WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJZakład Eksploatacji Systemów Trakcyjnych i Wyposażeń Elektrycznych w Transporcie LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI Do użytku wewnętrznego Warszawa 2007 Warszawa 1989. BADANIE OBWODÓW LINIOWYCH PRĄDU STAŁEGO 15 Ćwiczenie 2. Instrukcje do ćwiczeń. . BADANIE OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH 31 Ćwiczenie 6. BADANIE TRANSFORMATORÓW 34 Ćwiczenie 7. BADANIE UKŁADÓW ZASILANIA I STEROWANIA 52 Autor opracowania: Cezary Łucyk Wykorzystane materiały: • Ćwiczenia laboratoryjne z podstaw elektrotechniki.: M. BADANIE MASZYN PRĄDU STAŁEGO 46 Ćwiczenie 9. M. • Laboratorium energoelektryki.2 Laboratorium elektrotechniki SPIS TREŚCI Informacje i wiadomości przygotowujące do wykonania i zaliczenia ćwiczeń 3 Ćwiczenie 1. Cygan. BADANIE CEWEK SPRZĘŻONYCH MAGNETYCZNIE 23 Ćwiczenie 4. Wnuk). ZESTiWEwT (oprac. BADANIE DWÓJNIKÓW NIELINIOWYCH 19 Ćwiczenie 3. Łucyk). BADANIE OBWODÓW R L C 27 Ćwiczenie 5. ZESTiWEwT (oprac. BADANIE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH 40 Ćwiczenie 8. Warszawa 1993.: C. str. że w obwodzie obowiązuje zasada superpozycji? Co przedstawia sobą idealne źródło napięciowe przy zerowym napięciu źródłowym? Co przedstawia sobą idealne źródło prądowe przy zerowym prądzie źródłowym? Ile jest niezależnych węzłów w obwodzie elektrycznym? Ile jest niezależnych oczek w obwodzie elektrycznym? Na czym polega stosowanie metody oczkowej? Jak wyznacza się wartości rezystancji wejściowych? Jak zastępuje się dowolny dwójnik aktywny rzeczywistym źródłem napięciowym? Jak zbudowany jest mostek Wheatstone’a? Co oznacza.pw.it. [3] http://www.edu. Straty mocy czynnej w dławiku i jego schemat zastępczy. 43-56. • W jaki sposób wyznacza się charakterystyki dwójników złożonych z elementów liniowych i nieliniowych? • Na czym polega rozwiązanie obwodu z elementem nieliniowym metodą przecięcia charakterystyk? • Cel stosowania dławików. Pytania i zagadnienia: • • • • • • • • • • • • • • • • Prawo Ohma.1.pl/~clucyk: Elektrotechnika podstawowa. X (str. tj. V-VI. warunki ich równoważności. str. że jest on w równowadze i jaki jest tego warunek? Polecana literatura: [1] Bolkowski S. cewki z rdzeniem ferromagnetycznym). WNT.: Podstawy elektrotechniki. sprawność źródeł. rezystancja i konduktancja. BADANIE OBWODÓW LINIOWYCH PRĄDU STAŁEGO W ćwiczeniu zajmujemy się badaniem źródeł prądu stałego oraz obwodu rozgałęzionego. 54-66. • Wykres wskazowy prądów i napięć występujących w schemacie zastępczym dławika. Pytania i zagadnienia: • Podaj określenia rezystancji statycznej i rezystancji dynamicznej. • Jaki jest związek strat energii w rdzeniu dławika z pętlą histerezy magnetycznej? . zawierającego te źródła i rezystancje. 81-90). ich jednostki. Warszawa 1973. Moce wydawane przez źródła. Warszawa 1982. obserwujemy pętle histerezy magnetycznej i odkształcone przebiegi prądu dławika.Laboratorium elektrotechniki 3 Informacje i wiadomości przygotowujące do wykonania i zaliczenia ćwiczeń Ćwiczenie 1. WNT. BADANIE DWÓJNIKÓW NIELINIOWYCH W ćwiczeniu zajmujemy się badaniem dwójników nieliniowych prądu stałego (rezystancyjnymi) i prądu przemiennego (dławika. Ćwiczenie 2. 18-22. Co oznacza dopasowanie odbiornika do źródła? Ile wynosi sprawność źródła przy dopasowaniu? Prawa Kirchhoffa i bilans mocy obwodu prądu stałego. Co oznacza. t. Jak dzielimy elementy występujące w obwodzie prądu stałego? Rzeczywiste źródło napięciowe oraz prądowe. 34-134.: Elektrotechnika teoretyczna. Wykłady II. Teoria obwodów elektrycznych. [2] Kurdziel R. Rezystancja zastępcza oporów połączonych szeregowo oraz równolegle. Oprócz wyznaczania charakterystyk napięciowo-prądowych. str. WNT. BADANIE CEWEK SPRZĘŻONYCH MAGNETYCZNIE W ćwiczeniu zajmujemy się badaniem dwóch cewek sprzężonych magnetycznie w różnych konfiguracjach geometrycznych (wsuwanych jedna w drugą) i elektrycznych (łączonych szeregowo i równolegle. [2] Kurdziel R. 135-147. str. 116. Warszawa 1982. Ćwiczenie 3. 