מכונות חשמל, מנועים וסנכרון
מבחן הרישוי בחשמל · 30 שאלות · 30 בוודאות מלאה
✦ בנוי על ידי פהד גאנם ✦
📝הפתרונות שלפניכם הם הצעת פתרון. הם נכתבו ונומקו בידי פהד גאנם ואינם דגם התשובות הרשמי של מאגר השאלות. תקנות מתעדכנות, ונוסח של שאלה אפשר שיתפרש ביותר מדרך אחת, ולכן יש לראות בכל פתרון הצעה מנומקת ולא הכרעה מחייבת.
אשמח על עדכון או הצעה לתיקונים בכתובת
fahed.ghanem.edu@gmail.com.
שאלה 69קוד 08039ודאות מלאה
בתרשים מופיע מצד ימין-גנרטור, ומצד שמאל-רשת חברת החשמל. נורות בקרה מותקנות בין יציאות הגנרטור לבין רשת ח"ח. בזמן t=0, נסגרים שלושת המפסקים ולמעשה מסנכרנים בין הגנרטור לבין רשת חברת החשמל. מה צריך להיות מצב הנורות בזמן t=0?
הנורות תהיינה דלוקות באופן קבוע.
הנורות ירצדו בתדר של 50 הרץ.
הנורות תהיינה כבויות באופן קבוע.
הנורות תידלקנה בסדר הפאזות L1, L2, L3 (כלומר T-S-R).
התשובה הנכונה: 3
הסבר
הנורות מחוברות בין יציאות הגנרטור לבין מוליכי הרשת, ולכן המתח על כל נורה הוא ההפרש הרגעי בין מתח הגנרטור לבין מתח הרשת באותו מופע. סינכרון מלא פירושו שוויון בגודל המתח, בתדר ובזווית המופע — ואז ההפרש הוא אפס בכל רגע, המתח על הנורות מתאפס והן כבויות. זוהי שיטת הסינכרון בנורות כבויות, והיא הרגע שבו מותר לסגור את המפסקים.
חישוב
U נורה = u גנרטור − u רשת = 0 בזמן סינכרון
שוויון בגודל, בתדר ובזווית המופע
המקור
עיקרון הנדסי — —
סינכרון בשיטת הנורות הכבויות: הנורה מחוברת בין המקור לרשת ומודדת את הפרש המתחים הרגעי; בסינכרון מלא ההפרש מתאפס והנורה כבית.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: נורות דלוקות באופן קבוע מעידות על הפרש מתח קבוע — מצב של הפרש זווית או גודל, לא סינכרון.
- תשובה 2: ריצוד מעיד על הפרש תדרים בין המקורות; תדר הריצוד הוא הפרש התדרים ולא 50 הרץ.
- תשובה 4: הידלקות מחזורית בסדר המופעים מעידה על הפרש תדרים ועל סדר מופעים, ומשמשת לאיתור סדר לא נכון — לא על סינכרון.
שאלה 116קוד 09001ודאות מלאה
הספקו של גנרטור תלת מופעי לגיבוי הוא 116kVA. חשב את הזרם בכל אחד ממוליכי המופע (Line)I וסמן את התשובה הקרובה ביותר:
504A.
290A.
167A.
209A.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
בגנרטור תלת מופעי ההספק המדומה קשור בזרם הקו ובמתח הקו ביחס קבוע: ההספק שווה לשורש שלוש כפול מתח הקו כפול זרם הקו. מתח הקו ברשת הישראלית הוא 400 וולט, ולכן מחלקים את ההספק במכפלה של שורש שלוש ב-400, כלומר ב-692.8. 116 קילו-וולט-אמפר חלקי מספר זה נותנים כ-167 אמפר. שים לב שההספק נתון בוולט-אמפר ולא בוואט, ולכן אין להכניס לחישוב מקדם הספק.
חישוב
I = 1160001.732 × 400 = 116000692.8 = 167.4 אמפר
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60038
במערכת תלת מופעית מתקיים S = √3 · UL · IL, ומתח הקו הנקוב הנפוץ במתח נמוך הוא 400 וולט.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 504 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-230 וולט בלא שורש שלוש.
- תשובה 2: 290 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-400 וולט בלא שורש שלוש.
- תשובה 4: 209 אמפר אינם נובעים מן החישוב.
שאלה 117קוד 09001ודאות מלאה
הספקו של גנרטור תלת מופעי לגיבוי הוא 220kVA. חשב את הזרם בכל אחד ממוליכי המופע (I Line) וסמן את התשובה הקרובה ביותר:
317A.
440A.
765A.
397A.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
ההספק המדומה של גנרטור תלת מופעי שווה לשורש שלוש כפול מתח הקו כפול זרם הקו, ולכן זרם הקו הוא ההספק חלקי מכפלת שורש שלוש במתח הקו. 220 קילו-וולט-אמפר חלקי 692.8 (שורש שלוש כפול 400 וולט) נותנים כ-317.6 אמפר. זהו זרם הקו בכל אחד ממוליכי המופע.
חישוב
I = 2200001.732 × 400 = 220000692.8 = 317.6 אמפר
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60038
במערכת תלת מופעית מתקיים S = √3 · UL · IL, ומתח הקו הנקוב הנפוץ במתח נמוך הוא 400 וולט.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: 440 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-500 וולט או מהזנחת שורש שלוש.
- תשובה 3: 765 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-287 וולט ואינם נובעים מן הנתונים.
- תשובה 4: 397 אמפר אינם נובעים מן החישוב.
שאלה 118קוד 09001ודאות מלאה
הספקו של גנרטור תלת מופעי לגיבוי הוא 77kVA. חשב את הזרם בכל אחד ממוליכי המופע (Line)I וסמן את התשובה הקרובה ביותר:
154A.
193A.
268A.
111A.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
ההספק המדומה של גנרטור תלת מופעי שווה לשורש שלוש כפול מתח הקו כפול זרם הקו. 77 קילו-וולט-אמפר חלקי 692.8 (שורש שלוש כפול 400 וולט) נותנים כ-111 אמפר. שים לב שהתשובות האחרות מייצגות שגיאות אופייניות: הזנחת שורש שלוש או חלוקה במתח שגוי.
חישוב
I = 770001.732 × 400 = 77000692.8 = 111.1 אמפר
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60038
במערכת תלת מופעית מתקיים S = √3 · UL · IL, ומתח הקו הנקוב הנפוץ במתח נמוך הוא 400 וולט.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 154 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-500 וולט.
- תשובה 2: 193 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-400 וולט בלא שורש שלוש.
- תשובה 3: 268 אמפר מתקבלים מחלוקה ב-287 וולט.
שאלה 250קוד 14032ודאות מלאה
איזו מבין התשובות הבאות מהווה חסרון בעבודה עם אמצעי לשינוי מהירות המנוע ע"י ווסת תדר?
מעלה את ערך המתח ברשת.
מקטין את ערך מקדם ההספק.
מגדיל את ההרמוניות לרשת (THD.)
אין חסרונות בעבודה עם ווסת מהירות.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
וסת תדר בונה את מתח המוצא מפעימות מיתוג מהירות, וצריכת הזרם שלו מן הרשת אינה סינוסואידית אלא עשירה בהרמוניות, בעיקר ההרמוניות האי-זוגיות. ההרמוניות מעוותות את גל המתח ברשת, מחממות מוליכים, שנאים וקבלים, ועלולות להפיל הגנות. זהו החיסרון המרכזי של וסת התדר, והוא מטופל במסננים או בסלילי כניסה.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 61800-3 / IEEE 519
מערכות הנעה בעלות מהירות משתנה צורכות זרם לא סינוסואידי ומזרימות אל הרשת הרמוניות, ולכן נדרשת הגבלה של העיוות ההרמוני הכולל (THD).
