale czasu od t1 do t3 prąd rośnie, gdyż w uzwojeniach cewki indukuje się napięcie Ui,
które jest skierowane przeciwnie do napięcia indukowanego w przypadku narastania strumienia
magnetycznego. Wartość i zwrot napięcia indukowanego Ui zależy od wartości i znaku pochodnej
df� df�
. W tym przypadku, kiedy szczelina rośnie, wartość strumienia maleje i pochodna posiada
dt dt
znak ujemny.
df� +�Ui
�� ł�
Ui =� -�zę�-� , Ie(�t)� =� .
ś�
dt Ze(�t)�
�� ��
Po chwili t3, kiedy zwora osiąga szczelinę d�MAX, zanika napięcie Ui, ale prąd jeszcze płynie, gdyż
następuje dalsze rozładowanie energii elektromagnetycznej zgromadzonej w obwodzie przekaz
nika.
Po pewnym czasie prąd osiąga wartość zero.
4
1.1.2. Opis stycznika o magnetowodzie nurnikowym
Zasada działania stycznika jest podobna do działania przekaz
nika. Na rysunku 1.6 przedstawiono
podstawowe elementy stycznika.
1
Oznaczenia:
2
1 - Sprężyna stykowa (zderzakowa);
3
2 - Styki ruchome;
4 3 - Styki nieruchome;
4 - Nurnik;
5
5 - Sprężyna powrotna;
d�
6
6 - Sworzeń;
+Ue
7 - Magnetowód;
7
Le1 8 - Styki dodatkowe;
Le1 - Zasadnicze uzwojenie
elektromagnesu;
Le2
-Ue Le2 - Dodatkowe uzwojenie
elektromagnesu (oszczędnościowe);
Ue - Napięcie zasilania elektromagnesu.
8
Rys 1.6. Rysunek uproszczony stycznika o magnetowodzie nurnikowym
Funkcję zwory spełnia tutaj nurnik. Jest on zarazem ruchomą częścią rdzenia elektromagnesu.
Siła nośna powoduje wciąganie nurnika do wnętrza elektromagnesu. Wykonując ruch nurnik pociąga
zarazem sworzeń i styki ruchome. Sworzeń napina sprężynę powrotną. Po zwarciu styków sworzeń
przesuwa się dalej napinając sprężynę stykową. Sprężyna stykowa zabezpiecza styki przed
nadmiernym odbijaniem.
Charakterystyki statyczne stycznika przedstawiono na rysunku 1.7.
Oznaczenia:
Fm , Fe d�ZS - szczelina powietrzna w momencie zwierania
styków;
Fe(d�)- 1
FSP(d�) - charakterystyka mechaniczna sprężyny
powrotnej;
Fe(d�)- 3 Fsp+ss(d�)
FSS(d�) - charakterystyka mechaniczna sprężyny stykowej;
Fss(d�)
FSP+SS(d�) - sumaryczna charakterystyka mechaniczna obu
Fsp(d�) sprężyn;
Fe(d�)-1 - charakterystyka elektromechaniczna (dla prądu
Fe(d�)- 2
zadziałania);
Fe(d�)-2 - charakterystyka elektromechaniczna (dla prądu
zwalniania);
Fe(d�)-3 - charakterystyka elektromechaniczna po
d�
d�MIN d�ZS d�MAX włączeniu dodatkowego uzwojenia
elektromagnesu.
Rys. 1.7. Charakterystyki statyczne stycznika
Należy jeszcze zwrócić uwagę na pewne szczególne różnice konstrukcyjne. Uzwojenie
elektromagnesu składa się z dwóch części. Uzwojenie oznaczone Le1 (główne) wytwarza niezbędną
siłę do zadziałania stycznika. Uzwojenie oznaczone Le2 (dodatkowe) początkowo jest zwarte. Po
przyciągnięciu nurnika sworzeń wysuwa się z rdzenia i powoduje rozwarcie styków dodatkowych.
