Automatikai műszerész Automatikai műszerész

Átírás

1 A 10/2007 (II. 27.) SzMM rendelettel módosított 1/2006 (II. 17.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés eljárási rendjéről alapján. Szakképesítés, szakképesítés-elágazás, rész-szakképesítés, szakképesítés-ráépülés azonosító száma és megnevezése, valamint a kapcsolódó szakképesítés megnevezése: Automatikai műszerész Automatikai műszerész

2 1. feladat Összesen: 5 pont Határozza meg, hogy egy 1,5 mm átmérőjű és 12 m hosszú rézhuzalnak mekkora az ellenállása és vezetése, ha a réz fajlagos ellenállása 0,0175 Ω mmp 2 /m! Ellenállása és vezetés 2 d π A = = 1,77 mmp 4 l R = ρ = 0,119 Ω Α l G = = 8,4 S R 2 2. feladat Összesen: 8 pont Számítsa ki, hogy mekkora áramerősséget mutat az M műszer, ha az R 2 ellenállást tartalmazó hídágban szakadás lép fel! Áramerősség Adatok: A hídágak ellenállásai: R 1 = 100 Ω R2 = 250 Ω R3 = 500 Ω R4 = 200 Ω A műszer belső ellenállása: R A tápfeszültség: UT = 24 V bm = 100 Ω É 2/10

3 Az áramosztás törvénye alapján: 3. feladat Összesen: 8 pont Rajzoljon Graetz-egyenirányító kapcsolást! A kapcsolásnak tartalmaznia kell transzformátort, pufferkondenzátort és terhelő ellenállást is. Graetz-egyenirányító kapcsolás: 4. feladat Összesen: 12 pont a.) Fogalmazza meg a háromfázisú frekvenciaváltó feladatát, működését, nevezze meg a számok alapján fő részeit, és a részek feladatait mutassa be részletesen! 6 pont A frekvenciaváltó tehát egy olyan készülék, amibe bevezetjük az áramot és a kimenetére aszinkronmotort kapcsolunk. A frekvenciaváltó a motorra nem 50 Hz-et, hanem egy (bizonyos határok között) tetszőlegesen változtatható frekvenciát ad. 1. Betáplálás. Jellemzően 3x400 V AC 2. Háromfázisú egyenirányító híd, amely egyenáramot állít elő 3. Közbenső kör 4. Szűrőtekercsek 5. Nagy kapacitású szűrőkondenzátor, amelyen előáll a közbenső köri szűrt, kb. 520 V-os egyenfeszültség 6. Félvezetős kapcsoló üzemű teljesítményfokozat. Háromfázisú tranzisztorhíd (általában IGBT), amely a közbenső köri DC feszültségből PWM jel segítségével előállítja a motor számára a változtatható frekvenciát és feszültséget. É 3/10

4 7. A meghajtott hagyományos 400V AC aszinkronmotor 8. Vezérlő elektronika, amely vezérli a teljesítményfokozatot, ellenőrzi az üzemi körülményeket, előállítja a kimenő jeleket, kezeli a bemeneteket, lehetővé teszi a paraméterezést stb. b.) Rajzolja le a szinuszos átlagértékű, 3 fázisú motorfeszültséget, és részletesen fogalmazza meg a részek feladatait! 6 pont A hálózati feszültséget először egyenirányítja és szűri (2, 3), így egyenfeszültség jön létre. Egy félvezetős 3 fázisú kapcsolóhíd (6) ebből az egyenfeszültségből PWM (impulzus szélesség moduláció) segítségével előállítja a tetszőleges frekvenciájú (pl.: Hz) szinuszos átlagértékű, 3 fázisú motorfeszültséget. Az ábra ezt a PWM jelet és a PWM jel átlagértékeként előálló szinuszos jelet ábrázolja egy fázison. A PWM modulációra azért van szükség, mert ezzel lehet megfelelő hatásfokot elérni. A frekvenciaváltó működését a vezérlőegység (8) koordinálja. Ez hozza létre a PWM vezérlőjelet a híd számára, veszi a külső parancsokat, ellenőrzi az üzemi körülményeket, realizálja a több szintű védelmet. 5. feladat Összesen: 5 pont Fogalmazza meg a hidrosztatikus nyomás definícióját, írja le az egyenlőséget, a betűjelölések megnevezéseit és a mértékegységeket! Hidrosztatikus nyomás alatt azt a nyomást értjük, ami a folyadék belsejében jön létre, és a magasságtól, valamint a folyadéktömeg súlyától függ: p s = h ρ g ps = Hidrosztatikus nyomás (nehézségi nyomás) [Pa] h = A folyadékoszlop magassága [m] ρ = A folyadék sűrűsége [kg/m 3 ] g = Gravitációs gyorsulás [m/s] 6. feladat Összesen: 8 pont a.) Mit jelent az N a [N l/s] mértékegységben? Jelölje be a helyes válasz betűjelét! 2 pont a) Levegőáteresztő képességet. b) Newtont. c) 20 C-os, légköri nyomású levegőt (normál állapotú). É 4/10

