1. ZASADA DZIAŁANIA I BDOWA SILNIKA PRĄDU STAŁEGO -

Budowa składa się z dwóch zasadniczych elementów; stojana i wirnika. W silnikach prądu stałego stojan zawsze stanowi źródło pola magnetycznego wzbudzenia, którym może być magnez lub odpowiednio zastosowane uzwojenie, zwane uzwojeniem wzbudzenia. Pole to zamyka się rdzeń wirnika w którego żłobkach umieszczone są zwoje końcami podłączone do do działek komutatora. Uzwojenie wirnika zasilane jest napięciem stałym doprowadzonym przez szczotki i komutator.

Zasada działania dzięki zasilaniu uzwojenia przez komutator, kierunek działania sił na obwodzie wirnika jest stał. Siła działająca na ramieniu równym promieniowi wirnika wytwarzając moment obrotowy dzięki któremu wirnik osiąga pewną prędkość obrotową. W wirującym polu wzbudzenia uzwojenia wirnika indukuje się SEM o kierunku przeciwnym do przyłożonego napięcia. Wielkość SEM wynika z prawa indukcji fazowej. E=B·V·l·sinα lub E=k·n·ǿ

2.SILNIK OBCOWZBUDNY -

w silniku obcowzbudnym uzwojenie wzbudzenia podłączone równolegle z uzwojeniem twornika jest włączone bezpośrednio do sieci zasilającej taki sposób włączenia uzwojenia wzbudzenia przy którym prąd wzbudzenia J_w=U/R_w nie zależy od obciążenia silnika tylko wymusza określone własności ruchowe silnika.

Rozruch najprostszymi sposobami uruchomienia silnika jest przełączenie go bezpośrednio do sieci bez jakichkolwiek urządzeń rozruchowych w uzwojeniu twornika płynie prąd J_a a w uzwojeniu magnesów prąd J_f. Powstaje moment obrotowy i silnik rusza wówczas gdy powstały moment jest większy od momentu hamującego. Charakterystyka mechaniczna przedstawia zależność prędkości kontowej od obciążenia przy stałej wartości napięcia zasilającego, czyli zależności ω_m=f(m_u) przy u=const. Przebieg charakterystyk łatwo można przedstawić na podstawie wzorów. ω_m=(U- R_tJ_t /Ce ǿ) n=(U- R_tJ_t /2π Ce ǿ)

Regulacja prędkości obrotowej a) przez włączenie w obwód twornika dodatkowego rezystora regulacyjnego R_R. b) przez zmianę prądu wzbudzenia. c) przez zmianę napięcia twornika. Zmiana kierunku prędkości obrotowej należy zmienić znak licznika lub znak mianownik, można więc zmienić kierunek przyłożenia napięcia do zacisków obwodu twornika czyli zmianie kierunku prądu w obwodzie twornika bez zmiany prądów w obwodzie wzbudzenia lub też zmienić kierunek prądu w obwodzie wzbudzenia bez zmiany kierunku prądu w obwodzie twornika nie wystarczy jednak zmiana przewodów łączących na włączniku po stronie sieci wtedy bowiem zmienia się kierunek napięcia jednocześnie na zacisku obwodu twornika i obwodu wzbudzenia.

3......................................................................

4.SILNIK SZEREGOWY

Charakterystyka przy pominięciu nasycenia i spadków napięć na rezystancjach wewnętrznych przy stałej wartości napięcia zasilającego można zapisać U_i= Cфn = C₁J_n =const. Jest to równanie paraboli zależność prędkości obrotowej od prądu silnika szeregowego. Taka charakterystyka nazywa się szeregową. Wzór na moment obrotowy M=CфJ

Rozruch przy nie nasyconym obwodzie magnetycznym i przy pominięciu reakcji twornika moment rozruchowy M≈ 4M_N w rzeczywistości na skutek nasycenia obwodu magnetycznego i reakcji twornika moment rozruchowy jest nieco mniejszy niż cztero krotna wartość momentu znamionowego ale wartość tego momentu jest duża co jest zasadniczą cechą dużą zaletą silnika szeregowego. Regulacja prędkości w układzie połączeń silnika szeregowego opornik R_fr służy do regulacji prędkości obrotowej opornik R_ar może służyć do rozruchu oraz do regulacji. Prędkość obrotowa może być regulowana przez regulację napięcia sieci zasilającej U_s rezystancji w obwodzie twornika R_ar i strumienia ф. Prędkość obrotowa

