Badanie czasów zamykania i otwierania styków łączników. Badania czasów niejednoczesności zamykania i otwierania styków Badania odskoków styków
1. Rodzaje styczników. Styczniki można klasyfikować według różnych kryteriów. Najczęściej jednak wyróżnia się następujące grupy: - styczniki wysokiego napięcia, - styczniki niskiego napięcia, - styczniki prądu przemiennego, - styczniki prądu stałego. Największe zastosowanie mają styczniki niskiego napięcia prądu przemiennego, tzw. ogólno przemysłowe. 2. Budowa stycznika Stycznik zbudowany jest z następujących elementów: - izolacyjna podstawa stycznika. - rdzeń nieruchomy, - cewka stycznika, - zwora ruchoma elektromagnesu, - styk nieruchomy, - styk ruchomy, - zestyki zwierne i rozwierne, umieszczone w torach prądowych pomocniczych, - sprężyny stykowe zapewniające docisk styków, - komory gaszeniowe łuku elektrycznego. 3. Podstawowe zasady doboru styczników Podstawowe kryterium doboru stycznika stanowią środowiskowe i łączeniowe warunki jego pracy. Warunki łączeniowe polegają na określeniu kategorii użytkowania stycznika, napięcia łączeniowego oraz prądu łączeniowego lub mocy znamionowej sterowanego silnika dla danej
kategorii. Producenci styczników na ogół podają w karatach katalogowych moce największych silników indukcyjnych klatkowych (kategoria pracy AC-3) jakie mogą być załączane i wyłączane stycznikiem w danej kategorii użytkowania. Należy wyraźnie zaznaczyć, że zdolność łączeniowa stycznika jest ściśle związana z kategorią jego użytkowania. Ten sam stycznik ma różne zdolności łączeniowe w różnych kategoriach użytkowania. Nie zwrócenie uwagi na kategorię użytkowania może spowodować bardzo wyraźne zmniejszenie trwałości stycznika lub poważne zakłócenie jego funkcjonowania do sklejania styków włącznie. Dalsze kryteria doboru styczników stanowią dane dotyczące napięć sterowania (napięcia cewki), czasów załączania i wyłączania, obciążalności zestyków pomocniczych itp. 4. Odskoki styków. Wyróżnia się dwa rodzaje odskoków: - odskoki sprężyste, powstające wskutek zderzeń powierzchni styków zachodzące zarówno przy przepływie prądy jak i w stanie bezprądowym, - odskoki elektrodynamiczne, pojawiające się na skutek działania sił elektrodynamicznych przy przepływie dużego prądu w obwodzie. W łącznikach przeznaczonych do wielokrotnego łączenia prądów roboczych i przeciążeniowych najgroźniejsze dla styków są odskoki sprężyste. Występuje silna zależność pomiędzy czasem łukowym odskoków, a zużyciem styków i ich sczepieniem. Wpływ odskoków jest zwykle rozpatrywany na układach modelowych, a podawane w literaturze wzory oraz zalecenia konstruktorskie są słuszne tylko dla określonych lub szczególnych rozwiązań. Podstawowymi charakterystykami odskoków są: - czasy trwania poszczególnych odskoków tn, - czas trwania odskoków ts równy sumie czasów poszczególnych odskoków, - czas występowania odskoków tw mierzony od początku pierwszego odskoku do końca odskoku ostatniego. 5. Na zajęcia należy przynieść PENDRIVE z systemem plików FAT32. Przebieg ćwiczenia: 6. Badaniu czasów zamykania i otwierania za pomocą sekundomierza elektronicznego (pomiar SUMA): - dla każdej pary biegunów wykonać po 3 pomiary czasów zamykania i wyznaczyć średnią, - dla każdej pary biegunów wykonać po 3 pomiary czasów otwierania i wyznaczyć średnią, - zmierzyć odstęp między stykowy d w badanym biegunie łącznika i wyznaczyć średnią prędkość zamykania styków: V = śr _ z d t śrz - wyznaczyć średnią prędkość otwierania styków : V = śr _ o d t śro
- uzasadnić we wnioskach rozrzut wyznaczonych czasów i prędkości. Układ połączeń do badania czasów zamykania i otwierania za pomocą sekundomierza. Biegun 1 Biegun 2 Biegun 3 1 2 3 tśro/tśrz 1 2 3 tśro/tśrz 1 2 3 tśro/tśrz [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] tz to Vśr_z = Vśr_z = Vśr_z = Vśr_o = Vśr_o = Vśr_o = d = d = d = Tabela pomiarowa do badania czasów zam./otw. za pomocą sekundomierza.