Uzwojenie Le2 zostaje włączone szeregowo do uzwojenia Le1. Ponieważ jego rezystancja jest duża,
to wartość prądu elektromagnesu maleje. W ten sposób następuje, po zadziałaniu stycznika obniżenie
prądu w uzwojeniu elektromagnesu. Zastosowanie takiego rozwiązania zmniejsza zarówno
nagrzewanie się uzwojenia jak i obciążenie układu zasilania. Siła przyciągania wytwarzana przez oba
uzwojenia jest wystarczająca do utrzymania nurnika w stanie przyciągniętym. Rozwiązanie z
uzwojeniem dodatkowym stosowane jest także w niektórych rodzajach przekaz
ników.
Podstawowe właściwości zestyków aparatury komutacyjnej
1. Rezystancja zestyku zależy od siły docisku styków oraz od stopnia ich zabrudzenia (opalenia).
2. W czasie zwierania styków następuje ich odbijanie. W celu zmniejszenia odbijania styków stosuje
się sprężyny stykowe (zderzakowe).
3. W czasie rozwierania styków następuje przeskok iskry elektrycznej, co powoduje ich opalanie, a w
skrajnym przypadku zespawanie styków. W celu zmniejszenia opalania styków stosuje się
odpowiednie układy gaszenia łuku elektrycznego.
5
1.1.3. Podstawowe dane dotyczące badanej aparatury komutacyjnej
Tabela 1.1.
Styki główne Uzwojenie sterujące
Przedział Napięcie
Prąd Napięcie Napięcie Pobór
Lp. Typ
napięcia zwolnienia
znamion. znamion. zadziałania prądu
roboczego styków
[A] [V] [V] [V] [V] [mA]
Stycznik
1 KM 200D 200 24�30 14.5�20 3.5�5 500
2 TKS 101DT 100 24�30 14�18 4.5�5.5 415
27
3 KP 50D 50 24�30 14.5�20 3.5�5 400
4 TKD 501DT 50 24�30 14.5�20 3.5�5 420
Przekaz
nik
5 TKE 53PD 5 24�30 14�18 5�6.5 170
6 TKE 52PK 5 16�30 9�12 2�3 290
27
7 TKE 21PDT 2 24�30 14�18 5�6.5 108
8 RP 2 5 24�30 14�18 5�6.5 150
1.2. CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi rodzajami aparatury komutacyjnej,
jej parametrami i charakterystykami oraz rejestracja tychże charakterystyk w trakcie realizacji
ćwiczenia.
1.3. ZAKRES ĆWICZENIA
W czasie ćwiczenia studenci winni dokonać pomiarów następujących parametrów i
charakterystyk:
1. Przebiegu prądu elektromagnesu i napięcia na stykach stycznika i przekaz
nika przy skokowym
podaniu napięcia zasilania na cewkę elektromagnesu.
2. Przebiegu prądu elektromagnesu i napięcia na stykach stycznika i przekaz
nika przy skokowym
odłączeniu napięcia zasilania cewki elektromagnesu.
3. Czasu trwania odbijania styków stycznika i przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia zasilania
na cewkę elektromagnesu.
4. Czasu trwania odbijania styków przełącznika po jego komutacji.
1.4. BADANIE DYNAMICZNYCH CHARAKTERYSTYK APARATURY KOMUTACYJNEJ
1.4.1. Opis stanowiska laboratoryjnego
Na rysunku 1.8 przedstawiono widok zestawu stanowiska laboratoryjnego do badania aparatury
komutacyjnej w stanach dynamicznych. Stanowisko składa się z:
 pulpitu sterująco pomiarowego;  zasilacza 30V/20A;
 oscyloskopu cyfrowego;  drukarki;
 badanego przekaz
nika (stycznika).
Pulpit sterująco pomiarowy
Na płycie czołowej pulpitu zabudowano elementy, których wykaz i przeznaczenie opisano poniżej:
1. Zaciski laboratoryjne z napisem:
  +, -, 27V  do przyłączenia zasilacza 30[V]/20[A].