139-141). Pytania i zagadnienia: • Jaka jest zależność między wartością skuteczną i amplitudą przebiegu sinusoidalnego? • Jak zależy reaktancja indukcyjna cewki od jej indukcyjności? • Jak zależy reaktancja pojemnościowa kondensatora od jego pojemności? .1.481-485. 161-177. WNT. [2] Kurdziel R.: Podstawy elektrotechniki. zgodnie bądź przeciwsobnie ze względu na zaciski jednoimienne). [3] http://www. Teoria obwodów elektrycznych. • Impedancja wypadkowa dwóch cewek sprzężonych magnetycznie w połączeniu równoległym. t. L i C. • Pojęcie reaktancji indukcyjnej wzajemnej. układem elementów bez sprzężeń magnetycznych. • Strumienie wywoływane przez prądy w cewkach sprzężonych magnetycznie.it. • Reaktancja wypadkowa dwóch cewek sprzężonych magnetycznie w połączeniu szeregowym. t. • Zastępowanie układu z cewkami sprzężonymi magnetycznie.pw. 282-287. a następnie mierzymy wartości prądów.edu. 721-725.: Elektrotechnika teoretyczna. str. Polecana literatura: [1] Bolkowski S. str. BADANIE OBWODÓW R L C W ćwiczeniu zajmujemy się obwodami jednofazowymi prądu sinusoidalnego z elementami R. Pojęcie współczynnika sprzężenia magnetycznego.: Podstawy elektrotechniki. 103104. napięć i mocy. 508-510. Wykłady XII-XIII. WNT. XVI (str.: Elektrotechnika teoretyczna. Warszawa 1973. Ćwiczenie 4. WNT.pl/~clucyk: Elektrotechnika podstawowa. Teoria obwodów elektrycznych. • Jak wyznacza się zaciski jednoimienne (jednakoimienne) cewek sprzężonych? • Indukcyjność wypadkowa dwóch cewek sprzężonych magnetycznie w połączeniu szeregowym. Pytania i zagadnienia: • Na czym polega zjawisko indukcji wzajemnej? • Co to jest indukcyjność wzajemna dwóch cewek lub obwodów? • W jakich jednostkach wyraża się indukcyjność wzajemną? • Związek między indukcyjnością wzajemną a indukcyjnościami własnymi dwóch cewek sprzężonych. Warszawa 1982. Wyznaczamy parametry elementów. występujących w obwodach zestawionych z tych elementów.1.4 Laboratorium elektrotechniki • Jak dzielą się straty energii w rdzeniu ferromagnetycznym i od jakich wielkości fizycznych one zależą? • Dlaczego prąd dławika jest odkształcony od sinusoidy? • Jak wpływa szerokość szczeliny powietrznej w rdzeniu na wartość i odkształcenie prądu dławika? Polecana literatura: [1] Bolkowski S. . Warszawa 1973. Definicja zacisków jednoimiennych (jednakoimiennych) cewek sprzężonych. Rezonans równoległy. t.edu.: Podstawy elektrotechniki. L. BADANIE OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH W ćwiczeniu zajmujemy się obwodem trójfazowym. Badania dotyczą (wariantowo) odbiornika symetrycznego i niesymetrycznego. Admitancja układu równoległego R. L. Podaj określenia mocy pozornej. biernej i zespolonej. zasilanego trój. L. C będący w rezonansie? Jaką wartość ma kąt przesunięcia fazowego między napięciem i prądem układu R. str.przy zasilaniu trójprzewodowym . C będącego w rezonansie? Na jakich właściwościach oparte jest stosowanie metody symbolicznej w analizie obwodów prądu sinusoidalnego? Jak wyraża się prawo Ohma dla wartości symbolicznych? Podaj określenia impedancji i admitancji zespolonej. Pomiar mocy czynnej watomierzem.1. L. C. [3] http://www. 113-130). • Naszkicować wykres wskazowy prądów i napięć odbiornika o znanych (zadanych) elementach fazowych. połączonych w gwiazdę. Impedancja gałęzi szeregowej R.pw.i czteroprzewodowo. źródła bądź odbiornika trójfazowego? . Warszawa 1973. C. L. WNT. [2] Kurdziel R.: Elektrotechnika teoretyczna.it. tzn. Pytania i zagadnienia: • Jakie przesunięcia fazowe występują między prądami lub napięciami tworzącymi symetryczny układ trójfazowy? • W jaki sposób możemy łączyć elementy fazowe źródła oraz odbiornika trójfazowego? • Co oznaczają pojęcia: zasilanie trójprzewodowe i zasilanie czteroprzewodowe? • Podać zależności ogólne na napięcia i prądy w układzie odbiornika połączonego w gwiazdę. WNT. L. przerwę w jednej fazie oraz . Trójkąty admitancji oraz mocy dla układu równoległego R. L. • W jakim układzie trójfazowym różnica między punktami neutralnymi źródła i odbiornika jest zawsze równa zeru? • Co rozumie się pod