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: וסת התדר אינו מעלה את מתח הרשת.
- תשובה 2: מקדם ההספק של היסוד בכניסת וסת תדר גבוה בדרך כלל; הפגיעה היא בעיוות ולא במקדם היסוד.
- תשובה 4: לוסת התדר יש חסרונות, ובראשם ההרמוניות.
שאלה 251קוד 14033ודאות מלאה
מהו זרם ההתנעה של מנוע בעת התנעתו באמצעות מתנע"כוכב משולש"?
זרם ההתנעה באמצעות המתנע יהיה קטן פי √3 מהתנעה ישירה.
זרם ההתנעה באמצעות המתנע יהיה קטן פי 3 מהתנעה ישירה.
זרם ההתנעה באמצעות המתנע יהיה גדול פי 3 מהתנעה ישירה.
זרם ההתנעה באמצעות המתנע יהיה גדול פי √3 מהתנעה ישירה.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
בהתנעת כוכב-משולש מחוברים הליפופים תחילה בכוכב, ולכן על כל ליפוף שורר מתח המופע, קטן פי שורש שלוש ממתח הקו שהיה שורר עליו בחיבור משולש. הזרם בליפוף קטן אפוא פי שורש שלוש, וזרם הקו קטן פי שורש שלוש נוספים מפני שבכוכב זרם הקו שווה לזרם הליפוף ואילו במשולש הוא גדול ממנו פי שורש שלוש. סך הכול קטן זרם ההתנעה מן הרשת פי שלושה לעומת התנעה ישירה, וכך גם מומנט ההתנעה.
חישוב
כוכב: מתח הליפוף קטן פי √3 ⇐ זרם הליפוף קטן פי √3
זרם הקו קטן פי √3 נוספים ⇐ סך הכול פי 3
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-4-1
בהתנעת כוכב-משולש הזרם הנמשך מן הרשת ומומנט ההתנעה קטנים פי שלושה לעומת התנעה ישירה.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: פי שורש שלוש הוא היחס בין זרם הליפוף לזרם הקו במשולש, ולא היחס הכולל.
- תשובה 3: הזרם קטן ולא גדל; זו כל מטרת המתנע.
- תשובה 4: הזרם קטן ולא גדל.
שאלה 252קוד 14034ודאות מלאה
מה תהיה מהירות הסיבוב של מנוע בעל שני זוגות קטבים כאשר תדר הרשת הינו 50 הרץ?
2000 סל"ד.
1000 סל"ד.
3000 סל"ד.
1500 סל"ד.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
מהירות הסיבוב הסינכרונית היא שישים כפול התדר חלקי מספר זוגות הקטבים. עבור שני זוגות קטבים ותדר של 50 הרץ מתקבל 60 כפול 50 חלקי 2, כלומר 1500 סיבובים לדקה.
חישוב
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60034-1
מהירות סינכרונית של מכונת זרם חילופין: n = 60·f/p, כאשר p הוא מספר זוגות הקטבים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 2000 סיבובים לדקה אינם נובעים מאף צירוף תקני.
- תשובה 2: 1000 סיבובים לדקה מתקבלים בשלושה זוגות קטבים.
- תשובה 3: 3000 סיבובים לדקה מתקבלים בזוג קטבים אחד.
שאלה 291קוד 08039ודאות מלאה
בתרשים מופיעים מצד ימין-גנרטור, ומצד שמאל-רשת חברת החשמל. נורות בקרה מותקנות בין יציאות הגנרטור לבין רשת ח"ח. בטרם מחברים בסנכרון את הגנרטור לרשת ח"ח, נראה שנורות הבקרה מהבהבות. איזו מבין האפשרויות הבאות מהווה סיבה לכך?
קיים הפרש מופע קבוע בין הגנרטור לבין רשת ח"ח.
קיים הפרש קבוע של תדר הגנרטור לעומת תדר רשת ח"ח.
קיים הפרש קבוע בסדר הפאזות של הגנרטור לעומת רשת ח"ח.
קיים מקדם הספק נמוך של הגנרטור לעומת רשת ח"ח.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
נורות הסנכרון רואות את הפרש המתחים המידיים בין שני המקורות. אם התדרים שווים, ההפרש קבוע בזמן והנורות דולקות באור יציב או כבות. הבהוב פירושו שהפרש המתחים משתנה במחזוריות, וזה קורה כאשר תדר הגנרטור שונה מתדר הרשת: זווית המופע ביניהם מסתובבת בקצב ההחלקה, והנורות מתעמעמות ומתבהרות בקצב זה.
המקור
עיקרון הנדסי — —
המתח על נורת סנכרון הוא הפרש המתחים המידיים בין שני המקורות; בהפרש תדרים מסתובבת זווית המופע בקצב ההחלקה והנורות מהבהבות בתדר זה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הפרש מופע קבוע פירושו שהתדרים שווים, ואז הנורות דולקות באור יציב ואינן מהבהבות.
- תשובה 3: סדר פאזות הפוך גורם לנורות לדלוק ברצף מסתובב או באור קבוע, ולא להבהוב אחיד של כולן יחד.
- תשובה 4: מקדם ההספק נוגע לחלוקת העומס לאחר החיבור המקבילי, ואינו משפיע על הנורות לפני החיבור.
שאלה 292קוד 08039ודאות מלאה
בתרשים מופיע מצד ימין-גנרטור, ומצד שמאל-רשת חברת החשמל. נורות בקרה מותקנות בין יציאות הגנרטור לבין רשת ח"ח. בטרם מחברים את הגנרטור לרשת ח"ח, נראה שנורות הבקרה דולקות באופן קבוע. איזו מבין האפשרויות הבאות מהווה סיבה לכך?
הנורות אינן מהבהבות יחד אלא נשארות דולקות ברצף משתנה.
קיים הפרש קבוע של תדר הגנרטור לעומת תדר רשת ח"ח.
קיים הפרש קבוע בסדר הפאזות של הגנרטור לעומת רשת ח"ח.
קיים מקדם הספק נמוך של הגנרטור לעומת רשת ח"ח.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
שלוש נורות הסנכרון מחוברות בין מגעי המפסק, וכל נורה רואה את הפרש המתחים בין המופע של הרשת למופע המתאים של הגנרטור. אם התדרים שווים וסדר הפאזות תקין, הפרש המתחים על כל נורה מתאפס והנורות כבות. אם התדרים שונים, ההפרש נע בקצב ההחלקה והנורות מהבהבות. תמונה של נורות שדולקות באופן קבוע פירושה שהפרש המתחים קבוע בזמן וגדול מאפס — מצב שנוצר כאשר סדר הפאזות של הגנרטור הפוך מזה של הרשת.
המקור
עיקרון הנדסי — —
המתח על נורת סנכרון הוא הפרש המתחים המידיים בין שני המקורות; הוא מתאפס רק בהתאמה מלאה של גודל, תדר, זווית וסדר פאזות
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: זהו תיאור של תופעה ולא סיבה, ובנוסף הוא סותר את הנתון שבשאלה — הנורות דולקות באופן קבוע ולא ברצף משתנה.