Zmiana kierunków obrotów można uzyskać przez zmianę kierunku prądów w uzwojeniu wzbudzenia w stosunku do kierunku prądów w tworniku. Prędkość kontowa silnika zmienia się gwałtownie ze zmianą obciążenia. Przy zmniejszaniu prędkości gwałtownie rośnie. Przy zwiększaniu maleje. Silnika szeregowego nie można zostawić bez obciążenia gdyż może się rozbiegać co grozi uszkodzeniem mechanicznym.

5..................................................................

6. Silnik asynchroniczny warunkiem działania silnika asynchronicznego jest wytwarzanie pola wirującego do czego potrzebne jest napięcie trójfazowe lub należy zastosować w obwodzie stojana dwa oddzielne uzwojenia przesunięte w przestrzeni o 80˚ i zasilić je napięciem wzajemnie przesuniętym w fazie. W takim układzie stojan wytwarza pole wirujące, ale nie kołowe lecz eliptyczne wirniki tych silników wykonane są jako klatkowe.

Faza rozruchowa wzór posiadający prostą zależność pomiędzy momentem wewnętrznym, wewnętrznym momentem krytycznym poślizgiem, poślizgiem, krytycznym jest znany pod nazwą WZORU KLOSSA

Dla małych wartości mianownika (poślizg) we wzorze decydującą rolę gra wyrażenie S_k/S

, a wyrażenie S/S_k

można pominąć, dla tych zakresów poślizg ów otrzymuje się uproszczoną zależność.

co oznacza liniową zależność

, a więc także prostoliniową zależność Mi=f(S) dla bardzo dużych poślizgów wyrażenie S/S_k można pominąć

wtedy otrzymuje się uproszczoną zależność

czyli zależność hiperboliczną

a więc także hiperboliczną zależność Mi=f(s).

Moment występujący w stanie zwarcia maszyny indukcyjnej oznacza początkowy moment rozruchowy M_p silnika indukcyjnego.

9. Rodzaje silników klatkowych. a) silnik z klatką zwykłą ,Budowa uzwojenie składa się z prętów umieszczonych w żłobkach najczęściej okrągłych pół zamkniętych pręty zwarte są pierścieniem po obu końcach

rotora każdy z prętów klatki stanowi fazę uzwojenia zwartą z innymi po obu końcach. Charakterystyka

Rozruch

odbywa się przy stosunkowo niewielkim momencie rozruchowym natomiast ze względu na małą rezystancję obwodu rotora prąd rozruchowy silnika klatkowego jest duży. Mały moment rozruchowy przy dużym prądzie rozruchowym jest najważniejszą wadą silnika klatkowego zwykłego, drugą istotną wadą jest brak regulacji prędkości obrotowej przy włączeniu rezystancji w obwód rotora. b) Silnik dwu klatkowy. Budowa rotor silnika dwu klatkowego składa się z dwóch klatek: zewnętrznej z prętów o małym przekroju wewnętrznym, a prętami o dużych przekrojach pręy poszczególnych klatek mogą być zwarte niezależnymi od siebie albo wspólnymi dla obydwu klatek pierścieniami. Charakterystyka

Rozruch podczas rozruchu silnika dwu klatkowego prąd płynie przede wszystkim klatką rozruchową to jest klatką dużej rezystancji i małej reaktancji zbliżając warunki rozruchowe silnika dwu klatkowego do warunków rozruchowych silnika pierścieniowego z włączoną odpowiednią rezystancją rotora.

c) silnik głęboko żłobkowy

10. Silnik synchroniczny zasilany z sieci sztywnej charakteryzuje się stałą częstotliwością utrzymuje w całym zakresie obciążeń aż do wypadnięcia z synchronizmu stałą prędkość klatkową równą prędkości synchronicznej tak jak w każdej maszynie synchronicznej można w silniku synchronicznym zmienić wartość siły biernej pobranej z sieci a tym samym wpływać na wartość współczynnika mocy, grupy odbiorników.