7. Badanie czasów zamykania i otwierania styków za pomocą oscyloskopu. Układ połączeń do badania czasów zamykania i otwierania oraz ich niejednoczesności za pomocą oscyloskopu - dla każdej pary biegunów wykonać po 3 pomiary (metodą oscyloskopową) czasów zamykania i otwierania, a następnie wyznaczyć średnie. tz Biegun 1 Biegun 2 Biegun 3 1 2 3 tśro/tśrz 1 2 3 tśro/tśrz 1 2 3 tśro/tśrz [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] to Dla jednego wybranego oscylogramu otrzymanego podczas zamykania styków należy: a) zmierzyć czas zamykania tz, liczony od momentu podania impulsu załącz do całkowitego zamknięcia styków, b) policzyć ilość odskoków styków n, c) zmierzyć czas trwania poszczególnych odskoków tn, d) obliczyć czas trwania odskoków ts równy sumie czasów poszczególnych odskoków, e) zmierzyć czas występowania odskoków tw mierzony od początku pierwszego odskoku do końca ostatniego odskoku,
f) zmierzyć czas zwłoki tzw mierzony od momentu podania impulsu załącz do pojawienia się pierwszego zamknięcia styków. Wszystkie wymienione wyżej czasy należy zaznaczyć na jednym przykładowym oscylogramie (po wcześniejszym zapisaniu na nośnik PENDRIVE) i umieścić w sprawozdaniu. tz = n 1 2 3 4 5 tn ts = tw = tzw = Dla jednego wybranego oscylogramu otrzymanego podczas otwierania styków należy: a) zmierzyć czas otwierania liczony od momentu podania impulsu otwórz do całkowitego otwarcia styków, b) policzyć ilość odskoków styków n, to = n 1 2 3 4 5 Wymieniony wyżej czas należy zaznaczyć na jednym przykładowym oscylogramie (po wcześniejszym zapisaniu na nośnik PENDRIVE) i umieścić w sprawozdaniu. 8. Badanie niejednoczesności zamykania i otwierania styków za pomocą oscyloskopu. a) wykonać po 3 pomiary (zamykania) z odczytem czasu załączania tz i czasu niejednoczesności tnz między poszczególnymi biegunami 1-2, 1-3, 2-3 (lub odwrotnie 2-1, 3-1, 3-2 gdy występuje odwrotna kolejność wyprzedzania się styków) jeden wybrany oscylogram zamieścić w sprawozdaniu wraz z zaznaczeniem zmierzonych czasów, b) wykonać po 3 pomiary (otwierania) z odczytem czasu otwarcia to i czasu niejednoczesności tno między poszczególnymi biegunami 1-2, 1-3, 2-3 (lub odwrotnie 2-1, 3-1, 3-2 gdy występuje odwrotna kolejność wyprzedzania się styków) jeden wybrany oscylogram zamieścić w sprawozdaniu wraz z zaznaczeniem zmierzonych czasów, c) wyznaczyć średnie czasy niejednoczesności zamykania i otwierania dla poszczególnych par biegunów łącznika. Biegun 1 2 / 2 1 1-3 / 3 1 2-3 / 3 2 [ ] [ ] [ ] tz1 = tnz1 tśnz1 = tz2 = tnz2 tśnz2 = tz3 = tnz3 tśnz3 =
to1 = tno1 tśno1 = to2 = tno2 tśno2 = to3 = tno3 tśno3 = Na otrzymanych oscylogramach zaznaczyć również momenty zamykania i otwierania poszczególnych styków. PODPOWIEDŹ do pomiaru czasów metodą oscyloskopową. K1 K2 K3 U [V] 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1