- תשובה 2: הפרש תדרים גורם להבהוב בקצב ההחלקה ולא לדליקה קבועה.
- תשובה 4: מקדם ההספק נוגע לחלוקת העומס לאחר החיבור המקבילי, ואינו משפיע על מצב הנורות לפני החיבור.
שאלה 382קוד 18010ודאות מלאה
במתקן קיים גנרטור המיועד לעבוד בסנכרון לרשת ח"ח. באיזו הגנה יש להשתמש עבור מקרה של הפסקת חשמל ממושכת או רגעית ברשת מצד ח"ח?
הגנת הספק חוזר (reverse power).
הגנת LOM (Loss of main.)
הגנה לוויסות מתח (under voltage).
הגנה לזרם פחת (Residual current).
התשובה הנכונה: 2
הסבר
גנרטור העובד בסנכרון לרשת חייב לזהות מצב שבו הרשת נעלמת, בין בהפסקה ממושכת ובין בהפסקה רגעית. אם המצב לא יזוהה, ימשיך הגנרטור להזין את הקטע המנותק וייצור אי מבודד: מתח יופיע בקטע שהעובדים סבורים שהוא מנותק, וחזרת הרשת עלולה להתרחש כשהגנרטור אינו בפאזה. ההגנה הייעודית לכך היא הגנת חוסר רשת, והיא נקובה בשמה באמות המידה כממסר שיותקן בנקודת החיבור.
המקור
כללי משק החשמל (אמות מידה לרמה, לטיב ולאיכות השירות שנותן ספק שירות חיוני), 35כ8
מחלק שסך ההספק המצרפי של מיתקני הייצור ומיתקני האגירה בשטח החלוקה שלו עולה על 630 קו״א, יתקין על חשבונו ממסר ”הגנת חוסר רשת“ (Loss of Main) בנקודת החיבור.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: הגנת הספק חוזר מונעת הפעלת הגנרטור כמנוע, ואינה מזהה היעלמות של הרשת.
- תשובה 3: הגנת מתח חסר מגיבה לשקיעת מתח, ואינה מבחינה בין שקיעה לבין אי מבודד שבו המתח נשמר.
- תשובה 4: הגנת זרם פחת עוסקת בזליגה לאדמה ואינה קשורה להיעלמות הרשת.
שאלה 520קוד 08186ודאות מלאה
בתרשים מתוארת סכמה לחיבור סטטור של מנוע אסינכרוני, כחלק מהתנעה באמצעות חיבור ΔY /. בשלב הראשון נסגר מגען-1, מהו סדר הפעולות של מגען-2 ומגען-3 בתהליך ההתנעה?
בשלב שני מגען-2 נסגר ובשלב שלישי גם מגען-3 נסגר.
בשלב שני מגען-2 נסגר ובשלב שלישי מגען-2 נפתח ומגען-3 נסגר.
בשלב שני מגען-3 נסגר ובשלב שלישי גם מגען-2 נסגר.
בשלב שני מגען-3 נסגר ובשלב שלישי מגען-3 נפתח ומגען-2 נסגר.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
בשרטוט שלושת ההדקים העליונים של מגען-3 מגושרים ביניהם בפס משותף, כלומר סגירתו מקצרת את הקצוות X, Y, Z לנקודת כוכב — זהו מגען הכוכב. מגען-2, לעומתו, מקבל את שלושת המופעים מקו הזינה ומחבר אותם אל אותם קצוות — זהו מגען המשולש. סדר ההתנעה הוא אפוא: מגען-1 סוגר את הקו, מגען-3 סוגר את הכוכב, ולאחר ההאצה מגען-3 נפתח ומגען-2 נסגר למשולש. שני מגעני הכוכב והמשולש לעולם אינם סגורים יחד, שכן זה היה יוצר קצר בין המופעים.
המקור
מתנע כוכב-משולש — יסודות מכונות חשמל, —
מגען הכוכב מקצר את קצוות הכריכות לנקודה משותפת; מגען המשולש מחבר את הקצוות אל מופעי הקו; שניהם משולבים כך שלא ייסגרו בו-זמנית
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: שני המגענים אינם יכולים להיות סגורים יחד — הדבר יוצר קצר בין המופעים.
- תשובה 2: היא הופכת בין תפקידי המגענים: בשרטוט דווקא מגען-3 הוא מגען הכוכב, שכן הדקיו העליונים מגושרים.
- תשובה 3: מגען-3 אכן נסגר ראשון, אך הוא חייב להיפתח לפני שמגען-2 נסגר.
שאלה 521קוד 08186ודאות מלאה
בתרשים מתוארים שני שלבים לחיבור סטטור של מנוע אסינכרוני, כחלק מהתנעה בתצורת ΔY /. מהי הסיבה לשימוש במתנע מסוג זה, הכולל שתי תצורות חיבור בתהליך התנעתו?
בשלב הראשון הסטטור מחובר בכוכב והמתחים עליו קטנים פי שורש שלוש מהמתחים בחיבור משולש שבשלב השני.
בשלב הראשון הסטטור מחובר במשולש והמתחים עליו קטנים פי שורש שלוש מהמתחים בחיבור כוכב שבשלב השני.
בשלב הראשון הסטטור מחובר בכוכב והזרמים בקו הזינה גדולים פי שורש שלוש מהזרמים בחיבור משולש שבשלב השני.
בשלב הראשון הסטטור מחובר במשולש והזרמים בקו הזינה קטנים פי שורש שלוש מהזרמים בחיבור כוכב שבשלב השני.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בחיבור כוכב המתח שעל כל כריכה הוא מתח הקו חלקי שורש שלוש, ואילו בחיבור משולש המתח על כל כריכה הוא מתח הקו המלא. לכן בשלב הראשון, בחיבור כוכב, המתחים על הסטטור קטנים פי שורש שלוש מאשר בשלב השני. זו כל תכליתו של המתנע: להתניע במתח מופחת ובזרם מופחת, ורק לאחר ההאצה לעבור לחיבור המשולש שבו המנוע מפתח את הספקו המלא.
חישוב
U_כריכה בכוכב = UL√3
U_כריכה במשולש = UL ⟸ יחס של √3
המקור
חיבור כוכב ומשולש — יסודות מכונות חשמל, —
בכוכב U_כריכה = U_קו / √3 ; במשולש U_כריכה = U_קו
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: התצורות הפוכות. השלב הראשון הוא כוכב והשני משולש.
- תשובה 3: הזרמים בקו בשלב הכוכב קטנים ולא גדולים — ובפי שלוש ולא בפי שורש שלוש.
- תשובה 4: גם התצורות הפוכות וגם יחס הזרמים שגוי.
שאלה 522קוד 08186ודאות מלאה
בתמונה מתוארים שני שלבים בחיבור סטטור של מנוע אסינכרוני, כחלק מהתנעה באמצעות חיבור כוכב-משולש. המנוע מיועד לעבוד בחיבור משולש בעבודה סדירה שבה המתח הוא UL = 400 V. מהו גודל הזרם המתקבל בקו הזינה, בעת השימוש במתנע מסוג זה?
הזרם בשלב ההתנעה קטן פי √3 מאשר בהתנעה ישירה.
הזרם בשלב ההתנעה קטן פי 3 מאשר בהתנעה ישירה.
הזרם בשלב ההתנעה גדול פי √3 מאשר בהתנעה ישירה.
