P o l i t e c h n i k a G d a Ds k a
W y d z i a B E l e k t r o t e c h n i k i i A u t o m a t y k i
K a t e d r a W y s o k i c h N a p i i A p a r a t w E l e k t r y c z n y c h
L a b o r a t o r i u m B a d a D i E k s p l o a t a c j i U r z d z e D E l e k t r y c z n y c h
w i c z e n i e n r 4
T e m a t : B A D A N I E Z D O L N O ZC I AC Z E N I O W E J R O Z AC Z N I K A
ZR E D N I O N A P I C I O W E G O
O p r a c o w a B: m g r i n |. D a n i e l K o w a l a k
G d a Ds k 2 0 0 7
0
1 . D e f i n i c j e [ 3 ]
r o z Bc z n i k Bc z n i k z d o l n y d o z a Bc z e n i a , p r z e w o d z e n i a i w y Bc z a n i a p r d w w n o r m a l n y c h
w a r u n k a c h o b w o d u , k t r e m o g o b e j m o w a d z i a Ba n i e w o k r e [l o n y c h w a r u n k a c h p r z e c i |e n i o w y c h ,
j a k r w n i e | z d o l n y d o p r z e w o d z e n i a , p r z e z o k r e [l o n y c z a s , p r d w w w a r u n k a c h a n o r m a l n y c h , t a k i c h
j a k z w a r c i e
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a r o z Bc z n i k z d o l n y d o z a Bc z a n i a i w y Bc z a n i a w s z y s t k i c h
p r d w w y s t p u j c y c h w s i e c i a c h r o z d z i e l c z y c h w z a k r e s i e d o s w o i c h p r d w z n a m i o n o w y c h
w y Bc z e n i o w y c h w Bc z n i e . P o n a d t o r o z Bc z n i k p o w i n i e n b y z d o l n y d o p r z e w o d z e n i a i z a Bc z a n i a
p r d w z w a r c i o w y c h
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a k l a s y E 1 r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a p r z e w i d z i a n y d o
i n s t a l o w a n i a w n o r m a l n i e c i g l e z a s i l a n y c h c z [c i a c h s i e c i r o z d z i e l c z e j i o n i e w i e l k i e j c z s t o [c i
Bc z e D
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a k l a s y E 2 r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a t a k
s k o n s t r u o w a n y , |e n i e w y m a g a p r z e g l d u l u b k o n s e r w a c j i c z [c i o b w o d u g B w n e g o p r z e z n a c z o n y c h
d o Bc z e n i a , a j e d y n i e n i e w i e l k i c h z a b i e g w k o n s e r w a c y j n y c h p o z o s t a By c h c z [c i p o d c z a s
s p o d z i e w a n e g o c z a s u e k s p l o a t a c j i
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a k l a s y E 3 r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a m a j c y z d o l n o [
c z s t e g o Bc z e n i a p r d w o d u |y c h w a r t o [c i a c h i w i k s z e j l i c z b y z a Bc z e D p r d w z w a r c i o w y c h
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a k l a s y M 1 r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a o t r w a Bo [c i
m e c h a n i c z n e j 1 0 0 0 c y k l i
r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a k l a s y M 2 r o z Bc z n i k o g l n e g o z a s t o s o w a n i a p r z e w i d z i a n y d o
s p e c j a l n y c h w a r u n k w e k s p l o a t a c j i i d z i a Ba n i a o r o z s z e r z o n e j t r w a Bo [c i m e c h a n i c z n e j 5 0 0 0 c y k l i
p r d w y Bc z a l n y w o b w o d z i e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i p r d w y Bc z a l n y p r z y o t w i e r a n i u o b w o d u o
m a Be j i n d u k c y j n o [c i , k t r e g o w s p Bc z y n n i k m o c y w y n o s i c o n a j w y |e j 0 , 7 5 , a o b c i |e n i e m o |e b y
r e p r e z e n t o w a n e p r z e z r e z y s t o r y i d Ba w i k i p o Bc z o n e r w n o l e g l e
p r d z a Bc z e n i o w y ( s z c z y t o w y ) w a r t o [ s z c z y t o w a p i e r w s z e j p Bf a l i p r d u w b i e g u n i e r o z Bc z n i k a
p o d c z a s o k r e s u p r z e j [c i o w e g o n a s t p u j c e g o p o z a p o c z t k o w a n i u p r z e p By w u p r d u w t r a k c i e
c z y n n o [c i z a Bc z e n i a
p r d z n a m i o n o w y w y Bc z e n i o w y w o b w o d z i e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i ( I 1 ) j e s t t o n a j w i k s z a
w a r t o [ p r d u w o b w o d z i e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i , k t r y r o z Bc z n i k p o w i n i e n w y Bc z y p r z y n a p i c i u
z n a m i o n o w y m
p r d z n a m i o n o w y z a Bc z e n i o w y z w a r c i o w y ( I m a ) j e s t t o n a j w i k s z y s p o d z i e w a n y p r d s z c z y t o w y ,
k t r y r o z Bc z n i k p o w i n i e n z a Bc z y p r z y n a p i c i u z n a m i o n o w y m
1
2 . B u d o w a r o z Bc z n i k a O R B 1 0 - 1 / 3
R o z Bc z n i k b e z p i e c z n i k o w y t y p u O R B 1 0 - 1 / 3 p r z e z n a c z o n y j e s t d o p r a c y w e
w n t r z o w y c h u r z d z e n i a c h r o z d z i e l c z y c h n a n a p i c i e 6 k V . R o z Bc z n i k t e n s Bu |y d o
z a Bc z a n i a l i n i i k a b l o w y c h , n a p o w i e t r z n y c h t r a n s f o r m a t o r w i p o j e d y n c z y c h b a t e r i i
k o n d e n s a t o r w . D z i k i w y p o s a |e n i u w p o d s t a w b e z p i e c z n i k o w , n a k t r e j m o |n a
i n s t a l o w a w k Ba d k i b e z p i e c z n i k o w e t y p u W B W M I R , m o g o n e o g r a n i c z a p r d u z w a r c i o w e .