Budowa

1. biegun utajniony

1.uzwojenie twornika

2.uzwojenie wzbudzenia

3.stojan

4.wirnik

2. bieguny wydatne

1.uzwojenie twornika

2.uzwojenie wzbudzenia

Zastosowanie silniki synchroniczne stosuje się wszędzie tam gdzie urządzenie napędzać powinno pracować przy stałej prędkości kątowej gdzie pożąda jest kompensacja mocy biernej indukcyjnej.

11.Układ Leonarda

składa się z obcowzbudnego silnika prądu stałego M₁ prądnicy prądu stałego napędzanej silnikiem prądu przemiennego M₂ oraz wzbudnicy w zasilającej obwody wzbudzenia obu maszyn silnik M₂ w zespołach małej mocy, średniej mocy jest na ogół silnikiem indukcyjnym w zespołach dużej moc silnikiem synchronicznym wzbudnica może być prądnicą obcowzbudną prądu stałego napędzana wspólnie z prądnicą główną silnika M₂ lub układ prostowników statycznych.

12.Dioda półprzewodnikowa diodę półprzewodnikową warstwową nazywamy półprzewodnik krystaliczny w którym wytworzono złącze między obszarem typu n a obszarem typu p, na granicach obszarów następuje dyfuzja większościowych nośników prądu dziur w obszarze p do n.

a) spolaryzowana w kierunku przewodzenia (przepustowym)

b) spolaryzowana w kierunku zaporowym

Charakterystyka

diodę półprzewodnikową ostrzowa nazywamy półprzewodnik typu n w postaci płytki, przyłożonym do niego cienkim zaostrzonym drucikiem metalowym może służyć do prostowania względnie do detekcji prądów wielkiej częstotliwości. Dioda zenera warstwowa dioda półprzewodnikowa w której uzyskuje się zaporową część charakterystyki, konstrukcja diody umożliwia pracę przy przepływie dużych prądów w kierunku zaporowym. Stałą wartość napięcia przy zmianie prądu, w dość szerokich granicach powoduje że dioda zenera znalazła zastosowanie do stabilizacji i ograniczenia napięcia.

15. Tyrystor SCR jest to półprzewodnikowa dioda warstwowa złożona z czterech obszarów p-n-p-n dodatkowe doprowadzenie do obszaru trzeciego (p), zwane bramką steruje prąd diody w podobny sposób jak siatka tyratronu anoda diody posiada dodatnie napięcie względem katody toteż oba złącza p-n mają kierunek przewodzenia, zaś złącze n-p zaporowy.

Schemat budowy

Symbol graficzny

Charakterystyka

Tyrystory są zaworami o jedno kierunkowym przewodzeniu ich zastosowanie jako styczników prądu przemiennego wymaga zastosowania specjalnych układów w celu zapewnienia przewodzenia prądu przewodzenia.

16.Zasada impulsowej regulacji napięcia pod pojęciem regulacji impulsowej rozumie się taki układ, w którym regulator jest tylko okresowo włączony w pętlę sprzężenia zwrotnego oznacza to że w okresach gdy pętla sprzężenia zwrotnego jest przerwana obiekt a właściwie wielkość regulowana jest nie kontrolowana, co powoduje że regulacja taka może być stosowana do obiektów o stosunkowo dużej stałej czasowej.

17. Napęd tyrystorowy w układzie nawrotnym do zasilania silników prądu stałego coraz częściej stosowane są przekształtniki prądu przemiennego na prąd stały, nazywane tyrystorami w przypadku zasilania poprzez układ

tyrystorowy uzyskuje się możliwość regulacji napięcia na zaciskach silnika charakterystyki silników są wówczas podobne do charakterystyk silników pracujących

w układzie Leonarda. Dla uzyskania wymaganego zakresu nastawiania i stabilności prędkości wirowania silników prądu stałego zasilanych z przekształtników tyrystorowych niezbędne jest stosowanie sprzężeń zwrotnych.

18. Pośredni przemiennik częstotliwości w tym przemienniku napięcie przemienne sieci zasilającej zostanie zmienione na napięcie stałe, a następnie w falowniku na napięcie przemienne o żądanej częstotliwości. Nastawianie napięcia odbywa się w prostowniku. Dla uzyskania optymalnych warunków pracy silnika nastawienie napięcia musi odbywać się niezależnie od nastawienia częstotliwości.