הזרם בשלב ההתנעה גדול פי 3 מאשר בהתנעה ישירה.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
בחיבור כוכב המתח על כל כריכה קטן פי שורש שלוש, ולכן זרם הכריכה קטן פי שורש שלוש. בנוסף, בחיבור כוכב זרם הקו שווה לזרם הכריכה, ואילו במשולש זרם הקו גדול פי שורש שלוש מזרם הכריכה. שני הגורמים מצטברים, ולכן זרם הקו בהתנעה בכוכב קטן פי שלוש מזרם ההתנעה הישירה במשולש.
חישוב
I_כריכה קטן פי √3 (מתח) × יחס זרם קו לזרם כריכה √3 ⟹ I_קו קטן פי 3
המקור
מתנע כוכב-משולש — יסודות מכונות חשמל, —
I_קו בכוכב = I_קו במשולש / 3 ; הקטנה של פי √3 מן המתח ופי √3 נוסף מיחס זרם הקו לזרם הכריכה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: פי שורש שלוש הוא רק אחד משני הגורמים. יחד הם נותנים פי שלוש.
- תשובה 3: הזרם קטן ולא גדל. הקטנת זרם ההתנעה היא כל מטרת המתנע.
- תשובה 4: הזרם קטן ולא גדל.
שאלה 744קוד 23011ודאות מלאה
וסתי מהירות מיועדים לבקרה על מהירות של מנועים חשמליים. הווסתים הנפוצים כוללים מיישר מתח באמצעות גשר של שש דיודות במעגל הכניסה, דבר המייצר הרמוניות. כיום יש וסתי מהירות משופרים הכוללים יישור מתח באמצעות IGBT (Insulated- gate bipolar transistor) במעגל הכניסה, הנקראים גם Low Harmonics Drives. נוסף על הרמוניות נמוכות, מה היתרון העיקרי של וסתים אלו לעומת הווסתים הנפוצים?
אפשרות סיבוב המנוע לשני הכיוונים.
אפשרות זרימת אנרגיה חזרה לרשת בעת בלימת המנוע.
יכולת פיתוח מומנט מרבי גם במהירויות נמוכות.
אפשרות שליטה במהירות המנוע בדיוק רב יותר, באמצעות הבקרה האנלוגית.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
גשר של שש דיודות מוליך זרם בכיוון אחד בלבד, ולכן וסת מהירות רגיל יכול למשוך אנרגיה מן הרשת אך לא להחזיר אליה. כאשר המנוע נבלם הוא הופך לגנרטור, והאנרגיה המוחזרת נאגרת בקבל שבמעגל הביניים ומוסרת בנגד בלימה כחום. מיישר הבנוי מטרנזיסטורי IGBT הוא מיישר פעיל דו-כיווני: הוא יכול להזרים אנרגיה בשני הכיוונים, ולכן בעת בלימת המנוע הוא מחזיר את האנרגיה אל הרשת במקום לבזבזה כחום. זה היתרון העיקרי שלו לצד ההרמוניות הנמוכות.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 61800
מיישר פעיל (Active Front End) הבנוי מרכיבי מיתוג מבוקרים מאפשר זרימת הספק דו-כיוונית בין הרשת למעגל הביניים, ובכך החזרת אנרגיה לרשת בעת בלימה, וכן משיכת זרם קרוב לסינוסואידי.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: סיבוב לשני הכיוונים מתאפשר בכל וסת תדר, בהחלפת סדר המופעים במוצא.
- תשובה 3: פיתוח מומנט במהירויות נמוכות תלוי בשיטת הבקרה במוצא ולא בסוג המיישר בכניסה.
- תשובה 4: דיוק בקרת המהירות נובע מן הבקרה הספרתית שבמוצא ולא מן המיישר.
שאלה 745קוד 23011ודאות מלאה
וסתי מהירות מיועדים לבקרה על המהירות של מנועים חשמליים. הווסתים הנפוצים כוללים מיישר מתח באמצעות גשר של שש דיודות במעגל הכניסה, דבר המייצר הרמוניות. כיום יש ווסתי מהירות משופרים הכוללים יישור מתח באמצעות IGBT (Insulated-gate bipolar transistor) במעגל הכניסה, הנקראים גם Low Harmonics Drives. מעבר למחיר הגבוה יותר, מה החיסרון העיקרי של וסתים אלו לעומת הווסתים הנפוצים?
לא מאפשרים החזרת אנרגיה לרשת בעת בלימת מנוע.
אי אפשר לחבר אליהם משנקים לסינון הרמוניות.
גורמים לתופעות מעבר ולהפרעות בתדר גבוה.
קשים יותר לתכנות בגלל המנגנון המורכב.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
מיישר פעיל הבנוי מטרנזיסטורי IGBT ממתג בתדר גבוה, עשרות קילו-הרץ, וכל מיתוג הוא שינוי מתח תלול. שינויים אלה מייצרים תופעות מעבר והפרעות אלקטרומגנטיות בתדר גבוה, המשתלחות אל הרשת ואל הסביבה ומחייבות מסננים, סיכוך והארקה קפדנית. זהו החיסרון העיקרי שלו לצד המחיר, והוא המחיר שמשלמים על ההרמוניות הנמוכות בתדרים הנמוכים.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 61800-3
מיתוג בתדר גבוה במערכות הנעה מייצר הפרעות אלקטרומגנטיות מוליכות ומוקרנות ותופעות מעבר, ומחייב אמצעי סינון וסיכוך.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: להפך: מיישר פעיל דווקא מאפשר החזרת אנרגיה לרשת.
- תשובה 2: אפשר לחבר משנקים גם למיישר פעיל.
- תשובה 4: התכנות אינו מורכב יותר; הבקרה במוצא זהה.
שאלה 791קוד 16100ודאות מלאה
איזו מבין ארבע השיטות להתנעה של מנועים המוצגות, מתאימה רק למנועים שחיבור הסטטור הוא במשולש?
א'.
ב'.
ג'.
ד'.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
בהתנעת כוכב-משולש המנוע מחובר בכוכב בזמן ההתנעה, ועובר למשולש בזמן הריצה. לכן המנוע חייב להיות מתוכנן לעבודה רגילה בחיבור משולש, ושני קצות כל אחד משלושת הליפופים צריכים להיות יוצאים אל לוח ההדקים. וסת מהירות, מתנע רך ושיטת סליל-קבל מתאימים לכל מנוע, בלי קשר לחיבור הסטטור.
המקור
עיקרון הנדסי — התנעת כוכב-משולש
מנוע המותנע בכוכב-משולש חייב להיות מתוכנן לעבודה במשולש במתח הרשת, עם שישה הדקים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: וסת מהירות מתאים גם למנוע בחיבור כוכב.
- תשובה 2: מתנע רך מתאים גם למנוע בחיבור כוכב.
- תשובה 4: התנעה בסליל וקבל אינה תלויה בחיבור הסטטור.
שאלה 796קוד 29001ודאות מלאה
מגעי עזר המופיעים בתמונה מוגדרים כמגעים של:
מגעי עזר של מגען קונטקטור.)(
מגעי עזר של ממסר עומס יתר.
מגע עזר של ידית מצמד.
מגע עזר של מנתק בעומס.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
מספרי ההדקים בתמונה, 95-96 ו-95-98, הם צמד מגעים שבו 96 סגור ו-98 פתוח, עם נקודה משותפת 95. לפי שיטת המספור התקנית שמורים המספרים 95 עד 98 למגעי העזר של ממסר עומס יתר: 95-96 הוא המגע הסגור שמפסיק את סליל המגען כשהממסר פועל, ו-97-98 או 95-98 הוא המגע הפתוח שמשמש לאיתות תקלה. מגעי עזר של מגען ממוספרים בזוגות 13-14 ו-21-22 וכדומה.
