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Fragenkatalog Elektromaschinentechniker Stand 14.09.2014 Die Arbeitskreise der jeweiligen Berufsgruppen haben als Lernhilfe Prüfungsfragen und Antworten zusammengestellt. Damit kann sich jeder Lehrling individuell und gründlich auf seine Lehrabschlussprüfung vorbereiten. Bei der Lehrabschlussprüfung wird eine Auswahl von Fragen aus diesen Beispielkatalogen zur Beantwortung gestellt. Im eigenen Interesse empfehlen wir, diese Arbeitshilfe zum Selbststudium und nicht nur zum Auswendiglernen zu verwenden. Im Fachgespräch werden nicht nur die Antworten, sondern auch das Verständnis geprüft und Wert auf einwandfreie, begründbare Antworten gelegt. Selbstverständlich können jederzeit auch Zusatzfragen und Fragen, die nicht im Fragenkatalog enthalten sind, gestellt werden. Copyright Ersteller valcanover engineering education & training schweizerstrasse 12b A-6844 altach mobile fax mail web 0664 2217369 05576 20664 9 [email protected] www.valcanovereducation.at Rechtliche Hinweise Die meisten Bilder, Abbildungen, Tabellen und Lernhilfen entstammen aus den Lehrbüchern vom Europa-LehrmittelVerlag. Bei der Verwendung derselben müssen aus rechtlichen und urheberrechtlichen Gründen untenstehende Bedingungen eingehalten werden. Schüler Schüler dürfen die Bilder und Lernbilder im Rahmen des Schulunterrichts oder der LehrAbschlussPrüfungsVorbereitung für die Ausarbeitung von Referaten, PowerPoint-Präsentationen etc. verwenden. Eine Vervielfältigung in Papierform in der für den Unterricht oder die LehrAbschlussPrüfungs-Vorbereitung notwendigen Anzahl ist erlaubt. Eine Weitergabe in digitaler Form oder das Veröffentlichen im Internet oder in einem Intranet sind nicht erlaubt ! Lehrer + Ausbildner Lehrer an allgemeinbildenden und beruflichen Schulen sowie betriebliche Ausbilder dürfen die Bilder und Lernbilder zur Erstellung von Unterrichtsmaterialien für ihren eigenen Unterricht verwenden und in Klassenstärke in Papierform vervielfältigen. Eine Weitergabe in digitaler Form oder das Veröffentlichen im Internet oder in einem Intranet sind nicht erlaubt ! Dozenten Dozenten an Fachhochschulen und Universitäten dürfen die Bilder und Lernbilder in einem Skript verwenden, das über einen Beamer, ein Whiteboard oder Ähnliches während einer Vorlesung den Studenten präsentiert wird. Eine Vervielfältigung der Skripte ist ohne Genehmigung des Verlags nicht erlaubt ! Ebenso ist eine Weitergabe in digitaler Form oder das Veröffentlichen im Internet oder in einem Intranet nicht gestattet ! erstellt: kVal 2 2 ET_Grundlagen 2.1 Allgemein Frage 0 Aus welchen Teilen besteht ein elektrischer Stromkreis ? Antwort • • • Spannungsquelle Verbraucher Hin- und Rückleiter Frage 1 Was sagt das Ohmsche Gesetz aus ? Antwort Zusammenhang von • • • Spannung Strom und Widerstand Frage 2 Welche Form hat das Magnetfeld um einen von Gleichstrom durchflossenen Leiter ? Antwort in Stromrichtung umschliessen die Feldlinien im Uhrzeigersinn den Leiter kreisförmig Frage 3 Zwei parallel verlegte Leiter werden a) gleichsinnig b) gegensinnig vom Strom durchflossen. Erklären Sie deren Verhalten. erstellt: kVal 3 Antwort a) sie ziehen sich an b) sie stossen sich ab Frage 4 Zwei nebeneinander angebrachte elektrische Leiter werden in derselben Richtung vom Strom durchflossen. Ziehen sich die beiden Leiter an oder stoßen sie sich ab? Warum? Antwort • • ziehen sich an Felder vereinigen sich Frage 5 Den elektrischen Strom erkennt man an seinen Wirkungen. Zählen Sie 3 Wirkungen auf. Antwort Wirkungen • • • • • Wärme magnetische Licht chemische Einfluss auf Lebewesen Frage 6 Ordnen Sie drei Verbraucher den einzelnen Stromwirkungen zu: • • • • • • Akku-Ladevorgang Elektromotor Leuchstofflampe Glühlampe Trockenofen elektrischer Weidezaun Antwort Erklärungen erstellt: kVal 4 • • • • • • speichern von Strom Drehbewegung Licht Licht Wärme Schmerz / Elektrisierung / Abschreckung / Muskelverkrampfung 2.2 Begriffe, Spannung, Strom, Leistung, Arbeit Frage 0 Wie können Spannungen erzeugt werden ? Antwort • • • • • Induktion chemisch Wärme Licht Kristallverformung Frage 1 Welche Stromarten kennen Sie ? Beschreiben Sie die Stromarten und die genormten Symbole. Antwort Gleichstrom Wechselstrom Mischstrom erstellt: kVal 5 Frage 2 Was versteht man unter Gleichstrom ? Antwort Gleichstrom ist ein Strom, der weder seine Größe noch seine Richtung ändert Frage 3 Was versteht man unter • • • Wechselstrom und unter den Begriffen Scheitelwert und Effektivwert einer Sinuslinie und wie groß ist der Unterschied ? Antwort • • • Wechselstrom ist ein Strom, der im Rhythmus der Frequenz seine Größe und Richtung ändert der Effektivwert des Wechselstromes ist so gross wie ein Gleichstrom derselben Grösse der Scheitelwert (Spitzenwert) von Sinusgrößen ist um die Wurzel 2 größer als der Effektivwert (Mittelwert) Frage 4 Was versteht man unter Frequenz des Wechselstromes ? Antwort Anzahl der Perioden pro Sekunde f = 1/T 1/s Hz Frage 5 Erkläre die Entstehung von Drehstrom Antwort • in den drei um 120° versetzten Wicklungssträngen eines Generators werden drei um 120° phasenverschobene Wechselspannungen induziert, die entsprechende Ströme zur Folge haben erstellt: kVal 6 Frage 6 Was geschieht bei unsymmetrischer Belastung im Neutralleiter eines Drehstromsystems ? Antwort im Neutralleiter fließt ein Ausgleichsstrom Frage 7 Was bedeutet die Aussage "Strom und Spannung befinden sich in Phase" ? Antwort Strom und Spannung erreichen zum gleichen Zeitpunkt ihre Scheitelwerte und Nulldurchgang Frage 8 Wie groß sind die Wirk- und Blindleistungen bei einer Phasenverschiebung von 90 Grad ? Antwort • • P=0% Q=100% Frage 9 Worin besteht der Unterschied zwischen der elektrischen Leistung und der elektrischen Arbeit ? Antwort Arbeit ist Leistung über eine bestimmte Zeit Frage 10 Was versteht man unter dem Begriff "Wirkungsgrad" und wie wird er angegeben ? Antwort • • Verhältnis Pab zu Pzu in % oder als Verhältniszahl (< als 1) erstellt: kVal 7 Frage 11 Welche Wärmemenge kann mit 1 kWh erzeugt werden ? Antwort • • 3600 kJ oder kWs (860 kcal) Frage 12 Was versteht man unter der Durchschlagfestigkeit eines Isolierstoffes und wie wird sie angegeben ? Antwort • • die höchstzulässige Spannung je mm Werkstoffdicke kV/mm Frage 13 Welche Faktoren bestimmen die Stromdichte ? Antwort • • Stromstärke Leiterquerschnitt daher ist die Masseinheit A/mm² Frage 14 Wonach richtet sich die zulässige Stromdichte bei Leitungen ? Antwort • • • Werkstoff Cu, Al Kühlung Verlegeart Querschnitt erstellt: kVal 8 2.3 Widerstand Frage 0 Welche Merkmale kennzeichnen die Reihen (Serien)-Schaltung von Widerständen ? Antwort • • • • alle Widerstände werden vom gleichen Strom durchflossen die Gesamtspannung ist der Summe der Teilspannungen am grössten Widerspannung liegt die grösste Spannung an und umgekehrt der Gesamtwiderstand ist die Summe der Teilwiderstände Frage 1 Wo findet die Reihenschaltung in der Praxis Anwendung ? Antwort • • • • Kochplattenschaltungen Heizöfen (kleinste Heizleistung) Christbaumbeleichtung Vorwiderstände Frage 2 Welche Merkmale kennzeichnen die Parallelschaltung von Widerständen ? Antwort • • • • alle Widerstände liegen an der gleichen Spannung jeder Widerstand wird von einem Teilstrom durchflossen im kleinsten Widerstand fliesst der grösste Strom und umgekehrt der Ersatzwiderstand ist kleiner als der kleinste Widerstand Frage 3 Wo findet die Parallelschaltung in der Praxis Anwendung ? Antwort alle Verbrauchsmittel in einer Anlage erstellt: kVal 9 Frage 4 Welches Gesetz findet bei der Parallelschaltung von ohmschen Widerständen Anwendung und wie lautet dieses Gesetz ? Antwort • • 1. Kirchhoffsches Gesetz die Summe der zufliessenden Ströme ist gleich der Summe der abfliessenden Ströme Frage 5 Durch welchen Widerstand fließt bei der Parallelschaltung der größte Strom ? Antwort durch den kleinsten Widerstand Frage 6 Wie verhält sich der Ersatzwiderstand bei der Parallelschaltung ? Antwort der Ersatzwiderstand ist kleiner als der kleinste Teilwiderstand Frage 7 Was versteht man unter a) dem spezifischen Widerstand ? b) der elektrischen Leitfähigkeit ? Antwort a. der Spezifische Widerstand (Rho) gibt den werkstoffabhängigen Widerstand eines Leiters (l=1m, A=1mm2 , 20°C) in Ohm an b. die Leitfähigkeit (Gamma) erstellt: kVal 10 gibt an, wie viel Meter Draht (1mm2 ) von diesem Werkstoff 1 Ohm ergeben (Kehrwert des spezifischen Widerstandes in m/Ohm, mm2) Frage 8 Bei jeder Temperaturänderung ändert sich auch der Leiterwiderstand. Welche Größen sind zur Bestimmung des Warmwiderstandes notwendig ? Antwort • • • Kaltwiderstand Temperaturunterschied Temperaturbeiwert Frage 9 Was gibt der Temperaturkoeffizient Alpha an ? Antwort der Temperaturkoeffizient gibt an • • um wieviel Ohm der Widerstand von 1 Ohm bei einer Temperaturänderung von 1 K (Kelvin) größer oder kleiner wird Alpha bei Kupfer (Cu) = 0,004 1/K Frage 10 Wie ändert sich der Strom bei Erwärmung einer Kupferwicklung ? Antwort der Strom wird kleiner Frage 11 Weshalb haben Glühlampen einen hohen Einschaltstrom ? Antwort weil Glühwendeln im kalten Zustand einen viel kleineren Widerstand haben (PTCVerhalten) erstellt: kVal 11 Frage 12 Bei welchen Stoffen nimmt bei Erwärmung der Widerstand zu bzw. ab ? Antwort Widerstand nimmt zu • • PTC Metalle Widerstand nimmt ab • • • NTC Kohle Flüssigkeiten Frage 13 Was ist ein Spannungsteiler ? Antwort • • der Spannungsteiler besteht aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen, die an Spannung liegen an einem der Widerstände wird eine Teilspannung abgegriffen Frage 14 Welche Wirkung des Stromes tritt oft als unerwünschte Nebenwirkung auf ? Antwort Wärmeentwicklung 2.4 Induktivität Frage 0 Wann spricht man von einem induktiven Widerstand und durch welchen Umstand wird dieser scheinbare Widerstand hervorgerufen ? erstellt: kVal 12 Antwort • • Spule mit Eisenkern an AC Gegen-EMK (Selbstinduktion) bzw. scheinbare Widerstandszunahme Frage 1 Um • • welche Art von Phasenverschiebung handelt es sich beim Anschluss einer Spule an Wechselspannung und wie ist dabei die Lage zwischen Strom und Spannung ? Antwort • • induktive Phasenverschiebung Strom eilt der Spannung nach Frage 2 Welcher Unterschied ergibt sich beim Anschluss einer Spule an Gleich- und Wechselstrom ? Antwort • • • bei Gleichstrom gibt es keinen induktiven Widerstand keine Gegen-EMK, XL = 0 Strom I gegenüber Wechselspannung wesentlich höher Frage 3 Was geschieht beim Anschluss einer Spule mit Eisenkern für Wechselspannung an Gleichspannung ? Antwort • da der Spule der induktive Blindwiderstand fehlt (keine Gegen-EMK, nur R wirksam), ist der Strom, der fließt, zu groß • die Spule erwärmt sich und brennt schließlich durch (Windungsschluss) erstellt: kVal 13 2.5 Kapazität Frage 0 Welche Wirkung hat ein Kondensator im a) Gleichstromkreis ? b) Wechselstromkreis ? Antwort a) wird aufgeladen, danach sehr hoher Widerstand (er sperrt) b) ständiges Umladen, scheinbarer Widerstand Frage 1 Wovon ist die Ladezeit eines Kondensators abhängig ? Antwort • • Kapazität Vorwiderstand Frage 2 Wonach richtet sich die Stromaufnahme eines Kondensators ? Antwort • • • Spannung Frequenz Kapazität IC = U / XC CX = 1 / 2 x Pi x f x C Frage 3 Welche Art von Phasenverschiebung erzeugen Kondensatoren und wie ist dabei die Lage zwischen Strom und Spannung ? erstellt: kVal 14 Antwort • • kapazitive Phasenverschiebung Strom eilt der Spannung voraus Frage 4 Was bewirkt die Serienschaltung einzelner Kondensatoren ? Antwort • • Kapazität wird kleiner die Gesamtspannung ist die Summe der Einzelspannungen Frage 5 Was bewirkt die Parallelschaltung einzelner Kondensatoren ? Antwort • • Kapazität wird größer Einzelspannung = Gesamtspannung 2.6 Leitungsauslegung Frage 0 Welche Faktoren bestimmen den Widerstand einer elektrischen Leitung ? Antwort • • • • Länge Querschnitt Material (spezifischer Widerstand, Leitfähigkeit) (Temperatur) Frage 1 Wie verhält sich der Leiterwiderstand zur Länge und zum Querschnitt ? Antwort der Widerstand erstellt: kVal 15 • • steigt mit der Länge und sinkt mit zunehmendem Querschnitt Frage 2 Ein 20 m langer Kupferleiter hat einen Widerstand von 40 Ohm. Wie groß ist der Widerstand, wenn der Kupferleiter auf die Hälfte verkürzt wird ? Antwort 20 Ohm Frage 3 Von welchen Faktoren hängt der Spannungsabfall in einer elektrischen Leitung ab ? Antwort Widerstand RL (Leitungslänge, Querschnitt, Material), Strom I UL= I x RL Frage 4 Nach welchen Gesichtspunkten muss der Querschnitt einer Leitung berechnet werden ? Antwort Laut TAEV ist der Querschnitt von Kabel und Leitungen nach folgenden drei Gesichtspunkten zu bemessen: • • • mechanische Festigkeit Erwärmung Spannungsabfall Frage 5 Was versteht man unter a) Abminderungsfaktor ? b) Gleichzeitigkeitsfaktor bei der Leitungsbemessung ? erstellt: kVal 16 Nenne ein Beispiel dazu. Antwort a) der Abminderungsfaktor AMF ist ein Umrechnungsfaktor für - mehr als 4 belastete Adern - mehr als eine belastete, mehradrige Leitung oder - eine Umgebungstemperatur von über 30°C b) der Gleichzeitigkeitsfaktor GZF ist ein Umrechnungsfaktor für - die Summe von mehreren Betriebsströmen (z.B. Anzahl der Wohneinheiten) Frage 6 Was besagt die Nennstromregel bei der Leitungsbemessung ? Nenne 1 Beispiel. Antwort Ib =< In =< Iz Ib = Betriebsstrom In = Nennstrom des Überschutzorganes Iz = zulässiger Dauerbelastungsstrom 2.7 Spannungsreihen Frage 0 Was ist aus der elektrochemischen Spannungsreihe ersichtlich ? Antwort Ladungszustand der einzelnen Materialien (z.B. Cu = + 0,34 V) in Bezug auf Wasserstoff Frage 1 Welcher ungefähre Potentialunterschied ergibt sich zwischen Kupfer und Zink ? Antwort erstellt: kVal 17 laut elektrochemischer Spannungsreihe ca. 1,1 V (+0,34 V für Cu, und -0,76 V für Zink) Frage 2 Welches Material wird beim Zusammentreffen von Kupfer und Zink in einem elektrochemischen Element abgebaut ? Antwort das niederwertige Zink mit - Pol gegenüber Kupfer mit + Pol Frage 3 Welche Aufgabe haben Akkumulatoren ? Antwort sie dienen zum Speichern von elektrischer Energie 2.8 Spannungserzeugung Frage 0 Wie kann in einem Leiter eine Spannung induziert werden ? Antwort xxx Frage 1 Was ist Selbstinduktion ? Antwort • • wird eine Spule an eine Wechselspannung angeschlossen, entsteht ein sich im Rhythmus der Frequenz änderndes Magnetfeld durch den ständigen Auf- und Abbau des Magnetfeldes entsteht in der Spule eine Induktionsspannung erstellt: kVal 18 Frage 2 Wovon hängt die Höhe der Selbstinduktionsspannung einer Spule ab ? Antwort • • von der Geschwindigkeit der Stromänderung (Frequenz) und von der Induktivität der Spule Frage 3 Wovon hängt die Richtung der induzierten Spannung ab ? Antwort • • Drehrichtung Richtung des Magnetfeldes Frage 4 Wie erfolgt die Spannungserzeugung in einem Generator ? Antwort • • Induktionsprinzip durch die Bewegung eines Leiters im Magnetfeld oder umgekehrt Frage 5 Welche Spannungen haben wir in Europa im Haushalt ? Antwort • • 3x400VAC 1x230VAC Frage 6 In welche Energieformen kann die elektrische Energie umgewandelt werden ? Antwort • • • Licht Wärme mechanische, chemische und magnetische Energie erstellt: kVal 19 Frage 7 Wie werden die genormten Spannungen nach ihrer Größe eingeteilt ? Antwort Kleinspannung bis 50V Niederspannung bis 1000V Hochspannung über 1000V Höchstspannung 220kV und drüber Frage 8 Warum wird die elektrische Energie mit Hoch- bzw. Höchstspannungen übertragen ? Antwort • • um grosse Leistungen mit kleinen Strömen übertragen zu können kleiner Strom => kleine Spannungs- und Leistungsverluste 2.9 Verschiedenes Frage 0 Auf welche Arten kann Wärme übertragen werden ? Antwort • • • Wärmeleitung Wärmeströmung Wärmestrahlung Frage 1 Erklären Sie eine Art der Wärmeübertragung anhand eines praktischen Beispiels. Antwort Wärmeleitung erstellt: kVal 20 • • Kochplatte Lötkolben Wärmeströmung • • in den meisten Heizanlagen Heizlüfter • • Strahlungsheizkörper Kühlkörper erstellt: kVal 21 3 ET_Normen, Vorschriften Frage 0 Nach welchen Vorschriften und Richtlinien sind in Österreich Starkstromanlagen bis 1000 V zu errichten und zu betreiben ? Antwort • • • ÖVE-ÖNORM E8001-1 ÖVE-EN1 (teilweise) TAEV Frage 1 Für welche Anlagen bzw. Spannung gelten die TAEV ? Antwort Technische Anschlussbedingungen für den Anschluss an öffentliche Versorgungsnetze mit Betriebsspannungen bis 1000V erstellt: kVal 22 4 ET_Arbeitstechnik 4.1 Löten und Schweissen Frage 0 Was versteht man unter Löten ? Antwort • • • Löten ist das Verbinden metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines Lotes Werkstoff und Lot bilden eine Legierung durch Löten entsteht eine unlösbare Verbindung Frage 1 Nenne bekannte Lötverfahren. Antwort Einteilung nach der Arbeitstemperatur • • Weichlöten Hartlöten Art der Lötstelle • • • • AuftragsVerbindungsSpalt- und Fugenlöten Art der Oxidbeseitigung • • Löten mit Flussmittel Löten unter Schutzgas Art der Lotzubringung • • Tauchlöten Löten mit Lötdepot erstellt: kVal 23 Art der Fertigung • • • • Handlöten maschinelles Löten Schlepplöten Wellenlöten Frage 2 Was versteht man unter Weichlöten ? Welche Werkzeuge werden verwendet ? Antwort • • • löten mit Lötzinn bis 450 Grad kleinere Lötungen - Lötkolben (Lötstation) große Lötungen - Gasflamme Frage 3 Was muss beim Weichlöten beachtet werden ? Welches sind die wichtigsten Voraussetzungen ? Antwort • • • • metallisch reine Verbindungsflächen dünn aufgebrachtes Lot richtige Löttemperatur Flussmittel Frage 4 Was versteht man unter Hartlöten ? Welche Materialien sind erforderlich ? Antwort • • • Löten mit Silber- oder Messinglot und Schweißbrenner (über 450 °C) Flussmittel (Hartlötpasta) Sauerstoff und Gas (Acetylen) Frage 5 erstellt: kVal 24 Was für ein Lot nimmt man zum Löten und was ist zu beachten ? Antwort • • • • • • alle Weichlote sind Legierungen mit einem hohen Anteil (90%) von Zinn (Sn) und geringen Zusätzen von Kupfer (Cu), Silber (Ag) oder Gold (Au) nach dem Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG) sowie den EU-Richtlinien über Elektro- und Elektronikschrott dürfen seit dem 1. Juli 200 elektrische Geräte fast kein BLEI enthalten deshalb werden bleifreie Weichlote verwendet bleifreie Lote haben einen ca. 40°C höheren Schmelzpunkt die Schmelztemperatur eines Weichlotes liegt bei etwa 217°C Lot benetzt, fliesst und bindet bei der Arbeitstemperatur Frage 6 Warum verwendet man Flussmittel beim Löten ? Antwort Flussmittel haben die Aufgabe, die zu lötenden Metalloberflächen vor und während des Lötvorganges von Oxiden zu befreien und eine Neubildung zu verhindern Frage 7 Welche Anforderungen werden an eine einwandfreie Lötstelle gestellt ? Antwort • • • die Lötstelle muss frei von Verunreinigungen und Oxidschichten sein das Werkstück und das Lot muss genügend erwärmt werden der Grundstoff muss mit dem Lot eine Legierung bilden können Frage 8 Beschreibe den Vorgang einer Weichlötung in der Elektrotechnik. Antwort • • • • • Lötstelle mechanisch oder chemisch reinigen zu verbindende Leiter fixieren Lötkolbenspitze reinigen und mit Elektrolot verzinnen Lötstelle gleichmäßig erwärmen und Lötzinn nachführen Werkstück abkühlen und nicht bewegen erstellt: kVal 25 Frage 9 Ein defektes Halbleiterbauteil soll aus einer Platine ausgelötet und erneuert werden. Beschreibe den Arbeitsvorgang. Antwort • • • • • • Spannungsfreiheit prüfen Elektrostatik beachten auslöten mit Lötkolben oder Lötstation Lötstelle reinigen neuer Bauteil einlöten (ACHTE auf richtige Wärmezufuhr) Funktionsprobe Frage 10 Durch welche vorbeugenden Maßnahmen können "kalte Lötstellen" verhindert werden ? Antwort • • • • • • saubere Lötstellen verzinnen richtige Temperatur geeignetes Flussmittel ausreichende Lötzeit Bauteile fixieren Frage 11 Warum dürfen mehr- und feindrähtige Leiter beim Anschluss mit Schraubklemmen nicht verzinnt werden ? Antwort • • • • weil der Leiter sich unter Druck der Klemm-schraube verformt schlechter Kontakt (lockere Klemmstelle) hoher Übergangswiderstand Erhitzung und Abbrand Frage 12 Warum dürfen Aderenden für Anschlüsse in Steckern nicht verlötet werden ? Antwort • Lot-Kupfer-Verbindung wird durch die Klemmschrauben zusammengedrückt erstellt: kVal 26 • • im Laufe der Zeit wird sie in der Klemme locker hoher Übergangswiderstand, Wärmeentwicklung, Bruchstelle Frage 13 Was versteht man unter Schweißen ? Antwort Schweißen ist das Vereinigen oder Beschichten von Werkstoffen in flüssigem oder plastischen Zustand unter Anwendung von Wärme und / oder Kraft, ohne oder mit Zusatzwerkstoffen Frage 14 Was ist bezüglich Unfallverhütung bei Gasflaschen zu beachten ? Antwort • • • Sauerstofflaschen sind frei von Öl oder Fett zu halten, da Sauerstoff mit Öl oder Fett explosionsartig reagiert Gasflaschen nur mit aufgeschraubter Schutzkappe transportieren Gasflaschen sind gegen Umfallen zu sichern und vor Stoß und Erwärmung sowie Frost zuschützen Frage 15 Erkläre eine Unfallverhütung beim Schweißen. Antwort • • • • für jedes Schweißen die passenden Augenschutzgläser verwenden der Schweißbereich muss ausreichend abgeschirmt sein, um auch andere Personen vor Spritzern und