  A, B, CEWKA  do przyłączenia cewki badanego przekaz
nika lub stycznika.
  STYKI NR  do przyłączenia normalnie rozwartych styków badanego przekaz
nika lub
stycznika.
2. Gniazda pomiarowe z napisem:
  Ust-S1 ,  UZAS ,  Ie i  Ust  do przyłączenia kanałów oscyloskopu.
  Wyzw.  do przyłączenia gniazda oscyloskopu  Ext. Trigger .
3. Wyłącznik  S1  do włączenia zasilania stanowiska +27[V].
6
4. Przełącznik  S2 BADANY z napisem  PRZEKAy
NIK STYCZNIK , do przełączenia cewek
aparatury komutacyjnej do odpowiednich rezystorów w celu pomiaru wartości prądu płynącego
przez cewki.
5. Dioda luminescencyjna z napisem  ZWARCIE STYKÓW  do sygnalizacji zwarcia styków.
OSCYLOSKOP
HP 54603B
Zasilacz
30V/20A
DRUKARKA
OSCYLOSKOP
+ I e U st Wyzw.
Ust- S1 Uzas
27V
BADANY
-
PRZEKAy
NIK
(STYCZNIK)
STANOWISKO DO BADANIA DYNAMICZNYCH
CHARAKTERYSTYK APARATURY KOMUTACYJNEJ
1
STYKI
NR
1
ZWARCIE
2
STYKÓW
3
S1
A B
BADANY A
0
PRZEKAy
NIK STYCZNIK CEWKA
S2
B
PULPIT STERUJ
CO - POMIAROWY
Rys. 1.8. Stanowisko laboratoryjne do badania dynamicznych charakterystyk aparatury komutacyjnej
Pulpit sterujący umożliwia sterowanie pracą stycznika lub przekaz
nika oraz podanie
odpowiednich sygnałów elektrycznych do wejść oscyloskopu w celu rejestracji charakterystyk
dynamicznych badanej aparatury komutacyjnej. Schemat elektryczny stanowiska przedstawia rysunek
1.9.
Przełącznik  S1 poprzez układ sterujący podaje skokowo napięcie na tranzystor V1. Tranzystor
zasila cewkę stycznika lub przekaz
nika. Przełącznik  S1 podaje zasilanie także na dzielnik napięcia
DN1, z którego sygnał podawany jest do oscyloskopu w celu rejestracji napięcia na stykach
przełącznika po jego komutacji. Przełącznikiem  S2 przyłącza się odpowiedni bocznik amperomierza
w zależności od badanej aparatury komutacyjnej.
Dioda sygnalizuje zwarcie zestyków stycznika lub przekaz
nika. Z dzielnika napięcia DN2 napięcie
proporcjonalne do napięcia zasilającego podawane jest do oscyloskopu, zaś z dzielnika napięcia DN3
podawane jest napięcie proporcjonalne do napięcia panującego na stykach stycznika lub przekaz
nika.
+27V Zwarcie
Wyzw. oscyl.
styków
Ust
1 R5 R6
Układ
V1
DN3
sterujący
A B
S1
Ie
+
R3
27V R1 Uzas
0
- DN2
S2
R2
DN1 Ust - S1 R4 Stycznik Przekaz
nik
RB1 RB2
Rys. 1.9. Schemat elektryczny stanowiska laboratoryjnego do badania dynamicznych charakterystyk aparatury
komutacyjnej
Przy skokowym odłączeniu napięcia zasilającego cewkę elektromagnesu stycznika lub
przekaz
nika, poprzez diodę V2 rozładowuje się energia zgromadzona w cewce, co zapobiega
uszkodzeniu tranzystora V1.
Na bocznikach RB1 i RB2 odkłada się spadek napięcia proporcjonalny do płynącego prądu.
Prądowi I=1[A] płynącemu przez bocznik RB1 odpowiada spadek napięcia D�U=1[V], zaś prądowi
I=100[mA] płynącemu przez bocznik RB2 odpowiada spadek napięcia D�U=1[V].