19. Stycznik elektromagnetyczny nazywamy włącznik w którym zetknięcie styków utrzymywane w położeniu załączonym odbywa się pod działaniem elektromagnesu. Styki stycznika pozostają w stanie włączenia tak długo jak długo przez elektromagnes płynie prąd. Styczniki przeznaczone do włączenia silników mogą być wyposażone w przełączniki cieplne po nagrzaniu się elementu bimetalowego przełącznik otwiera obwód elektromagnesu i powoduje przerwanie obwodu głównego.

1.włącznik pomocniczy

2.elektromagnes

3.styki główne

4.stykirozwierające sterowany przekaźnikiem cieplnym

22. Ochrona przed rażeniem prądem elektryczny ogólne środki chroniące przed rażeniem możemy podzielić następująco: a) obniżenie napięcia do takiej wartości, aby nie wystąpiły niebezpieczne napięcia dotyku.

b) izolowanie miejsca pracy od ziemi przy użyciu odpowiednich pomostów i chodników wykonanych z materiału izolowanego.

c) izolowanie człowieka od urządzeń przez stosowanie odpowiednich narzędzi izolowanych.

d) osłony ochronne zabezpieczające przed dotknięciem części będących pod napięciem i tablice ostrzegawcze.

e) uziemienie

f) zerowanie.

1. Zasada działania i budowa silnika prądu stałego.

Podstawowe części składowe silnika prądu stałego; w jarzmie stojana są umieszczone bieguny główne oraz bieguny komutacyjne, na których są umieszczone uzwojenie wzbudzenia oraz uzwojenia biegunów komutacyjnych. Twornik ma żłobki na obwodzie, w których jest ułożone uzwojenie twornika. Uzwojenie twornika jest połączone z komutatorem po którym ślizgają się szczotki.

Zasada działania; pole magnetyczne w szczelinie między biegunami i wirnikiem oddziaływuje na pręt uzwojenia twornika, przez który przepływa prąd doprowadzony z sieci. Komutator służy do zmiany prądu stałego na przemienny w poszczególnych prętach uzwojenia. Momenty działające na pręty uzwojenia mają ustalony kierunek. Moment obrotowy silnika jest sumą momentów poszczególnych prętów uzwojenia.

M = c Ф Jt c - stała

Ф - strumień magnetyczny silnika

Jt - prąd twornika

ω = (U - R Jt) / (c Ф)

2. Silnik obcowzbudny : Schemat, oznaczenia uzwojeń, charakterystyka n = f( I ), wzór na moment obrotowy, rozruch, hamowanie oporowe.

W silniku obcowzbudnym uzwojenie wzbudzenia podłączone równolegle z uzwojeniem twornika jest włączone bezpośrednio do sieci zasilającej taki sposób włączenia uzwojenia wzbudzenia przy którym prąd wzbudzenia J_w=U/R_w nie zależy od obciążenia silnika tylko wymusza określone własności ruchowe silnika.

Rozruch najprostszymi sposobami uruchomienia silnika jest przełączenie go bezpośrednio do sieci bez jakichkolwiek urządzeń rozruchowych w uzwojeniu twornika płynie prąd J_a a w uzwojeniu magnesów prąd J_f. Powstaje moment obrotowy i silnik rusza wówczas gdy powstały moment jest większy od momentu hamującego. Charakterystyka mechaniczna przedstawia zależność prędkości kontowej od obciążenia przy stałej wartości napięcia zasilającego, czyli zależności ω_m=f(m_u) przy u=const. Przebieg charakterystyk łatwo można przedstawić na podstawie wzorów. ω_m=(U- R_tJ_t /Ce ф) n=(U- R_tJ_t /2π Ce ф)

Regulacja prędkości obrotowej a) przez włączenie w obwód twornika dodatkowego rezystora regulacyjnego R_R. b) przez zmianę prądu wzbudzenia. c) przez zmianę napięcia twornika. Zmiana kierunku prędkości obrotowej należy zmienić znak licznika lub znak mianownik, można więc zmienić kierunek przyłożenia napięcia do zacisków obwodu twornika czyli zmianie kierunku prądu w obwodzie twornika bez zmiany prądów w obwodzie wzbudzenia lub też zmienić kierunek prądu w obwodzie wzbudzenia bez zmiany kierunku prądu w obwodzie twornika nie wystarczy jednak zmiana przewodów łączących na włączniku po stronie sieci wtedy bowiem zmienia się kierunek napięcia jednocześnie na zacisku obwodu twornika i obwodu wzbudzenia.