Z a d z i a Ba n i e c o n a j m n i e j j e d n e j w k Ba d k i p o w o d u j e t r j f a z o w e o t w a r c i e r o z Bc z n i k a [ 2 ] .
W i d o k r o z Bc z n i k a z a m i e s z c z o n o n a r y s . 1 . J e s t t o a p a r a t t r j b i e g u n o w y z b u d o w a n y n a
w s p l n e j p o d s t a w i e 0 1 i w y p o s a |o n y w n a p d s p r |y n o w y z a s o b n i k o w y o r a z u k Ba d
w y z w a l a j c y . D z i k i t e m u r u c h s t y k w j e s t n i e z a l e |n y o d p r d k o [c i z a z b r a j a n i a l u b
w y z w a l a n i a a p a r a t u l e c z o d e n e r g i i z g r o m a d z o n e j w u k Ba d z i e s p r |y n .
R y s . 1 . W i d o k r o z Bc z n i k a b e z p i e c z n i k o w e g o t y p u O R B 1 0 - 1 / 3
W s k Ba d k a |d e g o b i e g u n a w c h o d z t r z y i z o l a t o r y w s p o r c z e 0 2 , 0 3 , 0 4 , n a k t r y c h
u m i e s z c z o n o t o r p r d o w y w r a z z r w n o l e g l e p o Bc z o n y m t o r e m p o m o c n i c z y m w y p o s a |o n y w
s t y k o p a l n y i g a z o w y d m u c h o w e j k o m o r y g a s z e n i o w e j 0 5 . G B w n y t o r p r d o w y s t a n o w i
n i e r u c h o m e s t y k i 0 7 , 0 8 , Bc z c y j e n | 0 9 o r a z w k Ba d k a b e z p i e c z n i k o w a 1 0 u m i e s z c z o n a n a
p o d s t a w i e 1 1 . T o r p o m o c n i c z y s k Ba d a s i z n i e r u c h o m e g o i r u c h o m e g o s t y k u o p a l n e g o . S t y k
r u c h o m y 1 3 u m i e s z c z o n y j e s t n a n o |u 0 9 . K o Dc w k i s t y k u o p a l n e g o z b u d o w a n e s z e
s p i e k u o d p o r n e g o n a d z i a Ba n i e Bu k u e l e k t r y c z n e g o .
Z a Bc z e n i e r o z Bc z n i k a m o |e o d b y w a s i r c z n i e z a p o m o c d zw i g n i p o p r z e z j e j
o b r t o o k . 1 5 0 s t o p n i . W p i e r w s z e j f a z i e z a Bc z e n i a r o z Bc z n i k a n a s t p u j e n a p i n a n i e s p r |y n
z a Bc z a j c y c h i w y Bc z a j c y c h . Z w o l n i e n i e z a p a d k i w z a m k u w y z w a l a j c y m u w a l n i a s p r |y n y
z a Bc z a j c e p o w o d u j c z a m k n i c i e r o z Bc z n i k a . O t w a r c i e r o z Bc z n i k a m o |e o d b y w a s i
r c z n i e , j a k r w n i e | p r z e z b e z p i e c z n i k w y p o s a |o n y w w y b i j a k u m i e s z c z o n y n a p o d s t a w i e
p o n i |e j a p a r a t u . Z w o l n i e n i e z a m k a w m e c h a n i z m i e w y z w a l a j c y m p o w o d u j e z w o l n i e n i e ,
n a p i t y c h p o d c z a s z a Bc z a n i a , s p r |y n w y Bc z a j c y c h i o t w a r c i e s t y k w . P o d c z a s o t w i e r a n i a
s t y k i o p a l n e s p r z e t r z y m y w a n e d o m o m e n t u o t w a r c i e s i s t y k w t o r u g B w n e g o d o o k o Bo
p e Bn e j d r o g i , a n a s t p n i e z w o l n i o n e i d o d a t k o w o n a p d z a n e p r z e z s p r |y n y s k r t o w e
o t w i e r a j s i z d u | p r d k o [c i .
G a s z e n i e Bu k u w r o z Bc z n i k u o d b y w a s i p o p r z e z j e g o w y d Bu |e n i e p r z e z
p r z y s p i e s z o n y r u c h s t y k w i i n t e n s y w n e g a z o w a n i e m a t e r i a Bu , z k t r e g o w y k o n a n e s
k o m o r y . C h Bo d z o n y g a z e m i r o z c i g n i t y n a z n a c z n d Bu g o [ Bu k g a [n i e p o p r z e j [c i u p r d u
p r z e z z e r o . D a n e z n a m i o n o w e b a d a n e g o r o z Bc z n i k a z a m i e s z c z o n o w t a b . 1
2
T a b . 1 . T a b l i c z k a z n a m i o n o w a b a d a n e g o r o z Bc z n i k a b e z p i e c z n i k o w e g o
R O Z AC Z N I K B E Z P I E C Z N I K O W Y
R O D Z A J N T Y P O R B 1 0 - 1 / 3
W Y K O N A N I E 0 3 N F 4 1 9 9 4
U i n 6 k V U g n 7 , 2 k V I n 7 5 A I w s 1 7 5 0 A
T Y P W K AA D K I B E Z P I E C Z N I K O W E J N B W I w s 2 4 0 k A N 3
, g d z i e : U i n n a p i c i e z n a m i o n o w e r o z Bc z n i k a , U g n n a p i c i e z n a m i o n o w e i z o l a c j i , I n p r d
z n a m i o n o w y , I w s 1 z n a m i o n o w y p r d w y Bc z a l n y s t y k w r o b o c z y c h r o z Bc z n i k a , I w s 2 -
z n a m i o n o w y p r d w y Bc z a l n y z a i n s t a l o w a n y c h w k Ba d e k b e z p i e c z n i k o w y c h .
3 . B a d a n i a z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j r o z Bc z n i k w [r e d n i e g o n a p i c i a w o b w o d z i e o
m a Be j i n d u k c y j n o [c i [ 1 , 3 ]
3 . 1 . B a d a n i a t y p u
B a d a n i a t y p u m a j z a c e l p o t w i e r d z e n i e p a r a m e t r w r o z Bc z n i k w
[r e d n i o n a p i c i o w y c h , i c h n a p d w i w y p o s a |e n i a p o m o c n i c z e g o .