המקור
עיקרון הנדסי — סימון הדקים לפי IEC 60947
95-96 – מגע סגור, 97-98 – מגע פתוח של ממסר עומס יתר; מגעי עזר של מגען – 13-14, 21-22 וכדומה.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: מגעי עזר של מגען ממוספרים בספרה אחרונה 1-2 או 3-4, ולא 95-98.
- תשובה 3: מספור 95-98 אינו של ידית מצמד.
- תשובה 4: מספור 95-98 אינו של מנתק בעומס.
שאלה 837קוד 07010ודאות מלאה
מה תהיה מהירות הסיבוב של מנוע בעל זוג קטבים אחד כאשר תדר הרשת הינו 50 הרץ?
2000 סל"ד.
1000 סל"ד.
3000 סל"ד.
1500 סל"ד.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
מהירות השדה המסתובב במנוע זרם חילופין נקבעת משני נתונים בלבד: תדר הרשת ומספר זוגות הקטבים. השדה משלים סיבוב שלם בכל מחזור של הזרם כאשר יש זוג קטבים אחד, ולכן בתדר 50 הרץ הוא מסתובב 50 פעמים בשנייה, כלומר 3000 סיבובים בדקה. ככל שמספר זוגות הקטבים גדל, המהירות קטנה ביחס ישר: שני זוגות נותנים 1500 סיבובים לדקה, שלושה זוגות 1000, וארבעה 750.
חישוב
n = 60 × fp = 60 × 501 = 3000 סל"ד
המקור
מהירות סינכרונית של שדה מסתובב — יסודות מכונות חשמל, —
n = 60 · f / p, כאשר f תדר הרשת בהרץ ו-p מספר זוגות הקטבים; המהירות מתקבלת בסיבובים לדקה
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 2000 סיבובים לדקה אינם מתקבלים באף מספר שלם של זוגות קטבים בתדר 50 הרץ.
- תשובה 2: 1000 סיבובים לדקה מתאימים לשלושה זוגות קטבים.
- תשובה 4: 1500 סיבובים לדקה מתאימים לשני זוגות קטבים — זו הטעות הנפוצה, הנובעת מבלבול בין מספר הקטבים למספר זוגות הקטבים.
שאלה 838קוד 07011ודאות מלאה
מה תהיה מהירות הסיבוב של מנוע בעל שני זוגות קטבים כאשר תדר הרשת הינו 60 הרץ?
2000 סל"ד.
1800 סל"ד.
3600 סל"ד.
1500 סל"ד.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
מהירות הסיבוב הסינכרונית נקבעת לפי מספר זוגות הקטבים ותדר הרשת: n = 60·f/p. עבור שני זוגות קטבים ותדר 60 הרץ מתקבל n = 60·60/2 = 1800 סיבובים לדקה. המהירות 3600 סיבובים לדקה שייכת לזוג קטבים אחד, והמהירות 1500 שייכת לשני זוגות קטבים בתדר 50 הרץ.
חישוב
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60034-1
מהירות סינכרונית של מכונת זרם חילופין: n = 60·f/p, כאשר p הוא מספר זוגות הקטבים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 2000 סיבובים לדקה אינה נובעת מאף צירוף של תדר ומספר קטבים תקניים.
- תשובה 3: 3600 סיבובים לדקה מתקבלים בזוג קטבים אחד בלבד.
- תשובה 4: 1500 סיבובים לדקה מתקבלים בשני זוגות קטבים בתדר 50 הרץ.
שאלה 873קוד 25024ודאות מלאה
בתמונה מופיעה לוחית נתונים של מנוע חשמלי. בהנחה שההזנה למנוע היא תלת מופעית (400V), כיצד יש לחווט את סלילי המנוע? (הספרה 1 מציינת את צד הזינה למנוע.)
שרטוט 1 — גישור אופקי בין W2, U2 ו-V2, והזינה אל U1, V1 ו-W1 (חיבור כוכב).
שרטוט 2 — גישורים אנכיים U1–W2, V1–U2 ו-W1–V2 (חיבור משולש).
שרטוט 3 — גישור אופקי בשתי השורות גם יחד.
שרטוט 4 — גישורים מוצלבים בין השורות.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בלוחית הנתונים מופיע הסימון 230 חלקי 400 וולט לצד הסמלים של משולש וכוכב: המתח הנמוך שייך לחיבור המשולש והמתח הגבוה לחיבור הכוכב. ברשת שמתח הקו בה 400 וולט יש אפוא לחבר את המנוע בכוכב, כדי שעל כל סליל ישרור המתח הנקוב שלו, 230 וולט. בלוח ההדקים מבצעים חיבור כוכב בגישור אופקי בין שלושת ההדקים התחתונים, W2, U2 ו-V2, ובחיבור הזינה אל ההדקים העליונים U1, V1 ו-W1. זהו השרטוט הראשון. הזרם הנקוב בחיבור זה הוא 8.5 אמפר, כמצוין בלוחית.
חישוב
מתח הקו 400 V = המתח הגבוה שבלוחית ⇐ חיבור כוכב
זרם נקוב 8.5 A
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60034-1
בלוחית מנוע המסומנת Δ/Y עם שני מתחים, המתח הנמוך הוא מתח הקו לחיבור משולש והמתח הגבוה הוא מתח הקו לחיבור כוכב; המתח על כל סליל זהה בשני החיבורים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: גישורים אנכיים יוצרים חיבור משולש, המתאים ברשת של 230 וולט.
- תשובה 3: גישור בשתי השורות מקצר את הסלילים.
- תשובה 4: גישורים מוצלבים אינם יוצרים חיבור תקין.
שאלה 874קוד 25024ודאות מלאה
בתמונה מופיעה לוחית נתונים של מנוע חשמלי. בהנחה שהמנוע מחובר למתח בישראל במתח שלוב של 400 וולט, כיצד יש לחווט את סלילי המנוע? (הספרה 1 מציינת את צד הזינה למנוע.)
שרטוט 1 — גישור אופקי בין W2, U2 ו-V2, והזינה אל U1, V1 ו-W1 (חיבור כוכב).
שרטוט 2 — גישורים אנכיים U1–W2, V1–U2 ו-W1–V2 (חיבור משולש).
שרטוט 3 — גישור אופקי בשתי השורות גם יחד.
אף תשובה אינה נכונה.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
בלוחית הנתונים של מנוע זה מופיע הסימון 400 חלקי 690 וולט לצד סמלי המשולש והכוכב: 400 וולט הוא מתח הקו לחיבור משולש ו-690 וולט לחיבור כוכב. מתח הקו בישראל הוא 400 וולט, ולכן יש לחבר את המנוע במשולש. בלוח ההדקים מבצעים חיבור משולש בגישורים אנכיים U1 אל W2, V1 אל U2 ו-W1 אל V2, וזהו השרטוט השני. חיבור כוכב ברשת של 400 וולט היה מעמיד על כל סליל 230 וולט בלבד, כשני שלישים מן המתח הנקוב, והמנוע היה מפתח כמחצית ההספק.