4 - 5. Silnik szeregowy: schemat, oznaczenia uzwojeń, charakterystyka n=f(I), wzór na moment obrotowy, rozruch, hamowanie oporowe.

Cechą charakterystyczną silnika szeregowego jest szeregowe połączenie uzwojenia twornika i uzwojenie wzbudzenia.

Rozruch - wykonuje się za pomocą rezystora włączonego w szereg z twornikiem silnika. Rozruch przebiega skokowo.

Regulacja prędkości obrotowej - jest możliwa sposobami wynikającymi z równania ω = (U - JR) / (c Ф)

• zmiana napięcia zasilającego silnik przez szeregowe połączenie dwóch silników

• włączenie rezystora w szereg z twornikiem, tak jak przy rozruchu silnika

• zmniejszenie strumienia magnetycznego silnika

• powiększenie strumienia w stosunku do prądu twornika

Hamowanie oporowe - pracujący silnik należy odłączyć od sieci, przełączając na przeciwny kierunek wirowania i zewrzeć rezystorem. Energia mechaniczna jest przetwarzana na energię elektryczną w silniku, który pracuje jako prądnica szeregowa. Energia ta jest wydzielana w postaci energii cieplnej. Przy małej rezystancji silnik hamuje prawie natychmiast.

Zmiana obrotów - kierunek wirnika zmienia się przez zmianę kierunku prądu w tworniku.

6. Zasada działania silnik asynchronicznego warunkiem działania silnika asynchronicznego jest wytwarzanie pola wirującego do czego potrzebne jest napięcie trójfazowe lub należy zastosować w obwodzie stojana dwa oddzielne uzwojenia przesunięte w przestrzeni o 80˚ i zasilić je napięciem wzajemnie przesuniętym w fazie. W takim układzie stojan wytwarza pole wirujące, ale nie kołowe lecz eliptyczne wirniki tych silników wykonane są jako klatkowe.

7 - 8. Silnik asynchroniczny pierścieniowy: schemat, charakterystyki M=f(n), I=f(n), wzór Klossa, wzór na synchroniczną prędkość, rozruch, regulacja prędkości obrotowej.

Rozruch - silnik ten ma mały moment rozruchowy. W zależności od budowy silnika M_r wynosi od 0,6 do 1,2 momentu znamionowego. Natomiast prąd rozruchowy jest bardzo duży od 6 do 12 J_N. W celu obniżenia wartości prądu rozruchu stosujemy tzw. rozruch oporowy. Rozruch ten pozwala na znaczne zmniejszenie wartości prądu rozruchowego, a jednocześnie podnosi wartość momentu rozruchowego. W praktyce stosuje się opornice, której wraz ze wzrostem obrotów silnika zmniejszamy jego opór.

9. Rodzaje silników klatkowych: budowa, charakterystyki, rozruch.

. a) silnik jednoklatkowy ,Budowa uzwojenie składa się z prętów umieszczonych w żłobkach najczęściej okrągłych pół zamkniętych pręty zwarte są pierścieniem po obu końcach rotora każdy z prętów klatki stanowi fazę uzwojenia zwartą z innymi po obu końcach.

Charakterystyka

Rozruch - odbywa się przy stosunkowo niewielkim momencie rozruchowym natomiast ze względu na małą rezystancję obwodu rotora prąd rozruchowy silnika klatkowego jest duży. Mały moment rozruchowy przy dużym prądzie rozruchowym jest najważniejszą wadą silnika klatkowego zwykłego, drugą istotną wadą jest brak regulacji prędkości obrotowej przy włączeniu rezystancji w obwód rotora.

3. Silnik dwu klatkowy. Budowa rotor silnika dwu klatkowego składa się z dwóch klatek: zewnętrznej z prętów o małym przekroju wewnętrznym, a prętami o dużych przekrojach pręy poszczególnych klatek mogą być zwarte niezależnymi od siebie albo wspólnymi dla obydwu klatek pierścieniami.