B a d a n i a t y p u o b e j m u j :
- p r b y i z o l a c j i o b e j m u j c e p r b y n a p i c i e m w y t r z y m y w a n y m u d a r o w y m
p i o r u n o w y m , p r b y n a p i c i e m p r o b i e r c z y m o c z s t o t l i w o [c i s i e c i o w e j i p r b y
n a p i c i e m p r o b i e r c z y m o c z s t o t l i w o [c i s i e c i o w e j o b w o d w p o m o c n i c z y c h i
s t e r o w n i c z y c h ,
- p r b y n a g r z e w a n i a ,
- p o m i a r r e z y s t a n c j i o b w o d u g B w n e g o ,
- p r b y o b c i |a l n o [c i z w a r c i o w e j ,
- p r b y p o t w i e r d z a j c e z d o l n o [ a p a r a t u d o z a Bc z a n i a i w y Bc z a n i a p r z y p i s y w a n y c h
p r d w ,
- p r b y s t w i e r d z a j c e p o p r a w n o [ d z i a Ba n i a m e c h a n i z m w o r a z o k r e [l o n e j t r w a Bo [c i
m e c h a n i c z n e j ,
- s p r a w d z e n i e o c h r o n y ,
- p r b y s z c z e l n o [c i ,
- p r b y k o m p a t y b i l n o [c i e l e k t r o m a g n e t y c z n e j E M C .
3 . 2 . P r z y g o t o w a n i e r o z Bc z n i k a d o p r b
B a d a n y r o z Bc z n i k [r e d n i o n a p i c i o w y p o w i n i e n b y k o m p l e t n y o r a z u m i e s z c z o n y n a
w Ba s n e j l u b r w n o r z d n e j p o d s t a w i e . N a p d r o z Bc z n i k a p o w i n i e n b y z a s i l a n y w p r z e p i s a n y
s p o s b , a w s z c z e g l n o [c i , j e [l i j e s t t o n a p d e l e k t r y c z n y . N a p d p n e u m a t y c z n y p o w i n i e n
b y z a s i l a n y o d p o w i e d n i o m i n i m a l n y m n a p i c i e m l u b c i [n i e n i e m .
P r z e d r o z p o c z c i e m p r b n a l e |y w y k o n a p r z e s t a w i e n i a b a d a n e g o r o z Bc z n i k a w
s t a n i e b e z p r d o w y m , z a r e j e s t r o w a c h a r a k t e r y s t y c z n e p a r a m e t r y a p a r a t u n p . d r o g s t y k w ,
c z a s z a m y k a n i a i c z a s w Ba s n y o t w i e r a n i a s t y k w .
W p r z y p a d k u r o z Bc z n i k w z n a p d e m r c z n y m z a l e |n y m m o |e b y z a s t o s o w a n e
u r z d z e n i e u m o |l i w i a j c e z d a l n e s t e r o w a n i e w t a k i s p o s b , a b y z a p e w n i t a k i s a m r u c h
s t y k w , j a k w p r z y p a d k u d z i a Ba n i a n a p d u r c z n e g o . W p r z y p a d k u r o z Bc z n i k w z n a p d e m
r c z n y m n i e z a l e |n y m m o |n a z a s t o s o w a u r z d z e n i e u m o |l i w i a j c e z d a l n e s t e r o w a n i e p r z y
z a Bc z a n i u .
N a l e |y p r z e a n a l i z o w a , d o k t r y c h z a c i s k w p o w i n n o z o s t a p r z y Bo |o n e z a s i l a n i e .
J e |e l i w e k s p l o a t a c j i r o z Bc z n i k m o |e b y z a s i l a n y z o b y d w u s t r o n , a s p o s b p r z y Bc z e n i a
3
k a |d e j z e s t r o n j e s t o d m i e n n y , t o n a l e |y r o z Bc z n i k z a s i l a z t e j s t r o n y , z k t r e j w y s t p u j
n a j b a r d z i e j n i e k o r z y s t n e w a r u n k i p r b .
P r b y w y Bc z a n i a w o b w o d z i e j e d n o f a z o w y m r o z Bc z n i k w t r j b i e g u n o w y c h z
b i e g u n a m i d z i a Ba j c y m i j e d e n p o d r u g i m l u b r o z Bc z n i k w j e d n o b i e g u n o w y c h s t o s o w a n y c h w
s i e c i a c h t r j f a z o w y c h n a l e |y w y k o n a p r z y d o Bc z o n y m z a s i l a n i u d o j e d n e g o b i e g u n a
b a d a n e g o a p a r a t u .
W p r z y p a d k u r o z Bc z n i k w i n s t a l o w a n y c h w e w n t r z m e t a l o w y c h o s Bo n i
c h a r a k t e r y z u j c y c h s i e m i s j p Bo m i e n i l u b c z s t e k m e t a l i w t r a k c i e m a n e w r w w y m a g a n a
j e s t n a s t p u j c a p r o c e d u r a . P r b y p o w i n n y b y w y k o n y w a n e n a r o z Bc z n i k u z a m o n t o w a n y m
w e w n t r z o s Bo n y l u b p o w i n n y b y z a s t o s o w a n e m e t a l o w e e k r a n y u m i e s z c z o n e w p o b l i |u
c z [c i p o d n a p i c i e m w o d l e g Bo [c i p o d a n e j p r z e z p r o d u c e n t a . E k r a n y i i n n e m e t a l o w e c z [c i
o b c e r o z Bc z n i k a p o w i n n y b y o d i z o l o w a n e , a n a s t p n i e p r z y Bc z o n e d o z i e m i z a p o m o c
b e z p i e c z n i k a w p o s t a c i e m i e d z i a n e g o d r u t u o [r e d n i c y 0 , 1 m m i d Bu g o [c i 5 c m . J e |e l i
p o d c z a s p r b d r u t p o z o s t a B n i e t k n i t y , p r z y j m u j e s i , |e n i e p o j a w i B s i p r d u p By w u o
z n a c z n e j w a r t o [c i . W c e l u w y k r y c i a p r d u u p By w n o [c i o w e g o m o |n a z a s t o s o w a i n n e m e t o d y
p o m i a r u .