חישוב
מתח הקו 400 V = המתח הנמוך שבלוחית ⇐ חיבור משולש
זרם נקוב 8.5 A
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60034-1
בלוחית מנוע המסומנת Δ/Y עם שני מתחים, המתח הנמוך הוא מתח הקו לחיבור משולש והמתח הגבוה הוא מתח הקו לחיבור כוכב; המתח על כל סליל זהה בשני החיבורים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: גישור אופקי בשורה התחתונה יוצר חיבור כוכב, המתאים כאן לרשת של 690 וולט
- תשובה 3: גישור בשתי השורות מקצר את הסלילים.
- תשובה 4: השרטוט השני הוא התשובה הנכונה, ולכן אין מקום לקבוע שאף תשובה אינה נכונה.
שאלה 1015קוד 01402ודאות מלאה
לפניכם נתוני מהירות סנכרונית של גנרטורים מאתרים שונים לתדר מערכת: גנרטור 1: בעל מהירות סיבוב rpm 750 מס' זוגות קטבים: 4 גנרטור 2: בעל מהירות סיבוב rpm 3,000 מס' זוגות קטבים: 1 מהו היישום האופייני המתאים לכל אחד מהגנרטורים הנ"ל?
גנרטור 1 מיועד לאתר אגירה שאובה (pump storage), גנרטור 2 מיועד לאתר ייצור אנרגיית גז בלבד.
אין הבדל בהתאמת מספר הקטבים של הגנרטורים לסוג האתר.
גנרטור 2 מיועד לאתר אגירה שאובה (pump storage), גנרטור 1 מיועד לאתר ייצור באנרגיית גז בלבד.
גנרטור 1 מיועד לאתר אגירה שאובה (pump storage), גנרטור 2 מיועד לאתר ייצור באנרגייה פוסילית.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
שני הגנרטורים סינכרוניים לתדר של 50 הרץ, כי המהירות הסינכרונית שווה ל-60 כפול התדר חלקי מספר זוגות הקטבים. גנרטור איטי, של 750 סיבובים לדקה עם ארבעה זוגות קטבים, מתאים לטורבינה הידראולית, כמו באגירה שאובה. גנרטור מהיר, של 3000 סיבובים לדקה עם זוג קטבים אחד, הוא טורבו-גנרטור שמונע בטורבינת קיטור או בטורבינת גז. אלה תחנות כוח שעובדות בדלקים פוסיליים: פחם, גז ומזוט. לכן ההגבלה ל"גז בלבד" צרה מדי.
חישוב
גנרטור 1: 60 × 504 = 750 rpm
גנרטור 2: 60 × 501 = 3000 rpm
המקור
עיקרון הנדסי — מהירות סינכרונית
n = 60·f / p
עיקרון הנדסי — מהירות סינכרונית ויישום הגנרטור
תמצית הדרישה: n = 60·f / p. גנרטור איטי (750 סל״ד, 4 זוגות קטבים) מתאים לטורבינה הידראולית, כבאגירה שאובה; טורבו-גנרטור מהיר (3000 סל״ד, זוג קטבים אחד) מונע בטורבינת קיטור או גז, בתחנות כוח פוסיליות — פחם, גז ומזוט.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: גנרטור של 3000 סיבובים לדקה אינו מיועד לגז בלבד; גם טורבינות קיטור בתחנות פחם פועלות במהירות זו.
- תשובה 2: מספר הקטבים נקבע לפי מהירות הטורבינה, ולכן הוא תלוי בסוג האתר.
- תשובה 3: ההתאמה הפוכה: הגנרטור האיטי מתאים לאגירה שאובה.
שאלה 1098קוד 11098ודאות מלאה
למנוע אסינכרוני 3×100A בהתנעת כוכב-משולש, המוזן ממתח רשת 400V, הותקן ממסר עומס יתר. לאיזה ערך יש לכייל את הממסר?
100A
100√2 A
86.6A
58A
התשובה הנכונה: 4
הסבר
בהתנעת כוכב-משולש ממסר עומס היתר מותקן בענף המשולש, כלומר בטור עם ליפופי המנוע ולא בקו הזינה. הזרם העובר בליפוף הוא זרם המופע, שהוא זרם הקו חלקי שורש שלוש. לכן הכיול הוא 100 חלקי 1.732, כלומר כ-58 אמפר. כיול ל-100 אמפר היה מאפשר לזרם הליפוף להגיע לכ-173 אמפר בלא שהממסר יפעל.
חישוב
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-4-1
במתנע כוכב-משולש שבו ממסר העומס מותקן בענף המשולש, הזרם העובר בו הוא זרם המופע, כלומר זרם הקו חלקי √3.
תקנות החשמל (מעגלים סופיים הניזונים במתח עד 1000 וולט), תקנה 37
נעשית זינת מנוע באמצעות מתנע כוכב־משולש מותר להתקין בקטע בין המתנע והמנוע מוליכים בעלי חתך המתאים לזרם הנקוב של המנוע מחולק בשורש של 3
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 100 אמפר הוא זרם הקו ומתאים לממסר המותקן בקו הזינה ולא בענף המשולש.
- תשובה 2: הביטוי שבתשובה זו אינו נותן ערך מספרי תקף.
- תשובה 3: 86.6 אמפר הם מכפלת זרם הקו בשורש שלוש חלקי שניים, ואינם זרם הליפוף.
שאלה 1107קוד 11107ודאות מלאה
בלוח עגורן נשרף מגען -"קונטקטור"של מנוע הרמה."רוטור"המנוע מסוג רוטור כלוב. בגלל החום הגבוה במגען, לא ניתן לזהות פרטים על המגען. מהו משטר העבודה של מגען שיש לבחור במקרה זה?
AC 1 התנעה בעומס אקטיבי מנוע רוטור מלופף.
AC 2 התנעה/בלימה מנוע עם רוטור עם טבעות החלקה.
AC 3 התנעת מנועים עם רוטור כלוב.
AC 4 משטר הנעה או בלימה בתדירות גבוהה מנוע רוטור כלוב.
התשובה הנכונה: 4
הסבר
מנוע ההרמה של עגורן הוא מנוע רוטור כלוב, ומשטר עבודתו כולל התנעות תכופות, עצירות ובלימה נגדית בכל מחזור הרמה והורדה. משטר השימוש המתאים למגען במקרה זה הוא AC-4, המוגדר להתנעה, לבלימה נגדית ולפעולה לסירוגין של מנועי כלוב. משטר AC-3 מיועד למנועי כלוב בפעולה רגילה, שבה ההתנעות נדירות והניתוק נעשה במנוע מסתובב.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-4-1
משטרי שימוש למגענים בזרם חילופין: AC-1 – עומסים אוהמיים; AC-2 – מנועי טבעות החלקה: התנעה, בלימה ופעולה לסירוגין; AC-3 – מנועי כלוב: התנעה וניתוק בפעולה רגילה; AC-4 – מנועי כלוב: התנעה, בלימה נגדית ופעולה לסירוגין.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: AC-1 מיועד לעומסים אוהמיים, ותיאורו שבתשובה שגוי.
- תשובה 2: AC-2 מיועד למנועי טבעות החלקה, והרוטור כאן הוא רוטור כלוב.
- תשובה 3: AC-3 מיועד לפעולה רגילה ולא לעגורן שבו התנעות ובלימות תכופות.
שאלה 1108קוד 11108ודאות מלאה
עגורן עולה ויורד ב 3 מהירויות. ויסות המהירות מתבצעת על ידי חיבור קבוצות נגדים ברוטור. מהו משטר העבודה של ציוד מיתוג (מגען-קונטקטור) שיש לבחור במקרה זה?