pojęciami mocy: czynnej. połączonych w trójkąt. Warszawa 1982. C będący w rezonansie? Jaka jest wartość mocy biernej pobieranej przez układ R. 67-100. Polecana literatura: [1] Bolkowski S. C. 346-458. Niesymetria odbiornika przyjmuje przy tym również skrajne postaci. Trójkąty impedancji oraz mocy dla układu szeregowego R. biernej i czynnej.Laboratorium elektrotechniki • • • • • • • • • • • • • • • • 5 Jak zmienia się reaktancja indukcyjna cewki w zależności od częstotliwości? Jak zmienia się reaktancja pojemnościowa kondensatora w zależności od częstotliwości? Jaką wartość ma kąt przesunięcia fazowego między napięciem i prądem kondensatora? Jaką wartość ma kąt przesunięcia fazowego między napięciem i prądem cewki idealnej? Jak wyraża się prawo Ohma dla wartości skutecznych? Podaj określenia impedancji i admitancji. Jaka jest wartość mocy czynnej pobieranej przez układ R.zwarcie jednej fazy. Rezonans szeregowy. C. w którym połączony w gwiazdę odbiornik jest zasilany bezpośrednio z sieci o napięciu symetrycznym.pl/~clucyk: Elektrotechnika podstawowa. Teoria obwodów elektrycznych. • Naszkicować wykres wskazowy prądów i napięć odbiornika o znanych (zadanych) elementach fazowych. Ćwiczenie 5. • Podać zależności ogólne na prądy fazowe i liniowe w układzie odbiornika połączonego w trójkąt. Wykłady XIII-XV (str. str. 1. stanu obciążenia i stanu zwarcia ustalonego (inaczej: normalnego lub pomiarowego). przy odbiorniku trójfazowym niesymetrycznym zasilanym trójprzewodowo? Jak określić moc czynną odbiornika na podstawie wskazań watomierzy tego układu pomiarowego? • Pomiar mocy czynnej odbiornika trójfazowego symetrycznego za pomocą jednego watomierza. przy odbiorniku trójfazowym niesymetrycznym zasilanym czteroprzewodowo? Jak określić moc czynną odbiornika na podstawie wskazań watomierzy tego układu pomiarowego? • Jaki układ jest odpowiedni do pomiaru mocy czynnej watomierzami. Teoria obwodów elektrycznych.6 Laboratorium elektrotechniki • Jaki układ jest odpowiedni do pomiaru mocy czynnej watomierzami. 540-575.pl/~clucyk: Elektrotechnika podstawowa. Warszawa 1973.: Podstawy elektrotechniki. Transformatory pracujące w układach wysokiej częstotliwości bądź impulsowych nie są objęte programem ćwiczenia. ma większe straty jałowe.pw. t.it. Wykłady XVII-XVIII (str. • Pomiar mocy biernej odbiornika trójfazowego symetrycznego za pomocą jednego watomierza.: Elektrotechnika teoretyczna. w sensie energetycznym. Ćwiczenie 6. co jest odrębnym zagadnieniem. [2] Kurdziel R. zmienne itd. Polecana literatura: [1] Bolkowski S. 143158). oraz stanu jałowego transformatora trójfazowego. przez sprawność urządzenia? Jak definiuje się sprawność transformatora dla stanu pracy ustalonej i w jaki sposób się ją wyznacza? • Dlaczego strumień główny transformatora jednofazowego praktycznie nie ulega zmianie przy zmianach obciążenia? .edu. lecz o różnej częstotliwości. BADANIE TRANSFORMATORÓW W ćwiczeniu zajmujemy się transformatorami przeznaczonymi do zasilania urządzeń o częstotliwości przemysłowej. Warszawa 1982. Pytania i zagadnienia: • Jak definiuje się przekładnię zwojową oraz przekładnię napięciową transformatora jednofazowego i dlaczego można przyjąć ich równość? • Schemat zastępczy transformatora. jest odkształcony od sinusoidy? • Jakie parametry transformatora wyznacza się w próbie zwarcia normalnego i w jakich obliczeniach są one wykorzystywane? • Co rozumie się ogólnie. str. czy gdy jest niższa? • Jakie parametry transformatora wyznacza się w próbie stanu jałowego? • Jak wyjaśnić zmniejszanie się wartości współczynnika mocy transformatora w stanie jałowym przy wzroście napięcia zasilającego? • Dlaczego przebieg czasowy prądu magnesującego. WNT. str. Istotę działania tych transformatorów stanowi przenoszenie i przetwarzanie sygnałów (sprawy energetyczne mają znaczenie drugorzędne). . • Od jakich wielkości i w jaki sposób zależą straty histerezowe i straty wiroprądowe w rdzeniu transformatora? • Czy transformator zasilany napięciem o tej samej wartości. [3] http://www. WNT.200-209.). Badania dotyczą trzech podstawowych stanów pracy transformatora jednofazowego: stanu jałowego. zatem ocena ich właściwości jest związana z badaniem charakterystyk częstotliwościowych. przy sinusoidalnie zmiennym napięciu zasilającym transformator. gdy jest ona wyższa. Objaśnić związki między elementami tego obwodu a odpowiednimi zjawiskami fizycznymi bądź parametrami eksploatacyjnymi (straty stałe. prędkości synchronicznej. [3] Łucyk C. str. WNT. t. .Laboratorium elektrotechniki 7 • Co nazywamy spadkiem napięcia. [3] Kurdziel R. Maszyny elektryczne. 