Charakterystyka

Rozruch podczas rozruchu silnika dwu klatkowego prąd płynie przede wszystkim klatką rozruchową to jest klatką dużej rezystancji i małej reaktancji zbliżając warunki rozruchowe silnika dwu klatkowego do warunków rozruchowych silnika pierścieniowego z włączoną odpowiednią rezystancją rotora.

c) silnik głęboko żłobkowy Budowa cechą charakterystyczną budowy tego silnika jest to, że głębokość żłobka jest bardzo duża w porównaniu z jego szerokością. Jeżeli przez pręt takiego żłobka płynie prąd, to powstaje strumień magnetyczny rozproszony, zamykający się przez żłobek. Dolne warstwy pręta skojarzone są ze znacznie większym strumieniem rozproszenia niż warstwy górne, więc reaktancja rozproszenia dolnych warstw jest znacznie większa od reaktancji rozproszenia warstw górnych.

Charakterystyka

Rozruch silniki klatkowe uruchamia się przez bezpośrednie włączenie silnika do sieci przy pełnym napięciu albo przy napięciu obniżonym za pośrednictwem przełącznika gwiazda - trójkąt, autotransformatora, lub przez rozruch dławikowy. Przy rozruchu gwiazda prąd pobierany z sieci jest 3 razy mniejszy niż J_N

10. Budowa, zasada działania i zastosowanie silnika synchronicznego.

Zasada działania stojan silnika synchronicznego jest uzwojony trójfazowo, tak jak stojan silnika asynchronicznego pierścieniowego. Wirnik silnika ma uzwojenie wzbudzane prądem stałym, które wytwarza pole o takiej samej liczbie biegunów jaka jest w stojanie. Współdziałanie pola wirującego stojana i pola wirnika powoduje powstanie momentu obrotowego , pod warunkiem , że wirnik wiruje z taką samą prędkością jak pole wirujące.

Prędkość reguluje się zasilając go ze źródła , którego częstotliwość można regulować np.z tyrystorowego przemiennika częstotliwości.

Wady silników wymaga dwóch rodzajów prądu (stałego do zasilania magnesów wirnika przemiennego trójfazowego do wytwarzania pola wirującego w stojanie), oraz dodatkowych urządzeń rozruchowych.

Zastosowanie w górnictwie do napędu dużych sprężarek i wentylatorów. Przy użyciu tych silników można poprawić współczynnik mocy cos φ w sieci kopalnianej są używane do napędów maszyn dużej mocy nie wymagających regulacji obrotów i uruchomionych bez obciążenia, pompy głównego odwadniania.

11. Układ Leonarda: schemat, opis.

Opis układ Leonarda stosujemy w maszynach gdzie wymagana jest płynna zmiana obrotów urządzenia. Stosowany jest w maszynach wyciągowych szybowych w górnictwie. Zalety możność stosowania dużych prędkości roboczych, prostota i pewność działania aparatury sterowniczej, zupełny brak zestyków w obwodach twornika. Wady duży koszt zespołu maszynowego i potrzeba dużo miejsca do ustawienia.

Zasada działania podłączamy do prądu silnik asynchroniczny, który napędza wałem wzbudnicę i prądnicę sterującą (prądnicę ukł. Leonarda). W tym momencie mamy napięcie na uzwojeniu wzbudzenia silnika ukł. Leonarda i na szynach prądu stałego (1) zaczynamy zwiększać prąd w obwodzie wzbudzenia (2) prądnicy P. Uzwojenie wzbudzenia (2) wytwarza strumień elektromagnetyczny w obwodzie wirnika prądnicy. Pojawia się napięcie na wirniku silnika ukł. Leonarda, który rusza. Prędkość obrotów silnika reguluje się poprzez zmianę wartości prądu wirnika silnika ukł. Leonarda, a ten prąd reguluje się za pomocą prądu wzbudzenia prądnicy (2).

12. Dioda półprzewodnikowa: budowa, charakterystyka I = f(U), zastosowanie w prostownikach jednopołówkowych. Wartość średnia napięcia wyprostowanego.