3 . 3 . W y m a g a n i a d o t y c z c e p r b z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j w o b w o d a c h o m a Be j
i n d u k c y j n o [c i
R o z Bc z n i k i p o w i n n y b y b a d a n e n a p i c i e m o c z s t o t l i w o [c i z n a m i o n o w e j z t o l e r a n c j
1 0 % . R o z Bc z n i k i o c z s t o t l i w o [c i z n a m i o n o w e j 5 0 H z m o |n a b a d a n a p i c i e m o
c z s t o t l i w o [c i 6 0 H z i o d w r o t n i e , j e d n a k |e n a l e |y u w a |n i e i n t e r p r e t o w a w y n i k i , b i o r c p o d
u w a g f a k t y t a k i e j a k : t y p r o z Bc z n i k a , r o d z a j w y k o n y w a n e j p r b y [ 3 ] .
N a p i c i e p r o b i e r c z e o c z s t o t l i w o [c i s i e c i o w e j w p r z y p a d k u p r b t r j f a z o w y c h
p o w i n n o b y r w n e n a p i c i u z n a m i o n o w e m u r o z Bc z n i k a . P o m i a r n a p i c i a p o w i n i e n b y
w y k o n y w a n y m o |l i w i e n a j b l i |e j s t y k w b a d a n e g o r o z Bc z n i k a , t z n . b e z z n a c z c e j i m p e d a n c j i
m i d z y p u n k t e m p o m i a r u , a z a c i s k a m i .
N a p i c i e p r o b i e r c z e o c z s t o t l i w o [c i s i e c i o w e j p o w i n n o b y u t r z y m y w a n e n a s t y k a c h
a p a r a t u p r z e z c o n a j m n i e j 0 , 3 s p o z g a s z e n i u Bu k u .
O b w o d y p r o b i e r c z e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i s k Ba d a j s i z o b w o d u z a s i l a n i a i
o b c i |e n i a . O b w d z a s i l a n i a p o w i n i e n s k Ba d a s i z s z e r e g o w o p o Bc z o n e j r e z y s t a n c j i i
r e a k t a n c j i , a j e g o w s p Bc z y n n i k m o c y n i e p o w i n i e n p r z e k r a c z a 0 , 2 . I m p e d a n c j a o b w o d u
z a s i l a n i a p o w i n n a b y w z a k r e s i e 1 5 3 % c a Bk o w i t e j i m p e d a n c j i o b w o d u p r o b i e r c z e g o .
I m p e d a n c j a r e p r e z e n t u j c a o b w d z a s i l a n i a m o |e b y p r z y Bc z o n a o d s t r o n y z a s i l a n i a
r o z Bc z n i k a l u b r o z d z i e l o n a n a d w i e s t r o n y .
O b w d o b c i |e n i a p o w i n i e n b y r e p r e z e n t o w a n y z r w n o l e g l e p o Bc z o n y c h
r e z y s t o r w i d Ba w i k w , p r z y c z y m w s p Bc z y n n i k m o c y c a Be g o o b c i |e n i a p o w i n i e n w y n o s i
0 , 7 0 , 0 5 . M o |n a d o p u [c i m n i e j s z y w s p Bc z y n n i k m o c y o d b i o r n i k a p o d c z a s b a d a D z a
z g o d p r o d u c e n t a .
N a p i c i e p o w r o t n e p r z e j [c i o w e s p o d z i e w a n e n a z a c i s k a c h r o z Bc z n i k a p o d c z a s p r b y
z d o l n o [c i w y Bc z a n i a p r d u o b c i |e n i a p o w i n n o m i e k s z t a Bt o k r e [l o n y w y r a |e n i e m 1 - c o s .
S z c z y t o w a w a r t o [ s k Ba d o w e j p o s t r o n i e z a s i l a n i a u c b d z i e w p r z y b l i |e n i u r w n a 1 5 % u c p o
c z a s i e r w n y m t 3 . R z e c z y w i s t a w a r t o [ u c i c z a s d o s z c z y t u b d u z a l e |n i o n e o d
w s p Bc z y n n i k a m o c y o b w o d u o b c i |e n i a o r a z i m p e d a n c j i o b w o d u z a s i l a n i a . Z n o r m a l i z o w a n e
p a r a m e t r y n a p i c i a p o w r o t n e g o z a m i e s z c z o n o w t a b . 2 .
4
T a b . 2 . P a r a m e t r y n a p i c i a p o w r o t n e g o p r z e j [c i o w e g o ( T R V ) o b w o d u z a s i l a n i a d o p r b w y Bc z a n i a
p r d u w o b w o d z i e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i [ 3 ]
N a p i c i e P a r a m e t r y T R V o b w o d u z a s i l a j c e g o
z n a m i o n o w e U r S z c z y t o w a w a r t o [ n a p i c i a u c C z a s t 3
[ k V ] [ k V ]
[ s ]
3 , 6 6 , 2 4 0
7 , 2 1 2 , 3 5 2
1 2 2 0 , 6 6 0
1 5 2 5 , 7 7 2
1 7 , 5 3 0 7 2
2 4 4 1 8 8
3 6 6 2 1 0 8
4 . P r z e b i e g w i c z e n i a :
4 . 1 . C e l w i c z e n i a
C e l e m w i c z e n i a j e s t z a p o z n a n i e s i z p r o c e d u r p r z e p r o w a d z a n i a b a d a D z d o l n o [c i
Bc z e n i o w e j r o z Bc z n i k w n a n a p i c i a z n a m i o n o w e w y |s z e o d 1 k V i n i |s z e o d 5 2 k V ;
z a p o z n a n i e s i z b u d o w i d a n y m i z n a m i o n o w y m i b a d a n e g o r o z Bc z n i k a t y p u O R B 1 0 - 1 / 3 ;
p r z y g o t o w a n i e s t a n o w i s k a d o p r b , w s k Ba d k t r y c h w c h o d z i : d o b r p a r a m e t r w o b w o d u ,
d o b r n a s t a w p r z y r z d w r e j e s t r u j c y c h ; p r z e p r o w a d z e n i e p r b Bc z e n i o w y c h b a d a n e g o
r o z Bc z n i k a t y p u O R B 1 0 - 1 / 3 w o b w o d z i e o m a Be j i n d u k c y j n o [c i ; r e j e s t r a c j a o s c y l o g r a m w
p r d u i n a p i c i a o r a z a n a l i z a u z y s k a n y c h w y n i k w .