2631. WPW (skrypt). Oficyna Wydawnicza PW (skrypt). zasilanego symetrycznym napięciem trójfazowym o stałej częstotliwości (s tanowisko I ) i o regulowanej częstotliwości (s tanowisko I I ) . • Z czym jest związane występowanie składowej czynnej i składowej biernej prądu silnika indukcyjnego? • Co nazywamy poślizgiem maszyny indukcyjnej? • Od czego zależy wartość poślizgu krytycznego? • Od czego zależy wartość momentu maksymalnego? • Jaka jest wartość poślizgu maszyny indukcyjnej przy: .1. Pytania i zagadnienia: • Budowa silnika indukcyjnego trójfazowego. WNT.spełnienie poszczególnych warunków pracy równoległej transformatorów trójfazowych? • Co zyskuje się stosując autotransformator zamiast transformatora dwuuzwojeniowego? • Pod jakim względem zastąpienie transformatora dwuuzwojeniowego autotransformatorem jest niekorzystne? Polecana literatura: [1] Bajorek Z. WNT. Warszawa 1980. [2] Bolkowski S.w sensie poprawnej pracy .zatrzymanym wirniku. rosło napięcie wtórne? • Dlaczego moc znamionową transformatora definiuje się jako moc pozorną? • Które z układów połączeń transformatora trójfazowego można stosować przy zasilaniu odbiorników jednofazowych? • Przy jakim sposobie połączeń wykonanie uzwojenia trójfazowego jest najtańsze? • Co oznaczają litery tworzące symbol układu połączeń transformatora trójfazowego? • Jak definiuje się przekładnię (napięciową) transformatora trójfazowego? • Z czego wynikają różne wartości przekładni zwojowej i przekładni napięciowej transformatorów trójfazowych o układach połączeń innych niż Yy lub Dd? • Jak definiuje się kąt godzinowy transformatora trójfazowego? • Co oznaczają litery oraz liczba. str.: Maszyny elektryczne.hamowaniu przeciwprądem? . Warszawa 2000. [4] Majerowska Z.: Elektrotechnika teoretyczna. str. Warszawa 1982. Rozważamy też wystąpienie przerwy w jednej z faz zasilających w układzie na stanowisku I (praca jednofazowa).: Podstawy elektrotechniki. Warszawa 1979.hamowaniu prądnicowym. str. • Powstawanie momentu elektromagnetycznego w trójfazowej maszynie indukcyjnej.: Laboratorium elektrotechniki ogólnej. przy niezmiennym napięciu pierwotnym. a co zmiennością napięcia transformatora? • Czy możliwy jest taki przypadek. Ćwiczenie 7. 725-731. 50-75. . str. 178-199. Warszawa 1973. . 158-181. tworzące symbol grupy połączeń transformatora trójfazowego? • Jak wpływa budowa rdzenia transformatora trójfazowego na odkształcenie strumieni i napięć fazowych? • Co oznacza . 84-91. by wraz ze wzrostem obciążenia transformatora.: Zasady energoelektryki. Teoria obwodów elektrycznych. BADANIE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH W ćwiczeniu zajmujemy się pracą ustaloną silnika klatkowego trójfazowego. występujące w czasie rozruchu silników indukcyjnych dwuklatkowych i głębokożłobkowych? • W jaki sposób można regulawać prędkość silników indukcyjnych klatkowych? • W jakim zakresie można regulować prędkość trójfazowego silnika indukcyjnego poprzez wprowadzanie zmian wartości skutecznej napięcia zasilającego? • W jakim zakresie można regulować prędkość trójfazowego silnika pierścieniowego poprzez wprowadzanie zmian wartości rezystancji. Warszawa 2000.: Laboratorium elektrotechniki ogólnej. str.: Maszyny elektryczne. 