5 b.) Milyen kapcsolat látható az ábrán? Nevezze meg, és fogalmazza meg a működését! 3 pont VAGY kapcsolat A K1 és K2 gombok közül elég az egyiket vagy mindkettőt megnyomni és a relé kapcsol. c.) Rajzolja le az ideális R, L és C passzív áramköri elemek váltakozó áramú ellenállásainak jellegre helyes frekvenciafüggését! 3 pont 7. feladat Összesen: 5 pont Rajzoljon le egy terheletlen, Zener-diódás elemi feszültségstabilizátor-kapcsolást a bemeneti és a kimeneti feszültségpolaritás helyes bejelölésével! Zener-dióda: É 5/10

6 8. feladat Összesen: 5 pont Az alábbi grafikonon négy különböző huzalon átfolyó áram erősségét ábrázoltuk a huzalok végpontjaira kapcsolt feszültség függvényében. a.) Ismertesse azt az elméleti törvényt, amelynek segítségével meg lehet határozni az egyes huzalok ellenállását a grafikon adataiból! 3 pont Ohm törvénye szerint a fémes vezető két pontja közötti feszültség és a vezetőn átfolyó áram erőssége egyenesen arányos, hányadosuk állandó. Az állandót nevezzük a vezető ellenállásának, jele R. Értelmezése szerint R = I U, egysége 1 Ω = 1 A V b.) Állítsa növekvő sorrendbe a huzalokhoz tartozó ellenállásokat a grafikon adatainak a felhasználásával! 2 pont A grafikon szerint például U = 40 V esetén I 1 > I 2 > I 3 > I 4, azaz R 1 < R 2 < R 3 < R 4 9. feladat Összesen: 5 pont Fogalmazza meg a műveleti erősítő (ME) definícióját és a legáltalánosabb felhasználási területeit! A műveleti erősítő (ME) definíciója: olyan, legalább négypólusú áramkör, aminek a bemenete mindig szimmetrikus, a kimenete a felhasználástól függően szimmetrikus vagy aszimmetrikus. Legáltalánosabb felhasználási területei: az analóg technikában és a méréstechnikában analóg műveleti áramkörök (összegző D/A átalakítók-, kivonó, deriváló és integráló áramkörök) összehasonlító áramkörök, komparátorok jelátalakító áramkörök (méréstechnika) alul/felül áteresztő szűrő áramkörök nem lineáris elektronikus áramkörök (logaritmikus erősítő) É 6/10