7
1.4.2. Badanie charakterystyk dynamicznych stycznika
W celu dokonania pomiarów charakterystyk dynamicznych aparatury komutacyjnej należy
zestawić układ pomiarowy zgodnie ze schematem zamieszczonym na rysunku 1.10. Każda podgrupa
w trakcie ćwiczenia bada inne typy przekaz
ników i styczników, symbole których podano w tabeli 1.2.
Tabela 1.2.
Badany
Nr podgrupy
Stycznik Przekaz
nik
I KM 200D TKE 53PD
II TKS 101DT TKE 52PK
III KP 50D TKE 21PDT
IV TKD 501DT RP 2
Przygotowanie stanowiska i oscyloskopu cyfrowego
1. Połączyć stanowisko zgodnie z rysunkiem 1.8 (z uwzględnieniem poniższych wskazówek).
2. Przełącznik  S2 ustawić w położenie  STYCZNIK .
3. Na zasilaczu ustawić napięcie U=27[V].
4. Do gniazda pomiarowego  Ie przyłączyć 1 kanał oscyloskopu.
5. Do gniazda pomiarowego  UZAS przyłączyć 2 kanał oscyloskopu.
6. Gniazdo pomiarowego  Wyzw. połączyć z gniazdem oscyloskopu External Trigger.
7. Przygotować oscyloskop do pracy zgodnie ze wskazówkami zawartymi w załączniku nr1, punkt
1.1 i 1.2 (z uwzględnieniem poniższych punktów).
8. Ustawić wyzwalania oscyloskopu naciskając na przycisk Source i Ext na płycie czołowej
oscyloskopu, a następnie Mode i Single oraz Slope/Coupling i Slope .
9. Na oscyloskopie ustawić parametry pracy zgodnie z wartościami podanymi w poniższej tabeli.
Pokrętłem Level ustawić poziom wyzwalania równy 1[V].
UWAGA!
Wartości nastaw oscyloskopu są podawane jako nastawy wstępne. Każdy użytkownik, w
zależności od potrzeb, może wprowadzić inne wartości nastaw.
Tabela 1.3.
Wzmocnienie Poziom zerowy Horizontal Podstawa czasu
Mierzona
Kanał
wielkość
[V/dz] [V] [ms] [ms/dz]
2 UZAS 5 +10
-10 5
1 Ie 1 -1
2 Ust 2 -6
1.4.2.1. Badanie dynamicznych charakterystyk stycznika KM 200D przy skokowym podaniu
napięcia na jego cewkę
1. Włączyć zasilacz.
2. Wyłączyć 1 kanał oscyloskopu naciskając dwukrotnie na przycisk 1 kanału, następnie nacisnąć
przycisk Run.
3. Włączyć zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  1 - na ekranie ukaże
się zarejestrowana ch-ka UZAS.
4. Wyłączyć zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  0 .
5. W pamięci oscyloskopu zapisać zarejestrowaną charakterystykę pozostawiając jej przebieg na
ekranie oscyloskopu.
6. Kanał 2 oscyloskopu przyłączyć do gniazda pomiarowego  Ust , a kanał 1 włączyć naciskając
jednokrotnie na przycisk 1 kanału.
7. Ustawić nowe położenie zerowe kanału 2 dla rejestracji ch-ki napięcia styków Ust i nacisnąć
przycisk Run.
8. Włączyć ponownie zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  1 - na
ekranie ukażą się zarejestrowane ch-ki Ie i Ust razem z poprzednią charakterystyką UZAS .
9. W pamięci oscyloskopu zapisać zarejestrowane charakterystyki.
10. Pomierzyć kursorami oscyloskopu:
-� maksymalną wartość prądu cewki stycznika IeMAX;
-� wartość prądu przytrzymania styków Ieprzytrz;
-� czas zadziałania stycznika tza.