Dioda półprzewodnikowa składa się z płytki krzemowej z wytworzonym złączem p-n o powierzchni kilkuset milimetrów kwadratowych, umieszczonej w obudowie ceramiczno metalowej. Dioda jest stosowana w układach prostowniczych jako zawór prostowniczy, przepuszczający prąd w jednym kierunku przewodzenia.

Układ ten to najprostszy typ prostownika jednofazowego. W układzie tym transformator jest obciążony przez pół okresu (mało wykorzystywany) mała moc dopuszczalna. Wartość średnia napięcia wyprostowanego

U_ś = ( √2 U) / π

13. Dioda półprzewodnikowa: budowa, charakterystyka I = f(U), zastosowanie w prostownikach dwupołówkowych. Wartość średnia napięcia wyprostowanego.

Dioda półprzewodnikowa składa się z płytki krzemowej z wytworzonym złączem p-n o powierzchni kilkuset milimetrów kwadratowych, umieszczonej w obudowie ceramiczno metalowej. Dioda jest stosowana w układach prostowniczych jako zawór prostowniczy, przepuszczający prąd w jednym kierunku przewodzenia.

Częstotliwość napięcia wyprostowanego w tej postaci równa jest podwójnej częstotliwości napięcia zasilania co ułatwia jego filtrację. Wartość średnia napięcia wyprostowanego U_ś = ( 2√2 U) / π

15. Tyrystor SCR: budowa charakterystyka I = f(U), zastosowanie w prostownikach sterowanych

Tyrystor jest to czterowarstwowy element półprzewodnikowy o trzech zaciskach anoda (A), katoda (K), bramka (B). Tyrystor może znajdować się w jednym z trzech stanów pracy: zaworowym, blokowania, przewodzenia.

Prostowniki sterowane należą do przekształtników o komutacji sieciowej. Podstawowym elementem prostownika sterowanego jest tyrystor. Ponadto w skład prostownika wchodzą bezpieczniki, układy tłumiące przepięcia, transformator oraz urządzenie sterujące. Jest możliwa precyzyjna regulacja prądu.

Tyrystor przejście ze stanu zaworowego w stan przewodzenia następuje w skutek podania na obwód bramki dodatniego impulsu prądowego. Podanie impulsu jest „zapłonem tyrystora.'' Przejście ze stanu przewodzenia w stan zaworowy następuje w wyniku zmniejszenia się prądu przepływającego przez tyrystor do wartości mniejszej od prądu krytycznego.

16. Zasada impulsowej regulacji napięcia. Schemat przekształtnika impulsowego. Tyrystory znalazły również zastosowanie do regulacji napięcia odbiorników włączonych do sieci prądu stałego.

Jeżeli włącznik W włączymy w obwód będzie zamykany na okres t₁ a otwierany na okres t₂, to średnie napięcie U_s na odbiorniku R wyznaczyć można w zależności:

U_s = U·( t₁) / (t₁ + t₂) = U· ε gdzie ε = (t₁) / (t₁ = t₂)oznacza względny czas załączania. Przez regulację względnego czasu załączania uzyskać można zatem regulację średniej wartości napięcia na odbiorniku. Taką regulację nazywa się regulacją impulsową.

17. Napęd tyrystorowy w układzie nawrotnym. Schemat, zasada działania.

Układ powyższy znajduje zastosowanie w napędach nawrotnych. Jeżeli w stan przewodzenia wprowadzone są tyrystory grupy A(T_A), to silnik uzyskuje obroty w jednym kierunku n_A. wprowadzenie w stan przewodzenia tyrystora T_B daje przeciwny kierunek obrotów n_B. Ponadto istnieje możliwość hamowania elektrycznego. Impulsy bramkowe muszą być podawane na odpowiednią grupę tyrystorów.

18. Pośredni przemiennik częstotliwości. Schemat blokowy.

Przemienniki częstotliwości są to odpowiednio sterowane prostownik. Od prostowników różnią się jedynie sposobem sterowania. Przemienniki te służą do przekształcenia napięcia sinusoidalnego sieci zasilającej na napięcie przemienne odkształcone o regulowanej wartości skutecznej i częstotliwości.

Prostujesz prąd przemienny i podajesz go na falownik. Regulujesz przez sterowanie falownikiem częstotliwości prądu.