7 10. feladat Összesen: 5 pont Fogalmazza meg az induktív közelítő kapcsoló működési elvét, és rajzolja le a jelképét! Az induktív közelítő kapcsoló egy oszcillátorból, egy küszöbáramkörből és egy erősítőből áll. Az oszcillátor rezgőtekercse segítségével létrehoz egy nagyfrekvenciás váltakozó teret, ez gömbformában lép ki az érzékelő homlokfelületéről. Ha a váltakozó térbe fém alkatrész kerül, a keletkező örvényáramok energiát vonnak el az oszcillátortól. Ezáltal az oszcillátor feszültsége leesik, és az ezt követő trigger jelet ad ki. Az induktív közelítő kapcsolóval jól fel lehet ismerni minden villamos vezetőből készült alkatrészt, a fémek mellett a grafitot is. 11. feladat Összesen: 10 pont Pneumatikus munkahengerrel mozgatott tömeget fékezünk hidraulikus fékezőhengerrel. a.) Írja fel a fékezés energiaegyenletét, a pneumatikahenger saját fékezését elhanyagolva! b.) Mi lehet a hidraulikus fékezőhenger kiválasztásának 2 fő szempontja? c.) Az alábbi paraméterekkel számítsa ki a fenti értékeket! Léghenger átmérője: 40 mm Léghenger lökete: 200 mm Tápnyomás: 6 bar Mozgatott tömeg: 15 kg Dugattyú és dugattyúrúd tömege: 0,55 kg Elrendezés: vízszintes Dugattyú üzemi sebessége: 0,85 m/s Működésszám: 300 kettősöket/h Fékezési úthossz: 25 mm a.) We + Em = Wh b.) Ébredő fékezési erő nagysága Elemésztendő hőenergia mennyisége c.) We az egyenletes erő által végzett munka: Em a mozgási energia: Wh1 1 fékezés során keletkező hőenergia: É 7/10

8 Whh 1 óra alatt keletkező hőenergia: Ff a felütközési erő: 12. feladat Összesen: 10 pont Kétfokozatú egyenáramú erősítő számítása Adatok: R1 = 20 kω R5 = 5 kω R3 = 400 kω R6 = 245 kω R4 = 5 kω UG = 2 mv RG = 80 Ω A műveleti erősítőt tekintsük ideálisnak. a.) Rajzolja be a kapcsolási rajzba az első és a második fokozat előjelhelyes kimeneti feszültségét! b.) Számítsa ki a hibafeszültséget kompenzáló R2 ellenállás értékét! c.) Határozza meg a kétfokozatú erősítő bemeneti ellenállását (Rbe)! d.) Számítsa ki az első fokozat feszültségerősítését (Au1)! e.) Számítsa ki a második fokozat feszültségerősítését (Au2 )! f.) Határozza meg a kétfokozatú erősítő eredő feszültségerősítését (Au)! Az erősítést adja meg db-ben is (Au db )! g.) Számítsa ki a kétfokozatú erősítő kimeneti feszültségének értékét, ha a bemenetet a megadott jellemzőkkel rendelkező generátorral tápláljuk! a.) b.) É 8/10

9 c.) d.) e.) f.) g.) 13. feladat Összesen: 5 pont Számítsa ki az R ellenállás értékét! Adatok: U = 6 V, U AK = 1,6 V, I A = 20 ma. Ellenállás értéke: 14. feladat Összesen: 5 pont Fogalmazza meg a relék és a mágneskapcsolók működési elvét, felhasználásuk területét, és rajzolja le a jelképét! A relé elektromágnesesen működtetett kapcsoló, amely kis energiaráfordítás mellett kapcsol. A reléket elsősorban a jelfeldolgozás területén használják. A tekercs feszültség alá helyezésével elektromágneses tér keletkezik. Ezáltal a mozgó kengyelt a vasmag magához húzza. A kengyel mozgatja a relé érintkezőit, melyek kialakítástól függően nyitnak, illetve zárnak. Amikor a tekercs árama megszakad, egy rugó segítségével visszaáll kiinduló helyzetébe a kengyel. Egy relétekercsről egy vagy több érintkezőt is lehet kapcsolni. A fent leírt relé típuson kívül még további változatai vannak az elektromágneses működtetésű kapcsolóknak, (időrelé, mágneskapcsoló), de ezek működési elve minden esetben azonos. Az elektropneumatikus vezérlések területén a reléket az alábbi feladatokra használják: jelsokszorosítás a jelek késleltetése és átalakítása É 9/10

10 elektromos öntartás megvalósítása a vezérlő- és a főáramkör szétválasztása A teljesen villamos vezérléseknél a reléket egyen- és váltóáramkörök elválasztásához is használják. Rajzjele: 15. feladat Összesen: 4 pont A táblázatnak egy ohmos ellenálláson fellépő teljesítmény feszültségfüggését kell kifejeznie. Az ellenállás értéke nem változik. Egészítse ki a táblázatot! Ohmos ellenálláson fellépő teljesítményfeszültség. A javítási-értékelési útmutatótól eltérő, más helyes megoldásokat is el kell fogadni. Összesen: 100 pont 100% = 100 pont EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%. É 10/10