4 . 2 . O p i s u k Ba d u
S c h e m a t s t a n o w i s k a p r o b i e r c z e g o z a m i e s z c z o n o n a r y s . 2 .
R y s . 2 . S c h e m a t u k Ba d u p r o b i e r c z e g o d o z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j r o z Bc z n i k a [r e d n i e g o n a p i c i a :
U n a p i c i e O W o d Bc z n i k w y s o k o n a p i c i o w y , W B w y Bc z n i k b e z p i e c z e Ds t w a , Z Z z a Bc z n i k
z w a r c i o w y , N C n a s t a w n i k c z a s o w y , N F n a s t a w n i k f a z o w y , R Q r e z y s t a n c j a s y s t e m u , X Q
r e a k t a n c j a s y s t e m u , X D r e a k t a n c j a d Ba w i k a , T W t r a n s f o r m a t o r w i e l k o p r d o w y , R L r e z y s t a n c j a
o d b i o r n i k a , X L r e a k t a n c j a o d b i o r n i k a , P P p r z e k Ba d n i k p r d o w y k P P = 5 0 / 5 A / A , R b b o c z n i k
p r z e k Ba d n i k a p r d o w e g o , P N p r z e k Ba d n i k n a p i c i o w y k P N = 1 1 0 0 0 / 1 0 0 V / V , R B b a d a n y r o z Bc z n i k ,
t 1 0 c z a s p r b y , t 2 0 c z a s d z i a Ba n i a r o z Bc z n i k a , t 3 0 z w Bo k a c z a s o w a z a Bc z e n i a z a Bc z n i k a Z Z
S t a n o w i s k o p r o b i e r c z e s k Ba d a s i z z e s p o Bu a p a r a t w Bc z e n i o w y c h ( O W , W B , Z Z ) ,
d Ba w i k a X D , t r a n s f o r m a t o r a w i e l k o p r d o w e g o T R o d b i o r n i k a o r e z y s t a n c j i R L i r e a k t a n c j i X L ,
s t a n o w i s k a , n a k t r y m u m i e s z c z o n y j e s t b a d a n y r o z Bc z n i k , u k Ba d u p o m i a r o w e g o , w s k Ba d
k t r e g o w c h o d z : p r z e k Ba d n i k p r d o w y P P , n a p i c i o w y P N , o p t o i z o l a t o r , o s c y l o s k o p .
S t a n o w i s k o z a s i l a n e j e s t z s i e c i e l e k t r o e n e r g e t y c z n e j n a p i c i e m 1 5 k V . W s z e l k i e o p e r a c j e
Bc z e n i o w e d o k o n y w a n e s p o s t r o n i e [r e d n i e g o n a p i c i a .
5
4 . 3 . M e t o d y k a i w a r u n k i p r z e p r o w a d z a n i a b a d a D
W p i e r w s z e j k o l e j n o [c i n a l e |y z a p o z n a s i z d a n y m i z n a m i o n o w y m i b a d a n e g o
a p a r a t u , z a m i e s z c z o n y m i w t a b . 1 , d o b r a p a r a m e t r y o b w o d u p r o b i e r c z e g o , w t a k i s p o s b
a b y s p e Bn i w y m a g a n i a n o r m y d o t y c z c e b a d a n i a z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j w o b w o d z i e o m a Be j
i n d u k c y j n o [c i , z a p o z n a s i z p o d s t a w o w y m i p a r a m e t r a m i p r z e t w o r n i k w w i e l k o [c i
e l e k t r y c z n y c h , u k Ba d e m r e j e s t r a c y j n o p o m i a r o w y m o r a z m e t o d a m i o b l i c z a n i a : p r d u ,
n a p i c i a , e n e r g i i , w o p a r c i u o w c z e [n i e j z a r e j e s t r o w a n e p r z e b i e g i . W c z [c i p o m i a r o w o
b a d a w c z e j n a l e |y d o b r a p r a w i d Bo w e n a s t a w y u k Ba d u r e j e s t r a c y j n e g o , a n a s t p n i e w y k o n a
p r b y z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j b a d a n e g o a p a r a t u o r a z o b s e r w o w a d z i a Ba n i e r o z Bc z n i k a
p o d c z a s p r b . N a l e |y r e j e s t r o w a p r d p By n c y p r z e z r o z Bc z n i k i n a p i c i e w y s t p u j c e n a
z a c i s k a c h o b i e k t u b a d a n e g o . N a z a k o Dc z e n i e p o m i a r w n a l e |y d o k o n a o g l d z i n a p a r a t u p o
p r b a c h .
W s k Ba d o b l i c z e D p a r a m e t r w o b w o d u p r o b i e r c z e g o w c h o d z : w y z n a c z e n i e
r e z y s t a n c j i , r e a k t a n c j i i i m p e d a n c j i c a Bk o w i t e j o b w o d u p r o b i e r c z e g o , w y z n a c z e n i e
w s p Bc z y n n i k a m o c y c o s , c o s S s y s t e m u i c o s L o d b i o r n i k a . Z e w z g l d u n a t o , |e p o m i a r
p r d u i n a p i c i a r e a l i z o w a n y j e s t p o s t o r n i e w t r n e j t r a n s f o r m a t o r a w a r t o [c i r e z y s t a n c j i i
r e a k t a n c j i s y s t e m u n a l e |y p r z e n i e [ n a s t r o n w t r n z g o d n i e z z a l e |n o [c i a m i ( 1 ) , ( 2 ) , ( 3 ) .