19. Budowa, zasada działania, i schemat połączeń stycznika elektromagnetycznego.

Budowa: części główne składowe:(1) styk nieruchomy, (2) styk ruchomy, (3) elektromagnes, (4) sprężyna zwrotna,

Zasada działania. W chwili, gdy elektromagnes zostanie wzbudzony, zwora elektromagnesu zostanie przyciągnięta do rdzenia. Zwora elektromagnesu jest połączona z układem styków ruchomych za pośrednictwem elementu izolacyjnego. W związku z tym, w chwili przyciągnięcia zwory styki ruchome są przyciskane do styków nieruchomych i stycznik zostaje włączony. W chwili przerwania obwodu elektromagnesu sprężyna zwrotna odciąga zworę, która opadając odciąga styki ruchome od nieruchomych i stycznik zostaje wyłączony.

20. Zabezpieczenie topikowe i termiczne. Zasada działania, charakterystyki.

Urządzenia zabezpieczające w razie zaistnienia awarii powodują samoczynne wyłączenie danego obwodu.

Występują urządzenia zabezpieczające nadmiarowe takie jak: - topikowe, - termiczne, - elektromagnetyczne.

Zabezpieczenia nadmiarowe mają za zadanie chronić odbiornik elektryczny przed zwarciem, lub przeciążeniem. Polega to na odłączeniu od sieci zagrożonego odbiornika. Działanie zabezpieczenia termicznego bimetalicznego polega na uzyskaniu rozszerzalności cieplnej płytki podgrzewanej prądem chronionego odbiornika. Płytka ta składa się z dwu sprasowanych ze sobą elementów o różnej rozszerzalności cieplnej. W wyniku podniesienia temp. następuje wygięcie płytki, co może być wykorzystane do oddzielenia chronionego obwodu od sieci.

21. zabezpieczenie elektromagnetyczne i termiczne. Zasada działania, charakterystyki.

Główną częścią jest cewka włączona w zabezpieczony obwód. Przepływający przez cewkę prąd powoduje powstanie strumienia magnetycznego, którego działanie dynamiczne na znajdujący się w obwodzie magnetyczny cewki rdzeń stalowy, lub zworę jest wykorzystane do zadziałania włącznika. Zmiana położenia rdzenia lub zwory powoduje otwarcie zamka wyłącznika.

22. ochrona przed rażeniem prądem elektrycznym.1 - środki ochrony podstawowej - mają na celu zmniejszenie bezpośredniego zatchnięcia się obsługi z urządzeniami pod napięciem; - stosowanie izolacji, osłon i odległości między częściami o różnych potencjałach.

2 - ochrona dodatkowa ma za zadanie zmniejszenie prawdopodobieństwa rażenia prądem elektrycznym w przypadku pojawienia się napięcia na częściach metalowych, które normalnie nie są pod napięciem.

Do ochrony dodatkowej zaliczamy: - zerowanie, - uziemienie ochronne, - wyłączenie przeciwporażeniowe, - stosowanie obciążonych napięć roboczych, - separacja odbiorników, - izolacja ochrona, - izolacja stanowisk pracy, - system uziemiających przewodów ochronnych wraz z urządzeniami kontroli izolacji doziemnej lub zabezpieczeniami ziemnozwarciowymi.

23. Przewody oponowe górnicze. Dobór przekroju kabla niskiego napięcia.

Górnicze maszyny ręczne (wiertarki) i ruchome (kombajny, wrębiarki, ładowarki muszą być zasilane przewodami elastycznymi dostosowanymi do ciągłej zmiany miejsca pracy zasilanych maszyn, mających ponadto dużą wytrzymałość mechaniczną na zerwanie, zgniecenie i ścinanie, a zapewniającym równocześnie dostateczny stopień bezpieczeństwa przed porażeniem obsługi maszyn. Tym warunkom odpowiadają przewody zbudowane w szczególnie mocnej opony gumowej zwanej przewodami oponowymi górniczymi. Znormalizowane przewody górnicze są: - czterożyłowe, - pięciożyłowe, - siedmiożyłowe. Dobór przekroju kabla niskiego napięcia. Dobieramy na: - spadek napięcia, - temp. izolacji, - wytrzymałość cieplna przy zwarciu. ∆U = 3 ∙ JR ∙ cosφ

∆U =

---