Strahlen zu schützen der Schweißplatz muss gut belüftet oder eine Absaugung eingesetzt werden bei Schweißarbeiten ist darauf zu achten, dass kein Brand durch herunterfallendes Schweißgut und Spritzer entstehen kann 4.2 elektr. Anlagen Frage 0 In welchen Schritten erfolgt die Inbetriebnahme einer SPS ? erstellt: kVal 27 Welcher Ablauf ist sinnvoll ? Was ist der letzte Schritt einer Inbetriebnahme ? Antwort Schritte • • • • • überprüfen der Eingänge prüfen der Ausgänge Programm übertragen SPS starten kompletter Programmtest Ablauf • • es ist sinnvoll, zunächst den Handbetrieb und erst dann den Automatikbetrieb in Betrieb zu nehmen im Handbetrieb können einzelne Aggregate einzeln getestet werden, bevor sie im Automatikbetrieb miteinander funktionieren müssen Schlussarbeiten bei einer Inbetriebnahme • • Simulation von Fehlermeldungen die Simulation von Fehlermeldungen ist wichtig, weil die Fehlermeldungen zum Abschalten der Maschine und Anlage im Fehlerfall führen müssen Frage 1 Nennen sie Fehler, die bei der Inbetriebnahme von SPSen auftreten können. Antwort • • • • falsche Verkabelung von Sensoren und Aktoren Fehlfunktionen von Sensoren und Aktoren falsche Drehrichtung von Motoren Fehler im Programm Frage 2 Ein 24V Magnetventil in einer SPS-gesteuerten Anlage schaltet nicht. Die Ventilansteuerung erfolgt über einen 24V Transistorausgang. Erklären Sie den Arbeitsvorgang bei der Fehlersuche. Antwort erstellt: kVal 28 • • • Spannungsmessung am Magnetventil LED-Kontrolle und Spannungsmessung an der Ausgabebaugruppe Software-Kontrolle mit PG Frage 3 Welches sind die häufigsten Fehler in elektrischen Anlagen und Geräten ? Antwort • • • lockere Klemmstellen Leitungsunterbruch Isolationsfehler, dadurch ergeben sich Fehler, wie • • • Kurzschluss Körperschluss Erdschluss oder Windungsschluss Frage 4 Was ist grundlegende Voraussetzung zur gezielten Fehlersuche in elektrischen Anlagen ? Antwort Kenntnisse der Funktion und eine vollständige Dokumentation Frage 5 Was ist die Folge einer Neutralleiterunterbrechung in der Zuleitung für eine Dreiphasenwechselstrom- Verbraucheranlage ? Antwort • • Sternpunktverschiebung in der Verbraucheranlage dadurch Spannungserhöhung an leistungsschwachen Verbrauchergeräten Frage 6 Wodurch können Leitungsunterbrechungen in elektrischen Anlagen entstehen ? Antwort • • lose Klemmstellen Drahtbruch erstellt: kVal 29 Frage 7 Wie findet man am ehesten eine Leitungsunterbrechung ? Antwort • • Spannungsverfolgung Durchgangsprüfung, wenn nicht eingeschaltet werden darf Frage 8 Durch welche Ursachen kann es zu gefährlichen Berührungsspannungen führen? Antwort • • • schadhafte Isolation Körperschluss defekte Abdeckungen Frage 9 Ein FI - Schutzschalter schaltet oft ab. a) Um welchen Fehler handelt es sich ? b) Wie wird bei der Fehlerbehebung vorgegangen ? Antwort a) Körper- oder Erdschluss • • mechanischer Defekt des FI Schutzschalters FI Schutzschalter falsch gewählt (falscher Typ) b) Anlage abschalten, event. abklemmen oder ausstecken der Verbraucher, • • Isolationswiderstand zwischen Außenleitern bzw. Neutralleiter und Schutzleitern überprüfen Fehler eingrenzen und beheben (Achtung bei Leuchtstoffröhrenanlagen!) Frage 10 Wie können Sicherungen außerhalb der Anlage auf ihre Funktion getestet werden ? Antwort erstellt: kVal 30 • • • Multimeter Ohmmeter Durchgangsprüfer Frage 11 Wie wird bei der Kurzschlusssuche in einer elektrischen Anlage vorgegangen ? Antwort • • • Anlage vom Netz trennen (Energieverteilanlagen) Verbraucher abschalten - Geräte ausstecken mit Widerstandsmesser bzw. Durchgangsprüfer oder Isolationsmesser den Fehler ermitteln und beheben Frage 12 Worauf ist beim Testen von Gerätesicherungen im mA-Bereich zu achten ? Antwort der Prüfstrom vom Durchgangsprüfer darf nicht höher als der Abschaltstrom der Sicherung sein Frage 13 Wie macht sich das Ende der Lebensdauer einer Leuchtstofflampe bemerkbar ? Antwort • • • flackern wiederholte Zündversuche Schwärzung der Röhrenenden Frage 14 Eine Leuchtstofflampe leuchtet nicht. Erkläre die Vorgangsweise bei der Störungsbehebung. Antwort • • • • Netzspannung überprüfen Starter auswechseln Röhre auswechseln Vorschaltgerät prüfen erstellt: kVal 31 4.3 elektr. Antriebe Frage 0 Auf dem Leistungschild eines Drehstrommotors steht die Spannungsangabe 230/400V. Wie ist dieser Motor in einem Netz 3x230V anzuschließen ? Antwort • • Anschluss in Dreieck Strangspannung ist 230V Frage 1 Bei welchen Motortypen treten sehr häufig Wartungsarbeiten auf ? Antwort • • Gleichstrom-Maschinen Universalmotor - Kontrolle der Kohlebürsten Frage 2 Welche Ursachen können an Elektromotoren Betriebsstörungen hervorrufen ? Antwort • • • • • Versorgungsspannung fehlt Überlast Isolationsfehler Windungsschluss, Windungsunterbruch nicht richtig angeschlossen (z.B. Stern statt Dreieck) Frage 3 Ein Kurzschlußläufermotor wird im Dauerbetrieb zu warm. Welche Ursachen führen dazu ? Nenne 4 Möglichkeiten. erstellt: kVal 32 Antwort • • • • • • • überlastet zu hohe Schalthäufigkeit erforderliche Lüftung fehlt Läufer streift Zwei-Phasen-Lauf Ständerwicklung falsch geschaltet falsche Betriebsspannung Frage 4 Bei einem DA-Motor fehlt die erforderliche Belüftung. Zählen Sie drei Ursachen auf. Antwort • • • • Lüfter defekt Motor stark verschmutzt Filter verschmutzt Umgebungstemperatur zu hoch Frage 5 Ein Drehstrommotor läuft nicht an. Wie geht man bei der Fehlersuche vor ? Antwort • • • • Sicherungen, Motorschutzschalter und Thermorelais überprüfen Spannung an der Motorzuleitung überprüfen wenn Spannung vorhanden - Unterbruch der Motorwicklung oder mechanisch festgebremst zu kleines Anzugsmoment möglich Frage 6 Der Motorschutz hat angesprochen. Welchen Grund könnte dies haben ? Antwort • • • Phasenausfall, Motor ist überlastet Spannung zu hoch oder zu niedrig erstellt: kVal 33 • • • • • Lagerschaden Windungsschluss falscher Nennstrom eingestellt falsche Verschaltung Schalthäufigkeit überschritten Frage 7 Welche Fehler könnten die Ursache sein, dass beim Umschalten von Stern auf Dreieck die Sicherungen des Motors auslösen ? Antwort • • • • verklebte Kontakte zu kurze Zeiteinstellung Fehler in der Steuerung keine Verriegelung Frage 8 Ein Drehstrommotor hat einen Windungsschluss. Wie kann dieser Fehler bestimmt werden und warum kommt es zur starken Erwärmung des Motors ? Antwort • • • Strangströme messen Strangwiderstände messen zu hoher Stromfluss im Bereich der Kurzschlusswindung Frage 9 Welche Wartungsarbeiten sollten bei Kollektormotoren regelmäßig durchgeführt werden ? Antwort • • Leichtgängigkeit und Kontaktdruck der Kohlebürsten überprüfen Bürstenträger und Anschlüsse kontrollieren und reinigen erstellt: kVal 34 4.4 elektr. Wandler Frage 0 Was ist zu tun, wenn ein Stromwandler nach dem Einbau nicht sofort angeschlossen werden kann und die zu messende Anlage in Betrieb genommen werden muss ? Antwort der Stromwandler muss sekundärseitig kurzgeschlossen werden Frage 1 Worauf ist beim Ausbau des Messgerätes bei einem Stromwandler zu achten ? Antwort vor dem Ausbau des Messgerätes müssen die Ausgangsklemmen des Wandlers kurzgeschlossen werden 4.5 elektron. Bauteile Frage 0 Welche Fehlerquellen können bei elektronischen Steuerungen auftreten ? Antwort • • • • • defekte Bauteile Leiterbahnbruch kalte Löststellen unzulässig hohe Erwärmung Störimpulse Frage 1 a) Auf was ist beim Umgang mit elektrostatisch gefährdeten Bauteilen zu beachten ? b) Was bedeutet ESD ? Antwort Umgang • • • geerdetes Sicherheits-Handgelenkband verwenden geeignetes Werkzeug verwenden elektrostatisch geschützte Verpackung verwenden erstellt: kVal 35 ESD • Electro Static Discharge Frage 2 Was ist beim Einbau von Dioden mit Gewinden zu beachten ? Antwort • • Gewinde mit Wärmegleitpaste einschmieren Drehmomentschlüssel verwenden 4.6 elektr. Prüfungen Frage 0 Erkläre den Vorgang beim Messen Antwort • • • • • • festlegen der Messaufgabe festlegen des Messortes festlegung der Messmethode durchführen der Messung bewerten der Messergebnisse dokumentieren der Messergebnisse Frage 1 Wie wird bei Prüfungen nach DIN VDE 0100, Teil 600, vorgegangen ? Antwort • • • • • Prüfen Besichtigen Erproben und Messen Prüfprotokoll Prüffristen beachten erstellt: kVal 36 Frage 2 Zählen Sie 4 Meßgeräte auf, die zur Fehlersuche in elektrischen Anlagen allgemein verwendet werden können. Antwort • • • • • • • Prüflampe Durchgangsprüfer Voltmeter Multimeter Widerstandsmesser Isolationsmesser ..... Frage 3 Welche Teilprüfungen sind bei Maschinen und Anlagen vorgeschrieben ? Antwort • • • • • • • Sichtprüfung Messung der Durchgängigkeit des Schutzleitersystems Messung des Schleifenwiderstandes Messsung des Isolationswiderstandes Prüfen der Spannungsfestigkeit Messung der Restspannung Funktionsprüfung Frage 4 Welchen Zweck verfolgt die Sichtprüfung ? Was ist zu überprüfen ? Welche Leitungen müssen untersucht werden ? Was ist bei der Leitungsprüfung zu kontrollieren ? Antwort Zweck • die Sichtprüfung verfolgt den Zweck, äussere Mängel und Schäden an den Betriebsmitteln aufzudecken Was prüfen ? erstellt: kVal 37 Ob • • • • • die Leitungsisolation an irgend einer Stelle beschädigt ist die galvanische Trennung zwischen Last- und Steuerstromkreis besteht die Ausführung der elektrischen Ausrüstung mit der Dokumentation übereinstimmt die Motorschutzschalter auf den richtigen Werten eingestellt sind die Schmelzsicherungen den richtigen Wert haben Leitungen • es müssen ALLE Leitungen einschliesslich Schutzleiter untersucht werden Leitungsprüfung Folgende Punkte kontrollieren • • • die einwandfreie Verlegung das fachgerechte Anschliessen die richtige Auswahl des Querschnitts für den Schutzleiter Frage 5 Welcher Strom ist bei der Messung der Durchgängigkeit des Schutzleiters einzustellen und welcher zulässige Spannungsabfall darf bei einem Querschnitt von 1.5mm² auftreten ? Antwort Strom • auf 10A für 10s einstellen Spannungsabfall • 2.6V Frage 6 Welche Fehler sollen durch die Schutzleiterprüfung in einer Anlage erkannt werden ? Antwort • Schutzleiterunterbrechung erstellt: kVal 38 • • • Schutzleiterverwechslung Führen einer gefährlichen hohen Berührungsspannung Schutzleiter besitzt einen zu hohen Übergangswiderstand - für die ersten 5m max. 0,3 Ohm - für jede weiteren 7,5m 0,1 Ohm zusätzlich - der gesamt Wert darf jedoch 1 Ohm nicht überschreiten Frage 7 Bei der Schutzleiterwiderstandsbestimmung von drei Elektrogeräten erhalten sie folgende Messwerte: RS1 = 10 Ohm RS2 = unendlich RS3 = 0,1 Ohm. Was können Sie aus den Messungen schließen ? Antwort • • • der Schutzleiterwiderstand ist zu hoch, wahrscheinlich Fehler aus einem zu hohen Übergangswiderstand es liegt eine vollkommene Unterbrechung vor der Schutzleiterwiderstand ist in Ordnung, er darf max. 0,3 Ohm betragen Frage 8 Was ist bei der Messung des Isolationswiderstandes zu beachten ? Wie hoch muss die Messspannung mindestens sein ? Welcher Widerstand darf nicht unterschritten werden ? Antwort Beachtung • der Steuerstrom und alle Frequenzumrichter vom Hauptstromkreis trennen Messspannung • mindestens 500V Widerstand erstellt: kVal 39 • 1MOhm Frage 9 Wodurch können Isolationsfehler auftreten und was können diese auslösen ? Antwort Isolationsfehler • • • thermische Beanspruchung mechanische Beanspruchung äussere Einflüsse Folgen • • Fehlfunktionen Brände Frage 10 Was wird bei der Prüfung der Spannungsfestigkeit geprüft ? Was ist besonderes zu beachten ? Mit welcher Spannung wird geprüft und wie lange ? Wo wird die Prüfspannung angelegt ? Antwort Was wird geprüft ? • • die Spannungsfestigkeit der Leitungen NICHT die Spannungsfestigkeit der Betriebsmittel Beachtung • • • • wegen der hohen Prüfspannung mit äussester Vorsicht vorgehen Absperrung Warnschilder Warnlampe erstellt: kVal 40 Spannung • 1000V für 10s Ort • zwischen den Aussenleitern und dem Schutzleiter Frage 11 Was fordern Vorschriften über das Messen der Restspannung ? Wie wird die Restspannung gemessen ? Antwort Vorschriften • diese fordern, dass die Spannungen an berührbaren, aktiven Teilen 5s nach dem Abschalten der Versorgungsspannung auf einen Wert unter 60V abgesunken sind Messmittel • mit einem hochohmigen Spannungsmesser Frage 12 Wie wird die Schleifenmessung (Schleifenwiderstand) z.B. im TN-Netz durchgeführt ? Skizziere das Mess-Prinzip. Antwort mit einem geeignetem Schutzmaßnahmenprüfgerät Frage 13 Was ist die Netzschleifen-Impedanz ? Antwort erstellt: kVal 41 die Summe aus den Zuleitungswiderständen und den Trafowicklungen RN = RAL + RPEN+ Ri RN Netzschleifenwiderstand (Schleifenimpedanz) RAL Aussenleiterwiderstand RPEN Leiterwiderstand PEN Ri Innenwiderstand Transformator Frage 14 Wie wird der Erdausbreitungswiderstand bestimmt ? (Skizze-Messprinzip) Antwort mit Hilfe von batteriegespeisten Erdungsmessgeräten unter Zuhilfenahme von Hilfserdern oder Sonden Frage 15 Wovon hängt der Ausbreitungswiderstand eines Erders ab ? Antwort • • • von der Verlegungsart bzw. Anordnung (Tiefen-, Band-, Maschenerder) von der Abmessung von der Bodenbeschaffenheit Frage 16 Was ist bei der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungs-Messung zu beachten ? Antwort • Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) müssen bei Erreichen des BemessungsDifferenzstromes In innerhalb von 0.2 sek abschalten erstellt: kVal 42 Frage 17 Wie wird das Drehfeld gemessen ? Antwort Drehfeld-Messgerät Frage 18 Was wird bei der Funktionsprüfung als Erstes geprüft ? Antwort die Not-Aus-Funktion Frage 19 Wo werden die gemessenen Werte festgehalten ? Antwort den Vorschriften entsprechend im Prüfprotokoll Frage 20 Nenne die wichtigsten Prüfvorgänge, mit denen jede Störungssuche begonnen werden kann und nenne auch die Fehler, die bei vorhandener Nennspannung nicht gesucht werden können. Antwort • • Sichtprüfung Bedienungspersonal befragen • • Kurzschluss Erdschluss Frage 21 erstellt: kVal 43 Was muss bei elektrischen Anlagen nach Fertigstellung, Erweiterungen oder Reparaturen entsprechend den ÖVE Bestimmungen überprüft werden ? Antwort • • • Besichtigen Erproben Messen (z.B. Spannungsüberprüfung, Drehrichtung, Schutzmaßnahme, Isolationswiderstand, PE-Durchgängigkeitsmessung) Frage 22 Welche Prüfungen sind nach einer Reparatur von Elektrogeräten zwingend vorgeschrieben ? Antwort • • • • Sichtprüfung Schutzleiterprüfung (0,3 Ohm) Isolationswiderstandsprüfung Funktionsprüfung Frage 23 Worauf erstreckt sich die Sichtprüfung von Elektrowerkzeugen ? Antwort • • keine sichtbaren Beschädigungen am Kabel, Kabeleinführungen, Gehäuse, Steckvorrichtungen oder Betriebsmittel auf allgemeine innere und äußere Verschmutzungen durch Kohlenstaub, Fette oder Öle achten Frage 24 Welche Schutzmaßnahmen werden für Elektrowerkzeuge bei Arbeiten in metallischen Kesseln oder auf Metallgerüsten angewendet ? Antwort • • • Schutztrennung Schutzkleinspannung eventuell Potentialausgleich herstellen Frage 25 erstellt: kVal 44 Wie kann man hochfrequente digitale Signale messen ? Antwort • • Oszilloskop Scopemeter Frage 26 Bei Motoren soll der Motoranschlusskasten geöffnet werden. Was ist hier zu prüfen ? Antwort Bei geöffnetem Motoranschlusskasten ist zu überprüfen • • • ob der Schutzleiter Kontakt mit dem Gehäuse hat (nicht auf lackiertes Metall geschraubt) ob die Kabelverschraubung passt ob die Kabelverschraubung fest ist Frage 27 Welche Wiederholungsprüfungen sind nach BGV A3 und in welchen Abständen vorzunehmen ? Antwort siehe Tabelle erstellt: kVal 45 Frage 28 Welche Prüfungen müssen in Abhängigkeit von den Netz-Systemen durchgeführt werden ? Antwort TN TT IT 4.7 Verschiedenes Frage 0 Worauf ist bei der Verwendung von Kabeltrommeln bei Wechselstromverbrauchern und großer Dauerleistung zu achten ? Antwort erstellt: kVal 46 • • durch die aufgewickelte Leitung kann ein Wärmestau entstehen, der die Isolation beschädigt (Brandgefahr) über ca. 500 W Dauerbelastung vollständig abwickeln Frage 1 Wie muß eine ordnungsgemäße Verlängerungsleitung für Drehstrom ausgeführt sein ? Antwort • • • • bis 32A 5-adrige Leitung CEE-Steckvorrichtungen Einspeisung Stecker Ausgang Kupplungsdose Frage 2 Durch welche Ursachen kann es zu gefährlichen Berührungsspannungen führen ? Antwort • • • schadhafte Isolation Körperschluss defekte Abdeckungen Frage 3 Wie muß die Freigabe einer Arbeitsstelle erfolgen, wenn sie von der Abschaltstelle räumlich getrennt ist ? Antwort • • • • scriftlich fernschriftlich telefonisch es ist verboten, eine bestimmte Zeit für die Wiedereinschaltung zu vereinbaren Frage 4 In welchen Geräten können Funkstörungen auftreten ? Antwort bei Geräten mit Schaltvorgängen, Stromübertragung für bewegliche Maschinen und bei Geräten mit Lichtbogenbildung: erstellt: kVal 47 • • • • • • Stromwendermotoren Schleifringläufermotoren Stromabnehmer Zündkerzen Phasenanschnittsteuerung Gasentladungslampen, etc... Frage 5 Welche Möglichkeiten habe ich zur Funkentstörung in Steueranlagen ? Antwort • • • RC-Glieder Endstörkondensator X / Y Kondensatoren Funkentstördrossel Frage 6 Welche Bedeutung hat dieses Sinnbild auf einem Betriebsmittel ? Antwort spritzwassergeschützt 4.8 E-Check Frage 0 Was versteht man (im Sinne des E-Check) unter dem Begriff "Prüfen" ? (nach ÖVE/ÖNORM E8001-6-61) Antwort erstellt: kVal 48 Unter den Begriff "Prüfen" fallen alle Tätigkeiten durch welche festgestellt wird, ob die Ausführung der gesamten elektrischen Anlage den jeweils zutreffenden Bestimmungen entspricht. Prüfen umfasst • • • das Besichtigen sowie das Erproben und das Messen Frage 1 Was kann bei der Prüfart "Besichtigen" (im Sinne des E-Checks) festgestellt werden ? Antwort • • • • • • • • • keine sichtbaren Beschädigungen an Kabel, Steckvorrichtungen oder Betriebsmitteln Berührungsschutz von betriebsmäßig unter Spannung stehenden Teilen (z.B. fehlende Abdeckungen an Steckdosen, Verteilern usw.) Ausführung der Schutzmaßnahmen bei direktem Berühren (z.B. Schutz u. Erdungsleitungen, Potentialausgleich, Erder usw.) Vorhandensein von Plänen, Anlagenbuch, Warnhinweisen ob Betriebsmittel den Betriebsbedingungen entsprechen (z.B. Feuchträumen IP, ExGeschützt usw.) verwendete Überstromschutzorgane und deren Einstellung(z.B.Sicherungen, LS-Schalter, Motorschutzschalter usw.) überprüfen der Leiterauswahl bezüglich: Mindestquerschnitt, Strombelastbarkeit und Spannungsabfall Zustand Einrichtungen der Unfallverhütung und Brandbekämpfung (z.B. Brandabschottungen) leichte Zugängigkeit zur Bedienung und Instandhaltung Frage 2 Was kann bei der Prüfart "Erproben" und "Messen" (im Sinne des E-Checks) festgestellt werden ? Antwort • • • • • • • • Durchgängigkeit der Schutzleiter (alle Steckdosen), Potentialausgleichsleiter und Neutralleiter prüfen der Schutzmaßnahme (automatische Abschaltung im Fehrlerfall) messen des Fehlerschleifenwiderstandes - RS (Nullung) messen des Anlagenerders- RA (Schutzerdung, FI-Schutzschaltung) prüfen der FI-Schalter (Auslösestrom, Auslösezeit, Prüftaste) messen des Isolationswiderstandes ( Einhaltung der vorgeschriebenen Werte) Funktionskontrolle Wirksamkeit von Schutzeinrichtungen prüfen (z.B. Not-Aus, Alarme usw.) erstellt: kVal 49 • prüfen des Drehfeldes (rechtsdrehendes Drehfeld) Frage 3 Warum sollte man einen E-Check machen ? Antwort 1. Schutz o der E-CHECK gibt die Gewissheit, dass die geprüfte Elektroinstallation und die geprüften Elektrogeräte allen Sicherheitsaspekten genügen 2. Schadensersatzansprüche o der E-CHECK schützt im Regelfall vor eventuellen Schadensersatzansprüchen 3. Energiesparen o es werdensparen Kosten gespart und schont die Umwelt 4. Schadensvorbeugung o der E-CHECK beugt vor, bevor ein Schaden entsteht o man ist vor unnötigen Ausfallzeiten und teurem Datenverlust geschützt 5. Verpflichtungen • der E-CHECK weist gegenüber Gewerbeaufsichtsämtern, Berufsgenossenschaften und Versicherungen den einwandfreien Zustand derElektroanlage nach erstellt: kVal 50 5 ET_Elektronik 5.1 Allgemein Frage 0 Was ist eine Lötsicherung und für was wird sie verwendet ? Antwort • • Lötsicherungen sind Lötstellen, die sich bei einer bestimmten Temperatur lösen sie schützen Bauteile bzw. Geräte gegen unzulässig hohe Temperaturen Frage 1 Nenne Bauelemente der Leistungselektronik Antwort • • • • • • Diode Diac Triac Thyristor GTO IGBT Frage 2 Was versteht man unter a) Eigenleitung b) Dotieren von Halbleitern ? Antwort a) die Leitung durch Ladungsträgerpaare, die durch Zufuhr von Energie, z.B. Wärme, Licht oder ein elektrisches Feld entstehen b) das Einbringen von Fremdatomen (dreiwertig oder fünfwertig) Frage 3 Wodurch erhält man a) N-leitendes Halbleitermaterial erstellt: kVal 51 b) P-leitendes Halbleitermaterial Antwort a) durch Dotieren mit fünfwertigen Fremdatomen (Phosphor, Arsen) b) durch Dotieren mit dreiwertigen Fremdatomen (Aluminium) Frage 4 Was versteht man unter einem PN-Übergang bei Halbleitern ? Antwort • • PN Übergänge entstehen an den Grenzflächen von P-dotiertem und N-dotiertem Halbleitermaterial es entsteht eine ladungsträgerarme Schicht (Sperrschicht) und dadurch entsteht die sogenannte Diffusionsspannung Frage 5 Erkläre die elektrischen Vorgänge in einem PN-Übergang Antwort • • • Diffundierung der negativen und positiven