217-236. można podzielić straty mocy. WPW (skrypt). [3] Majerowska Z. Warszawa 1980. gdy na tabliczce znamionowej tego silnika są podane wartości napięcia: a) 220/380 V. aby mógł on pracować z mocą znamionową po przyłączeniu do sieci o napięciu międzyprzewodowym 380 V.pierścieniowych? • W jaki sposób należy połączyć uzwojenie stojana trójfazowego silnika indukcyjnego. Oficyna Wydawnicza PW (skrypt). Badana prądnica jest napędzana silnikiem klatkowym trójfazowym. b) 380/660 V? W którym z tych przypadków można będzie stosować (przy rozruchu) przełącznik gwiazda-trójkąt? • Jaki jest cel stosowania silników indukcyjnych dwuklatkowych i głębokożłobkowych? • Na czym polega zjawisko „wypierania prądu”. ogólnie. . 101-112.prądnicowym? Polecana literatura: [1] Bajorek Z. Warszawa 1979. [2] Łucyk C. str.8 Laboratorium elektrotechniki • W jakim zakresie wartości poślizgu praca silnika indukcyjnego jest stabilna? • Jakie są wartości częstotliwości napięć indukowanych (i prądów) w uzwojeniu stojana i w uzwojeniu wirnika silnika indukcyjnego trójfazowego w stanie pracy ustalonej? • W jaki sposób dokonuje się rozruchu trójfazowych silników indukcyjnych: . Pytania i zagadnienia: • Jak jest zbudowana maszyna prądu stałego? • Na czym polega oddziaływanie twornika w maszynie prądu stałego i jakie są jego skutki? . stanowiąc razem z nim zespół przetwornicy dwumaszynowej (ma to pewien wpływ na uzyskiwane charakterystyki).klatkowych. dołączonych szeregowo do uzwojeń fazowych wirnika? • Jak. BADANIE MASZYN PRĄDU STAŁEGO W ćwiczeniu zajmujemy się pracą ustaloną maszyn prądu stałego: silnika bocznikowego oraz prądnicy. Maszyny elektryczne. 112126. 179-205.dynamicznym. która może pracować jako obcowzbudna lub bocznikowa. WNT. które powstają w maszynie indukcyjnej trójfazowej? • Jak zmieniają się poszczególne składniki strat mocy w czasie rozruchu trójfazowego silnika indukcyjnego? • Jak zmieniają się poszczególne składniki strat mocy przy obciążaniu trójfazowego silnika indukcyjnego? • W jaki sposób dokonuje się zmiany kierunku wirowania wału trójfazowego silnika indukcyjnego? • Jak należy zasilać uzwojenie stojana trójfazowego silnika indukcyjnego przy hamowaniu: .przeciwprądem. . 71-94. Ćwiczenie 8. str. .: Zasady energoelektryki. . Oficyna Wydawnicza PW (skrypt). WNT. • Naszkicuj charakterystyki zewnętrzne prądnic prądu stałego: obcowzbudnej i bocznikowej. • Wykaż analitycznie.: Laboratorium elektrotechniki ogólnej.Laboratorium elektrotechniki 9 • Co to jest zjawisko komutacji w maszynie prądu stałego i w jaki sposób objawia się niewłaściwy przebieg komutacji? • Jakie zadania pełnią w maszynie prądu stałego: . [2] Łucyk C. . str.: Maszyny elektryczne.bocznikowego.uzwojenie kompensacyjne? • Od jakich wielkości zależą: siła elektromotoryczna (napięcie indukowane) oraz moment elektromagnetyczny. [3] Majerowska Z.bieguny pomocnicze.: Zasady energoelektryki.bocznikowego. które powstają w maszynie prądu stałego. 359-398.szeregowego? • Jak należy połączyć uzwojenie wirnika silnika bocznikowego przy hamowaniu: .obcowzbudnego. i jak zależy jej sprawność od obciążenia? • Naszkicuj i uzasadnij teoretycznie charakterystykę mechaniczną silnika prądu stałego: . .szeregowego.bocznikowego. . wyjaśnij.zestyk komutator-szczotki. Warszawa 2000. .przeciwprądowym. 345-349. • Jakich zmian należy dokonać w układzie połączeń. .bocznikowej.bocznikowego. ogólnie. • W jaki sposób można uzyskać zmianę biegunowości napięcia na zaciskach prądnicy: .obcowzbudnej. aby uzyskać przeciwny kierunek wirowania wału silnika: . str. . wytwarzane w maszynie prądu stałego? • Jak. • Jaki jest efekt osłabienia wzbudzenia silnika prądu stałego: .szeregowego? • Objaśnij. 13-21. WPW (skrypt). . str.bocznikowej? Polecana literatura: [1] Bajorek Z. 137149. w jaki sposób można regulować prędkość obrotową silnika prądu stałego: . .obcowzbudnego i bocznikowego. . rysując rodzinę odpowiednich charakterystyk mechanicznych.dynamicznym? • Podaj warunki i objaśnij proces samowzbudzenia prądnicy bocznikowej prądu stałego. . można podzielić straty mocy. jak przebiega rozruch rezystorowy silnika prądu stałego: . • Wykaż analitycznie i objaśnij na odpowiednich wykresach. 