8
11. Pomierzone wartości zanotować w tabeli 1.4.
12. Wydrukować zarejestrowane charakterystyki.
13. Wyczyścić pamięć i wyłączyć jej zobrazowanie.
Przykładowe charakterystyki stycznika zostały pokazana na rysunku 1.10.
m m
s s
1 200 2 5.00V 15.0 5.00m Sngl E STOP
V
UZAS
2
Ie
Ie
IeMAX
Ie przytrz
1
0
Ust
2
tza
Rys.1.10. Charakterystyki dynamiczne stycznika przy skokowym podaniu napięcia na jego cewkę
Tabela 1.4.
IeMAX Ieprzytrz tza tzw todb
Rodzaj badanego stycznika
[A] [mA] [ms] [ms] [ms]
1.4.2.2. Badanie charakterystyk dynamicznych stycznika przy skokowym wyłączeniu zasilania
jego cewki
1. Zmienić nastawy oscyloskopu zgodnie z tabelą 1.5.
Tabela 1.5.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [ms] [ms/dz] [V]
2 UZAS 5 +15 1
1 Ie 0,1 -0,1 -
20 20
2 Ust 2 -6 -
2. Do gniazda pomiarowego  UZAS przyłączyć 2 kanał oscyloskopu.
3. Wyłączyć 1 kanał oscyloskopu naciskając dwukrotnie na przycisk 1 pierwszego kanału.
4. Włączyć zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  1 .
5. Na oscyloskopie nacisnąć przycisk Run.
6. Wyłączyć zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  0 - na ekranie ukaże
się zarejestrowana ch-ka UZAS.
7. W pamięci oscyloskopu zapisać zarejestrowaną charakterystykę pozostawiając jej przebieg na
ekranie oscyloskopu.
8. Kanał 2 oscyloskopu przyłączyć do gniazda pomiarowego  Ust , a kanał 1 włączyć naciskając
jednokrotnie na przycisk 1 kanału.
9. Ustawić nowe położenie zerowe kanału 2 dla rejestracji ch-ki napięcia styków Ust (tab. 1.5).
10. Włączyć zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  1 i nacisnąć przycisk
Run.
11. Wyłączyć ponownie zasilanie cewki stycznika ustawiając przełącznik  S1 w położenie  0 - na
ekranie ukażą się zarejestrowane ch-ki Ie i Ust razem z poprzednią charakterystyką UZAS.
12. Zapisać w pamięci oscyloskopu zarejestrowane charakterystyki.
13. Wykorzystując funkcje Cursors oscyloskopu, pomierzyć przy użyciu kursorów, czas zwolnienia
styków tzw i zanotować go w do tabeli 1.4.
14. Wydrukować zarejestrowane charakterystyki.
15. Wyczyścić pamięć i wyłączyć jej zobrazowanie.
Przykładowe charakterystyki stycznika zostały pokazana na rysunku 1.11.
9
m m
1 10 2 5.00V 45.00 s s
10.00m Sngl E STOP
V
UZAS
2
Ie
Ie
Ust
1
0
Rozwarcie 2
styków
tzw
Rys.1.11. Charakterystyki dynamiczne stycznika przy skokowym odłączeniu napięcia od jego cewki
1.4.2.3. Pomiar czasu odbijania się styków stycznika po włączeniu go do pracy
Wykonać czynności podobnie, jak w punkcie 1.4.2.1.
1. Wyłączyć kanał 1 oscyloskopu.
2. Ustawić wyzwalania sygnałem kanału 2. W tym celu nacisnąć przycisk na oscyloskopie Source i
2, a następnie Slope/Coupling i Slope .
3. Zarejestrować tylko charakterystykę Ust przy nowych nastawach oscyloskopu zgodnie z tabelą
1.6.
4. Pomierzyć kursorami oscyloskopu czas odbijania styków todb i zanotować jego wartość w tabeli
1.4.
Tabela 1.6.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [ms] [m�s/dz] [V]
2 Ust 1 -2 2 500 1
Przykładowa charakterystyka stycznika została pokazana na rysunku 1.12.