Ladungsträger am PN-Übergang dadurch entsteht eine ladungsträgerarme Schicht (Sperrschicht) es entsteht eine Diffusionsspannung z.B. Silizium 0,7 V Frage 6 Wie entsteht eine Diffusionsspannung an einem PN-Übergang ? Antwort durch die Ladungsträgerdiffussion (Rekombination) entsteht am PN-Übergang ein Ladungsunterschied (Neutralität der P-Zone und der N-Zone wurde aufgehoben) Frage 7 Nenne bekannte Halbleiterstoffe Antwort • • Silicium Si Germanium Ge erstellt: kVal 52 • • • • • Galliumarsenid GeAs Indiumantimonid InSb Indiumarsenid InAs Cadmiumarsenid CdS Siliciumcarbid SiC Frage 8 Wie und aus welchen Werkstoffen werden Kühlkörper hergestellt ? Antwort • • • Aluminium oder Kupfer (gute Wärmeleiter) Kühlrippen vergrößern die Oberfläche schwarze Kühlkörper strahlen die Wärme besser an die Umgebung ab 5.2 Widerstände Frage 0 Wie werden Widerstände eingeteilt ? Antwort • • • Festmechanisch veränderbare durch physikalische Grössen veränderbare Widerstände Frage 1 Nenne verschiedene Widerstandsarten Antwort • • • • KohleschichtMetallschichtMetallglasurChipWiderstände Frage 2 erstellt: kVal 53 Welche Arten von Festwiderständen unterscheidet man nach dem verwendeten Widerstandsmaterial ? Antwort • • • Drahtwiderstände Kohleschichtwiderstände Metallschichtwiderstände bzw. Metallfilmwiderstände sie haben sehr geringe Toleranzen Frage 3 Welche Werkstoffe verwendet man zur Herstellung von Schichtwiderständen und wo werden diese bevorzugt angewendet ? Antwort • • Kohle (Unterhaltungselektronik, große Toleranzen) Metalloxyde oder Edelmetalle z.B. Platin (Präzisionswiderstände, Messzwecke) Frage 4 Welche Vorteile haben Metallschichtwiderstände gegenüber Kohleschichtwiderständen ? Antwort • • • • große Genauigkeit kleine Abmessungen kleinere Toleranzen kleinerer Temperaturkoeffizient Frage 5 Aus welchen Werkstoffen bestehen die Drähte von Drahtwiderständen ? Antwort aus Metalllegierungen, z.B. • • • • Konstantan Manganin Nickelin Chromnickel erstellt: kVal 54 Frage 6 Was sind a) veränderbare Widerstände und b) veränderliche Widerstände ? Nenne jeweils einige Beispiele Antwort a) der Widerstand kann mittels Schleifkontakt verändert werden: • • • Potentiometer Trimmer Stellwiderstand b) der Widerstand verändert sich durch äußere Einflüsse, wie z.B.: • • • Temperatur ( NTC, PTC ) Licht ( LDR ) elektrische Spannung ( VDR ) Frage 7 Wovon hängt die Belastbarkeit eines Widerstandes ab ? Antwort • • • Abmessung Umgebungstemperatur Bauart Frage 8 Wie wird der Widerstandswert auf einem Festwiderstand angegeben ? Antwort • • • • durch Zahlenaufdruck, z.B. 100Ohm +1% Zahlencode, z.B. 100R +10%, meist bei grossen Baugrössen und immer bei hochbelastbaren Widerständen und Sonderbauformen Farbenkennzeichnung bei Farbringen kann der 4-Ring- oder der 5-Ring-Code verwendet werden erstellt: kVal 55 Frage 9 Warum werden Widerstände nur mit dem Nennwert aus der IEC-Normreihe hergestellt ? Nenne Normreihen für Festwiderstände kleinerer Leistung. Antwort • • wirtschaftliche Lagerhaltung IEC - E6, - E12, - E 24 Frage 10 Was bedeuten die Beschriftungen a) 1 R 33 b) 10 k c) 1M9 auf einem Widerstand ? Antwort a) 1.33 Ohm b) 10 kOhm c) 1,9 Mohm Frage 11 Was gibt der letzte und 2.-letzte Farbring bei Schichtwiderständen an ? Antwort letzter Farbring: Toleranz in Prozent, z.B. • • • braun = + -1% rot = + - 2% gold = + - 5% 2.-letzter Farbring: erstellt: kVal 56 Multiplikator, z.B. • • • schwarz = x1 rot = x10² gelb = x104 Frage 12 Was muss bei der Auswahl von Widerständen beachtet werden ? Antwort • • • • • Strom (Leistung) Temperaturverhalten Wärmeentwicklung mechanische Festigkeit Toleranz Frage 13 Warum müssen Widerstandsdrähte eine Isolierschicht besitzen ? Antwort • • um einen Windungsschluss zwischen benachbarten Drahtwindungen zu verhindern Widerstandsdrähte werden durch Lackieren bzw. durch Oxidation der Drahtoberfläche isoliert Frage 14 Erkläre den grundsätzlichen Aufbau eines Potentiometers. Antwort • • das Potentiometer besteht aus einer Widerstandsbahn, auf der sich ein beweglicher Schleifkontakt befindet es besitzt drei Anschlüsse Frage 15 Welche beiden Arten von temperaturabhängigen Widerständen unterscheidet man ? Antwort NTC-Widerständ (Heißleiter) erstellt: kVal 57 • • • • • • R sinkt bei steigender Temperatur Kohle, Halbleitermaterial und Flüssigkeiten Anwendungen Temperaturkompensation Temperaturmessung Temperaturregelung PTC-Widerstände (Kaltleiter) • • R steigt bei steigender Temperatur Metalle Frage 16 Welche Werkstoffe bezeichnet man als a) Kaltleiter und b) Heissleiter und welche Eigenschaften haben sie ? Antwort a) alle Metalle • • sie haben einen positiven Temperaturkoeffizient (PTC-Widerstand) Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur b) Kohle, Halbleitermaterialien, leitende Flüssigkeiten • • sie haben einen negativen Temperaturkoeffizienten Widerstand sinkt mit steigender Temperatur Frage 17 Was ist ein Fotowiderstand (LDR) und wo wird er eingesetzt ? Nenne einige Beispiele Antwort erstellt: kVal 58 Der Widerstandswert wird umso geringer, je stärker die Lichteinstrahlung ist • • • • • Lichtschranken Dämmerungsschalter Lichtwächterschaltungen Alarmanlagen Flammenwächter 5.3 Kondensatoren Frage 0 Wie werden Kondensatoren eingeteilt ? Antwort • • • • • • • • Bauart, z.B. FolienKeramikElektrolytkondensator Kapazität Verlustfaktor Dielektrikum Bemessungsspannung Frage 1 Wie misst man den Kapazitätswert eines Kondensators ? Antwort • • • • auf Durchgang und Kapazität Vielfachmessgerät Kapazitätsmessbrücke mit Strom- und Spannungsmessung wird Xc ermittelt C= 1 / 2 x Pi x f x Xc Frage 2 Wie erfolgt die Kennzeichnung des Nennwertes auf Kondensatoren ? Antwort erstellt: kVal 59 • • Zahlenaufdruck Farbcode 5.4 Dioden Frage 0 Was versteht man unter Halbleiterdiode und wofür werden sie hauptsächlich verwendet ? Antwort Die Diode • • • ist ein zweipoliges Bauelement mit Ventilwirkung (Halbleiterbauelemente einem PNÜbergang) ab einer bestimmten Spannung (Schleusenspannung) lassen sie einen Strom in Durchlassrichtung passieren leitet deshalb den Strom nur in 1 Richtung Verwendung: • • • • • Gleichrichtung von Wechselspannung Leuchtdiode LED Spannungsbegrenzung Z-Diode Freilaufdiode Frage 1 Nenne 4 der wichtigsten Arten von Dioden. Antwort • • • • • • Gleichrichterdioden Leuchtdioden Zenerdioden Foto-Dioden Tunnel-Dioden Kapazitätsdioden erstellt: kVal 60 Frage 2 Wie muss die Halbleiterdiode gepolt sein, damit Strom fließt und wie muss sie gepolt sein, dass kein Strom fließt ? Zeichne eine Skizze Antwort Durchlassrichtung: • • positiver Pol an die Anode und negativer Pol an die Kathode anlegen Sperrrichtung: • • positiver Pol an die Kathode und negativer Pol an die Anode anlegen Frage 3 Welcher Spannungs- und Stromwert darf bei Dioden nicht überschritten werden und wo werden diese Werte entnommen ? Antwort • • • die maximale Sperrspannung UR max der maximale Durchlaßstrom IF max diese Werte werden dem jeweiligen Datenblatt entnommen Frage 4 Was versteht man unter Leistungsdioden ? Antwort • • • • Leistungsdioden können große Wechselströme gleichrichten und schalten zur besseren Wärmeableitung sind sie ab bestimmten Größen in ein Metallgehäuse eingebaut und können auf einen Kühlkörper montiert werden von Leistungsdioden spricht man ab ca. 1 A Strombelastbarkeit und von Sperrspannungen über 100 V sie werden aktuell für Ströme bis 1000 A und Spannungen bis 4000 V gebaut Frage 5 erstellt: kVal 61 Nenne Unterschiede zwischen Silizium- und Germanium-Dioden gleicher Leistung. Antwort Silizium-Dioden haben gegenüber Germanium-Dioden • • • • • • • • • • • • einen schärferen Knick im Durchlassbereich eine steilere Kennlinie im Durchlassbereich eine höhere Schleusenspannung Si Uto = 0.7V Ge Uto = 0.3V eine höhere Spitzensperrspannung Si Ur bis 2000V Ge Ur bis 100V eine höhere Sperrschichttemperatur Si T = 180°C GE T = 80°C einen niederen Sperrstrom Frage 6 Erkläre die Wirkungsweise und den Einsatz der Zenerdiode. Antwort • • • • Zenerdioden sind Silicium-Dioden sie weisen in Sperrichtung ab einer bestimmten Spannung, der sogenannten Durchbruchspannung, einen hohen Stromanstieg auf werden mit einem Vorwiderstand betrieben sie werden zur Spannungsstabilisierung, Spannungsbegrenzung bzw. Überspannungsschutz eingesetzt Frage 7 Welche beiden Grenzwerte dürfen bei Z-Dioden nicht überschritten werden ? Antwort • • maximaler Strom Imax maximale Verlustleistung Ptot Frage 8 Was bedeutet die Bezeichnung a) BZX 5V6 und b) ZX 12 erstellt: kVal 62 auf einem Bauelement ? Antwort a) Z-Diode Zenerspannung 5,6 Volt b) Z-Diode Zenerspannung 12 Volt Frage 9 Wie kann eine Diode überprüft werden ? Antwort Durchlassrichtung und Sperrichtung überprüfen mit: • • • Vielfachmessgerät Durchgangsprüfer Diodenprüfer Frage 10 Mit welchem Messgerät können Dioden a) außerhalb b) innerhalb einer Schaltung geprüft werden und erkläre die einzelnen Methoden. Antwort a) • • • • Widerstandsmesser und Durchgangsprüfer Widerstandsmessung in Durchlass- und Sperrrichtung Durchgangsprüfung in Durchlass- und Sperrrichtung b) • • Spannungsmesser Messen des Spannungsabfalles an der Diode erstellt: kVal 63 Frage 11 Was versteht man unter einer Laserdiode ? Antwort Laserdioden, auch Halbleiterlaser genannt, wandeln elektrische Energie in energiestarke Lichtstrahlung um Frage 12 Was versteht man unter einem Diac ? Antwort • • • • • • • • ein Diac ist ein elektronisches Bauteil mit zwei Anschlüssen und wird auch Zweirichtungs-Diode genannt die Strecke zwischen den Anschlüssen wird erst leitfähig, wenn die Spannung an ihnen die Durchbruchspannung übersteigt die Bezeichnung Diac ist eine Abkürzung und steht für Diode for Alternating Current (dt. Diode für Wechselstrom) der Diac kann durch seinen bidirektionalen Aufbau auch Wechselspannungen schalten sobald die Spannung an den Anschlüssen (A1 und A2) eine bestimmte Schwellenspannung übersteigt, schaltet er durch und die p-n-Strecken werden leitfähig diese Art der Zündung, die auch bei Triacs möglich ist (bei diesen jedoch vermieden werden sollte), nennt man auch Überkopfzündung erst wenn der den Diac durchfließende Strom einen bestimmten Wert, den Haltestrom unterschreitet, steigt der Widerstand wieder rapide an dieser Vorgang wird auch als Löschen des Diacs bezeichnet Frage 13 Wozu dient eine LED und was bedeutet die Kurzbezeichnung ? Antwort • • • • Leuchtdioden wandeln elektrische Energie in Licht um sie funktionieren wie Halbleiterdioden bei Betrieb in Durchlassrichtung geben LED's Licht in den Farben infrarot, rot, orange, gelb, grün und blau ab die Kurzbezeichnung LED ist die Abkürzung für "Light Emitting Diode" erstellt: kVal 64 Frage 14 Wie werden LED's betrieben ? Antwort LED werden grundsätzlich über einen Vorwiderstand betrieben Frage 15 Kann man LED auch mit Wechselspannung betreiben ? Antwort ja Frage 16 Wie werden bei LED's die Farben erzeugt ? Antwort durch die Verwendung verschiedener Halbleiterwerkstoffe Frage 17 Was versteht man unter Photovoltaik und wo findet sie Anwendung ? Antwort Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenergie, in elektrische Energie. Anwendungsgebiete: • • • • Elektrifizierung abgelegener Häuser u. Kleingartenanlagen Notrufsäulen, Beleuchtungen u. Bewässerungspumpen in Parkanlagen Versorgung von Solarautos u. Wohnmobilen Einspeisung ins öffentliche Netz erstellt: kVal 65 5.5 Gleichrichter Frage 0 Nenne die Gleichrichterschaltungen und deren Kurzzeichen, die zum Gleichrichten von a) Einphasen-Wechselspannung b) Dreiphasen-Wechselspannung verwendet werden können. Antwort Einphasen-Wechselspannung: • • • Einpuls-Einweg Schaltung (E1U) Zweipuls-Brücken Schaltung (B2U) Zweipuls-Mittelpunkt Schaltung (M2U) erstellt: kVal 66 Dreiphasen-Wechselspannung: • • Dreipuls-Mittelpunkt Schaltung (M3U) Sechspuls-Brücken Schaltung (B6U) Frage 1 Was bedeutet die Bezeichnung B 260 C 1000 bei einem Gleichrichter ? Antwort • • • • B = Brückengleichrichter 260 = 260V Nennspannung (Effektiv) C = für Kondensatorbelastung 1000 = 1000 mA Nennstrom Frage 2 Was ist eine Einphasen-Brücken-(Grätz)-Gleichrichterschaltung und welchen Vorteil hat sie gegenüber der Einwegschaltung ? Antwort • • 4 Gleichrichterelemente Durchlass für beide Halbwellen Frage 3 Wie wird bei Gleichrichtern die gleichgerichtete Spannung geglättet und die noch vorhandene Brummspannung vermindert ? Antwort • • Glättungskondensator (Ladekondensator) mit nachfolgendem Siebglied (meist R-C) Frage 4 Was ist ein gesteuerter Gleichrichter ? Antwort Höhe der pulsierenden Gleichspannung ist mittels Anschnittsteuerung von Thyristoren (variabler Zündzeitpunkt) einstellbar erstellt: kVal 67 Frage 5 Welcher Unterschied besteht zwischen Gleichrichtern und Wechselrichtern ? Antwort • • der Gleichrichter formt Wechsel- in Gleichstrom um der Wechselrichter formt Gleich- in Wechselstrom um 5.6 Transistoren Frage 0 Was ist ein Transistor ? Antwort Transistoren • • sind aktive Bauelemente, die Spannungen, Ströme und Leistungen verstärken werden meist aus Germanium oder Silicium hergestellt Frage 1 Nenne unterschiedliche Arten von Transistoren Antwort • • • • • • bipolare unipolare UnijunctionFeldeffektSperrschichtIsolierschichtTransistoren Frage 2 Erkläre Aufbau und die Wirkungsweise eines bipolaren Transistors. Antwort Zonen: 3 (NPN oder PNP) erstellt: kVal 68 Anschlüsse : 3 (E, B und C) Mit Hilfe eines geringen Basis-Emitterstromes (mA) wird der Kollektor-Emitterstrom gesteuert Frage 3 Wie müssen bei einem NPN-Transistor die Anschlüsse gepolt sein, damit er leitend ist ? Zeichne eine Skizze. Antwort Basis und Kollektor positiv gegenüber dem Emitter Frage 4 Welche Grundschaltung ermöglicht beim Transistor gleichzeitig eine Strom- und Spannungsverstärkung und in welchem Anschluss fließt der größte Strom ? Zeichne eine Skizze Antwort • • Emitterschaltung im Emitter fließt der größte Strom Frage 5 Welche Kenngröße bzw. Eigenschaften hat die Kollektorschaltung beim Transistor ? Zeichne eine Skizze Antwort • • • hohe Stromverstärkung keine Spannungsverstärkung zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung keine Phasenverschiebung erstellt: kVal 69 Siehe Schaltbild Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild Nr. 1667) Frage 6 Durch welche Umstände kann es beim Transistor zu einer Arbeitspunktverschiebung kommen ? Antwort • • • • Änderung der Halbleitertemperatur Änderung der Basisvorspannung Änderung des Lastwiderstandes Änderung der Betriebsspannung Frage 7 Was hat der Emitterwiderstand bei einer Transistorschaltung (Stromgegenkopplung) für eine Aufgabe ? Antwort • • Stabilisierung des Arbeitspunktes. bei Zunahme der Temperatur am Transistor Zunahme des IC dadurch größerer Spannungsabfall am RE dadurch kleinere UBE Frage 8 Ein Transistor ist innerhalb einer Schaltung zu überprüfen. Welche Spannungsmessungen sind durchzuführen ? Antwort • • • Steuerspannung UBE Spannung UCE ist der Transistor durchgesteuert, dann ist die Spannung UCE klein Frage 9 Welche Aufgaben hat das Metallgehäuse eines Transistors und welcher Anschluss ist mit dem Gehäuse verbunden ? Antwort erstellt: kVal 70 • • • • Schutz gegen äußere Einflüsse (Licht, Feuchtigkeit, mechanische Einwirkung) bessere Wärmeableitung Kühlkörpermontage gut möglich der Kollektor ist mit dem Gehäuse verbunden Frage 10 Welche Aufgaben haben Koppelkondensatoren am Ein- und Ausgang einer Transistorverstärkerschaltung ? Antwort • • sie trennen die Verstärkerstufen gleichstrommäßig voneinander und übertragen nur das Wechselstromsignal Frage 11 Warum müssen Transistoren von Verstärkerstufen eine Basisvorspannung haben ? Antwort mit einer Basisvorspannung wird der Arbeitspunkt des Transistors eingestellt Frage 12 Worauf ist beim Einlöten eines Transistors oder eines IC's zu achten ? Antwort • • • • auf möglichst kurze Lötzeit achten, für ausreichende Wärmeabfuhr sorgen Lötstation verwenden (ESD) wenn möglich IC-Stecksockel verwenden Frage 13 Wie muss ein Leistungstransistor auf einen Kühlkörper montiert werden ? Antwort • • elektrische Trennung zwischen Kühlkörper und Transistorgehäuse mittels Glimmerscheibe bzw. Kunststoffscheibe unter Zuhilfenahme von Wärmeleitpaste erstellt: kVal 71 Frage 14 Wie viele Anschlüsse besitzt ein Feldeffekt Transistor (FET) und wo liegen seine zwei häufigsten Anwendungsmöglichkeiten ? Antwort Anschlüsse: 3, Source (Quelle), Gate (Tor), Drain (Abfluss) Anwendungsmöglichkeiten: Digitaltechnik und Hochfrequenztechnik 5.7 Thyristoren Frage 0 Erkläre die Wirkungsweise eines Thyristors. Was für Anschlüsse hat er und wie wird er gelöscht ? Antwort • • • steuerbarer Gleichrichter mit 3 PN-Übergängen, Gate-Kathode-Anode durch Anlegen einer positiven Gatespannung zündet der Thyristor, die Anode-KathodeStrecke wird niederohmig und es kann ein Durchlassstrom fließen der Thyristor wird gelöscht, wenn der Haltestrom unterschritten wird Frage 1 Wie wird ein a) P-Gate-Thyristor b) N-Gate-Thyristor gezündet und welches Symbol haben sie ? Antwort erstellt: kVal 72 a) positiver Steuerimpuls Gate - Kathode b) negativer Steuerimpuls Gate - Anode Frage 2 Wann löscht ein Thyristor bei Wechselstrom selbst ? Antwort • • wenn der Haltestrom des Thyristors unterschritten wird dies geschieht bei jedem Nulldurchgang Frage 3 Welche Vorteile haben Thyristoren gegenüber mechanischen Schaltern ? Antwort • • • keine Kontaktabnützung prellfreies, verlustarmes Schalten (kleine Steuerleistung) kurze Schaltzeiten 5.8 Triac Frage 0 Was ist ein Triac ? Welcher Unterschied besteht zu einem Thyristor ? Antwort • • • er besteht aus einer Antiparallelschaltung von zwei Thyristoren mit einer gemeinsamen Steuerelektrode beim Thyristor wird nur eine positive Halbwelle der Wechselspannung gesteuert beim Triac werden beide Halbwellen gesteuert Frage 1 Wo findet der Triac Verwendung ? Antwort erstellt: kVal 73 • • • Drehzahlsteuerung bei Motoren in Heizungssteuerungen Helligkeitssteuerung (Dimmer) kontaktloser Schalter (elektronischer Schütz) Frage 2 Was versteht man unter Phasenanschnittsteuerung mittels Triac ? Antwort • • zündet der Triac zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb einer Halbwelle, so bleibt er bis zum nächsten Nulldurchgang leitend ändert man den Zündzeitpunkt, so ändert sich auch die Zeit während der Triac leitend ist und somit die Leistung am Verbraucher Frage 3 Welcher Bauteil wird zum Ansteuern eines Triacs hauptsächlich benützt und wie funktioniert dieser Bauteil ? Antwort Diac • • • dieser Bauteil wird am Gate des Triacs angeschlossen mit Hilfe eines RC-Gliedes ermöglicht dieses Bauelement die Zündung des Triacs durch einen Impuls weiters kann der erforderliche Zündimpuls auch von üblichen Halbleiterschaltungen oder integrierten Schaltkreisen entnommen werden 5.9 IC, OP Frage 0 Was ist in einer integrierten Schaltung (IC) enthalten ? Nenne einige Bausteine. Antwort auf kleinstem Raum viele elektronische Teile: • • Transistoren Dioden erstellt: kVal 74 • • Widerstände Kondensatoren Speicherbausteine der Digital- und Analogtechnik: • • • • • RAM ROM EPROM EEPROM SD Card (SPS) Frage 1 Wo werden IC´s verwendet ? Nenne 3 Beispiele Antwort • • • • • • • • • • in elektronischen Schaltungen mit kleiner Leistung z.B. logische Grundfunktionen Verstärker Anzeigen Sensorschalter Mikroprozessoren Messgeräte SPS usw. Frage 2 Was ist ein Operationsverstärker ? Antwort • • • • hochwertiger Gleich- und Wechselspannungsverstärker Speisespannung z.B. +15V und -15V (Wechselspannungsverstärkung) eine an den Minuseingang gelegte Spannung wird verstärkt und invertiert (Phi=180°) eine an den Pluseingang gelegte Spannung wird verstärkt aber nicht invertiert (Phi=0°) Frage 3 Skizziere und erkläre den invertierenden Operationsverstärker. Antwort erstellt: kVal 75 • • • invertierter (-) Anschluss = Eingang nichtinvertierter (+) Anschluss mit 0 verbunden Rückkoppelung über Rk auf den Eingang (- Anschluss) Frage 4 Skizziere und erkläre den nichtinvertierenden Operationsverstärker. Antwort • • • nichtinvertierter (+) Anschluss = Eingang invertierter (-) Anschluss über R mit 0 verbunden Rückkopplung über Rx auf den invertierten Anschluss (-) 5.10 Verschiedenes Frage 0 Welche optoelektronische Bauelemente gibt es und wo werden sie eingesetzt ? Antwort • • • Fotowiderstand Fotodiode Fototransistor Anwendung: • • • Lichtschranken Dämmerungsschalter Belichtungsmesser Frage 1 Nennen Sie zwei Meßfühler, die zur Messung der Beleuchtungsstärke verwendet werden. Antwort erstellt: kVal 76 • • • • Fotozellen Fotoelement Fotowiderstand .... Frage 2 Was versteht man unter einem Optokoppler ? Antwort • • Optokoppler bestehen aus einem Lichtsender, z.B. Leuchtdiode und einem Lichtempfänger, z.B. Fototransistor er ermöglicht die Signalübertragung zwischen zwei galvanisch getrennten Stromkreisen Frage 3 Was ist ein Varistor und wo wird dieser eingesetzt ? Antwort • • ein spannungsabhängiger Widerstand (VDR) der Widerstand ist bei kleiner Spannung groß und bei großer Spannung klein - Überspannungableiter - Spannungsbegrenzer Frage 4 Erkläre die prinzipielle Funktion eines Wechselrichters. Zeichne eine Skizze. Antwort mit einem Wechselrichter wird aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung (meist nicht sinusförmig) erzeugt Es gibt: • • • • lastgeführte Wechselrichter B21 selbstgeführte Wechselrichter Sechspulsbrückenschaltung B61 selbstgeführte Wechselrichter Zweipulsbrückenschaltung M21 netzgeführte Wechselrichter M3C erstellt: kVal 77 Frage 5 Was ist ein Wechselstromsteller und was ist bei dessen Einsatz besonders zu beachten ? Antwort Geräte, mit deren Hilfe man die in einem Verbraucher umgesetzte Leistung stufenlos verändern kann • • Phasenanschnittsteuerung (Dimmer) Schwingungspaketsteuerung Achtung: Höchstgrenze der Leistung beachten (TAEV) Frage 6 Es wird im Gleichstromkreis a) ein Kondensator oder b) eine Diode parallel zu einer Relaisspule geschaltet. Was wird mit der jeweiligen Schaltung bezweckt und was ist dabei zu beachten ? Antwort a) Abfallverzögerung b) Kurzschließen der Gegen-EMK beim Absteuern von elektromagnetischen Bauteilen (Freilaufdiode) auf richtige Polarität achten ! Frage 7 Welche Bedeutung haben nachstehende Buchstaben bei der Typenbezeichnung von Halbleiterbauelementen ? a) AA b) BC erstellt: kVal 78 c) BD Antwort a) Germanium Diode b) Silizium NF-Transistor c) Silizium NF-Leistungstransistor Frage 8 Auf einer Platine befindet sich ein Bauteil mit folgendem Aufdruck: B 40 C 5000/3300 +~~Gib die Aufgabe des Bauteils und die Bedeutung der Beschriftung an. Antwort • • • • • • beim Bauteil handelt es sich um einen Gleichrichtersatz B Schaltungsart B = Brückenschaltung M = Mittelpunktschaltung 40 maximale Eingangsspannung in V C kapazitive Last (Glättung) zulässig 5000 Nennstrom mit Kühlkörper in mA 3000 Nennstrom ohne Kühlkörper in mA Frage 9 Nennen Sie die zwei grundsätzlichen Arten optoelektronischer Anzeigen. Antwort aktive Displays • • LED-Anzeigen es muss ständig Energie zugeführt werden passive Displays • • LCD-Anzeigen sind Flüssigkristalle, deren Trübung elektrisch gesteuert wird Frage 10 erstellt: kVal 79 Welche Anzeigeart bleibt bei Dunkelheit unsichtbar ? Antwort • • LCD-Anzeigen benötigen Fremdlicht Frage 11 Welche Anzeigeart hat den größeren Energiebedarf ? Antwort • • LED-Anzeige LCD-Anzeigen arbeiten fast leistungslos Frage 12 Wieviel Segmente einer Siebensegmentanzeige werden bei der Ziffer 0 angesteuert ? Antwort 6 Segmente 5.11 Drossel erstellt: kVal 80 6 ET_Hydraulik 6.1 Allgemeines Frage 0 Was versteht man unter Hydraulik. Antwort Hydraulik ist die Lehre von der Mechanik der ruhenden und strömenden Flüssigkeiten Frage 1 Welche Aufgaben haben die Druckflüssigkeiten ? Antwort • • • • für die Kraft und die Bewegung im System zu sorgen die Wärme mitzunehmen und abzuleiten zu schmieren und vor Korrosion schützen den Schmutz und den Abrieb zu transportieren und im Filter abzugeben Frage 2 Was sind die Vor- und Nachteile der Hydraulik ? Antwort Vorteile: • • • • • es können große Kräfte erzeugt werden Einsatz kleiner Bauelemente im Verhältnis zu den Kräften stufenlos einstellbare Geschwindigkeiten feinfühliges steuern und regeln einfache Absicherung gegen Überlast Nachteile: • • • • es sind Rückleitungen notwendig Lecköl- und Unfallgefahr wegen hoher Drücke Wärmeentwicklung hat Änderungen der Ölviskosität zur Folge Hydraulik kann nicht hundertprozentig tropffrei sein erstellt: kVal 81 Frage 3 In welcher Einheit werden Drücke bei der Pneumatik und Hydraulik angegeben ? Antwort • • • N/cm2 10 N/cm2 = 1 Bar 0,1 Mega-Pascal (Mpa) = 1 bar 6.2 Verschiedenes Frage 0 Nennen Sie wichtige Wartungsarbeiten an Hydraulikanlagen. Antwort • • • • • Flüssigkeit ergänzen bzw. wechslen Hydrofilter reinigen oder austauschen Drücle mit Manometer kontrollieren bzw. nachjustieren Sichtprüfung der Rohrleitungen und Schläuche auf etwaige Leckagen Tank reinigen Frage 1 Welche Ursachen können Druckverlust und geringe Förderleistung in einer Hydraulikanlage zur Folge haben ? Antwort • • • • • • • • Pumpe defekt Ölstand im Behälter z uniedrig Saug- bzw. Druckleitung beschädigt Verschraubungen undicht Druckbegrenzungsventil falsch eingestellt Druckbegrenzungsventil beschädigt Antriebsmotor der Punpe defekt rutschender Antriebsriemen Frage 2 Was müssen Sie tun, bevor Sie an einer Hydroanlage mit Hydraulikspeicher Wartungsarbeiten durchführen ? erstellt: kVal 82 Antwort • VOR Beginn der Reparatur muss die Anlage flüssigkeitsseitig DRUCKLOS gemacht werden Frage 3 Welche Reparaturmöglichkeiten haben Sie bei Zahnradpumpen ? Antwort • • Austauschen von Dichtungen Nachbearbeitung von Planflächen 6.3 Komponenten Frage 0 Welche zwei Pumpenbauarten gibt es nach der Fördermenge und nach welchem Prinzip arbeiten die Hydropumpen ? Antwort • • • es gibt Pumpen mit konstanten und variablen Fördervolumen • alle Hydraulikpumpen arbeiten nach dem Verdrängungsprinzip Frage 1 Ist bei Zahnradpumpen mit konstanter Pumpendrehzahl der Volumenstrom veränderbar ? Antwort • • nein bei gleichbleibender Antriebsdrehzahl fördert die Pumpe einen konstanten Volumenstrom Frage 2 Wozu dienen in der Hydraulik Manometer ? erstellt: kVal 83 Antwort • zum Messen von Stau- und Differenzdrücken Frage 3 Nennen Sie 2 Hydraulikspeicher. Antwort • • • Blasenspeicher Kolbenspeicher Membranspeicher Frage 4 Nennen Sie 2 Anwendungsbeispiele von Wegeventilen ? Antwort • • • Öffnen oder Schliessen von Durchflusswegen zu Zylindern oder Hydromotoren Steuern von Schaltstellungen anderer Wegeventile Verteilen von Hydraulikflüssigkeit Frage 5 Nennen Sie 3 Betätigungsmöglichkeiten von Wegeventilen ? Antwort • • • • • • manuell mechanisch hydrailisch elektrisch pneumatisch oder kombiniert Frage 6 Erklären Sie die Funktion der Steuerung. Antwort Grundstellung • Druck von P zu B erstellt: kVal 84 • • damit ist die Kolbenstangenseite druckbeaufschlagt der Kolben ist in eingefahrener Stellung Schaltstellung des 4/2-Wege-Ventiles • • • • • Druck von P zu A die Druckflüssigkeit fliesst gedrosselt zur Kolbenseite des Zylinders der Kolben fährt aus das abströmende Öl fliesst von B zu T und über den Filter in den Tank Frage 7 Erklären Sie anhand des Bildes (Zahnradpumpe) die Wirkungsweise (Druckseite, Saugseite) ? Antwort • • Saugseite links Druckseite rechts Frage 8 Erklären Sie die Funktion des Schaltplanes und benennen Sie die verschiedenen Elemente dieser Anlage. Antwort • • • der Motor treibt eine Verstellpumpe an ein Druckbegrenzungsventil schützt die Anlage vor Überlastung derzeit fliesst Öl aufgrund der Mittelstellung des Ventiles ungehindert über den Rücklauffilter fast drucklos zum Tank Frage 9 Was geschieht beim Betätigen des 4/3 Wegeventiles ? Antwort • • • der Hydromotor beginnt zu drehen beim Umschalten des Ventiles dreht der Motor in die entgegengesetzte Richtung das zurückfliessende Öl wird durch ein Rückschlagventil leicht vorgespannt und im Rücklauffilter gefiltert erstellt: kVal 85 Frage 10 Kann bei diesem Tischantrieb die Drehzahl des Hydraulikmotors und somit die Vorschubgeschwindigkeit verstellt werden ? Antwort • • ja durch die Verstellpumpe kann die Fördermenge stufenlos reguliert werden erstellt: kVal 86 7 ET_Komponenten 7.1 Klemmen Frage 0 Wie werden elektrische Verbindungen eingeteilt ? Antwort lösbare Verbindungen • • • • Schrauben Stecken Klemmen ..... unlösbare Verbindungen • • • • Löten Kleben Nieten ..... Frage 1 Was versteht man unter einer Klemme, welche Ausführungsarten gibt es ? Nenne 3 Beispiele Antwort Klemmen sind lösbare Verbindungen • • • • Schraubklemmen und schraublose Klemmen Verbindungsklemmen Anschlussklemmen Geräteklemmen • • • • • Schraub-Technik Bolzen-Anschluss-Technik Federzug-Technik Push-In-Technik Schneid-technik erstellt: kVal 87 7.2 Leitungen und Kabel Frage 0 Nenne verschiedene Leitungsarten und wie werden sie gekennzeichnet ? Antwort feste Verlegung • Kunststoff- • • StegMantelLeitungen ortsveränderliche • • • • Zwillingsleichte Kunststoffschlauchmittlere KunststoffschlauchGummischlauch Leitungen Sonderleitungen Frage 1 Nenne 3 Kriterien für die Auswahl elektrischer Leitungen. Antwort • • • • • mechanische Beanspruchung Temperaturbeständigkeit Einwirkungen von Lösungsmittel und Chemikalien zulässige Strombelastbarkeit in Abhängigkeit von der Verlegeart und Häufung zulässiger maximaler Spannungsabfall (3% zwischen Zähler und Verbrauchsmittel) Frage 2 erstellt: kVal 88 Welche Arten von Aderleitungen werden zur Verdrahtung von Schaltanlagen und Verteilern verwendet ? Antwort feindrähtige Aderleitungen z.B H07V-K (Yf) und H07V-U (Ye) Frage 3 Welche Farbkennzeichnung haben der a) Aussenleiter b) Neutralleiter c) PEN-Leiter d) Schutzleiter ? Antwort a) Aussenleiter -schwarz b) Neutralleiter - blau c) PEN-Leiter - gelb/grün d) Schutzleiter - gelb/grün Frage 4 Welche elektrische Leiter werden mit dem Querschnitt und welche mit dem Durchmesser angegeben ? Antwort · Querschnitt: Installationsleitungen · Durchmesser: Wicklungs-, Widerstands-, Schwachstrom- und Blitzschutzdrähte Frage 5 Was gibt die Kennzeichnung "X" oder "G" beim harmonisierten System von PVCMantelleitungen (z.B. A05VV-U4X 10 bzw. A05VV-U4G 10) an ? Antwort • Kennzeichnung "X" ohne gelb/grün gefärbter Ader erstellt: kVal 89 • Kennzeichnung "G" mit gelb/grün gefärbter Ader Frage 6 Wovon hängt die thermische Belastbarkeit bei isolierten Leitungen und Kabeln vor allem ab ? Antwort • • • • • Isolation Kühlung Verlegeart Leitungsanhäufung Umgebungstemperatur Frage 7 Von welchen Faktoren ist der zulässige Dauerstrom einer Leitung abhängig ? Antwort • • • • Verlegungsart Umgebungstemperatur Anzahl der belasteten Adern Anhäufung von Leitungen oder Kabeln Frage 8 Nach welchen Gesichtspunkten muss der Querschnitt einer Leitung berechnet werden ? Antwort laut TAEV ist der Querschnitt von Kabel und Leitungen nach folgenden drei Gesichtspunkten zu bemessen: • • • mechanische Festigkeit Erwärmung Spannungsabfall Frage 9 Aus welchen Gründen kann sich eine Leitung unzulässig hoch erwärmen ? Antwort erstellt: kVal 90 • • • Überlast Kurzschluss (wenn das nächste vorgeschaltete Sicherungsorgan nicht oder zu spät anspricht) falsche Leiterdimensionierung Frage 10 Welche Folgen hat eine unzulässig hohe Erwärmung von isolierten Leitungen bzw. Betriebsmitteln, z.B. Motorzuleitungen oder Wicklungen ? Antwort • • die Leiterisolation wird zerstört es kann ein Brand, ein Kurzschluss, ein Windungsschluss oder ein Wicklungsschluss entstehen Frage 11 Wie gross darf der Spannungsabfall auf Steuerleitungen maximal sein ? Antwort Der Spannungsabfall auf Steuerleitungen darf 5% nicht überschreiten 7.3 Absicherungen Frage 0 Welche Aufgaben haben Überstromschutzeinrichtungen ? Antwort sie sind selbständig wirkende Unterbrechungseinrichtungen und schützen Leitungen und Geräte vor Überlast und Kurzschluss. Frage 1 Welche Betriebsmittel werden als Überstromschutzeinrichtungen eingesetzt ? Antwort • • Schmelzsicherungen Leitungsschutzschalter erstellt: kVal 91 • • Motorschutzschalter thermische Überstromrelais Frage 2 An welcher Stelle im Stromkreis müssen Überstrom-Schutzeinrichtungen angebracht werden, um den Überlastschutz und den Kurzschlussschutz zu übernehmen ? Antwort am Anfang des Stromkreises und bei Querschnittsverminderung Frage 3 Welche Überstromschutzeinrichtungen sind zum Schutz gegen Kurzschluss zulässig und wie kommt es zur Abschaltung ? Antwort • • • Schmelzsicherungen (Durchbrennen des Schmelzdrahtes) Leitungsschutzschalter (Ansprechen des Magnetauslösers) Motorschutzschalter mit magn. Kurzschlussauslöser (Ansprechen des Magnetauslösers) Frage 4 Erkläre den Begriff Selektivität. Antwort • • Selektivität ist dann vorhanden, wenn z. B. bei in Reihe geschalteten Sicherungen bzw. FISchaltern nur jenes Organ auslöst, das der Fehlerquelle am nächsten liegt bei FI-Schaltern ist auf die Charakteristik ("S" od. "G") und auf den Auslösestrom (Faktor 3) zu achten. 7.4 FehlerstromSchutzSchalter FI Frage 0 Was versteht man unter einem RCD ? Antwort Bild RCD erstellt: kVal 92 Frage 1 Erkläre die prinzipielle Arbeitsweise eines Fehlerstrom-Schutzschalters (FI). Antwort • • ein Summenstromwandler erfasst durch die Magnetfelder die zufließenden und abfließenden Ströme ist die Summe nicht Null wird der Wandler erregt und der Fehlerstromschutzschalter (FI) löst aus Frage 2 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise des FI-Schutzschalters. Antwort • • • • • • • • Summenstromwandler Auslösespule Schaltschloss Prüfeinrichtung im Fehlerfall ist die Summe aller Ströme nicht Null magnetisches Wechselfeld im Fe-Kern Spannung in der Sekundärwicklung Ursache für Abschaltung (Remanenzauslöser) Frage 3 Womit wird bei der Fehlerstromschutzschaltung der Stromfluss überwacht ? Antwort • • im Summenstromwandler durch die vom Stromfluss hervorgerufenen Magnetfelder Frage 4 Auf welche Art kann die Funktion des FI-Schutzschalters überprüft werden ? Antwort • • mittels Prüftaste wird über einen Vorwiderstand ein Fehlerstrom simuliert Schutzmaßnahmenprüfgerät erstellt: kVal 93 Frage 5 Was ist bei der Auswahl von FI-Schutzschaltern zu beachten ? Antwort • • • • • • richtiger Auslösefehlerstrom (30-500mA) als Zusatzschutz nur 30 mA Charakteristik richtige Vorsicherungen Stoßstromfestigkeit Selektivität Frage 6 Für welche Nennströme und für welche Nennfehlerströme werden FI-Schutzschalter gebaut ? Antwort Nennströme: 16, 25, 40, 63, 100 A Nennfehlerströme: 10, 30, 100, 300, 500 mA für höhere Ströme (bis 400A) werden Fehlerstromrelais mit Durchsteckwandler verwendet. Frage 7 Was ist bei Serienschaltung von FI-Schutzschaltern zu beachten ? Antwort • • • FI Bauart "S" = selektiver Typ (zeitverzögert) stoßstromfest 3-facher Nennfehlerstrom gegenüber den nachgeschalteten FI-Schutzschaltern Frage 8 Welche max. Nennwerte des Auslösefehlerstromes müssen FI-Schutzschalter (bei Schutzmaßnahme Nullung mit Zusatzschutz) laut TAEV in Baustromverteilern aufweisen ? a) Steckdosenstromkreise bis 32 A b) Steckdosenstromkreise über 32 A erstellt: kVal 94 Antwort laut TAEV a) 30 mA b) 300 mA (Empfehlung!) Frage 9 Was sind Fehlerstromschutzschalter der Bauart S oder G und wo werden sie verwendet ? Antwort Bauart S: • • • Selektiv (mind. 40 ms zeitverzögert) und stoßstromfest (5kA) Verwendung zur Reihenschaltung mit anderen Typen Verwendung mit Überspannungsableiter Bauart G: • • • mind. 10 ms zeitverzögert Stoßstromfest (3kA) Verwendung für Anlagenteile, wo hoher Fehlauslöseschutz vorgeschrieben ist (z.B. Tiefkühltruhen, Intensivtierhaltung, Computer) Frage 10 Worauf ist beim Einbau eines Fehlerstromschutzschalters im genullten Netz zu achten ? Antwort • • der PE-Leiter wird vor dem FI vom PEN-Leiter abgezweigt nach dem FI keine Verbindung PE -- N Frage 11 Welchen Vorteil bringt der FI-Schutzschalter in genullten Netzen ? Antwort • kleinere Fehlerströme erstellt: kVal 95 • • • schnellere Abschaltung Brandschutz Zusatzschutz Frage 12 Was versteht man unter einem LSFI und nenne eine Anwendung Antwort • • die Kombination von einem Leitungsschutzschalter und einem FI Gerätesteckdose in einem Schaltschrank 7.5 Schmelzsicherungen Frage 0 Nenne die meist verwendeten Schmelzsicherungsarten. Antwort • • • • • GeräteschutzKleinspannungsDiazed- Neozed NH- und HH-Sicherungen Frage 1 Welche Arten von Geräteschutzsicherungen (Feinsicherungen) unterscheidet man nach dem Strom-Zeit-Verhaltenn und wie sind sie gekennzeichnet ? Antwort • • • • • superflink (FF) flink (F) mittelträge (M) träge (T) superträge (TT) erstellt: kVal 96 Frage 2 Nenne Bauarten von Niederspannungssicherungen und gib den Verwendungsbereich an. Antwort D-Sicherungssystem Diazed-Sicherungen Schraubsicherung • • • 500VAC bis 100A 660VAC bis 63A 600VDC bis 63A D0-Sicherungssystem Neozed-Sicherungen kleinere Bauart wie D-Sicherungen Schraubsicherung • • 400VAC bis 100A 250VDC bis 100A NH-Sicherungssystem Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen Sicherung mit Messerkontakten • • 500VAC 6A bis 1250A 440VDc 6A bis 1250A Frage 3 Wie ist eine Diazed-Sicherung aufgebaut ? Antwort erstellt: kVal 97 Bild Aufbau Diazed Frage 4 Welche Aufgabe hat der Kennmelder eines Schmelzeinsatzes ? Antwort • • er gibt Aufschluss über die Nennstromstärke und ob der Schmelzleiter noch intakt ist Frage 5 Wie muss ein Sicherungssockel angeschlossen werden und warum ? Antwort • • Zuleitung auf Fußkontakt des Sicherungssockels damit ein Berühren spannungsführender Teile beim Auswechseln des Schmelzeinsatzes vermieden wird Frage 6 Welche Aufgabe hat eine Pass-Schraube bzw. eine Pass-Hülse ? Antwort sie verhindern das Einsetzen von Schmelzeinsätzen für höhere Stromkreise als zugelassen Frage 7 Nenne die Nennstromstärke und die jeweilige Kennfarbe des Kennmelders für die Schmelzeinsätze von 2A bis 63A. Antwort 2 A = rosa 4 A = braun erstellt: kVal 98 6 A = grün 10 A = rot 16 A = grau 20 A = blau 25 A = gelb 35 A = schwarz 50 A = weiß 63 A = kupfer Frage 8 Wie ist ein D0- und ein DSicherungs-System aufgebaut ? Antwort Bild Sicherungssystem Frage 9 Nenne die Strombereiche der Neozed-Sicherung (DO1, DO2, DO3). Antwort DO1=2A bis 16 A DO2=20 bis 63 A DO3=80 bis 100 A Frage 10 Was sind NH-Sicherungen ? erstellt: kVal 99 Wozu dienen Sie ? Antwort • • Niederspannungs-Hochleistungssicherungen zur Abschaltung großer Kurzschlussströme (100kA) Frage 11 Nenne Betriebsklassen von Niederspannungssicherungen Antwort Ganzbereich • • • • gG allgemeine Anwendung gM Schutz von Motorstromkreisen gD verzögerte Einsätze gN nichtverzögerte Einsätze Teilbereich • aM Schutz vom Motorstromkreisen Frage 12 Was ist ein Sicherungslasttrenner und welchen Vorteil hat er gegenüber den normalen NH-Sicherungselementen ? Antwort • • 3 poliger NH-Sicherungstrenner und dient zum gefahrlosen Schalten (allpolig) unter Last, bis 100 A, für Sammelschienensysteme zum Einbau in Schalttafeln Frage 13 Warum schmilzt eine Schmelzsicherung durch, obwohl die Zuleitung sich kaum erwärmt ? Antwort wegen des geringen Drahtquerschnittes des Schmelzleiters in der Sicherung erstellt: kVal 100 Frage 14 Weshalb dürfen Schmelzeinsätze nicht überbrückt werden ? Antwort weil dadurch der Überlastungs- und Kurzschlussschutz unwirksam gemacht wird Frage 15 Warum werden in Verbraucherstromkreisen anstelle von Schmelzsicherungen meist Leitungsschutzschalter eingesetzt ? Antwort • • • • • Leitungsschutzschalter lassen sich nach dem Auslösen wieder einschalten kurze Abschaltzeit raumsparend besitzen eine Freiauslösung können auch betriebsmäßig zum Ein- und Ausschalten verwendet werden 7.6 Leitungsschutzschalter LSS Frage 0 Was ist ein Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) ? Antwort Leitungsschutzorgan für Kurzschluss- und Überlastungsschutz mit magnetischer und thermischer Auslösung Frage 1 Nenne die wichtigsten Komponenten eines LeitungsSchutzSchalters. Antwort • • • • Gehäuse Betätigungshebel thermischer Auslöser magnetischer Auslöser erstellt: kVal 101 • Funkenlöschkammer Frage 2 Welches Auslösesystem schützt beim Leitungsschutzschalter vor a) Überlastung b) Kurzschluß Antwort a) thermischer Auslöser b) magnetische Ausköser Frage 3 Erkläre die Funktion und Wirkungsweise eines • • thermischen Auslösers magnetischen Auslösers Antwort thermischer Auslöser Funktion · Bimetall in jedem Aussenleiter · Strom fliesst über Heizwicklungen, welche die Bimetalle erwärmen Zweck · Schutzschalter mit thermischen Auslösern unterbrechen verzögert · sie schützen Anlagen und Betriebsmittel nur vor Überlastung, jedoch nicht bei Kurzschluss magnetischer Auslöser Funktion · Schlaganker schlägt auf bewegliches Schaltstück erstellt: kVal 102 Zweck · elektromagnetische Auslöser sind Schnellauslöser · sie schützen Anlagen und Betriebsmittel gegen Kurzschlüsse Frage 4 Erkläre die Auslösecharakteristik eines B-, C-, D-Leitungs-schutzschalters bis 32A. Antwort • • der thermische Auslöser funktioniert bei allen LS-Schaltern etwa gleich die magnetische Schnellauslösung ist bei B = 2.5-5 xIN C = 5-10 xIN D = 10-20xIN Frage 5 Wie groß ist der kleine und große Prüfstrom von B/ C/ D - Leitungsschutzschaltern ? Antwort • • LS-Schalter bis 63 A dürfen bis zum 1,13-fachen Nennstrom (kleiner Prüfstrom) innerhalb 1 Stunde nicht auslösen. beim 1,45-fachen Nennstrom (großer Prüfstrom) müssen sie unterhalb 1 Stunde auslösen Frage 6 Welcher Abschaltstrom errechnet sich für einen Leitungsschutzschalter Type B - 13A ? Antwort IA = IN x 5 = 13A x 5 = 65A Frage 7 Welcher Abschaltstrom errechnet sich für einen Leitungsschutzschalter C - 16A ? Antwort IA = IN x 10 = 16A x 10 = 160A erstellt: kVal 103 Frage 8 Welchen Abschaltstrom errechnet sich für eine 10 A Schmelzsicherung (Betriebsklasse "gG") ? Antwort IA = IN x 10 = 10A x 10 = 100A Frage 9 Was versteht man unter Freiauslösung und bei welchen Geräten tritt sie in Erscheinung ? Antwort • • Freiauslösung bedeutet, dass alle Schutzschalter (Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter, Fehlerstromschutzschalter) auch dann auslösen, wenn der Betätigungshebel in der Einschaltstellung gehalten wird und gleichzeitig ein Fehler auftritt auch bei Anstehen eines Fehlers ist ein Einschalten nicht mehr möglich ist. Frage 10 Nenne Bemessungsströme von Leitungsschutzschaltern Antwort 7.7 Motorschutzschalter MSS Frage 0 Welchen Zweck haben Motorschutzschalter ? erstellt: kVal 104 