AC 1.
AC 2.
AC 3.
AC 4.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
ויסות מהירות באמצעות חיבור וניתוק של קבוצות נגדים ברוטור אפשרי רק במנוע טבעות החלקה, ולא במנוע כלוב. משטרי העבודה של מגענים מסווגים לפי סוג המנוע ואופן ההפעלה: AC-1 לעומסים אוהמיים, AC-2 להתנעה, לבלימה ולפעולה לסירוגין של מנועי טבעות החלקה, AC-3 להתנעה ולניתוק בפעולה רגילה של מנועי כלוב, ו-AC-4 להתנעה, לבלימה נגדית ולפעולה לסירוגין של מנועי כלוב. עגורן שמהירותו מווסתת בנגדי רוטור הוא מנוע טבעות החלקה, ולכן המגענים ייבחרו למשטר AC-2.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60947-4-1
משטרי שימוש למגענים בזרם חילופין: AC-1 – עומסים אוהמיים; AC-2 – מנועי טבעות החלקה: התנעה, בלימה ופעולה לסירוגין; AC-3 – מנועי כלוב: התנעה וניתוק בפעולה רגילה; AC-4 – מנועי כלוב: התנעה, בלימה נגדית ופעולה לסירוגין.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: AC-1 מיועד לעומסים אוהמיים ולא למנועים.
- תשובה 3: AC-3 מיועד למנועי כלוב בפעולה רגילה, ואין בהם נגדי רוטור.
- תשובה 4: AC-4 מיועד למנועי כלוב בבלימה נגדית ובפעולה לסירוגין.
שאלה 1109קוד 11109ודאות מלאה
חברת מים משתמשת לשאיבת מים במשאבה עם מנוע חשמלי אסינכרוני בהספק של 120 kW, ומתכננת להתקין גנרטור חירום להפעלת משאבה זו בהפסקת החשמל. זרם ההתנעה של המנוע האסינכרוני הוא istM = 6.4·InM. החברה בחרה גנרטור, ולפי נתוני הגנרטור, בקצר על הדקי הגנרטור מתפתח זרם iscG = 3·InG. מקדם הספק הגנרטור 0.8. איזה הספק גנרטור החברה צריכה לבחור עבור מנוע זה? נוסחת עזר: SG ≥ (IstMIscG)·SM
400 kVA.
250 kVA.
250 kW.
300 kVA.
התשובה הנכונה: 1
הסבר
בעת התנעת המנוע נדרש הגנרטור לספק זרם גבוה בלא שמתחו יקרוס. תנאי הבחירה שבנוסחת העזר הוא שהספק הגנרטור לא יפחת מן היחס שבין זרם ההתנעה של המנוע לבין זרם הקצר שהגנרטור מסוגל לתת, כפול ההספק המדומה של המנוע. ההספק המדומה של המנוע הוא ההספק הפעיל חלקי מקדם ההספק, כלומר 150 קילו-וולט-אמפר. היחס בין המקדמים הוא 6.4 חלקי 3, כלומר 2.13, ומכפלתו בהספק המנוע נותנת 320 קילו-וולט-אמפר. הגנרטור התקני הקרוב שמעליו הוא 400 קילו-וולט-אמפר.
חישוב
SM = 1200.8 = 150 kVA
SG ≥ (6.43) × 150 = 320 kVA ⇐ גנרטור 400 kVA
המקור
עיקרון הנדסי — בחירת גנרטור להתנעת מנוע
SG ≥ (IstM / IscG) · SM, כאשר IstM זרם ההתנעה של המנוע ביחידות של זרמו הנקוב, IscG זרם הקצר של הגנרטור ביחידות של זרמו הנקוב, ו-SM ההספק המדומה של המנוע.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 2: 250 קילו-וולט-אמפר קטן מן המזערי המחושב, 320.
- תשובה 3: קילו-וואט היא יחידת הספק פעיל; הגנרטור נבחר לפי הספק מדומה.
- תשובה 4: 300 קילו-וולט-אמפר קטן מן המזערי המחושב.
שאלה 1110קוד 11110ודאות מלאה
חברה קבלנית בונה חניון תת קרקעי קרוב לחוף הים. החברה התקינה 48 משאבות מים ליניקת מים מאדמה, כדי למנוע הצפה של מי ים. כל משאבה בהספק של 15 kW, 3×27 A, נצילות 89%, מקדם הספק 0.88 והיחס בין זרם התנעה לזרם נומינלי של המנוע הוא 7.2. משאבות מוזנות דרך לוח חשמל ובהפסקת הזנה מרשת החשמל או בהפסקת החשמל נכנס גנרטור לעבודה ומפעיל מחדש את המשאבות. הפעלת 48 משאבות בו זמנית גורם לזרם התנעה גבוה, לכן חילקו את המשאבות ל 3 קבוצות הנכנסות לעבודה בזה אחר זה כל 10 שניות. לחברת גנרטורים ישנם גנרטורים בהספקים שונים עם יחס זרם קצר לזרם נומינלי של 3.0 ומקדם הספק 0.8. בחר גנרטור מתאים להזנת משאבות?
800 kVA.
1000 kVA.
1250 kVA.
2000 kVA.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
הגנרטור נדרש לשאת שני עומסים: את ההספק המדומה של כל 48 המשאבות בפעולה רציפה, ואת נחשול ההתנעה של הקבוצה הגדולה ביותר הנכנסת בבת אחת. ההספק המדומה של משאבה אחת הוא ההספק הפעיל חלקי מכפלת הנצילות במקדם ההספק, כלומר כ-19 קילו-וולט-אמפר, וסך 48 המשאבות הוא כ-920 קילו-וולט-אמפר. תנאי ההתנעה נבדק לקבוצה של 16 משאבות: ההספק המדומה שלהן הוא כ-306 קילו-וולט-אמפר, והדרישה היא שהספק הגנרטור לא יפחת מן היחס שבין מקדם זרם ההתנעה של המנוע לבין מקדם זרם הקצר של הגנרטור, כלומר 7.2 חלקי 3, כפול הספק הקבוצה, ומתקבל כ-735 קילו-וולט-אמפר. הקובע הוא הגדול מביניהם, כ-920 קילו-וולט-אמפר, ולכן נבחר גנרטור של 1000 קילו-וולט-אמפר. פיצול המשאבות לשלוש קבוצות בהפרש עשר שניות הוא בדיוק מה שמאפשר להסתפק בגנרטור זה במקום בגנרטור גדול בהרבה.
חישוב
S(משאבה) = 150.89 × 0.88 ≈ 19.15 kVA
48 משאבות ≈ 919 kVA ⇒ 1000 kVA ✔ (800 ✘)
התנעת הקבוצה השלישית: 32 × 19.15 + 16 × 19.15 × 7.2 ≈ 613 + 2206 = 2819 kVA ≤ 3 × 1000 = 3000 kVA ✔
המקור
עיקרון הנדסי — בחירת גנרטור להתנעת מנועים
SG ≥ (IstM / IscG) · SM, כאשר IstM זרם ההתנעה של המנוע ביחידות של זרמו הנקוב, IscG זרם הקצר של הגנרטור ביחידות של זרמו הנקוב, ו-SM ההספק המדומה של המנועים המותנעים בבת אחת.