27-40. w jaki sposób można regulować napięcie prądnicy: . Warszawa 1980. .szeregowego. Warszawa 1979.szeregowego. .obcowzbudnej. czym jest wywołany różny kształt tych charakterystyk. Maszyny elektryczne.prądnicowym. str.blokady mechanicznej (pracy aparatu). a przy wyższym od 1 kV . 217-220. 572-581. • W jaki sposób dokonuje się zmiany kierunku wirowania trójfazowego silnika klatkowego w układzie ze stycznikami elektromagnetycznymi? Polecana literatura: [1] Bajorek Z. do „poprawy” wartości współczynnika mocy odbioru trójfazowego o mocy czynnej P i współczynniku mocy cos ϕ . str.blokady elektrycznej (pracy aparatu).podtrzymania (pracy aparatu). . WPW (skrypt). Warszawa 1979.: Podstawy elektrotechniki. 92101. zasilonej jednostronnie oraz obciążonej w dwóch punktach . .odbiorami o charakterze (kolejno od strony zasilania): . połączonych w trójkąt. Pytania i zagadnienia: • Co nazywamy spadkiem napięcia. 213-232.pojemnościowym oraz indukcyjnym. • Dlaczego kondensatory do „poprawy” cos ϕ układu: przy napięciu nie przekraczającym 1 kV .łączy się w trójkąt. [2] Kurdziel R. .pojemnościowym oraz rezystancyjnym. [4] Majerowska Z.10 Laboratorium elektrotechniki Ćwiczenie 9. realizujących funkcję: . Warszawa 2000. .: Laboratorium elektrotechniki ogólnej. . . BADANIE UKŁADÓW ZASILANIA I STEROWANIA W ćwiczeniu zajmujemy się zagadnieniami związanymi z występowaniem spadków napięcia i strat mocy w liniach zasilających urządzenia energoelektryczne oraz wybranymi (nieskomplikowanymi) układami przekaźnikowo-stycznikowymi do sterowania pracą urządzeń napędu elektrycznego. Maszyny elektryczne. który zilustruje działanie zestyków. a co stratą napięcia w linii prądu przemiennego? • Dlaczego można przyjąć równość wartości spadku napięcia i podłużnej straty napięcia? • Jak wpływa przesyłana moc czynna na spadek napięcia oraz straty mocy w linii prądu przemiennego? • Jak wpływa przesyłana moc bierna indukcyjna na spadek napięcia oraz straty mocy w linii prądu przemiennego? W jaki sposób można ograniczać przesył tej mocy? • Wyprowadź wzór na wartość pojemności trzech jednakowych kondensatorów. . str. Warszawa 1973. str. 235-236. .w gwiazdę? Dlaczego do tych kondensatorów dołącza się na stałe elementy rozładowcze i co to są za elementy? • Naszkicuj wykres wskazowy prądów i napięć w linii prądu przemiennego. 395-398. WNT. [3] Łucyk C.indukcyjnym oraz pojemnościowym.do wartości cos ϕ1 > cos ϕ .: Maszyny elektryczne.rezystancyjnym oraz indukcyjnym.: Zasady energoelektryki. • Jakie zadania pełnią łączniki manewrowe oraz sterownicze? Czym zasadniczo różnią się one w budowie? • Jakie zasadnicze różnice występują w budowie układów gaszeniowych styczników prądu stałego i prądu przemiennego? • Jakie zasadnicze różnice występują w działaniu i budowie elektromagnesów aparatowych prądu stałego i prądu przemiennego? • Czym różnią się w działaniu przekaźniki pomiarowe od pomocniczych? • Narysuj fragment obwodu sterowniczego. Warszawa 1980. WNT. 176-178.indukcyjnym oraz rezystancyjnym. Oficyna Wydawnicza PW (skrypt).rezystancyjnym oraz pojemnościowym. nastawniki. których styki główne pracują w obwodzie prądu stałego. Stycznik jest łącznikiem przeznaczonym do wykonywania dużej liczby łączeń. zasilaniem cewki jego elektromagnesu) prądem przemiennym są związane straty energii w rdzeniu oraz pulsowanie siły utrzymującej zworę w stanie przyciągniętym. Przykładami łączników manewrowych są styczniki. czemu towarzyszy ciągłe brzęczenie. Do pracy manewrowej. Warto to robić tylko w dużych stycznikach. oraz przestrzeni zajmowanej przez cewkę. gorsze przy prądzie stałym niż przy przemiennym. zapylonych lub o wyziewach żrących. Stosowanie pierścieni tłumiących na rdzeniu zmniejsza pulsacje strumienia magnetycznego. częstego załączania i wyłączania odbiorów. wyraźnie przewyższają koszt zainstalowania rezystora. bowiem dopiero w ich przypadku korzyści wynikające z mniejszego zużycia materiału i energii. Warszawa 1989. Instrukcje do ćwiczeń. przykładami łączników sterowniczych – sterowniki. Oprócz elektromagnesu z ruchomą zworą i styków roboczych. zasadniczą