Antwort Schutz der Motoren vor unzulässig hoher Erwärmung (Überstrom, Überlast) und Kurzschluss Frage 1 Wie ist ein Motorschutzschalter aufgebaut ? Antwort Begriffe Frage 2 Worin unterscheidet sich der Motor- vom Leitungs-Schutzschalter ? Antwort • • in der Auslösecharakteristik bei Motorschutz-schaltern ist der Auslösestrom einstellbar (Thermoauslöser) 7.8 ThermoRelais Frage 0 Wie funktioniert ein Thermorelais ? Antwort • • • der Motorstrom fliesst über die Heizwicklung des Bimetallstreifens das Bimetallstreifen wird erwärmt und krümmt sich bei Überlastung wird dadurch der angebaute Steuerkontakt betätigt, der im Steuerstromkreis die Steuerung ausschaltet Frage 1 Was ist ein Thermobimetall wie ist es aufgebaut und erstellt: kVal 105 wo wird es praktisch angewendet ? Antwort Aufbau: zwei Metalle mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung warm aufeinander gewalzt Verwendung: • • • • • Bimetallschalter Thermostat Übertemperaturauslöser Motorschutzschalter Leitungsschutzschalter Frage 2 Was ist der Unterschied vom Thermorelais zum Motorschutzschalter ? Antwort • beim Motorschutzschalter unterbricht der Bimetallauslöser auf mechanischem Weg den Hauptstromkreis • beim Motorschutzrelais wirkt das Bimetall im Steuerstromkreis auf einen Öffnerkontakt im Haltestromkreis eines Schützes Frage 3 Wie müssen Bimetallrelais eingestellt werden ? Antwort auf den Motornennstrom 7.9 Kaltleiter, Clix-On, ThermoFühler Frage 0 Was versteht man unter Motorvollschutz ? erstellt: kVal 106 Antwort • elektronische Überwachung der Wicklungstemperatur mittels Kaltleiter (PTC-Widerstände) • • • in der Motorwicklung befindet sich in jedem Strang ein temperaturabhängiger Widerstand mit zunehmender Erwärmung werden die Widerstände hochohmiger bei Erreichen einer unzulässig hohen Temperatur fällt ein Relais aufgrund der hochohmigen Widerstände ab dieses schaltet wiederum den Motor über einen Shütz allpolig ab • Frage 1 Was ist der Unterschied von einem PTC und einem NTC ? Antwort PTC Kaltleiter Widerstand nimmt schlagartig zu NTC Heissleiter Widerstand nimmt schlagartig ab Frage 2 Woran erkennt man den Temperaturbereich ? Antwort an den Farben der Anschlussleitungen Frage 3 Nenne ein Farbenbeispiel. Antwort erstellt: kVal 107 Farbentabelle Frage 4 Unter welcher Bedingung wird bei einem Thermoelement eine Spannung erzeugt ? Antwort durch Erwärmung an der Verbindungsstelle Frage 5 Welche Spannungsart wird beim Thermoelement erzeugt und wie hoch ist etwa die erzeugte Spannung dieses Elementes ? Antwort • • Gleichspannung bis einige 100mV Frage 6 Nennen Sie ein Anwendungsbeispiel für Thermoelemente. Antwort • • Temperturmessung Temperaturregelung 7.10 Schütz, Relais Frage 0 Für welche Schaltaufgaben werden Hauptschütze und Hilfsschütze verwendet ? Antwort Hauptschütze (Leistungsschütze) erstellt: kVal 108 werden zum Schalten des Hauptstromkreises von Verbrauchern, z.B. Motoren, Generatoren, Heizungen, Kondensatoren eingesetzt Hilfsschütze werden nur für Steuerzwecke verwendet Frage 1 Erklären Sie den Aufbau eines Schützes. Antwort • • • • Gehäuse Magnetsystem Hauptstromkontakte Hilfskontakte Frage 2 Wie oder an was erkennt man einen Leistungsschütz Q ? Antwort • • an der Bezeichnung der Hauptkontakt-Anschluss-klemmen Hauptkontakte haben eingangsseitig die Bezeichnung 1, 3, 5 und ausgangseitig die Bezeichnung 2, 4, 6 Frage 3 Was steht auf einem Typenschild eines Schützes ? Frage 4 Was bedeutet die Gebrauchskategorie bei Schützen ? Nenne ein Beispiel. Antwort Diese Angabe besagt, für welche Stromart und für welche Last die Hauptkontakte bestimmt sind: erstellt: kVal 109 • • • • • AC1 = ohmsche oder leicht induktive Last AC2 = Schleifringläufer AC3 = Käfigläufermotor AC4 = Käfigläufermotor (inkl. Drehrichtungsumkehr u. Tippbetrieb DC1 = ohmsche oder leicht induktive Last Frage 5 Was ist die Folge, wenn ein Schütz mit Wechselstromantrieb (z.B. 230 V AC) fälschlicher Weise an Gleichstrom gleicher Nennspannung (z.B. 230 V DC) angeschlossen wird ? Antwort • • • das Schütz zieht an durch den Wegfall des induktiven Blindwiderstandes ist jedoch der Spulenstrom stark überhöht die Spule wird stark überhitzt und wird nach kurzer Zeit durchbrennen Frage 6 Welche Folgen hätte der Anschluss eines gleichstrombetätigten Schützantriebes (Gleichstromspule) an Wechselstrom gleicher Nennspannung ? Antwort • • der Magnet würde nicht anziehen. durch den induktiven Blindwiderstand der Spule wäre der Strom zu klein, um die notwendige magnetische Feldstärke zu erzeugen Frage 7 Welche Ursachen kann starkes Brummen eines Schützes haben ? Antwort • • ein Kurzschlussring ist herausgefallen oder hat eine Unterbrechung Schmutz ode rFremdkörper zwischen den Polen des Eisenkernes Frage 8 Warum dürfen mit einem Schütz, das zum Schalten von Wechselstromverbrauchern geeignet ist, keine Gleichstromverbraucher geschaltet werden ? erstellt: kVal 110 Antwort • • • Gleichstrom hat keinen Nulldurchgang wie Wechselstrom deshalb entsteht beim Schalten von Gleichstrom ein starker Lichtbogen, der zu KontaktAbbrand (Verschweißen der Kontakte) führt Schütze zum Schalten von Gleichstrom haben deshalb spezielle Funkenlöschkammern Frage 9 Was ist der Unterschied von einem Schütz zu einem Relais ? Antwort • • • Schütze können höhere Lastströme schalten Schützkontakte sind 2-fach-unterbrechend Relaiskontakte sind 1-fach-unterbrechend erstellt: kVal 111 Frage 10 Was ist ein Reedrelais ? Zeichne eine Skizze. Antwort • • • Reedrelais haben Kontaktzungen aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die zum Schutz gegen Verunreinigungen und Korrosion in einem mit Schutzgas gefüllten Gasröhrchen eingeschmolzen sind bei Magnetisierung durch eine Spule wird eine Kraftwirkung auf die Kontaktzungen erzeugt Schaltleistungen bis 10 W 7.11 Zeitrelais Frage 0 Welche Aufgaben können anzugsverzögerte und abfallverzögerte Zeitrelais erfüllen und nenne je 1 Beispiel dazu Antwort anzugsverzögerte Relais • • können Einschalt-vorgänge verzögern z.B. die Umschaltung von Stern in Dreieck erstellt: kVal 112 abfallverzögerte Relais • • können Ausschalt-vorgänge verzögern, z.B. das Ausschalten eines Fräsmaschinenmotors zum Freischneiden des Fräsers, Treppenhausautomat, Förderbandverzögerung, Lüfternachlauf Frage 1 Nenne mindestens 4 Funktionen eines Multifunktionszeitrelais ? Antwort • • • • • Ein- und Ausschaltverzögerung ein- und ausschaltwischend Einschaltimpuls blinkend taktend 7.12 Steckvorrichtungen Frage 0 Nennen Sie das in Industriebetrieben bevorzugte Stecksystem ? Antwort CEE-System Frage 1 Nennen Sie 3 Kennfarben von Steckern und den dazugehörenden Spannungsbereich ? Antwort • • • • • violett 20 - 25V~ weiss 40 - 50 V~ blau 230V~ rot 400V~ schwarz 500 - 750V~ Frage 2 erstellt: kVal 113 Wodurch wird bei CEE-Kragensteckvorrichtungen erreicht, dass ein Stecker nicht in eine Steckdose mit höherer Spannung, anderer Stromart oder Frequenz eingeführt werden kann? Antwort durch die Lage des Schutzkontaktes bzw. der Hilfsnase im Steckereinsatz z.B. 6 h = 230/400 V 12h = 42 V Frage 3 Welche Bedingungen müssen Stecker und Steckdosen für Schutzkleinspannung erfüllen ? Antwort • • • sie dürfen nicht in Steckvorrichtungen anderer Stromkreise passen sie dürfen keinen Schutzleiter haben ist an der Steckdose ein Schutzkontakt vorhanden, so darf dieser nicht angeschlossen werden Frage 4 Wie müssen die Steckvorrichtungen für Kleinspannung konstruiert sein ? Antwort • • Unverwechselbarkeit Stecker für Schutzkleinspannung dürfen nicht in Steckdosen höherer Spannungen und anderer Schutzmaßnahmen passen 7.13 Verschiedenes Frage 0 Beim Ausschalten von Induktivitäten (Schütz-, Relaisspulen) entstehen hohe Induktionsspannungen, die benachbarte Bauteile zerstören können. Nenne Möglichkeiten, mit denen eine zu hohe Induktionsspannung vermieden werden kann. Antwort erstellt: kVal 114 • • • • • Schutzbeschaltung mit Diode Schutzbeschaltung mit Diode und Zenerdiode Schutzbeschaltung mit Varistor Schutzbeschaltung mit RC-Glied Schutzbeschaltung mit Widerstand Frage 1 Erkläre die Schutzbeschaltung mit Diode. Antwort Funktion • • • • bei dieser Schaltungsvariante wird eine Diode in Sperrrichtung parallel zur Spule angeschlossen da die Polarität der Selbstinduktionsspannung der angelegten Spannung entgegengesetzt ist, wird die Spannung über die nun durchlässige Diode abgeleitet, und der Strom fließt über die Spule damit es nicht durch Falschpolung zum Zerstören der Schutzdiode kommt, werden bei Relais entweder Verpolungsschutzdioden eingebaut oder die Polarität der Anschlüsse wird gekennzeichnet die Spannungsspitze der Selbstinduktionsspannung wird auf die Schwellspannung der verwendeten Diode begrenzt Vorteil • • • die Dimensionierung der Schaltung und der verwendeten Bauteile ist unkritisch die Schaltung ist einfach aufzubauen die Schutzfunktion ist sehr zuverlässig, da sie selbst geringe Selbstinduktionsspannungen ableitet Nachteil • • • nachteilig ist, dass diese Schaltungsvariante nur für Gleichspannung geeignet ist und dass es bei Relais zu hohen Abfallverzögerungen der Relaiskontakte kommt dies kann bei Relaiskontakten aufgrund der verlängerten Schaltlichtbogendauer zu einer Reduzierung der Lebensdauer der Schaltkontakte führen deshalb ist diese Variante der Schutzbeschaltung bei hohen Schaltlasten nicht so gut geeignet erstellt: kVal 115 Frage 2 Erkläre die Schutzbeschaltung mit Zenerdiode. Antwort Funktion • • hierbei wird eine in Sperrrichtung betriebene Zenerdiode in Reihe mit einer Diode geschaltet überschreitet die Induktionsspannung die Höhe der Zenerspannung + Schwellspannung der Diode, wird sie über die beiden Bauelemente abgeleitet Vorteil • • • sehr geringe Abfallverzögerung der einfache Schaltungsaufbau die Dimensionierung der Bauteile ist unkritisch Nachteil • • • nur für Gleichspannung geeignet es erfolgt keine Induktionsspannungsbedämpfung unterhalb bei falscher Polung kann es zur Zerstörung der Schutzbeschaltung durch Überlastung kommen erstellt: kVal 116 Frage 3 Erkläre die Schutzbeschaltung mit VDR. Antwort Funktion • • bei dieser Schaltungsvariante wird die Eigenschaft des VDR-Widerstandes ausgenutzt, ab einer bestimmten Schwellspannung niederohmig zu werden. dadurch wird die Selbstinduktionsspannung kurzgeschlossen Vorteil • • • die unkritische Dimensionierung von VDR-Widerständen sie besitzen eine hohe Energieabsorption und sind für den Wechselspannungseinsatz geeignet der Schaltungsaufbau ist sehr einfach und bewirkt bei Relaisspulen nur eine geringe Abfallverzögerung Nachteil • • die dämpfende Wirkung tritt erst oberhalb der Schwellspannung ein die maximale Spannungsspitze der Selbstinduktionsspannung ist deshalb von der Kennlinie (Zündspannung UVDR) des verwendeten Varistortyps abhängig erstellt: kVal 117 Frage 4 Erkläre die Schutzbeschaltung mit RC-Glied. Antwort Funktion • • • • • diese Schaltung wird auch als Snubber oder als Boucherot-Glied bezeichnet sie wird überwiegend zum Schutz von Schaltkontakten verwendet die Reihenschaltung von Widerstand und Kondensator bewirkt beim Abschaltvorgang, dass der Strom in einer gedämpften Schwingung ausklingen kann beim Einschaltvorgang verhindert der Widerstand, dass sich die volle Kondensatorladung über den Schaltkontakt entlädt Vorteil • • • • die Schutzbeschaltung mittels RC-Glied ist eine sehr einfache, aber dennoch sehr wirksame Schaltung sie ist sehr gut geeignet für Wechselspannung bedingt durch die Energiespeicherung im Kondensator wird eine HF-Dämpfung erwirkt außerdem kommt es zur sofortigen Abschaltbegrenzung Nachteil • muss die Schaltung genau dimensioniert werden erstellt: kVal 118 Frage 5 Erkläre die Schutzbeschaltung mit Widerstand. Antwort Funktion • dies ist die einfachste Variante einer Schutzbeschaltung, die aber auch nur eine geringe Schutzwirkung besitzt Vorteil • diese Schutzbeschaltung ist sowohl für Gleich- als auch für Wechselspannung geeignet • die Spannungsspitze wird durch den Widerstand auf 2-6 mal reduziert Nachteil • • bei eingeschalteter Spule fliesst ein Dauerstrom über den Widerstand fließt der Widerstand bei einem Relais bewirkt ein stark verzögertes Abschaltverhalten der Relaiskontakte erstellt: kVal 119 Frage 6 Erkläre die Funktion des thermischen Auslösers Antwort Erklärung Frage 7 Erkläre die Funktion des magnetischen Auslösers Antwort Erklärung Frage 8 Erkläre die Funktion der Funkenlöschkammer Antwort Erklärung Frage 9 Was versteht man unter SMD-Technik ? Antwort erstellt: kVal 120 SMD Surface Mounted Devices • es werden Bauelemente eben auf die Oberfläche der Leiterplatte durch Lötpaste oder nichtleitender Kleber fixiert und dann an den Anschlussflächen angelötet Ziele • • • • Miniaturisierung Kostenverringerung hohe Qualität hohe Zuverlässigkeit 7.14 Leistungsschalter Frage 0 Welchen Zweck haben Leistungsschalter ? Antwort • • • Leistungsschalter sind Schaltgeräte, die Betriebsströme, Überlastströme und Kurzschlussströme sicher schalten können sie schalten auch bei Überlastung oder Kurzschluss in nur einem Aussenleiter ab Leistungsschalter haben getrennt einstellbare Überlast- und Kurzschlusseinrichtungen Frage 1 Wie ist ein Leistungsschalter aufgebaut ? 7.15 Hauptschalter Frage 0 Was dient eine Trenneinrichtung an Maschinen ? Welche Möglichkeiten gibt es ? erstellt: kVal 121 Antwort jede Maschine muss mit einer Trenneinrichtung ausgerüstet sein, die die gesamte Maschine (z.B. für Reparaturarbeiten usw.) freischaltet mögliche Trenneinrichtungen sind • • • • Lasttrennschalter mit oder ohne Sicherungen Trennschalter mit voreilendem Hilfskontakt zum Unterbrechen des Streuerstromkreises Steckvorrichtungen bis 16A bei einer Gesamtbemessungsleistung bis max. 3kW Steckvorrichtungen mit Lastschaltvermögen oder mit Lastschalter, der ein Stecken oder Ziehen nur im spannungslosen Zustand ermöglicht Frage 1 Was ist der Unterschied zwischen • • Lastschalter und Trennschalter ? Antwort Lastschalter können unter Last geschaltet werden Trennschalter oder auch Trenner dürfen nicht unter Last geschaltet werden erstellt: kVal 122 8 ET_Maschinen 8.1 Maschinen_AC 8.1.1 Allgemeines Frage 0 Zählen Sie Arten von Elektromotoren auf und nenne 6 davon. Antwort • • • • • • • • • • • Drehstrom-Asynchron-Motor Kurzschlussläufer Schleifringläufer Drehstrom-Synchron-Motor Einphasen-Kondensator-Motor Universal-Motor Spaltpol-Motor Schritt-Motor Gleichstrom-Motor Hauptschluss Nebenschluss Frage 1 Erkläre das Motorprinzip. Antwort In einem Magnetfeld befindet sich ein stromdurchflossener Leiter, der je nach Stromrichtung und Magnetfeldrichtung in eine bestimmte Richtung abgelenkt wird. Motorregel (linke Hand): Hält man die linke Hand so, dass die Feldlinien vom Nordpol her auf die Innenfläche der Hand auftreffen und dass die ausgestreckten Finger in Stromrichtung zeigen, dann zeigt der abgespreizte Daumen die Ablenkrichtung des Leiters an Frage 2 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise eines Drehstrom-Kurzschlussläufermotors. Antwort erstellt: kVal 123 • • • Drehstrom auf Statorwicklung magnetisches Drehfeld induziert in der kurzgeschlossenen Käfigwicklung den Läuferstrom und das Läuferfeld Läufer wird vom Statorfeld mitgenommen Frage 3 Erkläre die Entstehung eines Drehfeldes. Antwort • • • im Stator sind drei um 120° räumlich versetzte Wicklungen Drehstrom auf Statorwicklung dauernder Wechsel von Höchst und Nullwert des Stromes ergibt ein kreisendes Magnetfeld Frage 4 Erkläre den allgemeinen Drehmomentverlauf eines Käfigläufermotors und gib die typischen Drehmomentarten an. (Skizze) Antwort • • zum Startzeitpunkt wirkt das Anzugsmoment beim Hochlaufen fällt das Sattelmoment etwas ab und steigt dann auf den Maximalwert (Kippmoment) an Es wird bei 85 - 95 % der Drehzahl erreicht • • das Nennmoment liegt tiefer und wird bei der Nenndrehzahl erreicht Skizze Frage 5 Was versteht man bei einem Elektromotor unter dem Nennmoment MN und wie errechnet sich dieses ? Antwort • • • es ist jenes Moment für welches der Motor ausgelegt wurde und das bei der Nenndrehzahl nN an der Welle zur Verfügung steht es wird in Nm angegeben MN = 9550 x PN / nN erstellt: kVal 124 • Angabe: - P in KW - M in Nm - n in 1/min Frage 6 Was ist der Schlupf eines Drehstrom-Asynchronmotors und wie groß ist er etwa in Prozent bei Nennlast ? Antwort • • Differenz Synchrondrehzahl (Drehfeld) - Asynchrondrehzahl (Rotor) ca. 4% (3-8%) Frage 7 Welcher Faktor berücksichtigt diese Verluste und welche Leistungsbegriffe bestimmen ihn ? Antwort Wirkungsgrad = Nutzen Pab Aufwand Pzu in % oder als Verhältniszahl (< als 1) Frage 8 Wie ändert sich zur Motorbelastung der Leistungsfaktor ? Antwort bei zunehmender Belastung an der Antriebswelle des Motors wird der cos phi verbessert Frage 9 erstellt: kVal 125 Wie verhält sich der Wirkungsgrad bei Maschinensätzen ? Antwort die Einzelwirkungsgrade sind zu multiplizieren 8.1.2 Typenschild Frage 0 Nenne die wichtigsten Angaben auf dem Leistungsschild eines Kurzschlussläufermotors. Antwort • • • • • • • • • • • Leistung Spannung Frequenz cos Phi Drehzahl Betriebsart Isolierstoffklasse Schutzart Kühlung Bauform Baugrösse Frage 1 Auf dem Leistungschild eines Drehstrommotors steht die Spannungsangabe 230/400V. Wie ist dieser Motor in einem Netz 3x400V anzuschließen ? Antwort • • • Anschluss in Stern Strangspannung ist 230V Aufteilung der Spannung in 400V/Wurzel3 Frage 2 Auf dem Leistungschild eines Drehstrommotors steht die Spannungsangabe 230/400V. Wie ist dieser Motor in einem Netz 3x230V anzuschließen ? erstellt: kVal 126 Antwort • • Anschluss in Dreieck Strangspannung ist 230V Frage 3 Welche Bedeutung hat die Angabe 400 V Dreieck auf dem Leistungsschild eines Drehstrommotors ? Antwort • bei direktem Anschluss an das 400 V-Netz muss die Wicklung in Dreieck geschalten werden • der Motor kann im Stern-Dreieck-Anlauf am 400 V-Netz betrieben werden 8.1.3 Klemmbrett Frage 0 Wie können Drehstrom-Asynchronmotoren geschaltet werden ? Antwort • • in dreieck in stern Frage 1 Wie ist die Klemmenanordnung im Klemmbrett eines Drehstrommotors und warum ? Antwort • • • • U1, V1, W1 W2, U2, V2 damit mit den Kurzschlussbrücken sowohl die Stern- als auch die Dreieckschaltung ausgeführt werden kann ältere Norm (U, V, W, X, Y, Z) Frage 2 erstellt: kVal 127 Wie entsteht bei Drehstromwicklungen eine Dreieckschaltung und eine Sternschaltung ? Antwort b) man verbindet das Ende eines Stranges jeweils mit dem Anfang des nächsten Wicklungsstranges a) man verbindet die Enden der 3 Wicklungsstränge miteinander und schaltet die Wicklungsanfänge an das Netz Frage 3 Nenne die Klemmenanschlüsse im Klemmbrett für einen Dahlandermotor. Antwort 1U, 1V, 1W 2U, 2V, 2W Frage 4 Beschreibe die Lage des Klemmkastens und die Bestimmung der Drehrichtung bei einem Elektromotor ? Antwort • • • Klemmkastensitz und Drehrichtung (links oder rechts) werden immer mit Blick auf das freie Wellenende A, das gegenüber der Lüftungseinrichtung B liegt, bestimmt Rechtslauf = Drehrichtung IM Uhrzeigersinn Linkslauf = Drehrichtung GEGEN den Uhrzeigersinn • Drehstrommotoren haben Rechtslauf, wenn die Aussenleiter L1, L2, L3 auf die Klemmen U1, V1 und W1 des Klemmbrettes angeschlossen werden • ist ein Drehstrommotor in einem geschlossenen System eingebaut, dann kann die Drehrichtung auch an den Anschlussklemmen (U, V, W) mit einem Drehrichtungsanzeiger bestimmt werden erstellt: kVal 128 8.1.4 Leistung Frage 0 Was versteht man unter der Nennleistung eines Motors ? Antwort bei Nennleistung gibt ein Motor sein Nenndrehmoment bei Nenndrehzahl ab Frage 1 Welche Leistung wird bei Motoren als Nennleistung angegeben ? Antwort die abgegebene Wirkleistung am Wellenende Frage 2 Was versteht man unter der Bemessungsleistung (Nennleistung) eines Motors ? Antwort • • die Bemessungsleistung eines Motors ist die Leistungsabgabe an der Welle bei der angegebenen Betriebsart wird auf dem Leistungsschild keine Betriebsart angegeben, ist der Motor für Dauerbetrieb (S1) bemessen Frage 3 Was gibt die Betriebsart eines Motors an ? Nenne einige Beispiele. Antwort Abhängigkeit von Leistung und Einschaltzeit • • • • • S1 Dauerbetrieb S2 Kurzzeitbetrieb S3-5 Aussetzbetrieb S6 Durchlaufbetrieb mit aussetzender Belastung S7-S9 unterbrochener Betrieb erstellt: kVal 129 Frage 4 Woraus ist zu erkennen für welche Betriebsart ein Motor ausgelegt ist ? Nenne 3 Beispiele. Antwort Die Betriebsart eines Motors ist vom Hersteller auf dem Leistungsschild angegeben. • • • • • S1 = Dauerbetrieb (DB) S2 = Kurzzeitbetrieb (KB) S3, S4, S5 = Aussetzbetrieb (AB) S6 = ununterbrochener periodischer Betrieb mit Aussetzbelastung S7 = ununterbrochener periodischer Betrieb mit elektrischer Bremsung Frage 5 Was versteht man unter Dauerbetrieb und Kurzzeitbetrieb eines Motors ? Antwort Dauerbetrieb (DB): • der Motor kann pausenlos unter Nennlast arbeiten, ohne dass die zulässige Temperatur überschritten wird Kurzzeitbetrieb (KB): • der Motor kühlt in den Pausen wieder auf die Ausgangstemperatur ab • die Betriebsdauer unter Nennlast ist kurz im Vergleich zur folgenden Pause, z.B. tB = 10 min, tP = 50 min. tB = Betriebsdauer tP = Pausendauer Frage 6 Für welche