Na zarejestrowanych charakterystykach należy nanieść symbol stycznika, symbole wielkości,
skalę prądu, wartości prądów zapisanych w tabeli 1.4 oraz pomierzone czasy.
m
s s
1 1.00V 2.25 500m� Sngl E STOP
Ust
1
todb
Rys.1.12. Pomiar czasu odbijania się styków stycznika po włączeniu go do pracy
1.4.3. Badanie charakterystyk dynamicznych przekaz
nika
W celu realizacji pomiarów charakterystyk dynamicznych przekaz
nika należy do stanowiska
przyłączyć badany przekaz
nik.
1.4.3.1. Badanie charakterystyk dynamicznych przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia
na jego cewkę
1. Przełącznik  S2 ustawić w położenie  PRZEKAy
NIK .
2. Zmienić nastawy oscyloskopu wg tabeli 1.7.
10
Tabela 1.7.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [ms] [ms/dz] [V]
2 UZAS 5 +15 1
1 Ie 0,5 -1 -
8 5
2 Ust 2 -6 -
3. Pozostałe czynności wykonać wg punktów 1.4.2.1.
4. Pomierzyć prąd ustalony cewki Ieust (prądowi 0,1[A] odpowiada napięcie 1[V]) i czas zadziałania
przekaz
nika tza. Wartości te zanotować w tabeli 1.8.
5. Wydrukować zarejestrowane charakterystyki.
Przykładowe charakterystyki przekaz
nika zostały pokazane na rysunku 1.13.
Tabela 1.8.
Ieust z tza tzw todb
Rodzaj badanego przekaz
nika
[A] [ms] [ms] [ms]
m
s
s
1 100m 2 5.00V 8.00 2.00m Sngl E STOP
V
2
UZAS
Ie
Ieust
Ie
1
0
Ust
2
tza
Rys.1.13. Charakterystyki dynamiczne przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia na jego cewkę.
1.4.3.2. Badanie charakterystyk dynamicznych przekaz
nika przy skokowym wyłączeniu
zasilania jego cewki
1. Zmienić nastawy oscyloskopu zgodnie z tabelą 1.9.
Tabela 1.9.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [ms] [ms/dz] [V]
2 UZAS 5 +15 1
1 Ie 0,5 -0,5 -
20 10
2 Ust 2 -6 -
2. Wykonać czynności podobnie, jak w punkcie 1.4.2.2.
3. Pomierzyć kursorami czas zwolnienia styków tzw. Wartość tą zanotować w tabeli 1.8.
4. Wydrukować charakterystyki.
Przykładowe charakterystyki przekaz
nika zostały pokazane na rysunku 1.14.
m
s
s
1 100m 2 5.00V 20.00 5.00m Sngl E STOP
V
Uz
2
Ie
Ie
1
0
Ust Rozwarcie styków 2
tzw
Rys.1.14. Charakterystyki dynamiczne przekaz
nika przy skokowym wyłączeniu zasilania jego cewki
11
1.4.3.3. Pomiar czasu odbijania się styków przekaz
nika po włączeniu go do pracy
1. Zmienić nastawy oscyloskopu zgodnie z tabelą 1.10.
Tabela 1.13.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [m�s] [m�s/dz] [V]
2 Ust 2 -2 900 200 1
2. Wykonać czynności podobnie, jak w punkcie 1.4.2.3.
3. Pomierzyć kursorami oscyloskopu czas odbijania styków todb i zanotować jego wartość w tabeli
1.8.
Przykładowa charakterystyka przekaz
nika przedstawiona jest na rysunku 1.15.