R Q = k T - 2 " R Q 1 5 ( 1 )
X = k T - 2 " X ( 2 )
Q Q 1 5
X = k T - 2 " X ( 3 )
D D 1 5
O b l i c z e n i a r e z y s t a n c j i i r e a k t a n c j i p o d Bu |n e j t r a n s f o r m a t o r a w i e l k o p r d o w e g o T R
n a l e |y w y k o n a z g o d n i e z r w n a n i a m i ( 4 ) , ( 5 )
P C u U r T 2
R T r = " ( 4 )
S N S N
2
2
2
# #
u z % P C u U
# #
r T
X = " ( 5 )
# # - # #
T r
#
1 0 0 S N # S N
# #
# #
, g d z i e : k T p r z e k Ba d a n i a n a p i c i o w a t r a n s f o r m a t o r a T R , U r T n a p i c i e r o b o c z e
t r a n s f o r m a t o r a .
W a r t o [ c a Bk o w i t e j r e z y s t a n c j i o b w o d u R o k r e [l a w z r ( 6 )
2
R L " X
L
R ' = ,
2
R L 2 + X
L
R T = 2 "( R Q + R T r ) + R ' ( 6 )
, c a Bk o w i t e j r e a k t a n c j i o b w o d u p r o b i e r c z e g o z a l e |n o [ ( 7 )
R L 2 " X
L
X ' =
2
R L 2 + X
L
X T = 2 "( X + X + X T r ) + X ' ( 7 ) .
Q D
I m p e d a n c j o b w o d u p r o b i e r c z e g o m o |n a w y z n a c z y z e w z o r u ( 8 )
Z T = R T 2 + X T 2 ( 8 ) .
I m p e d a n c j : c a Bk o w i t o d b i o r n i k a o k r e [l a r w n a n i e ( 9 ) , s y s t e m u z a s i l a n i a z a l e |n o [ ( 1 0 ) .
Z L = R ' 2 + X ' 2 ( 9 ) ,
2
2
Z S = [ 2 "( R Q + R T r ) ] + [ 2 "( X + X + X T r ) ] ( 1 0 ) .
Q D
C a Bk o w i t y w s p Bc z y n n i k m o c y o b w o d u o k r e [l a w z r ( 1 1 ) , w s p Bc z y n n i k m o c y o d b i o r n i k a
m o |n a w y z n a c z y r w n a n i e m ( 1 2 ) , w s p Bc z y n n i k m o c y s y s t e m u z a s i l a j c e g o z a l e |n o [c i
( 1 3 )
6
R T
c o s T = ( 1 1 ) ,
Z T
# #
# ##
R '
# ##
c o s L = c o s #a r c t a n # # ( 1 2 ) ,
#
Z L #
# #
#
2 " ( R Q + R T r )
c o s S = ( 1 3 ) .
Z S
W a r t o [ s p o d z i e w a n e g o p r d u Bc z e n i o w e g o m o |n a o k r e [l i z a p o m o c w z o r u ( 1 4 )
1 , 1 "U
I = ( 1 4 ) .
Z T
P r z y k Ba d o w e w a r t o [c i i m p e d a n c j i d Ba w i k w p e Bn i c y c h r o l o d b i o r n i k a z a m i e s z c z o n o w
t a b . 2 . D o b r r e z y s t a n c j i R L p o l e g a n a k o m b i n a c j i k r o t n o [c i l u b c z [c i w a r t o [c i r e z y s t a n c j i
r w n e j 2 8 &!, g d z i e s u m a r y c z n a k r o t n o [ l u b c z [ m o |e w y n o s i m a k s y m a l n i e 2 4 .
T a b . 3 . W y b r a n e u s t a w i e n i a d Ba w i k a X L
X L [ &!] D Ba w i k X L [ &!] D Ba w i k
1 8 7 , 4 L 6 1 6 1 F 7
1 8 4 , 8 M 6 1 5 8 , 8 G 7
1 8 4 , 4 A 7 1 5 3 H 7
1 7 8 , 4 B 7 1 4 8 , 3 I 7
1 7 2 , 6 C 7 1 4 4 K 7
1 6 7 , 7 D 7 1 4 1 L 7
1 6 3 , 9 E 7 1 3 8 , 8 M 7
N a l e |y d o b r a o d p o w i e d n i e w a r t o [c i r e z y s t a n c j i i r e a k t a n c j i d Ba w i k w , w t a k i s p o s b
a b y p r d Bc z e n i o w y b y B m o |l i w i e b l i s k i p r d u z n a m i o n o w e g o b a d a n e g o r o z Bc z n i k a o r a z
b y By s p e Bn i o n e w a r u n k i d o t y c z c e w s p Bc z y n n i k w m o c y o d b i o r n i k a i s y s t e m u . W t a b . 4
z a m i e s z c z o n o p a r a m e t r y o b w o d u p r o b i e r c z e g o .
T a b . 4 . P a r a m e t r y o b w o d u p r o b i e r c z e g o
R Q 1 5 X Q 1 5 X D 1 5 S N k T u Z % P C u R L X L
0 , 6 2 1 , 1 0 1 4 , 9 2 , 1 1 5 / 7 , 2 2 , 3 4 1 7 , 2
&! &! &! M V A k V / k V % k W
O b l i c z e n i a p r z e k Ba d n i p o m i a r o w y c h d l a p o s z c z e g l n y c h k a n a B w p o m i a r o w y c h
o k r e [l a j z a l e |n o [c i ( 1 5 ) , ( 1 6 ) , ( 1 7 )
C h 1 : k 1 = k P P " R b - 1 " k o p t 1 " 0 , 1 - 1 ( 1 6 )
C h 2 : k 4 = k P N " k o p t 4 " 0 , 1 - 1 ( 1 7 )
M o c , e n e r g i a : k 1 4 = k 1 " k 4 ( 1 8 )
, g d z i e : k P P p r z e k Ba d n i a p r z e k Ba d n i k a p r d o w e g o , R b r e z y s t a n c j a b o c z n i k a ,
k o p t p r z e k Ba d n i a p o m i a r o w a o p t o i z o l a t o r a , k P N p r z e k Ba d n i a p r z e k Ba d n i k a n a p i c i o w e g o
4 . 4 . Z a k r e s p r z e p r o w a d z a n y c h p o m i a r w
P o m i a r y z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j b a d a n e g o r o z Bc z n i k a s k Ba d a j s i z s k a l o w a n i a
n a p i c i o w e g o , s k a l o w a n i a p r d o w e g o o r a z d w c h p r b z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j . P o d c z a s
k a |d e j p r b y n a l e |y w y k o n a r e j e s t r a c j p r d u p By n c e g o w o b w o d z i e ( k a n a B 1 o s c y l o s k o p u )
o r a z n a p i c i a p a n u j c e g o n a r o z Bc z n i k u ( k a n a B 4 o s c y l o s k o p u ) .