Betriebsart ist ein Motor gebaut, wenn auf seinem Leistungsschild dafür keine Angabe vorhanden ist ? Antwort • • Dauerbetrieb DB oder S1 erstellt: kVal 130 8.1.5 IsolierstoffKlasse Frage 0 Was bedeutet thermische Klassifikation bzw. Isolierstoffklassen ? Antwort • • • • • • die in elektrischen Maschinen entstehende Verluste führen zur Erwärmung der Maschine zu hohe Erwärmung zerstört die Isolation und macht die Maschine unbrauchbar im Betrieb erhöht ich die Temperatur in Wicklungen und anderen Maschinenteilen, bis ein Gleichgewicht zwischen Verlustwärme und abgeführter Wärme ensteht dabei darf die höchstens zulässige Gebrauchstemperatur, für die das Isoliermaterial geeignet ist, nicht überschritten werden die zulässige Temperaturzunahme wird als Grenztemperatur bezeichnet sie wird als Übertemperatur über der Temparatur des Kühlmittels, bei Luftkühlung einer Raumtemperatur von 40°C, abzüglich eines Sicherheitsabstandes von 10K angegeben Frage 1 Nenne mindesten 3 Isolierstoffklassen und gib die höchstzulässige Dauertemperatur an. Welches sind die gebräuchlichsten Klassen ? Antwort • • • • • • • Klasse Y = 90 °C Klasse A = 100 °C Klasse E = 120 °C Klasse B = 130 °C Klasse F = 155 °C Klasse H = 180 °C Klasse C = über 180 °C 8.1.6 Schutzart IP Frage 0 Wodurch wird die Schutzart eines elektrischen Betriebsmittels angegeben ? Antwort erstellt: kVal 131 • • • durch die beiden Kennbuchstaben IP (International Protection = internationaler Schutz) und durch zwei nachfolgende Ziffern z.B. IP 44, IP 68, IP 54 oder IP 2X Frage 1 Welche Bedeutung haben die beiden Ziffern nach den Buchstaben IP bei der Schutzartbezeichnung ? Antwort • • die erste Ziffer bezeichnet den Schutz gegen Berühren unter Spannung stehender Teile, z.B. Motorklemmen und gegen das Eindringen fester Körper die zweite Ziffer bezeichnet den Schutz gegen das Eindringen von Wasser Frage 2 Welche Arten von Schutz gibt es gegen das Eindringen von Fremdkörpern ? Nenne 5 Beispiele. Antwort 0 = Kein Schutz 1 = Schutz gegen feste Fremdkörper > 50 mm 2 = Schutz gegen Fremdkörper > 12,5 mm 3 = Schutz gegen Fremdkörper > 2,5 mm 4 = Schutz gegen Fremdkörper > 1 mm 5 = Staubgeschützt 6 = Staubdicht Frage 3 Welche Schutzarten gibt es gegen das Eindringen von Flüssigkeiten ? Nenne 5 Beispiele. Antwort 0 = kein Schutz erstellt: kVal 132 1 = Tropfwasserschutz (senkrecht) 2 = Tropfwasserschutz. bis 15° Neigung 3 = Sprühwassergeschützt 4 = Spritzwassergeschützt 5 = Strahlwassergeschützt 6 = Schutz gegen Überflutung 7 = geschützt gegen Eintauchen 8 = geschützt gegen dauerndes Eintauchen (Druckangabe) Frage 4 Was bedeutet die Schutzart IP 54 ? Antwort ein Gerät der Schutzklasse IP 54 ist • • staubgeschützt (Schutz gegen störende Staubablagerungen) und gegen Spritzwasser (aus allen Richtungen) 8.1.7 Kühlung Frage 0 Wie werden die Kühlungsarten bei Motoren unterschieden ? Antwort Selbstkühlung = Motor ohne Lüfter • diese Motoren werden vom Fördermittel durchflossen • z.B. Grundwasserpumpen, Schmutzwasserpumpen, Pumpenmotoren in Saugbaggern Eigenkühlung = Motor mit Lüfter • z.B. Drehbank, Bohrmaschine, Haushaltsgeräte erstellt: kVal 133 Fremdkühlung = Motor mit Kühlsystem • • • mit externen lüftern z.B. Drehstrommotoren die im Sekundentakt umschalten (Frequenzumformer-Motoren) oder Hochleistungsturbomotoren mit hohen Drehzahlen - bei ihnen reicht die Luftkühlung nicht aus - bei diesen Motoren wird Stickstoff in den Leiter eingeblasen 8.1.8 Bauform Frage 0 Was versteht man unter Bauform ? Antwort die Bauform bezeichnet die • • • Befestigung Lageranordnung Wellenausführung drehender elektrischer Maschinen Motoren mit gleicher Bauform haben gleiche Abmessungen und gleiche Bemessungswerte. Frage 1 Welche Arten von Bauformenkennzeichnung nach IEC gibt es für Motoren ? Antwort Die Bauformen der elektrischen Maschinen sind genormt. Codesystem I: z.B. IM B3 (Normzeichen für Bauform (Befestigung, Welle, Lager) Codesystem II: z.B. IM 1001 erstellt: kVal 134 Frage 2 Welcher Unterschied ist zwischen den Bauformen (Codesystem I) IM B3 und IM V6 bei Motoren ? Antwort IM B3 = Stehende Befestigung, ein freies Wellenende, zwei Schildlager IM V6 = Wandbefestigung, freies Wellenende oben, zwei Führungslager 8.1.9 Aufstellhöhe Frage 0 Was ist zu beachten, wenn ein Motor in Standardausführung bei einer Umgebungstemperatur von größer als 40°C oder bei einer Seehöhe über 1000 m installiert wird ? Antwort • • • dieser Motor darf nicht mit seiner vollen Nennleistung betrieben werden die Abminderungsfaktoren können beim Hersteller erfragt werden Beispiel: 70° C Umgebungstemperatur = 79%; 2500 m Seehöhe = 92% 8.1.10 Lager Frage 0 Weshalb werden bei Elektromotoren vorwiegend Wälzlager verwendet ? Antwort Wälzlager • • • • sind preiswert haben eine geringe Reibung sind wartungsarm und haben eine hohe Lebensdauer erstellt: kVal 135 Frage 1 Wie erkennt man bei Elektromotoren schadhafte Lager und wie werden sie ausgetauscht ? Antwort Verstärkte Laufgeräusche • • • • • abziehen erfolgt mit Abziehvorrichtungen neue Lager vor dem Aufziehen z.B. in einem Ölbad auf etwa 80 °C erwärmen kleinere Lager können kalt aufgezogen werden Benutzung eines passenden Rohres mit dem Durchmesser des Lagerinnenringes keine Schläge und keinen Druck auf den Außenring des Lagers 8.1.11 Anlassverfahren Frage 0 Welche Anlassverfahren für Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren gibt es ? Antwort • • • • • • Direktanlauf Stern-Dreieck Anlauf Anlasstrafo Anlasswiderstände Frequenzumformer Sanftanlasser Frage 1 Welche Kriterien sind ausschlaggebend für den Direktanlauf von Kurzschlussläufermotoren ? Antwort • • • Anschlusswert (Nennleistung in kW) Wiederholrate r [1/h] (Einschalthäufigkeit) Anlaufschwere Frage 2 erstellt: kVal 136 Welche Vorteile bietet der Stromverdrängungsläufer gegenüber dem normalen Kurzschlussläufermotor ? Antwort • • • • • • • • • Der Stromverdrängungsläufer ist eine Sonderbauform des Käfigläufers, er wird in Drehstromasynchronmotoren eingebaut Durch ihre spezielle Bauweise haben Drehstrommotoren mit Stromverdrängungsläufer bessere Anlaufeigenschaften als andere Kurzschlussläufermotoren die Form der Nuten hat wesentlichen Einfluss auf das Anlaufverhalten des Motors abhängig von der Nutform des Läufers ergeben sich unterschiedliche Hochlaufkurven des Motors. allerdings sagt die jeweilige Läuferbezeichnung (Doppelstabläufer, Doppelnutläufer etc.) nur wenig über die genaue Form der entsprechenden Hochlaufkurve aus bei Drehstromasynchronmotoren mit Stromverdrängungsläufer ist das Anlaufdrehmoment circa zweimal so groß wie das Nennmoment. durch den erhöhten Läuferwiderstand verschiebt sich das Kippmoment hin zu niedrigen Drehzahlen das Kippmoment ist bei Stromverdrängungsläufern etwa zwei- bis dreimal so hoch wie das Nennmoment der Anlaufstrom ist etwa dreimal so hoch wie der Nennstrom, deshalb müssen auch größere Motoren mit Stromverdrängungsläufer mittels besonderer Anlassverfahren angelassen werden Eigenschaften • • geringerer Anlaufstrom größeres Anzugsmoment Frage 3 Ein Motor wird mit einem Stern-Dreieck Schalter in Betrieb genommen. Was ist beim Motorschutz mit Motorschutzrelais zu beachten ? Antwort • • das Motorschutzrelais wird in die Wicklungsstränge geschaltet Einstellung auf den Strangstrom = INenn/ √3 Frage 4 Nenne Vorteile eines elektronischen Sanftanlaufgerätes gegenüber einem Direktstart bei Kurzschlussläufermotoren. erstellt: kVal 137 Antwort • • • • es lassen sich oft elektrische und mechanische Anlassprobleme verhindern kontinuierlicher und stossfreier Drehmomentanstieg Schonung des gesamten Antriebs durch sanften Anlauf (reduziertes Anzugsmoment) anpassbares Anlaufdrehmoment an die Antriebslast • • Vermeidung von Anlaufstromspitzen im Netz Begrenzung des Anlaufstromes 8.1.12 Bremsverfahren Frage 0 Wie werden die unterschiedlichen Bremsverfahren bei Drehstrom-Asynchronmotoren eingeteilt ? Antwort Verlustbremsung Umformung der Bewegungsenergie in Wärmeenergie • • • • • • mechanisches Bremsverfahren Bremslüfter Lamellen- oder Backenbremse mit Elektromagnet zum Lüften der Bremse Bremsmotor elektisches Bremsverfahren Gleichstrombremsung Gleichspannung durch ein elektronisches Bremsgerät bis zum Stillstand aufgeschaltet Gegenstrombremsung Vertauschen von 2 Aussenleiter bis zum Stillstand Nutzbremsung Umformung der Bewegungsenergie in elektrische Energie • generatorische Bremsung bei der Rückspeiung in das Versorgungsnetz sind rückspeisefähige Stromrichter erforderlich Frage 1 Welche elektrischen Bremsverfahren werden bei Drehstromasynchronmotoren angewendet ? erstellt: kVal 138 Antwort • Gleichstrombremsung • Übersynchrone Bremsung (Motor wirkt als Generator) 8.1.13 Verschiedenes Frage 0 Zähle verschiedene Motorschalter auf und nenne mind. 3 Beispiele Antwort • • • • Ausschalter Umschalter Stern-Dreieck-Schalter Polumschalter (Dahlanderschaltung) Frage 1 Auf welche Arten können Motoren gegen Überlast geschützt werden ? Antwort • • • • Motorschutzschalter Thermorelais Motorvollschutz (PTC) beim Frequenzumformer über die Stromgrenze Frage 2 Ist ein Motorschutzrelais ein ausreichender Schutz für häufig anlaufende DrehstromKurzschluss-Läufermotoren ? Antwort • • • Nein weil das Motorschutzrelais wesentlich schneller erkaltet als die Motorwicklung besser Vollschutz mit Wicklungs-temperaturerfassung erstellt: kVal 139 Frage 3 Was versteht man unter Motorvollschutz ? Antwort elektronische Überwachung der Wicklungstemperatur mittels Kaltleiter (PTC-Widerstände) Frage 4 a) Warum läuft ein leerlaufender Drehstrommotor bei Ausfall einer Phase weiter ? b) Was passiert bei Belastung ? Antwort • weil durch zwei Phasen weiterhin ein Drehfeld bestehen bleibt und den Rotor in die bisherige Richtung mitnimmt • bei Belastung zu hoher Stromfluss in den restlichen 2 Phasen - Auslösung des Motorschutzschalters bzw. des Thermo-Relais oder Wicklungsüberhitzung Frage 5 Welchen Anlaufstrom darf ein Drehstrommotor einschließlich allfälligen Anlaufvorrichtungen erreichen ? Schalthäufigkeit ist < 1x / h. Antwort lt. TAEV max. 41 A Frage 6 Bis zu welcher Leistungsgröße darf ein Drehstrommotor mit Direktanlauf ohne Rückfrage beim EVU eingesetzt werden ? Wiederholrate r = [1/h] (Schalthäufigkeit) a) r < 1 b) 1 < r < 25 c) 25 < r < 50 erstellt: kVal 140 Antwort laut TAEV: a) max. 3 kW b) max. 2,2 kW c) max. 1,5 kW Frage 7 Nenne 4 Fehler, welche vorliegen können, wenn ein Asynchronmotor nicht anläuft Antwort • • • • • • durchgeschmolzene Sicherung Unterbruch in der Zuleitung Unterbrechung in der Motorwicklung abgeschalteter Motorschutzschalter zu hohe Belastung mechanischer Fehler, z.B. festgebremster Motor (Defekt in der angetriebenen Maschine) Frage 8 Welche Fehler können vorliegen, wenn beim Einschalten die Überstromschutzeinrichtung bzw. der Motorschutzschalter sofort auslösen ? Antwort • • Körperschluss, Kurzschluss oder Windungsschluss in der Ständerwicklung Kurzschluss in den Schaltgeräten oder in der Zuleitung Frage 9 Welche Ursachen können vorliegen, wenn ein Drehstrommotor zuviel Strom aufnimmt ? Antwort • • • • Überlast Phasenausfall Windungsschluss zu hohe oder zu niedrige Spannung an der Motorwicklung (Stern oder Dreieck) Frage 10 erstellt: kVal 141 Welche Folgen hat ein Windungsschluss bei einem Motor ? Antwort • • erhöhte und ungleiche Stromaufnahme bei Leistungsverringerung starke Erwärmung Frage 11 Welche Nachteile hat ein zu groß gewählter Motor ? Antwort • • • • ein zu groß gewählter Motor wird nur mit Teillast betrieben Leistungsfaktor und Wirkungsgrad werden schlechter Verluste werden größer Anschaffung teurer Frage 12 Welche zwei Arten von Dahlander-Drehstrommotoren gibt es und welches Drehmomentverhalten haben sie zwischen niedriger und hoher Drehzahl. Zum Beispiel für: a) Werkzeugmaschinen mit zwei Drehzahlen b) Lüfterantriebe mit zwei Drehzahlen Antwort a) D/YY Konstantes Drehmomentverhalten b) Y/YY Quadratisches Drehmomentverhalten Frage 13 Warum verwendet man Kupfer-Druckguss-Läufer ? Antwort Bild Kupfer-Druckguss-Läufer ? • • seit Anfang 2007 auf dem Markt sehr hoher Wirkungsgrad erstellt: kVal 142 • • • • Verlustleistung bis zu 10% reduziert sehr hohe Spannungs-Spitzen-Verträglichkeit (FU-Betrieb) kürzere Baulänge hohe Wärme-Abgabe-Fähigkeit Frage 14 Welche Kriterien sind bei der Auswahl eines Drehstrom-Kurzschluss-Läufers zu berücksichtuigen ? Antwort • • • • • • • • • • • Erfordernisse Betriebsart Drehmoment Drehzahl Anlaufverhalten Aufstellungsort und Aufstellungsart Bauform Schutzart Verbindung der Welle Berechnung der Motorleistung Bestimmung der Motordaten Frage 15 Wie und in welchen Abständen sind ASM zu warten ? Antwort (alle 1 - 2 Monate) alle 3 - 4 Monate Anschlussklemmen jährlich Isolationswiderstand Wicklungen bei Verschmutzung reinigen Wicklungstemperatur Frage 16 Wie werden Wicklungen von elektrischen Maschinen geprüft ? Antwort erstellt: kVal 143 • • • die Wicklungen werden gegeneinander und auf Körperschluss geprüft die Prüfung erfolgt mit Hochspannungsprüfgeräten, die eine sinusförmige Wechselspannung mit 50Hz liefern, einstellbar von 500V bis 5000V die Prüfspannung hängt von der Bemessungsspannung der Maschine ab bis 1 kW • 2xUn + 500V unter 10.000 kW • 2xUn + 1000V mindestens 1500V über 10.000 kW • 2x Un + 1000V • die Wicklungen elektrischer Maschinen sind nach einer Neuwicklung oder Instandsetzungeiner Prüfung des Isolationswiderstandes zu unterziehen die Messung des Isolationswiderstandes erfolgt mit einem Widerstandsmesssgerät, dessen Bemessungsspannung mindestens 500V Gleichspannung beträgt der Isolationswiderstand soll mindestens soviel kOhm betragen, wie der Zahlenwert der Bemessungsspannung gegen Erde beträgt bei 230V also mindestens 230kOhm bei instandgesetzten Motoren muss der Isolationswiderstand mindestens 1MOhm betragen • • • • 8.1.14 Schleifringläufer SRL Frage 0 Was sind Schleifringläufermotoren ? Antwort Schleifringläufermotoren sind Induktionsmotoren und wirken wie Kurzschlussläufermotoren erstellt: kVal 144 Frage 1 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise eines Drehstrom-Schleifringläufermotors. Antwort • • • der Stator ist wie ein Kurzschlussläufermotor aufgebaut beim Läufer trägt die Welle das Blechpaket und die Schleifringe in den Nuten des Läufers sind 2 oder 3 Rotorwicklungen (anstatt der Kurzschlusswicklung), deren Strom über Schleifringe und Anlasswiderstände reguliert werden kann, untergebracht Frage 2 Wozu dienen Schleifringe und wo sind sie eingebaut ? Antwort Stromzuführung bzw. -abnahme bei rotierenden Teilen (Generatoren, Motoren) Frage 3 Welche Vorteile haben Schleifringläufermotoren gegenüber Kurzschlussläufermotoren bezüglich a) Anlaufstrom b) Anzugsmoment c) Drehzahl Antwort a) der Anlaufstrom beträgt nur das etwa 1,4 bis 1,5 fache des Nennstromes b) das Anzugsmoment ist höher als bei Kurzschlussläufermotoren c) die Drehzahl ist von der Nenndrehzahl abwärts begrenzt einstellbar Frage 4 Welche Nachteile haben Schleifringläufermotoren gegenüber Kurzschlussläufermotoren ? Antwort erstellt: kVal 145 Schleifringläufermotoren sind • • • wesentlich teurer haben einen ungünstigeren Leistungsfaktor erfordern einen größeren Wartungsaufwand Frage 5 Welche Ursachen können vorliegen, wenn ein Schleifring feuert ? Antwort • • • • • unrund schlechte Oberfläche falsche Kohlenbürste zu hohe Strombelastung ungenügender Auflagedruck 8.1.15 Motor mit Kondensator Frage 0 Wie wird der erforderliche Betriebskondensator bei der Steinmetzschaltung ermittelt ? Wo und mit welcher Motorleistung wird diese Schaltung angewendet ? Antwort • • • • mit Hilfe von Kondensatoren erzeugte Drehfelder haben eine elliptische Form bei 230V 70 μF/kW Motorleistung und bei 400V 22 μF/kW, Umlaufpumpen oder Betonmischmaschinen bis etwa 2 kW, wenn kein Drehstromanschluss vorhanden ist Frage 1 Durch welche Maßnahmen kann ein Drehstrommotor am Einphasennetz betrieben werden? Begründe die Massnahme. Antwort • das Zuschalten eines Betriebskondensators bewirkt eine Phasenverschiebung zwischen I und U erstellt: kVal 146 • die Folge ist ein elliptisches Drehfeld Frage 2 Gib die ungefähre Kapazität des Kondensators pro kW für Drehstrommotoren am Einphasennetz an. Antwort ca. 70 mF pro kW bei 230 V Frage 3 Welchen Zweck hat der Anlauf- und Betriebskondensator bei einem EinphasenKondensatormotor ? Antwort Anlaufkondensator (CA): • • • Erhöhtes Anlaufmoment (2 bis 3faches MN) nach dem Hochlauf wird der CA abgeschaltet (CA parallel zu CB) Betriebskondensator (CB): • • Drehfeldbildung durch Phasenverschiebung zwischen den Strömen der Haupt -und Hilfswicklung (CB in Reihe zur Hilfswicklung) 8.1.16 Motoren für Kleingeräte Frage 0 Welche zwei Arten von Elektromotoren werden hauptsächlich zum Antrieb von Kleingeräten verwendet ? Antwort • • Universalmotoren für elektrische Handwerkzeuge und Haushaltsgeräte Spaltpolmotoren für kleine Leistungen - bis 300 W (Lüfter, Pumpen) erstellt: kVal 147 Frage 1 Erkläre den Aufbau und die Wirkungsweise eines Universalmotors. Antwort Aufbau • der Aufbau entspricht dem des Reihenschlussmotors • • für Gleich- und Wechselstrom verwendbar für Wechselstrom sind Ständer und Läufer geblecht, um Wirbelstromverluste gering zu halten die Statorwicklung ist über Bürsten und Kollektor in Serie mit der Ankerwicklung geschaltet tauscht man dir Polarität des Anschlusses, so ändern Erregerfeld und Ankerstrom gleichzeitig ihre Richtung folglich wirkt das Drehmoment in gleicher Richtung weiter • • • Eigenschaften • • • • • • • kleine Baugrösse grosse Leistung Drehzahl stark lastabhängig Anlaufmoment hoch Drehzahlsteuerung über eine Phasenanschnittsteuerung Leistungen 50W - 2000W auf den Bürsten entstehen hochfrequente Störimpulse => Entstörkondensatoren notwendig Anwendung • • • Elektrowerkzeuge Haushaltsgeräte, Bohrmaschinen, Staubsauger, Waschmaschinen Gartengeräte erstellt: kVal 148 erstellt: kVal 149 Frage 2 Welche Fehler sind möglich, wenn der Motor einer Handbohrmaschine starkes Bürstenfeuer entwickelt ? Antwort • • • • • Kohlebürsten abgeschliffen schlechter Bürstendruck Kollektor defekt, verschmutzt oder unrund Wicklungsunterbrechung Windungsschluss in der Ankerwicklung Frage 3 Wodurch werden bei elektrischen Kleingeräten mit Motor Funkstörungen hervorgerufen ? Wie wird diesen Störungen entgegengewirkt ? Antwort • • • Schaltvorgang (Ein/Aus) Stromwendung am Kollektor parallel zum Anker bzw. zum Schalter einen Entstörkondensator schalten Frage 4 Erkläre den Aufbau und die Wirkungsweise eines Spaltpolmotors. Antwort Aufbau erstellt: kVal 150 • • • • • • Ständer hat ausgeprägte Pole durch Nut abgespalten um diesen Spaltpol liegt eine Kurzschlusswicklung durch die Kurzschlusswicklung geht nur ein Teil der von der Ständerwicklungerzeugten Feldlinien dadurch entsteht eine grosse Streuung: zwichen dem Strom in der Ständerwicklung und dem Strom in der Kurzschlusswicklungtritt eine Phasenverschiebung auf die beiden phasenverschobenen Ströme erzeugen ein magnetisches Feld, dessen Magnetpole nacheinander zu folgenden Statorpolen wandern: H1, Sp1, H2, Sp2, usw. • • dieses ungleichmässige Drehfeld wirkt auf einen Kurzschlussläufer der Motor arbeitet als Asynchronmotor Drehrichtung • • vom Hauptpol zum Spaltpol durch Polanordnung bedingt, elektrisch nicht änderbar Eigenschaften • • robust und kostengünstig auf Grund des geringen Wirkungsgrades von ca. 30% nur für kleine Leistungen von 5W 300W gefertigt Anwendung • • • • • Heizlüfter Laugenpumpen Waschmaschinen Programmsteuerungen Uhren 8.1.17 Drehzahl Frage 0 Durch welche Faktoren wird die Drehzahl n von Asynchronmotoren bestimmt ? Antwort erstellt: kVal 151 • • Polpaarzahl p Netzfrequenz f Frage 1 Wie kann die Drehzahl von Drehstrommotoren verändert werden ? Antwort • • • • • polumschaltbare Wicklung (z. B. Dahlanderschaltung) getrennte Wicklungen Frequenzumformer Schleifringläufer Getriebe Frage 2 In welchem Verhältnis ist eine Drehzahlumschaltung mit Dahlanderwicklung möglich ? Antwort im Verhältnis 1:2 z.B. 1500/3000 U/min oder 750/1500 U/min 8.1.18 Baugrösse Frage 0 Wie wird die Baugröße von elektrischen Motoren gekennzeichnet und welche Werte gibt es ? Antwort • • die Baugröße wird mit der Achshöhe h gekennzeichnet die Achshöhen werden mit Zahlen zwischen 56 und 400 mm bezeichnet erstellt: kVal 152 8.1.19 Effizienzklasse Frage 0 Was bedeutet die Effizienzklasse ? Antwort Erklärung 8.2 Maschinen_FU 8.2.1 Allgemein Frage 0 Nenne Beispiele, wo Frequenzumrichter eingesetzt werden. Antwort • • • bei drehzahlveränderbaren Drehstromantrieben Verringerung des Anlaufstromes bei Antrieben mit einer Drehzahl größer als 3000 U/min (z.B. Hobelmaschinen) Frage 1 Welche Ausführungen von FU's gibt es ? Antwort 1-phasige und 3-phasige Frage 2 Erkläre und skizziere eine Uf-Kennlinie eines Frequenzumrichters. Was versteht man unter dem Feldschwächbereich ? Antwort erstellt: kVal 153 Bilder Kennlinien 8.2.2 Aufbau Frage 0 Beschreibe die wichtigsten Teile eines Frequenzumrichters. Antwort • • • • Gleichrichter Gleichstromzwischenkreis Wechselrichter Steuereinheit Frage 1 Wieviel Leistungstransistoren oder Thyristoren sind für die Erzeugung des Drehstromes bei einem Frequenzumrichter erforderlich und erkläre die Funktion ? Antwort • • 6 Stück Gleichstrom wird in zeitlich phasenverschobenen Drei-Phasenwechselstrom umgewandelt 8.2.3 Einbau Frage 0 Auf was ist bei der Installation von Frequenzumrichtern zu achten ? Antwort • • • • Verwendung abgeschirmter Steuerleitungen getrennte Verlegung von Motor- und Steuerleitungen EMV-gemäße Installation vorschriftsmäßige Erdung erstellt: kVal 154 8.2.4 Funktion Frage 0 Zeichne für einen einphasigen FU (Frequenzumrichter) die U/F-Kennlinie und welche Drehstrom-Motordaten a) Strangspannung b) Motorschaltung sind notwendig? Antwort a) 230V b) D-Schaltung Siehe Schaltbild im Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild Nr. 1816) Frage 1 Erkläre, wie mit einem Frequenzumrichter die drei Phasen im 1-Phasennetz entstehen Antwort die Wechselspannung wird zuerst mit einem Gleichrichter gleichgerichtet und anschließend mit sechs Thyristoren oder Transistoren (Wechselrichter) in Drehstrom umgewandelt Frage 2 Was versteht man bei der Parametrierung eines FU unter der Hochlauf- bzw. Rücklaufzeit und was kann bei einem zu klein eingestellten Wert passieren ? Antwort • • Hochlaufzeit der Drehzahl von 0% auf 100% (Antrieb). Rücklaufzeit der Drehzahl von 100% auf 0% (Bremsung). erstellt: kVal 155 • bei einem zu klein eingestellten Wert kann eine Überstromauslösung im FU erfolgen oder der Anlauf wird gestört Frage 3 Was passiert, wenn bei einem mit Frequenzumrichter angetriebenen Motor die Nennfrequenz erhöht wird ? Antwort die Drehzahl des Motors steigt und das Drehmoment sinkt Frage 4 Welche Aufgabe hat ein Brems-Chopper (Bremswiderstand) bei einem Frequenzumrichter und welche Folge hat ein Ausfall ? Antwort • • er wandelt die entstehende Bremsenergie in Wärme um bei Ausfall kann der Motor nicht gebremst werden. Frage 5 Bei welchen Betriebsbedingungen sollten Drehstrom-Motoren mit FU-Antrieb mit einem Fremdlüfter ausgerüstet sein ? Antwort wird bei einem Drehstrommotor in einem Drehzahlbereich von 0% bis 100% das Nennmoment erwartet, so ist eine Zusatzbelüftung (Fremdbelüftung) erforderlich Frage 6 Ist es möglich, im 1-Phasennetz mit einem Frequenzumrichter einen Drehstrommotor zu betreiben und was ist dabei zu beachten ? Antwort • ja, jedoch nur bis zu einer Leistung bis ca. 2.2 KW. erstellt: kVal 156 • die Ausgangsspannung des Frequenzumformers beträgt 230 V, deshalb muss der Motor richtig angeschlossen werden. (z.B.: Motor-Strangspannung 230 V -> Dreieckschaltung !!) 