rolę odgrywają prądy rozruchowe zasilanych urządzeń i warunki gaszenia łuku łączeniowego. w obwodach głównych i sterowniczych. wyłączniki krańcowe prądu głównego. . lecz ich nie likwiduje. czy przemiennego. bowiem styki pracujące w powietrzu zużywają się wolniej niż styki pracujące w oleju. Budowę stycznika cechuje prosty mechanizm łączeniowy (bez zamka). na której często mocuje się też przekaźniki termobimetalowe. W elektromagnesie prądu przemiennego występuje samorzutne zmniejszanie się prądu cewki przy zmniejszaniu się szczeliny. Przy pracy manewrowej łączników. Warunki gaszenia łuku są. naturalnie. niewielka liczba części ruchomych. przekaźniki. zaś styczniki prądu przemiennego to styczniki ze stykami głównymi w obwodzie prądu przemiennego. odpowiednio. Materiały ZESTiWEwT. przyciski. wyłączniki krańcowe prądu pomocniczego. w styczniku można wyróżnić: zestyki pomocnicze. niż do utrzymania zwory w stanie przyciągniętym. toteż układy gaszeniowe styczników prądu stałego są większe niż styczników prądu przemiennego o zbliżonych wartościach dopuszczalnych prądów łączeniowych (odpowiednio – stałych i przemiennych). Uzwojenia elektromagnesów (cewki) styczników mogą być zasilane albo prądem stałym. czy są to styczniki prądu stałego. albo prądem przemiennym – niezależnie od tego. są przeznaczone styczniki suche. tj. W przypadku styczników elektromagnetycznych (elektromagnesowych). Ze sterowaniem stycznika (tj.Laboratorium elektrotechniki 11 Dodatek do ćwiczenia 9 (wg Laboratorium energoelektryki. 55-70) Układy przekaźnikowo-stycznikowego sterowania pracą urządzeń energoelektrycznych W układach sterowania przerywnego są stosowane łączniki manewrowe i sterownicze. Styczniki elektromagnetyczne wykonuje się jako suche (powietrzne) lub olejowe. str. duża wytrzymałość mechaniczna styków roboczych. Warto zaznaczyć. przeznaczone do wykonywania łączeń. Jeśli więc od stycznika prądu przemiennego wymaga się cichej pracy. Styki ruchome stycznika są utrzymywane w położeniu wymuszonym pod działaniem siły zewnętrznej. komory łukowe oraz podstawę. siła ta jest wytwarzana przez elektromagnes. wyzwalacze cieplne. że styczniki prądu stałego to styczniki. Do przyciągnięcia zwory elektromagnesu potrzebna jest większa siła. Styczniki olejowe stosuje się przy mniejszych częstościach łączeń – do pracy w pomieszczeniach wilgotnych. Uzyskanie podobnego efektu w elektromagnesie prądu stałego wymaga wtrącania rezystancji do obwodu cewki po przyciągnięciu zwory. to powinien on mieć elektromagnes zasilany prądem stałym. W stycznikach suchych o jednoprzerwowym wykonaniu styków mogą znajdować się jeszcze cewki wydmuchowe. Przekaźniki pomiarowe działają przy pewnej. Przekaźnik sygnałowy przekazuje sygnał świadczący o swym zadziałaniu do czasu skasowania go przez obsługę. Przekaźnik czasowy jest przekaźnikiem zwłocznym o nastawianym czasie zadziałania. czasowe i sygnałowe. Dodatkowe zadanie może polegać na galwanicznym rozdzieleniu torów prądowych.12 Laboratorium elektrotechniki W układach sterowania przekaźnikowo-stycznikowego są powszechnie stosowane przekaźniki elektromechaniczne. 9. z uwagi na ich małą obciążalność prądową. zamykający się ze zwłoką rozwierny. albo Zestyk główny stycznika Zestyki pomocnicze stycznika: zwierny rozwierny Zestyki przycisku: zwierny rozwierny Zestyk rozwierny wyłącznika drogowego Zestyki przekaźnika: zwierny. określonej wartości wielkości pobudzającej i mają z reguły podziałkę nastawień tej wielkości. Przekaźniki pomocnicze dzielą się na pośredniczące. otwierający się ze zwłoką rozwierny. Ze względu na przeznaczenie. Działanie przekaźnika charakteryzuje określona zwłoka czasowa. Jeśli jest to wynik celowych zabiegów konstrukcyjnych służących wydłużeniu czasu przełączania styków. zamykający się ze zwłoką Zestyk rozwierny przekaźnika cieplnego Element grzejny przekaźnika cieplnego Cewka stycznika lub przekaźnika pośredniczącego Cewka przekaźnika czasowego o zwłoce przy wzbudzaniu Cewka przekaźnika czasowego o zwłoce przy odwzbudzaniu - Rys.1. Zestyki przekaźników. a jeśli nie – bezzwłocznym. Przekaźniki pomocnicze reagują ma pojawienie się lub zanik wielkości pobudzającej i nie mają podziałki nastawień tej wielkości. bezzwłoczny rozwierny. przy czym moc obwodów sterowanych (wyjściowych) jest zwykle większa od mocy obwodu sterowniczego (wejściowego). otwierający się ze zwłoką zwierny. to przekaźnik nazywa się zwłocznym. sterującej) – przełączeniem swego układu styków. wykorzystuje się wyłącznie w obwodach sterowniczych. Są to przyrządy reagujące na określone zmiany wielkości pobudzającej (wejściowej. Przekaźniki pośredniczące mają za zadanie powtarzać bądź negować sygnał wejściowy. przekaźniki dzielimy na pomiarowe i pomocnicze. Symbole graficzne elementów aparatów manewrowych i sterowniczych . bezzwłoczny zwierny. 1 pokazano symbole graficzne używane do rysowania schematów układów sterowania przekaźnikowo-stycznikowego. Na rys. 9. tzn. Układ sterowania i zabezpieczenia silnika klatkowego: a) schemat skupiony. zestyki główne styczników. 9. np. jak stycznik elektromagnetyczny. L3 S1. Cewka stycznika jest w tym układzie zasilana napięciem międzyfazowym sieci (400 V). Przekaźniki elektromagnetyczne pośredniczące działają w podobny sposób. zestyki przycisków sterowniczych. W obwodach głównych układów sterowania przekaźnikowo-stycznikowego.2. zestyki przekaźników pomiarowych i zabezpieczeniowych. Na rys. . 3 S1 S2 S3 S4 PT S M PT PT1 L1 L2 Z PT1 O O M S Z S4 Rys.13 Laboratorium elektrotechniki Większość przekaźników elektromechanicznych pomocniczych. a) b) L1 L2 L3 L1. Przedstawiono dwa sposoby realizacji blokady jednoczesnego załączenia styczników: elektryczny i mechaniczny. uzwojenia silników oraz ich zwalniaków (luzowników hamulca). umożliwia przepływ prądu przez cewkę S po zwolnieniu przycisku załączającego Z. stanowią przekaźniki elektromagnetyczne oraz czasowe o napędzie elektromagnesowym lub silnikowym.2 przedstawiono schemat skupiony oraz schematy rozwinięte obwodów układu sterowania i zabezpieczenia silnika klatkowego. L2. cewki styczników i ich zestyki pomocnicze. używanych w energoelektryce. 9. wyłączników drogowych itp. napędem elektrycznym. Schemat rozwinięty obwodu głównego podano w postaci jednokreskowej.4 pokazano układy rewersyjne sterowania silnikiem klatkowym (załączania na określony kierunek wirowania i przełączania na kierunek przeciwny). uzwojenia przekaźników pomiarowych i zabezpieczeniowych.3 pokazano schemat obwodu głównego zasilania silnika klatkowego i schematy dwóch obwodów sterowniczych. bezpieczniki. występują: zestyki łączników ręcznych. W obwodach sterowniczych układów sterowania przekaźnikowo-stycznikowego występują: cewki i zestyki przekaźników pomocniczych. Zestyk pomocniczy S4 (stycznika S) w obwodzie sterowniczym pełni rolę zestyku podtrzymującego. b) schematy rozwinięte obwodów (głównego i sterowniczego) Na rysunku 9. schematy obwodów sterowania przedstawia się w postaci rozwiniętej (obwodowej). Cewka stycznika i cewka przekaźnika czasowego są w tych układach zasilane napięciem fazowym sieci (230 V). Dla przejrzystości. Na rysunku 9. 2. 2. Układy rewersyjne sterowania silnikiem klatkowym: a) obwód główny. b) obwód sterowniczy załączania i wyłączania silnika z dwóch miejsc. z blokadą elektryczną jednoczesnego załączenia styczników . 3 S W N (0ster) PC1 Z S4 S4 PC 2Z 2W S U V W M 3~ Rys.14 Laboratorium elektrotechniki a) b) R S T c) L (Tster) L (Tster) N (0ster) 1W 1Z S1. c) obwód ze sterowaniem przyciskami. 3 2Z 2S1. 2. 2. 9. d) obwód ze sterowaniem wyłącznikami drogowymi. Układy sterowania silnikiem klatkowym: a) obwód główny.4. z blokadą mechaniczną jednoczesnego załączenia styczników. 3 1S5 2S 2S4 c) U V W L (Tster) M W 3~ N (0ster) 1Z 2Z d) L (Tster) W PP3 1S 2S4 1S5 PP2 1WD 1S4 1S4 N (0ster) Z PP1 1S 2S 2S4 PP 2WD 2S Rys. b) obwód ze sterowaniem przyciskami. z blokadą elektryczną jednoczesnego załączenia styczników.3. c) obwód sterowniczy włączenia silnika na określony czas a) b) R S T L (Tster) W N (0ster) 1Z 2S5 1S 1S4 1S1. 9.