7
P r z e d p o m i a r a m i n a l e |y o k r e [l i n a s t a w y o p t o i z o l a t o r a d l a p o s z c z e g l n y c h k a n a B w
n a p o d s t a w i e z a l e |n o [c i ( 1 6 ) , ( 1 7 ) , c z a s p r b y t 1 0 , d Bu g o [ r e k o r d u R o r a z c z s t o t l i w o [
p r b k o w a n i a f r o s c y l o s k o p u d l a k a |d e j z p r b .
N a s t a w y c z a s o w e n a s t a w n i k a c z a s o w e g o N C n a l e |y d o b r a w t a k i s p o s b , a b y
m o |n a b y Bo z a r e j e s t r o w a c o n a j m n i e j 5 p e Bn y c h o k r e s w p r d u Bc z e n i o w e g o , p r o c e s
w y Bc z a n i a t e g o p r d u p r z e z r o z Bc z n i k o r a z m i n i m u m p r z e z c z a s 0 , 3 s p r z e b i e g n a p i c i a
p o w r o t n e g o . P o d c z a s w y Bc z a n i a p r d u p r z e z r o z Bc z n i k w p i e r w s z e j f a z i e n a s t p i p r o c e s
o t w i e r a n i a r o z Bc z n i k a , k t r y w y n o s i t 2 0 = 2 6 0 m s . C a Bk o w i t y c z a s p r b y o k r e [l a z a l e |n o [
( 1 9 ) , c z a s p o k t r y m z o s t a n i e z a Bc z o n y z a Bc z n i k Z Z o p i s u j e w z r ( 2 0 )
t 1 0 = t 2 0 + 0 , 3 ( 1 9 )
t 3 0 = t 2 0 - 0 , 1 ( 2 0 )
W c e l u p o p r a w n e j r e j e s t r a c j i p r z e b i e g w n a l e |y o k r e [l i c z s t o t l i w o [ p r b k o w a n i a f r
o r a z d Bu g o [ r e k o r d u R o s c y l o s k o p u . C z s t o t l i w o [ p r b k o w a n i a f r o k r e [l a o d s t p p o m i d z y
z a p i s y w a n y m i w p a m i c i o s c y l o s k o p u p u n k t a m i . C z s t o t l i w o [ p r b k o w a n i a m o |n a
o s z a c o w a n a p o d s t a w i e z a l e |n o [c i ( 2 1 )
m
f r H" ( 2 1 )
t c h
, g d z i e m o k r e [l a i l o [ p u n k t w z a p i s a n y c h w p a m i c i o s c y l o s k o p u ( w a r t o [ s z a c u n k o w a
1 0 ) , p r z y p a d a j c y c h n a c z a s z m i a n s y g n a Bu t c h .
C z a s r e j e s t r a c j i j e s t o k r e [l o n y r w n a n i e m ( 2 2 ) . W c e l u r e j e s t r a c j i c a Be g o p r z e b i e g u , p a r a m e t r
t e n p o w i n i e n b y w i k s z y o d c z a s u p r b y t 1 0 .
R
t r = ( 2 2 )
f r
S k a l o w a n i e n a p i c i o w e p o l e g a n a r e j e s t r a c j i p r z e b i e g u n a p i c i a p o w r o t n e g o
p a n u j c e g o n a o t w a r t y c h s t y k a c h r o z Bc z n i k a . P o d c z a s t e j p r b y n a l e |y w y z n a c z y c z a s
n a r a s t a n i a n a p i c i a p o w r o t n e g o t 3 , m a k s y m a l n w a r t o [ n a p i c i a p o w r o t n e g o u c w a r t o [
s k u t e c z n n a p i c i a p r o b i e r c z e g o U R M S . P r z y k Ba d o w y o s c y l o g r a m z k a l i b r a c j i n a p i c i o w e j
z a m i e s z c z o n o n a r y s . 3 .
a ) b )
R y s . 3 O s c y l o g r a m s k a l o w a n i a n a p i c i o w e g o : 1 p r d , 4 n a p i c i e , k U = 3 k V / d z ;
a p r z e b i e g p o d c z a s p r b y U R M S = 3 , 7 9 8 k V , b p r z e b i e g n a p i c i a p o w r o t n e g o z o b l i c z o n y m i
p a r a m e t r a m i T R V , t 3 = 3 9 s , u c = 1 0 , 2 k V
C e l e m s k a l o w a n i a p r d o w e g o j e s t o k r e [l e n i e s p o d z i e w a n e g o p r d u Bc z e n i o w e g o j a k i
b d z i e p By n B p r z e z b a d a n y a p a r a t . P r b t w y k o n u j e s i p r z y z a m k n i t y c h s t y k a c h
r o z Bc z n i k a . P o d c z a s t e j p r b y n a l e |y o k r e [l i w a r t o [ s k u t e c z n s p o d z i e w a n e g o
Bc z e n i o w e g o I R M S o r a z k t f a z o w y Z Z p r z y , k t r y m n a s t p i z a m k n i c i e z a Bc z n i k a Z Z , w
8
c e l u z m i n i m a l i z o w a n i a s k Ba d o w e j n i e o k r e s o w e j p r d u Bc z e n i o w e g o . P r z y k Ba d o w y
o s c y l o g r a m z k a l i b r a c j i p r d o w e j z a m i e s z c z o n o n a r y s . 4 .