8.2.5 Sicherheit Frage 0 Wie lange darf nach dem Abschalten eines Frequenzumformers an dessen Eingangsklemmen eine Spanung über 60 V anstehen ? Antwort • • Kondensatoren in einem PDS (Leistungsantriebssystem mit einstellbarer Drehzahl) müssen innerhalb von 5 sec. nach Abschaltung der Energie am PDS auf eine Spannung kleiner als 60V entladen werden. Anmerkung: Diese Anforderung gilt auch für Kondensatoren zur Leistungsfaktorverbesserung, Filterung usw. 8.2.6 Verschiedenes Frage 0 Warum muss ein Frequenzumrichter bei der Inbetriebnahme parametriert werden ? Antwort • mit der Parametrierung wird der Frequenzumrichter an den Motor und die Anforderungen der Anlage angepasst Frage 1 Welche wichtigen Parameter werden bei Frequenzumrichtern bei der Inbetriebnahme eingestellt ? Antwort • • • • • • fmin fmax Beschleunigungsrampe Verzögerungsrampe Kennlinie Schlupf erstellt: kVal 157 • • • • • Sollwertvorgabe digitale Eingänge digitale Ausgänge Fehlerausgang Bussystem 8.3 Maschinen_DC 8.3.1 Allgemein Frage 0 Wie werden Gleichstrommaschinen unterteilt ? Antwort • • • fremderregter NebenschlussHauptschlussMotor Frage 1 Aus welchen Teilen besteht ein Gleichstrom-Motor ? Antwort • • • • • • • Gehäuse Lager mit Lagerschilder Ankerwicklung und Kollektor Feld-, Wendepol- und Kompensationswicklung Klemmbrett Lüfter Anlasser Frage 2 Wie kann die Drehrichtung von Gleichstrommotoren geändert werden ? Antwort • Rechtslauf ergibt sich,wenn der Strom jeder Wicklung vom Anfang bis zum Ende fliesst, also im Anker von A1 nach A2 und in der Erregerwicklung von E1 nach E2 erstellt: kVal 158 • • • die Drehrichtung wird umgekehrt, wenn die Richtung des Ankerstromes oder des Erregerstromes umgepolt werden es wird vorzugsweise der Ankerstrom umgepolt es werden damit Erregerfeldunterbrechungen vermieden Frage 3 Welche Aufgabe hat der Kollektor bei Gleichstrommaschinen zu erfüllen ? Antwort beim Generator den erzeugten Wechselstrom als pulsierender Gleichstrom abzunehmen beim Motor die Richtung des zugeführten Gleichstroms jeweils in der neutralen Zone zu ändern (Stromwender) Frage 4 Welche Ursachen können vorliegen, wenn ein Schleifring feuert ? Antwort • • • • • unrund schlechte Oberfläche falsche Kohlenbürste zu hohe Strombelastung ungenügender Auflagedruck Frage 5 Welche Ursachen können bei Gleichstrommaschinen zu starkem Bürstenfeuer führen ? Antwort • • • • • • • verunreinigter Kollektor ungenügender Auflagedruck der Kohlen ungeeignete Kohlenqualität abgenutzter, unrunder Kollektor falsch eingestellte Bürstenbrücke (neutrale Zone) schadhafte Lager Windungsschluss erstellt: kVal 159 Frage 6 Wie können Gleichstrommaschinen angelassen werden ? Antwort • • • Gleichstrommaschinen haben einen kleinen Ankerwiderstand beim Einschalten an voller Netzspannung würde ein Vielfaches des Bemessungsstromes fliessen es wird daher die Ankerspannung durch elektrische Anlasser (Stromrichter) oder Anlasswiderstände herabgesetzt 8.3.2 Verschiedenes Frage 0 Welche Gleichstrom-Motoren werden für akkugespeiste Elektrofahrzeuge und Hebevorrichtungen verwendet ? Antwort • Gleichstrom-Reihenschlussmotoren • wegen des hohen Anzugsmomentes Frage 1 Wozu dient ein Gleichstromtachometer (Tachogenerator) ? Antwort zur Drehzahlerfassung z.B. bei Regelung 8.3.3 fremderregt Frage 0 Erkläre das Prinzip eines fremderregten Motors Antwort erstellt: kVal 160 • • bei fremderregten Motoren werden Ankerstromkreis und Erregerwicklung aus unabhängigen Spannungsquellen versorgt bei Motorleistungen bis etwa 20kW erfolgt die Erregung durch Dauermagnete (Permanenterregung= Frage 1 Wie ist ein Schrittmotor aufgebaut und für was wird er verwendet ? Antwort Aufbau Stator: Gleichstromwicklungen, die mit Gleichstromimpulsen wechselnder Polarität angesteuert werden Aufbau Rotor: Auf der Läuferwelle befindet sich ein Permanentmagnet Verwendung: Schrittmotoren kommen nur dort zum Einsatz, wo Motoren mit kleiner Leistung gefordert werden, wie z.B. in Scanner, Plotter und alten Festplatten. Siehe Bild Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild Nr. 1503) 8.3.4 Nebenschluss Frage 0 Erkläre das Prinzip eines Nebenschlussmotors Antwort • • • der Ankerkreis und die Erregerwicklung sind parallel geschaltet der Aufbau und das Betriebsverhalten entsprechen dem fremderregten Gleichstrommotor bei Nebenschluss- oder fremderregten Motoren darf die Erregung nicht abgeschaltet sein, sonst kann der Anker im schwachen Restmagnetfeld der Erregerpole unzulässig hohe Drehzahlen erreichen erstellt: kVal 161 Frage 1 Nenne die Anschlussbezeichnung für einen Gleichstrom-Nebenschlussmotor. Antwort Anker = A1, A2 Wendepole = B1, B2 Feld = E1, E2 Kompensationswicklung = C1, C2 Frage 2 Wie verhalten sich die Drehzahl und das Drehmoment eines GleichstromNebenschlussmotors bei Feldschwächung ? Antwort • • die Drehzahl steigt das Drehmoment sinkt 8.3.5 Hauptschluss Frage 0 Erkläre dasPrinzip des Reihenschlussmotors Antwort • • • • bei Reihenschlossmotoren sind Anker- und Erregerwicklung in Reihe geschaltet der Ankerstrom ist gleichzeitig der Erregerstrom Reihenschlussmotoren haben höchste Anlaufmomente sie haben eine stark lastabhängige Drehzahl und gehen im Leerlauf durch 8.4 Maschinen_Trafo erstellt: kVal 162 8.4.1 Allgemein Frage 0 Nach welchem Prinzip wird im Trafo Spannung induziert ? Antwort Induktion der Ruhe Frage 1 Worauf beruht die Erzeugung der elektrischen Spannung in der Sekundärwicklung eines Transformators ? Antwort auf magnetischer Induktion Frage 2 Von welchen Faktoren hängt die Höhe der induzierten Spannung ab ? Antwort • • • magnetischer Fluss Windungszahl Frequenz Frage 3 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise eines Transformators. Antwort • • • Stromfluss in der Primärwicklung erzeugt magnetisches Wechselfeld im Eisenkern dies wird von der Sekundärwicklung umfasst dadurch Spannungserzeugung bei Belastung • • magnetischen Gegenfeld dadurch höhere Stromaufnahme der Primärwicklung. erstellt: kVal 163 Frage 4 Wie erfolgt die Spannungserzeugung in der Sekundärwicklung des Transformators ? Antwort durch Anlegen einer Wechselspannung an der Primärwicklung entsteht ein Wechselfeld im Transformatorkern, welches in der Sekundärwicklung eine Wechselspannung induziert (Ruheinduktion) Frage 5 Wie verhält sich bei einem Transformator die Spannung und der Strom zur Windungszahl ? Antwort • • Spannung im Verhältnis zu den Windungszahlen Strom im umgekehrten Verhältnis zu den Windungszahlen Frage 6 Warum muss zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung besonders sorgfältig isoliert werden ? Antwort damit kein Spannungsüberschlag von einer Wicklung zur anderen auftritt Frage 7 Was sind Eisenverluste bei einem Transformator und wie verhalten sie sich bei Belastungsänderung ? Antwort • • Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste Eisenverluste werden im Leerlaufversuch gemessen, sie bleiben bei Belastung fast gleich Frage 8 Sind die Eisenverluste beim Trafo belastungsabhängig und erstellt: kVal 164 begründe dies Antwort • • • nein Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste sind belastungsunabhängig sie werden im Leerlauf gemessen Frage 9 Was sind Wicklungs- und Kupferverluste bei einem Transformator und wie verhalten sie sich bei Belastungsänderung ? Antwort • • • Stromwärmeverluste sie steigen mit der Belastung zum Quadrat sie werden im Kurzschlussversuch gemessen Frage 10 Was versteht man unter Kupferverluste bei einem Trafo und wie verändern sie sich bei Belastung ? Antwort • • Wärmeverluste in der Kupferwicklung mit zunehmender Belastung werden die Kupferverluste größer (quadratischer Anstieg) Frage 11 Wie wird die Leerlaufspannung ermittelt ? Antwort die Leerlaufspannung ist die Spannung auf der Ausgangsseite, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist Frage 12 Wie wird die Kurzschlussspannung beim Trafo ermittelt ? Antwort erstellt: kVal 165 • • sekundärseitig kurzschließen Spannung primärseitig steigern bis in der Primärwicklung der Nennstrom fließt. Frage 13 Was muss beim Parallelschalten von 1-Phasen-Transformatoren beachtet werden ? Antwort • • • • gleiche Bemessungsspannung gleiche Kurzschlussspannung gleiche Phasenlage ist die Phasenlage nicht gleich, wird sie durch Vertauschen der Unterspannungsanschlüsse angepasst Frage 14 Was muss beim Parallelschalten von Drehstromtransformatoren berücksichtigt werden ? Antwort Parallelschaltbedingungen: • • • • gleiche Übersetzung = gleiche Bemessungsspannungen möglichst gleiche Kurzschlussspannungen möglichst gleiche Bemessungsleistungen gleiche Kennzahlen der Schaltgruppen Frage 15 Dürfen zwei Trafos mit unterschiedlichen Uk parallel geschalten werden ? Antwort • • Nein da sich die Leistungsaufteilung ungleich einstellt und z.B. den schwächeren Trafo stärker belasten kann Frage 16 Ein Transformator nimmt einen zu hohen Leerlaufstrom auf und hat starke Brummgeräusche. erstellt: kVal 166 Nenne mögliche Fehlerursachen. Antwort • • Windungsschluss in der Primär- oder Sekundärwicklung Eingangsspannung zu hoch Frage 17 Welche Ursachen kann eine zu hohe Ausgangsspannung eines Transformators haben ? Antwort • • • zu hohe Eingangsspannung Windungsschluss in der Primärwicklung Spannungsüberschlag von der Primär- zur Sekundärwicklung Frage 18 Welche Fehler können vorliegen, wenn ein Transformator keine Ausgangsspannung abgibt ? Antwort a) Überstromschutzeinrichtung auf der Eingangs- oder Ausgangsseite hat ausgelöst b) Netzzuleitung unterbrochen c) Wicklungsunterbrechung in der Primär- oder Sekundarwicklung Frage 19 Nenne mögliche Fehlerursachen, wenn ein Transformator einen zu hohen Leerlaufstrom aufnimmt und starke Brummgeräusche hat. Antwort • • Windungsschluss in der Primär- oder Sekundärwicklung Eingangsspannung zu hoch Frage 20 Welches sind mögliche Ursachen für eine zu hohe Erwärmung eines Transformators ? Antwort erstellt: kVal 167 • • • • zu hohe Belastung Windungsschluss gehinderte Kühlung zu hohe Eingangsspannung Frage 21 Mit welchem Bildzeichen ist der Trenntransformator gekennzeichnet ? Antwort Frage 22 Wie müssen ortsveränderliche Trenntransformatoren ausgeführt sein ? Antwort schutzisoliert 8.4.2 Verschiedenes Frage 0 Weshalb muss der Nennstrom einer Schmelzsicherung auf der Eingangsseite eines Transformators etwa doppelt so groß sein, wie der Nennstrom des Transformators ? Antwort weil der Einschaltstrom des Transformators den bis zu 10-fachen Wert des Nennstromes erreichen kann erstellt: kVal 168 Frage 1 Wozu dient die Zick-Zack Schaltung beim Trafo niederspannungsseitig ? Antwort eine ungleiche Phasenlast wird auf zwei Primärphasen verteilt Frage 2 Nenne verschiedene Typen von Netzgeräten Antwort • • ungeregelte geregelte Netzgeräte Frage 3 Ein Netzgerät soll gebaut werden. Nenne die a) wichtigsten Bauteile eines Standardnetzgerätes b) Anforderungen, die an ein gutes Netzgerät gestellt werden Antwort Bauteile: • • • • Trafo Gleichrichter Glättung Stabilisierung Anforderungen: • • • • U + I stufenlos einstellbar kurzschlussfest geringe Welligkeit galvanische Trennung vom Netz erstellt: kVal 169 8.4.3 Typen Frage 0 Nenne Arten von Kleintransformatoren Antwort • • • • • • • • • Klein-, nicht kurzschlussfest Klein-, kurzschlussfest TrennSparSteuerNetzanschlussZündRingkernSicherheits- • • • • • • SpielzeugKlingelHandleuchtenAuftaumedizinische Fail-Safe- Frage 1 Wozu dient ein Steuertrafo ? Antwort • • zur Begrenzung der Kurzschlussleistung zur Herabsetzung der Steuerspannung (z.B.: AC 400V/24V) Frage 2 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise eines Spartransformators (Skizze) Antwort • • nur eine Wicklung auf Eisenkern mit Anzapfung oder verstellbar (wie beim Regeltrafo) erstellt: kVal 170 Frage 3 Für welchen Zweck dürfen laut ÖVE-Vorschrift Spartransformatoren nicht verwendet werden ? Antwort • • • • Schutztrennung Klingeltrafo Schutzkleinspannung Funktionskleinspannung Frage 4 Nenne Anwendungsgebiete des Einphasen-Streufeldtrafos Antwort • • Schweißtrafo Vorschaltgerät einer Natriumdampflampe, Leuchtröhre, etc. Frage 5 Wodurch unterscheiden sich Sicherheitstransformatoren von anderen Transformatoren ? Antwort • • • Sicherheitstransformatoren haben eine elektrische Trennung von Eingangs- und Ausgangswicklung zwischen beiden Wicklungen ist, sorgfältig isoliert, ein geerdeter Schirm (Kupferfolie) angeordnet die Isolation ist für eine Prüfspannung von 4000 V ausgelegt Frage 6 Wie müssen Klingeltransformatoren aufgebaut sein, damit sie den Vorschriften entsprechen ? Antwort • • • • Trenntrafo (max. 24V) kurzschlussfest sekundär nicht abgesichert Ausgangsklemmen frei zugänglich, ohne dass Eingangsklemmen freigelegt werden müssen erstellt: kVal 171 Frage 7 Für welchen Zweck dürfen laut ÖVE-Vorschrift Spartransformatoren nicht verwendet werden ? Antwort • • • • Schutztrennung Klingeltrafo Schutzkleinspannung Funktionskleinspannung Frage 8 Welche Prüfspannungen werden zur Prüfung von Kleinstransformatoren verwendet ? Antwort siehe Liste Frage 9 Nenne Arten von Messwandlern Antwort Messwandler • • Spannungswandler Stromwandler Frage 10 Was sind Spannungswandler ? Antwort • • Spannungswandler transformieren hohe Spannungen auf eine Ausgangsspannung von meist 100V herab Spannungswandler dürfen nur mit kleiner Belastung oder im Leerlauf betrieben werden, Überlastung zerstört den Spannungswandler Frage 11 Was sind Stromwandler ? erstellt: kVal 172 Antwort • • mit Stromwandlern können hohe Ströme in Niederspannungsanlagen oder aus Sicherheitsgründen Ströme in Hochspannungsanlagen gemessen werden Stromwandler dürfen nur mit kurzgeschlossener oder niederohmig belasteter Ausgangswicklung betrieben werden 8.5 Maschinen_speziell Frage 0 Erkläre Aufbau und Wirkungsweise eines Stromverdrängungsläufers. Antwort • • • Stator mit Drehstromwicklung Rotor mit besonderer vertiefter Nutenform verringerter Anlaufstrom bei erhöhtem Anlaufmoment Frage 1 Wie sind Servomotoren aufgebaut und wo kommen sie zum Einsatz ? Antwort Servomotoren sind permanentmagneterregte Drehstrom- Synchronmotoren Aufbau Stator: dreiphasige Drehstromwicklung Aufbau Läufer: der Läufer ist mit einem stärkeren Magnetmaterial (Neodym-Eisen-Bor) bestückt Verwendung: in industriellen Anlagen (Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen und Industrierobotern) Frage 2 Kann ein Synchron-Motor direkt eingeschaltet werden ? (Begründung) Antwort erstellt: kVal 173 Synchronmotoren benötigen zum Anlaufen besondere Anlaufhilfen: • • • Frequenzumrichter hochlaufen mit Hilfe einer zusätzlichen Kurzschlusswicklung (Dämpferwicklung) anwerfen mit Hilfsmotoren (Anwurfmotor, bei kleineren Motoren von Hand • das Kippmoment tritt bei einem Lastwinkel von 80°auf 8.6 Maschinen_Generatoren Frage 0 Erkläre das Generatorprinzip. Antwort Magnetfeld und Bewegung eines Leiters erzeugen eine Spannung Generatorregel (rechte Hand): hält man die rechte Hand so, dass die Feldlinien vom Nordpol her auf die Innenfläche der Hand treffen und der abgespreizte Daumen in die Bewegungsrichtung zeigt, so fließt der Induktionsstrom in Richtung der ausgestreckten Finger Frage 1 Von welchen Faktoren ist die Größe der durch einen Generator erzeugten Spannung abhängig ? Antwort ui = B x l x v x z ui = induzierte Spannung (Bewegungsinduktion) B = magnetische Flußdichte (Induktion) l = wirksame Leiterlänge v = Bewegungsgeschwindigkeit erstellt: kVal 174 z = Anzahl der Leiter Frage 2 Was versteht man unter einem Asynchrongenerator und welcher Vor- und Nachteil hat er ? Antwort Übersynchron angetriebener Kurzschluss-Läufer Vorteil: • einfacher Aufbau Nachteil: • • kein Inselbetrieb möglich kein Synchronisieren Frage 3 Was ist zu beachten, wenn Drehstromgeneratoren parallel geschalten werden ? Antwort • • • • Spannung Frequenz Phasenlage Phasenfolge müssen übereinstimmen Frage 0 Wie werden elektrische Maschinen eingeteilt ? Antwort • • • • • • • Motoren DrehfeldAsynchronKurzschlussläufer Schleifringläuferpolumschaltbare Drehstromlinear-erstellt: kVal 175 • • • • • • • • • • • • • • SynchronStromwenderGleichstromfremderregter NebenschlussReihenschlussDoppelschlussUniversalSonderSteinmetzschaltung KondensatorSpaltpolSchrittServo- • • • Generatoren SynchronGleichstrom- • • • • • • • • • Transformatoren EinphasenDrehstromSonderSparStreufeldMesswandler SpannungsStrom- Frage 1 Nenne verschiedene Bauarten von Elektromotoren Antwort • • • DrehstromGleichstromUniversalMotoren erstellt: kVal 176 9 ET_Messtechnik 9.1 Allgemein Frage 0 Erkläre den Unterschied zwischen Eichen und Kalibrieren im Hinblick auf die Durchführung der Tätigkeit. Antwort Eichen darf nur vom Eichamt durchgeführt werden Kalibrieren dürfen Hersteller und Anwender Frage 1 Erkläre den Unterschied zwischen Messen und Prüfen. Antwort • • • Messen heisst, den Wert einer gesuchten Grösse mit einer gesetzlich festgelegten Masseinheit zu vergleichen beim Messen interessiert der genaue Messwert beim Prüfen soll nur festgestellt werden, ob eine Größe z.B. Spannung vorhanden ist oder nicht Frage 2 Was bedeutet der Begriff "Messkategorie" bei Messgeräten und welche gibt es ? Antwort Die Messkategorien nach ÖVE/ÖNORM EN 61010-1 geben Aufschluss, bis zu welchem Anwendungsbereich ein Messgerät eingesetzt werden kann. erstellt: kVal 177 Die Kategorien unterscheiden sich vorwiegend durch die im Kurzschlussfall zur Verfügung stehende Leistung. • • • • CAT I z.B. Batteriebetriebene Geräte, KFZ-Elektrik, usw. CAT II z.B. Geräte mit Verbindung zu Steckdosen (Büro, Haushalt, usw.) CAT III z.B. Gebäudeinstallation, stationäre Verbraucher, CEE-Steckdosen, usw. CAT IV z.B. NV-Einspeiseleitungen, Hausanschluss, Zähler, usw. Frage 3 Was wird unter subjektiven Messfehlern verstanden und wie lassen sie sich vermindern ? Antwort Subjektive Messfehler entstehen durch falsche Bedienung des Messgerätes und durch falsches Ablesen sowie falsches Auswerten von Messergebnissen. Eine Verringerung der subjektiven Messfehler kann erreicht werden durch • • • Wiederholung der Messung Ablesen der Messergebnisse durch mehrere Personen Verwendung von Messgeräten mit Spiegelskala 9.2 Durchgangsprüfung Frage 0 Nennen Sie die Betriebsmittel und Bauelemente, die man mit Hilfe der Durchgangsprüfung auf Funktionsfähigkeit überprüfen kann. Nenne mind. 5 Beispiele Antwort • • • • • • Leitungen Sicherungen Glühbirnen Kontakte Widerstände Kondensatoren erstellt: kVal 178 • • Dioden Transistoren 9.3 Messgeräte Frage 0 Welche Angaben befinden sich auf den Skalen elektrischer Messgeräte ? Nenne 5 Beispiele Antwort • • • • • • • Einheit der Messgröße Genauigkeitsklasse Stromart Sinnbild des Messwerkes Prüfspannung Gebrauchslage Hersteller