Na zarejestrowanych charakterystykach należy nanieść symbol przekaz
nika, symbole wielkości,
skalę prądu, wartości prądów zapisanych w tabeli 1.8 oraz czas odbijania się styków.
m�
s s
1 1.00V 900m� 200 Sngl E STOP
todb
Ust
1
Rys.1.15. Pomiar czasu odbijania się styków przekaz
nika po włączeniu go do pracy
1.4.4. Pomiar czasu odbijania się styków wyłącznika  S1 po jego komutacji
1. Zmienić nastawy oscyloskopu zgodnie z tabelą 1.11.
2. Kanał 2 oscyloskopu przyłączyć do gniazda pomiarowego Ust-S1.
Tabela 1.11.
Mierzona Poziom Podstawa Poziom
Kanał Wzmocnienie Horizontal
wielkość zerowy czasu wyzwalania
- - [V/dz] [V] [ms] [m�s/dz] [V]
2 Ust-S1 1 -2 1 500 1
3. Wykonać czynności podobnie, jak w punkcie 1.4.3.3.
4. Pomierzyć kursorami oscyloskopu czas odbijania styków todb i zanotować jego wartość w tabeli
1.12.
Tabela 1.12.
Rodzaj badanego wyłącznika 2WG
todb [ms]
Przykładowy oscylogram odbijania styków wyłącznika  S1 został pokazany na rysunku 1.16.
12
m�
s s
1 1.00V 1.75m 500 Sngl E STOP
todb
Ust
1
Rys.1.16. Pomiar czasu odbijania się styków przełącznika  S1 po jego komutacji
Na zarejestrowanej charakterystyce należy nanieść symbol wyłącznika, i czas odbijania się
styków.
1.5. PROGRAM ĆWICZENIA
Pomiary charakterystyk wykonać zgodnie z wymienionymi poniżej punktami.
1.5.2. Badanie dynamicznych charakterystyk aparatury komutacyjnej
1.5.2.1. Badanie dynamicznych charakterystyk stycznika przy skokowym podaniu napięcia na
jego cewkę (wg pkt. 1.4.2.1.)
1.5.2.2. Badanie charakterystyk dynamicznych stycznika przy skokowym wyłączeniu zasilania
jego cewki (wg pkt. 1.4.2.2.)
1.5.2.3. Pomiar czasu odbijania się styków stycznika po włączeniu go do pracy (wg pkt.
1.4.2.3.)
1.5.2.4. Badanie charakterystyk dynamicznych przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia
na jego cewkę (wg pkt. 1.4.3.1.)
1.5.2.5. Badanie charakterystyk dynamicznych przekaz
nika przy skokowym wyłączeniu
zasilania jego cewki (wg pkt. 1.4.3.2.)
1.5.2.6. Pomiar czasu odbijania się styków przekaz
nika po włączeniu go do pracy (wg pkt.
1.4.3.3.)
1.5.2.6. Pomiar czasu odbijania się styków wyłącznika  S1 po jego komutacji (wg pkt. 1.4.4.)
1.6. UWAGI KOC
COWE
W wyniku wykonania ćwiczenia należy przedstawić sprawozdanie, które powinno zawierać:
-� schematy układów pomiarowych;
-� opisane oscylogramy;
-� wyniki pomiarów;
-� wnioski.
1.7. PYTANIA KONTROLNE
1. Omówić przeznaczenie i podział aparatury komutacyjnej.
2. Omówić przeznaczenie i podział manualnej aparatury komutacyjnej.
3. Omówić budowę, zasadę działania i rodzaje przekaz
ników.
4. Omówić układ sił działających na zworę przekaz
nika.
5. Omówić charakterystyki statyczne przekaz
nika.
6. Omówić zależność Ie=f(t) prądu w uzwojeniu przekaz
nika przy skokowym podaniu napięcia
zasilającego na jego cewkę.
7. Omówić budowę styczników.
8. Omówić zasadę działania i rodzaje styczników.
9. Omówić cel stosowania, budowę i zasadę działania układu przytrzymującego (tzw. układu
oszczędnościowego).
10. Omówić zależność Ie=f(t) prądu w uzwojeniu stycznika z układem przytrzymującym przy
skokowym podaniu napięcia zasilającego na jego cewkę.
13