R y s . 4 . O s c y l o g r a m s k a l o w a n i a p r d o w e g o : 1 p r d , 4 n a p i c i e , k i = 1 0 0 A / d z , I R M S = 6 7 , 2 A
W d a l s z y m e t a p i e n a l e |y p r z e p r o w a d z i d w i e p r b y z d o l n o [c i Bc z e n i o w e j b a d a n e g o
r o z Bc z n i k a b e z p i e c z n i k o w e g o z g o d n i e z w y m a g a n i a m i n o r m y [ 3 ] , p o d c z a s k t r y c h d o k o n u j e
s i r e j e s t r a c j i p r z e b i e g w : p r d u o r a z n a p i c i a . N a p o d s t a w i e u z y s k a n y c h o s c y l o g r a m w
m o |n a w y z n a c z y w a r t o [c i s k u t e c z n e i m a k s y m a l n e p r d w i n a p i , n a p i c i e Bu k o w e u a ,
c h a r a k t e r y s t y c z n e c z a s y Bc z n i k a , e n e r g i Bu k u E a . P r z y k Ba d o w r e j e s t r a c j e p r o c e s u
w y Bc z a n i a p r d u p r z e z r o z Bc z n i k p o k a z a n o n a r y s . 5 .
a ) b )
R y s . 5 . O s c y l o g r a m p r b y Bc z e n i o w e j : 1 p r d , 4 n a p i c i e , M 1 m o c ,
I R M S = 6 8 A , U R M S = 3 , 7 9 8 k V , c o s T = 0 , 7 0 , c o s L = 0 , 7 1 , c o s S = 0 , 2 4 , Z S / Z T = 0 , 0 1 1 ;
a k i = 1 0 0 A / d z , k U = 3 k V / d z , t w r = 8 4 , 8 m s ; b - k i = 1 0 0 A / d z , k U = 1 , 5 k V / d z , u a = 1 , 9 5 k V ,
t a = 1 1 , 3 6 m s , E a = 7 2 , 8 7 J , g d z i e : t p c z a s p r b y , t w r c z a s w Ba s n y r o z Bc z n i k a , t a c z a s Bu k o w y ,
E a e n e r g i a w y Bc z a n i a
5 . S p r a w o z d a n i e
S z c z e g Bo w e w y m a g a n i a w o d n i e s i e n i u d o z a k r e s u b a d a D o r a z s p r a w o z d a n i a z b a d a D
o k r e [l a d l a k a |d e j g r u p y n a u c z y c i e l p r o w a d z c y w i c z e n i e . S p r a w o z d a n i e z w i c z e n i a
p o w i n n o m i e p o s t a p r o t o k o Bu z b a d a D, z r e d a g o w a n e g o t a k , a b y n a j e g o p o d s t a w i e m o |n a
b y Bo o d t w o r z y p r z e p r o w a d z o n e e k s p e r y m e n t y .
S p r a w o z d a n i e p o w i n n o z a w i e r a :
S t r o n t y t u Bo w w g w z o r u
9
O p i s p r z e b i e g u w i c z e n i a
" o p i s o b i e k t w b a d a D ( s z k i c e , r y s u n k i ) ,
" o p i s p r z y g o t o w a D p o p r z e d z a j c y c h b a d a n i a : d o b r n a s t a w p r z y r z d w
r e j e s t r u j c y c h , o b l i c z e n i a p r z e k Ba d n i t o r w p o m i a r o w y c h ,
" w a r u n k i b a d a n i a : o b l i c z e n i a i m p e d a n c j i o b w o d u p r o b i e r c z e g o ,
w s p Bc z y n n i k a m o c y c o s ,
" s p o s b b a d a D, w y n i k i b a d a D, p o r w n a n i e w y n i k w p o m i a r w z
p o s z c z e g l n y c h p r b .
A n a l i z w y n i k w b a d a D, o b s e r w a c j i i w n i o s k i .
S p r a w o z d a n i e m u s i b y n a p i s a n e z w i z By m , t e c h n i c z n y m j z y k i e m . S t r o n y m u s z b y
p o n u m e r o w a n e i s p i t e r a z e m . W y k r e s y m u s z b y c z y t e l n e , z w y r a zn i e z a z n a c z o n y m i
p u n k t a m i b d c y m i w y n i k i e m p o m i a r w . D o s p r a w o z d a n i a n a l e |y d o Bc z y n o t a t k i
s p o r z d z o n e p o d c z a s w i c z e n i a .
L I T E R A T U R A
[ 1 ] C i o k Z . : P r o c e s y Bc z e n i o w e w u k Ba d a c h e l e k t r o e n e r g e t y c z n y c h , W N T W a r s z a w a
1 9 8 3
[ 2 ] M a k s y m i u k J . , P o c h a n k e Z . : O b l i c z e n i a i b a d a n i a d i a g n o s t y c z n e a p a r a t u r y
r o z d z i e l c z e j , W N T W a r s z a w a 2 0 0 1
[ 3 ] P N - E N 6 0 2 6 5 - 1 : 2 0 0 1 R o z Bc z n i k i w y s o k o n a p i c i o w e C z [ 1 : R o z Bc z n i k i n a
n a p i c i a z n a m i o n o w e w y |s z e n i | 1 k V i n i |s z e n i | 5 2 k V , g r u d z i e D 2 0 0 1
1 0
6 . Z A AC Z N I K
T a b e l a 1 . W z r t a b l i c z k i s t r o n y t y t u Bo w e j s p r a w o z d a n i a z l a b o r a t o r i u m A E
P o l i t e c h n i k a G d a Ds k a
L a b o r a t o r i u m B a d a D i
S t u d i u m :
S e m e s t r :
E k s p l o a t a c j i U r z d z e D
R o k a k a d e m i c k i :
E l e k t r y c z n y c h
w i c z e n i e n r : T e m a t :
D a t a w y k o n a n i a w i c z e n i a :
I m i i n a z w i s k o s t u d e n t a
G r u p a l a b o r a t o r y j n a & & & & . . . . . . . .
A u t o r s p r a w o z d a n i a & & & & & & & & & & & .
D a t a o d d a n i a s p r a w o z d a n i a :
1 .
2 .
3 .
4 .
O c e n a :
5 .
6 .
7 .
P o d p i s p r o w a d z c e g o :
8 .
1 1
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