עיקרון הנדסי — בחירת גנרטור להזנת מנועים בהתנעה מדורגת
תמצית הדרישה: הגנרטור נבחר כך שיישא את ההספק המדומה המתמיד של כל העומס, ושיכולת זרם הקצר שלו (פי 3 מהנקוב) תכסה את נחשול ההתנעה של הקבוצה הנכנסת בתוספת העומס שכבר פועל.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 800 קילו-וולט-אמפר קטן מן ההספק המדומה של כל המשאבות בפעולה רציפה.
- תשובה 3: 1250 קילו-וולט-אמפר גדול מן הנדרש.
- תשובה 4: 2000 קילו-וולט-אמפר גדול בהרבה מן הנדרש ומייקר את המיתקן בלא צורך.
שאלה 1111קוד 11111ודאות מלאה
לצורך טחינת חומר גלם במפעל, צוות התפעול התקין מנוע אסינכרוני באמצעות התנעת אוטו טרפו"". בתהליך העבודה עקב שינויי עומס, תהליך העבודה לא היה אחיד כתוצאה משינויי מהירות, והדבר פגע באיכות המוצר. צוות התפעול הציע לבחור חלופת יישום-שינוי מהירות עם שינוי העומס. מהו הפתרון המתאים לבעיה זו?
הפעלת מנוע ללא מתנע.
להחליף את המתנע, למתנע רך.
להתקין וסת תדר.
להחליף את המנוע למנוע סינכרוני.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
מתנע אוטו-שנאי, כמו כל מתנע, פועל בעת ההתנעה בלבד ואינו משפיע על המהירות בפעולה רציפה. מהירות מנוע אסינכרוני נקבעת בעיקרה בתדר הזינה, ולכן כדי לשנות מהירות בהתאם לשינויי העומס נדרש וסת תדר, המשנה את תדר הזינה ואת המתח יחד ומאפשר בקרת מהירות רציפה. מתנע רך משנה מתח בלבד ובעת ההתנעה בלבד, והחלפת המנוע למנוע סינכרוני דווקא מקבעת את המהירות.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 61800
מהירות מנוע השראה נקבעת לפי n = 60·f/p; בקרת מהירות רציפה מושגת בשינוי תדר הזינה במערכת הנעה בעלת מהירות משתנה (וסת תדר).
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: ביטול המתנע רק מגדיל את זרם ההתנעה ואינו נותן בקרת מהירות.
- תשובה 2: מתנע רך משנה מתח בעת ההתנעה בלבד ואינו מווסת מהירות בפעולה רציפה.
- תשובה 4: מנוע סינכרוני מסתובב במהירות קבועה ואינו מאפשר שינוי מהירות עם העומס.
שאלה 1112קוד 11112ודאות מלאה
להלן שלט נתוני מנוע והסבר על class בידוד: מהי טמפרטורה מקסימלית שסלילי המנוע יכולים לעמוד?
105 ᵒC.
155 ᵒC.
130 ᵒC.
180 ᵒC.
התשובה הנכונה: 2
הסבר
בלוחית הנתונים מסומן CLASS INSUL באות F, ובמשטר העבודה נרשמת טמפרטורה אופפת של 40 מעלות. הטבלה שבאיור מפרטת לכל מחלקת בידוד את העלייה המותרת בטמפרטורה ואת תוספת הנקודה החמה: במחלקה F העלייה היא 105 מעלות ותוספת הנקודה החמה 10 מעלות. סכום שלושת הרכיבים, 40 ועוד 105 ועוד 10, נותן טמפרטורה מרבית של 155 מעלות צלזיוס שהסלילים יכולים לעמוד בה.
חישוב
40°C אופפת + 105°C עלייה + 10°C נקודה חמה = 155°C
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60085 / NEMA MG-1
מחלקות הבידוד ומגבלות הטמפרטורה: A – 105°C; B – 130°C; F – 155°C; H – 180°C, כסכום של הטמפרטורה האופפת, העלייה המותרת ותוספת הנקודה החמה.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: 105 מעלות הן מגבלת מחלקה A.
- תשובה 3: 130 מעלות הן מגבלת מחלקה B, המסומנת בלוחית כמחלקת ה-NEMA DESIGN ולא כמחלקת הבידוד.
- תשובה 4: 180 מעלות הן מגבלת מחלקה H.
שאלה 1116קוד 11116ודאות מלאה
חשמלאי קיבל להתקנה מנוע תלת־פאזי עבור משאבת מים. בקופסת החיבורים נמצאו 6 מוליכים היוצאים מהמנוע ללא סימון, ללא זיהוי וללא חיבור למהדקים בקופסת החיבורים. מהו סדר הפעולות הנכון שיש לבצע לצורך זיהוי סלילי המנוע, קוטביותם, בדיקה חשמלית תקינה וחיבור נכון למערכת החשמל לפני ההפעלה?
לזהות באמצעות מד התנגדות את סלילי המנוע, לבדוק התנגדות בידוד בין סלילים,התנגדות בידוד בין הסלילים לגוף לפני החיבור, לחבר למהדק חיבור בקופסת חיבורים ולחבר את הכבל, הפעלה קצרה לבדיקת כיוון סיבוב.
בדיקת בידוד של כל הגידים המגושרים ביניהם לגוף המנוע, זיהוי וסימון של סלילי המנוע, חיבור המנוע למהדק בקופסת חיבורים וחיבור כבל, הפעלה קצרה לבדיקת כיוון סיבוב.
זיהוי באמצעות מד רציפות וסימון סלילי המנוע, בדיקת קוטביות לכל סליל וסימון קוטביות, בדיקת בידוד בין הסלילים ובין הסלילים לגוף, חיבור למהדק חיבור בקופסת חיבורים, חיבור כבל למנוע, בדיקת כיוון סיבוב.
זיהוי סלילי מנוע, בדיקת קוטביות וסימון. חיבור למהדק חיבור בקופסת חיבורי מנוע, חיבור הכבל למהדקי חיבורי המנוע והפעלה קצרה לבדיקת כיוון סיבוב.
התשובה הנכונה: 3
הסבר
סדר הפעולות הנכון בנוי כך שכל שלב מסתמך על קודמו ושאין מפעילים מנוע שלא נבדק. תחילה מזהים במד רציפות אילו שלושה זוגות מוליכים שייכים לאותו סליל ומסמנים אותם. אחר כך קובעים את קוטביות הסלילים ומסמנים את הקצוות, שכן חיבור בקוטביות הפוכה יוצר שדות מגנטיים מנוגדים. לאחר מכן נמדדת התנגדות הבידוד בין הסלילים לבין עצמם ובין הסלילים לגוף המנוע, בעודם מנותקים. רק בסיום מחברים את הסלילים למהדקים לפי החיבור הנדרש, מחברים את הכבל, ומפעילים הפעלה קצרה לבדיקת כיוון הסיבוב.
המקור
עיקרון הנדסי — IEC 60034-1
לפני הפעלת מכונה חשמלית תיבדק התנגדות הבידוד בין הליפופים לבין עצמם ובין הליפופים לבין גוף המכונה; זיהוי הליפופים וקוטביותם נעשה לפני חיבורם למהדקים.
למה לא התשובות האחרות
- תשובה 1: מד התנגדות רגיל מזהה את הסלילים אך התשובה מדלגת על קביעת הקוטביות וסימונה.
- תשובה 2: גישור כל הגידים יחד מונע מדידת בידוד בין הסלילים לבין עצמם, וסדר הפעולות הפוך.
- תשובה 4: התשובה מדלגת על בדיקת התנגדות הבידוד לפני ההפעלה.