Frage 1 Wodurch unterscheiden sich Betriebsmessgeräte von Feinmessgeräten ? Antwort in der Genauigkeitsklasse Frage 2 Welche Genauigkeitsklassen haben a) Betriebsmessgeräte b) Feinmessgeräte Antwort a) Betriebsmessgeräte: 1.0 - 1.5 - 2.5 - 5 b) Feinmessgeräte: 0.1 - 0.5 erstellt: kVal 179 Frage 3 Was versteht man unter Klasseneinteilung von Messgeräten und was bedeutet die Klasse 1.5 ? Antwort • • maximale prozentuelle Abweichung des Skalenendwertes in +/- 1.5 % vom Skalenendwert Frage 4 Auf einem Messgerät ist die Genauigkeitsklasse mit 1.5 angegeben. Im 300V - Bereich werden 240V angezeigt. Wie groß kann der Messfehler in V sein ? Antwort • • "+ -" 4,5V mindestens 235.5V bis maximal 244.5V Frage 5 Wovon ist der Eigenverbrauch von Messinstrumenten abhängig und welche Bedeutung hat es für die Praxis ? Antwort • • • Innenwiderstand und Strom (Verlustleistung) P = I² x Ri Eigenverbrauch ist von Bedeutung, wenn die Messgröße von einem Wandler, Messumformer oder Messwertgeber geliefert wird in elektronischen Schaltungen Frage 6 Auf einem Vielfachmessgerät ist u.a. zu lesen "100 Ohm pro Volt". a) Wie groß ist der Widerstand dieses Messgerätes bei einer Messbereichswahlschalterstellung von 30V? b) Kann man damit in elektronischen Schaltungen genaue Messergebnisse erzielen? (Begründung) Antwort erstellt: kVal 180 a) 30x100 = 3000 Ohm b) nicht geeignet • • • bewirkt ungenaues Messergebnis bzw. für manche elektronische Bauteile Zerstörungsgefahr es sollten möglichst hochohmige Instrumente verwendet werden 9.4 Messgeräte analog Frage 0 Für welche Stromart wird das Drehspulmesswerk verwendet ? Antwort Gleichstrom (mit Gleichrichter oder Thermo-Umformer auch für Wechselstrom) Frage 1 Warum eignet sich das Drehspulmesswerk nicht zur Messung von Wechselströmen ? Antwort • • wird die Drehspule von Wechselstrom durchflossen, so ändert sich die Stromrichtung und somit die Drehmomentrichtung im Rhythmus der Frequenz der Zeiger pendelt (vibriert) ständig hin und her Frage 2 Durch welchen Zusatz kann das Drehspulmesswerk auch für Messungen im Wechselstromkreis verwendet werden ? Antwort • • Messgleichrichter Thermoumformer Frage 3 Wie sind Drehspulmessgeräte mit Thermoumformer aufgebaut und erstellt: kVal 181 welchen Vorteil haben sie gegenüber Gleichrichter-Messgeräten ? Antwort • • • Messstrom fließt durch den Heizdraht der das Thermoelement erwärmt der Thermostrom fließt durch das Drehspulinstrument Thermoumformer-Messgeräte zeigen unabhängig von der Kurvenform und Frequenz den Effektivwert des Wechselstromes an Frage 4 Nenne Eigenschaften eines DreheisenMessgerätes und für welche Stromarten ist es geeignet ? Warum ? Antwort • • • • • Effektivwertmessung unabhängig von der Kurvenform einfacher und betriebssicherer Aufbau weitgehend unempfindlich gegen Überlastung eingeschränkter Frequenzbereich hoher Eigenverbrauch • • für Gleich- und Wechselstrom das bewegliche und das feste Eisenplättchen werden auch bei Wechselspannung gleichsinnig magnetisiert Frage 5 In welchem Teil der Skala eines Messinstrumentes soll der Messwert möglichst liegen und warum ? Antwort • • im letzten Drittel der Skala bei Vollausschlag wird der Messfehler am kleinsten (gilt nicht für Leistungsmessung) Frage 6 Warum werden Messinstrumente gedämpft ? Antwort erstellt: kVal 182 • • um das zeitraubende Einschwingen des Zeigers auf den richtigen Messwert zu vermeiden und beim schnellen Ausschlag eine Beschädigung des Mess-werkes zu verhindern Frage 7 Welche Kontrollen sind vor der Messung mit einem Vielfach-Messinstrument durchzuführen? Antwort • • • Batteriekontrolle Nullpunktkontrolle (nur bei Analoginstrumenten) Nullabgleich Frage 8 Was ist vor Anschluss eines elektrischen Vielfachmessgeräts zu beachten ? Antwort • • • Strom- und Spannungsart richtige Messbereichsauswahl Batteriekontrolle Frage 9 Auf welchen Messbereich ist ein Vielfachinstrument vor und nach der Benutzung einzustellen und begründen sie dies. Antwort vor der Benutzung: • auf den höchsten Wert des gewählten Messbereiches (Überlastung) einstellen nach der Benutzung: • • wenn das Gerät einen Ausschalter hat, ist es auszuschalten ist kein Ausschalter vorhanden: auf den höchsten Wechselspannungsbereich (kleinste Gefährdung für das Instrument) erstellt: kVal 183 Frage 10 Wovon hängt die Ablesegenauigkeit von Analogmessgeräten ab ? Antwort • • • von der Skalenlänge von der Klasse des Messgerätes vom Bereich der Skala in der sich der Zeiger befindet Frage 11 Welche Arten von Anzeigefehlern unterscheidet man bei Messgeräten ? Antwort • • • • • • • Handhabungsfehler Gerätefehler ungenaue Skaleneinteilung Einstellungsfehler Messbereich Schaltungsfehler Fertigungstoleranzen (Billiggeräte) Frage 12 Welche Arten von Fehlern können beim Ablesen von Analogmessgeräten auftreten ? Antwort • • Ablesefehler (Paralaxenfehler, Skalenbereich) Anzeigefehler (fehlerhafte Justierung, Genauigkeitsklasse, falsche Lage, falsche Schaltung oder Handhabung) Frage 13 Wodurch entsteht beim Ablesen eines Messinstrumentes ein Parallaxenfehler und wie kann dieser verhindert werden ? Antwort • Ablesung schräg zur Skala • • senkrechte Ablesung spiegelunterlegte Skala erstellt: kVal 184 9.5 Messgeräte digital Frage 0 Was ist ein Analog- und was ein Digitalinstrument ? Antwort Analog-Instrument: Zeiger und Skala Digital-Instrument: 7-Segment Anzeige oder LCD Frage 1 Welche Vorteile hat das Messen mit digitalen Messgeräten ? Antwort • • • • • • • fehlerfreie Ablesung Werte lassen sich speichern keine mechanische Abnützung lageunabhängig unempfindlich gegen Erschütterung höhere Genauigkeit geringerer Platzbedarf Frage 2 Zählen Sie elektronische Anzeigeeinheiten bei digitalen Meßgeräten auf ! Antwort • • • 7-Segment-Anzeige 16-Segment-Anzeige Matrix-Anzeige erstellt: kVal 185 9.6 Bemusterung Frage 0 Wie funktionieren Zangenstromwandler und wo werden sie eingesetzt ? Nenne ein praktisches Beispiel. Antwort Die Funktion ist dieselbe, wie beim Durchsteckwandler. Er erfasst das magn. Feld um den Leiter. Der Eisenkern kann geöffnet werden ohne den Stromkreis aufzutrennen. Er kann zur Messung von Wechselströmen verwendet werden ohne Betriebsunterbrechungen von elektrischen Geräten und Maschinen Frage 1 Welche Vorteile haben Zangenstromwandlermessgeräte ? Antwort die Leitung braucht zur Strommessung nicht aufgetrennt zu werden Frage 2 Erkläre die Daten auf dem Messgerät Antwort Muster Messgerät erstellt: kVal 186 9.7 Wandler Frage 0 Was versteht man unter Messwandler ? Wozu werden sie eingesetzt ? Antwort • sie transformieren hohe Spannungen und Ströme auf messtechnisch einfach zu erfassende Grössen Frage 1 Mit welchen Buchstaben werden die Klemmen eines Stromwandlers bezeichnet ? Antwort Eingangsklemmen (Primär): P1 (L) und P2 (K) Ausgangsklemmen (Sekundär): S1 (l) und S2 (k) Frage 2 a) Wie werden bei Spannungswandlern die Klemmen bezeichnet ? b) Wo werden Spannungswandler verwendet ? c) Welche Teile sind zu erden ? Antwort a) Eingangsklemmen (Primär): 1.1 und 1.2 a) Ausgangsklemmen (Sekundär): 2.1 und 2.2. b) zum Messen hoher Wechselspannungen (Hochspannungsanlagen) c) Ausgangswicklung Klemme 2.2 und Wandlerkern erstellt: kVal 187 Frage 3 Was bedeutet die Angabe 200/5 auf einem Stromwandler und wie groß ist die Übersetzung ? Antwort • • • Eingangstrom 200A Ausgangstrom 5A Übersetzungsverhältnis 40 : 1 Frage 4 Warum müssen Messwandler sekundärseitig geerdet werden ? Antwort damit bei Spannungsdurchschlag sekundärseitig keine Gefährdungen entstehen Frage 5 Warum dürfen Stromwandler sekundärseitig nicht abgesichert werden ? Antwort • • • • da eine unbelastete Ausgangswicklung eine gefährliche Ausgangsspannung erzeugen kann, dürfen Stromwandler nicht im Leerlauf betrieben werden das Auslösen einer Sicherung stellt aber einen Leerlaufbetrieb dar und ist daher unzulässig Zerstörung bei offenem Sekundärstromkreis Übermagnetisierung, hohe Spannung, starke Erwärmung Frage 6 Nenne mindestens 3 Fehler, die im Umgang mit Stromwandlern unbedingt zu vermeiden sind Antwort • • • Leerlaufbetrieb sekundärseitig Einbau von Sicherungen und Schalter im Sekundärkreis Wandler überbürdet (lange Leitungen, kleine Querschnitte) erstellt: kVal 188 9.8 Oszilloskop Frage 0 Für welche Messungen verwendet man ein Oszilloskop ? Antwort Darstellung schnellablaufender elektrischer Vorgänge, z.B. • • • Spannungen Signale Impulse Frage 1 Welches sind die wesentlichen Bauteile eines Oszilloskops ? Antwort • • • • Elektronenstrahlröhre Zeitablenkeinheit Vertikalverstärker Stromversorgungsteil Frage 2 Welche elektrische Größen kann man mit dem Oszilloskop direkt messen ? Antwort • • • • • • elektrische Spannung (AC u. DC) Impulse Scheitelwert Momentanwert Frequenz Phasenverschiebung (zwischen U und I bzw. U und U) Frage 3 Durch welche Maßnahmen kann man mit einem Oszilloskop einen Strom messen ? Antwort • • grundsätzlich ist es nur möglich Spannungen zu messen deshalb lässt man den Messstrom durch einen kleinen Ohmschen Widerstand fließen und oszilloskopiert den propotionalen, phasengleichen Spannungsabfall erstellt: kVal 189 Frage 4 Für welche Messung mit dem Oszilloskop verwendet man Tastteiler (Tastköpfe) ? Antwort wenn höhere Spannungen dargestellt werden sollten, als dies mit der Einstellung des Y Verstärkers auf dem Bildschirm möglich ist Frage 5 Wodurch entsteht ein "laufendes Bild" auf dem Oszilloskop ? Antwort Messspannung und Sägezahnspannung sind nicht synchron bzw. die Triggerung ist nicht richtig eingestellt Frage 6 Welche Einstellung ist beim Oszilloskop mit den Knöpfen POS. HORIZONTAL und POS.VERTIKAL möglich ? Antwort der Anfangspunkt des Strahls wird waagrecht oder senkrecht verschoben Frage 7 Wozu verwendet man Zweistrahloszilloskope ? Antwort zur vergleichenden Darstellung zweier Spannungen, z.B. Sichtbarmachung einer Phasenverschiebung 9.9 Messgeräte verschiedene Frage 0 erstellt: kVal 190 Erkläre die Messanordnung der a) Spannungsfehlerschaltung und b) Stromfehlerschaltung bei der indirekten Widerstandsmessung Antwort a) für "große" Widerstände - Spannungsabfall am Strommesser wird vernachlässigt b) für "kleine" Widerstände - Strom durch Voltmeter wird vernachlässigt Frage 1 Welches Messgerät wird für die Isolationsmessung verwendet und welche Prüfspannung ist mindestens für Installationsschaltungen zu verwenden ? Antwort • • Isolationsmessgerät mit Umformer mind. 500V DC Frage 2 Beschreibe den Anschluss eines Leistungsmessers Zeichne eine Skizze Antwort der Strompfad wird wie ein Strommesser und der Spannungspfad wie ein Spannungsmesser geschaltet Frage 3 Worauf muss man beim Umgang mit Leistungsmessern besonders achten, um eine Überlastung zu vermeiden ? Antwort • es sind sowohl für den Strom- als auch für den Spannungsbereich die größtmöglichen Messbereiche zu wählen erstellt: kVal 191 • Maximalwerte nicht überschreiten! Frage 4 Wie und mit welchen Messinstrumenten kann der Leistungsfaktor ermittelt werden, wenn kein cos Phi - Messer zur Verfügung steht ? Antwort • • Scheinleistung bestimmen mittels U- und I- Messung Wirkleistung bestimmen mittels Wattmeter, cos Phi = P/S Frage 5 Mit welchen Messgeräten wird die elektrische Arbeit allgemein gemessen ? Antwort kWh - Zähler (Induktionszähler) Frage 6 Die elektrische Arbeit einer Niederspannungsanlage soll gemessen werden. Die Ströme dieser Anlage betragen ca. 150 A. Welche Messung wenden Sie an ? Erkläre die Messanordnung. Antwort • • • • halbindirekte Messung Messwandlerzähler Prüfklemme Stromwandler ca. 200/5 A Frage 7 Für welchen Zweck wird das Bimetall - Messwerk verwendet ? Antwort • • • als Schleppzeigerinstrument im Gleich- und Wechselstromkreis Ermittlung von Belastungszuständen bzw. zur Überwachung von Stromspitzen Überwachung von Versorgungsnetzen erstellt: kVal 192 Frage 8 Wie und mit welchen Geräten kann die Drehzahl eines Motors erfasst werden ? Antwort Hand-Drehzahlmesser Tachogenerator (Tachodynamo): Welle des Motors treibt Tachogenerator an erzeugte Spannung ist im Verhältnis gleich wie die Drehzahl Optoelektrischer Drehzahlaufnehmer (LED und Fototransistor): bei diesen Geräten wird meist die Impulsfrequenz in eine proportionale Gleichspannung umgewandelt berührungslose Drehzahlaufnehmer (induktiver Sensor): Spannungserzeugung mittels Dauermagnet und Induktionsspule Frage 9 In welchen Fällen verwendet man schreibende Messgeräte ? Antwort • • wenn Messgrößen in Abhängigkeit von der Zeit darzustellen sind z.B. Energiebezug während eines Tages Frage 10 Nenne Einsatzgebiete für schreibende Messgeräte und Datenlogger. Antwort • • • Langzeitaufzeichnungen Druck Temperatur erstellt: kVal 193 • Wasserstandsaufzeichnung Frage 11 In welchen Fällen werden Y-t Schreiber verwendet ? Antwort um Messwerte in Abhängigkeit von der Zeit darzustellen Frage 12 Welche Aufgaben haben X-Y Schreiber ? Antwort die Funktion zweier physikalischer Grössen darzustellen Frage 13 Wie kann eine nicht elektrische Größe (z.B. Druck, Temperatur) in eine elektrische Größe umgewandelt werden und welches sind die üblichen Analogsignale ? Antwort • p-U Umformer oder p-I Umformer • • • 0 - 10V 0 - 20mA 4 - 20 mA Frage 14 Nenne einige Messwertaufnehmer, die physikalische Größen in ein elektrisches Signal umwandeln ! Antwort • • • • Thermoelement Dehnungsmessstreifen Piezoelektrizitätsumformer (Druck) LDR, Fotodiode, Fototransistor (Licht) erstellt: kVal 194 Frage 15 Nennen Sie 2 Beispiele für Messfühler bei einem Luxmeter und erklären Sie eine mögliche Messanordnung Antwort • • • • Fotowiderstand Fotodiode Fotoelement, Fotozellen, z.B. Gleichspannungsquelle Fotowiderstand hängt von der Beleuchtung ab dunkel=hochohmig / hell=niederohmig Fotostrom wird mit Drehspulinstrument angezeigt (Skala in Lux) 9.10 Vorgehensweise, Erweiterung Frage 0 Wie sind Spannungs- und Strommesser zu verschalten ? Antwort • • Spannungsmesser parallel zur Spannungsquelle oder zum Verbraucher Strommesser in Reihe zum Verbraucher Frage 1 Was geschieht wenn man irrtümlich für eine Spannungsmessung ein Amperemeter verwendet ? Antwort • • Kurzschluss (Innenwiderstand des Amperemeters ist sehr klein) der hohe Strom kann das Instrument zerstören erstellt: kVal 195 Frage 2 Welche Folgen hat es, wenn zur Strommessung beim Vielfachmessgerät anstelle des Strommessbereichs irrtümlich der Spannungsmessbereich eingestellt wird ? Antwort Anzeige des Spannungsabfalls am Messgerät (Falschanzeige) Frage 3 Auf was ist beim Anschluss eines Voltmeters mit umschaltbaren Spannungsbereichen zu achten, wenn wohl die Stromart, aber nicht die Spannungshöhe, bekannt ist und begründen Sie dies. Antwort • • • auf größten Messbereich schalten danach jeweils den nächst kleineren bis der Zeiger im letzten Drittel des Messgerätes zu finden ist • Grund dafür ist eine mögliche Überlastung. Frage 4 Wie erfolgt die Messbereichserweiterung bei Spannungsmessern ? Antwort • • durch Vorwiderstände bei Gleichspannung durch Vorwiderstände oder Messwandler bei Wechselspannung Frage 5 Wie erfolgt die Messbereichserweiterung bei Strommessern ? Antwort · bei Gleichstrom durch Nebenwiderstände (Shunt) · bei Wechslestromdurch Nebenwiderstände oder Stromwandler erstellt: kVal 196 Frage 6 Durch welche Maßnahmen lässt sich der Messbereich eines Leistungsmessgerätes erweitern ? Antwort • • durch Vorwiderstände oder Spannungswandler im Spannungspfad bzw. durch Nebenwiderstände oder Stromwandler im Strompfad Frage 7 Mit einem Voltmeter wird eine sinusförmige Wechselspannung gemessen. Welcher Wert kann am Instrument abgelesen werden ? Antwort Effektivwert Frage 8 Auf was ist beim Abklemmen des Strommesser von Stromwandlern zu achten ? (Begründung) Antwort • • Ausgangsklemmen des Stromwandlers kurzschließen bei offenem Sekundärkreis kann eine hohe Spannung entstehen und der Wandlerkern erwärmt sich sehr stark 9.11 Messaufgaben Frage 0 Worauf ist bei der Messung eines Widerstandes mittels Ohmmeter zu achten ? Antwort der zu ermittelndeWiderstand darf nicht • • unter Spannugn stehen in Verbindung mit anderen parallel geschalteten Widerständen stehen erstellt: kVal 197 Frage 1 Beschreibe wie man mit dem Vielfachmessinstrument Dioden und Transistoren prüfen kann. Antwort • • man prüft die PN- Übergänge mit dem Messgerät im Widerstandsmess- oder Diodenprüfbereich je nach Polung des Messgerätes besteht einmal Durchlass- und einmal Sperrrichtung Frage 2 Erkläre eine Messschaltung zur Aufnahme der U/I Kennlinie einer Diode im Durchlassbereich Antwort • • • • • Gleichspannungsquelle Vorwiderstand Diode in Durchlassrichtung Amperemeter Voltmeter Frage 3 Wie überprüfen Sie eine Zenerdiode ? Antwort • • • Z-Diode in Sperrrichtung über Vorwiderstand anschließen Spannung erhöhen bei Erreichen der Zenerspannung bleibt Anzeige gleich Frage 4 Bei einem Trafo sind die Wicklungsverluste (Kupferverluste) bei Nennlast zu ermitteln. a) Welche Messgeräte sind erforderlich ? b) Erkläre den Messvorgang Antwort a) erstellt: kVal 198 • • • Voltmeter Amperemeter Wattmeter b) • • • Sekundärwicklung kurzschließen Spannung an der Primärwicklung hochregeln bis der Nennstrom fließt Wattmeter zeigt Verlustleistung an 9.12 Verschiedenes Frage 0 Welche physikalischen Größen werden in der Verfahrenstechnik gemessen ? Antwort • • • • • Temperatur Druck Durchfluss Drehzahl ..... Frage 1 Nennen Sie drei Sensoren, die physikalische Größen in elektrische Signale umwandelt. Antwort Temperatur Thermoelement Druck DMS, Piezofühler Durchfluss induktive Sensoren Drehzahl Tachodynamo Licht LDR erstellt: kVal 199 10 ET_Pneumatik 10.1 Allgemeines Frage 0 Erklären Sie den Aufbau eines Druckluftnetzes ? Antwort • • • • • • • • • Verdichter Kühler Speicher Ringleitung mit Gefälle (>1%) Kondensatableitung (tiefster Punkt) Entnahmeleitung Wartungseinheit Ventile Zylinder Frage 1 Was sind die Vor- und Nachteile der Pneumatik ? Antwort Vorteile: • • • • • • Kräfte und Geschwindigkeit der Zylinder lassen sich stufenlos einstellen Zylinder und Motore erreichen eine hohe Geschwindigkeit bzw. Drehzahl Funktion unter Vollast aus dem Stillstand möglich Druckluftgeräte können ohne Schaden bis zum Stillstand überlastet werden einfacher Überlastschutz durch Druckbegrenzungsventil einfache Energiespeicherung mittels Gasen Nachteile: • o o • grosse Kräfte nur bei kleinen Bauformen möglich keine gleichmässige Kolbengeschwindigkeit Druckluft ist in der Erzeugung sehr teuer Geräusch Frage 2 In welcher Einheit werden Drücke bei der Pneumatik und Hydraulik angegeben ? Antwort erstellt: kVal 200 • N/cm2 • 10 N/cm2 = 1 Bar • 0,1 Mega-Pascal (Mpa) = 1 bar 10.2 Komponenten Frage 0 Aus welchen Teilen besteht eine pneumatische Wartungseinheit und wozu wird sie benötigt ? Antwort • • • • • • • • Druckregler Manometer Wasserabscheider Filter Öler Druck konstant halten Luft reinigen Öl den Steuergliedern zuführen Frage 1 Welche Aufgaben haben Druckbehälter ? Antwort Speichern und Ausgleich von Druckschwankungen Frage 2 Wie kann das Geräusch der Abluft bei der Pneumatik gedämpft werden ? Antwort mit Schalldämpfern Frage 3 erstellt: kVal 201 Nennen Sie Richtlinien zur Verlegung von Rohr- und Schlauchleitungen. Antwort • • • • Druck- und Nenngrösse beachten enge Radien vermeiden Befestigung beachten Gefälle bei Pneumatikleitungen beachten Frage 4 Nennen Sie zwei Absperrorgane. Antwort • • • • Hähne Schieber Klappen verschraubte Ventile Frage 5 Benennen Sie die Zylinder laut Sinnbilder. Antwort • • • • einfach wirkender Zylinder mit Rückstellfedern doppel wirkender Zylinder doppel wirkender Zylinder mit verstellbarer beidseitigen Endlagendämpfung doppel wirkender Zylinder mit durchgehender Kolbenstange 10.3 Verschiedenes Frage 0 Erklären Sie die Sicherheitsmaßnahmen und den Arbeitsablauf beim Austausch eines verschraubten Ventils. Antwort • • • • Medium feststellen Anlage drucklos machen Hauptventil absichern Ventilverschraubung lösen erstellt: kVal 202 • • • • • beschädigte Armatur ausbauen und gegen neue ersetzen auf Durchflussrichtung achten fachgerecht abdichten Hauptventil öffnen Dichtheitsprobe durchführen erstellt: kVal 203 11 ET_Schutzmassnahmen 11.1 Allgemeines Frage 0 Warum sind elektrische Schutzmassnahmen notwendig ? Antwort Eine Schutzmaßnahme in der Elektrotechnik ist eine Maßnahme gegen den elektrischen Schlag infolge gefährlicher Berührungsspannung. Die Schutzmaßnahme verhindert im Fehlerfall das Zustandekommen von gefährlichen Berührungsspannungen an leitenden Oberflächen. Frage 1 Welche Aufgaben haben die Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen ? Antwort • • Menschen und Tiere gegen gefährliche Körperströme sowie elektrische Betriebsmittel vor Zerstörung zu schützen Frage 2 Wo sind Schutzmaßnahmen erforderlich ? Antwort • • über 65V Wechselspannung oder 120V Gleichspannung gegen Erde 11.2 Begriffe Frage 0 Was versteht man unter dem Außenleiter und dem Neutralleiter ? erstellt: kVal 204 Antwort Außenleiter L1, L2, L3 gegeneinander 400V gegen Erde 230V Neutralleiter N ist der geerdete Mittelpunkt oder Sternpunktleiter U gegen Erde 0V Frage 1 Welche Aufgabe hat der Schutzleiter ? Antwort • • der Schutzleiter muss im Fehlerfall den Fehlerstrom führen, der die vorgeschaltete Schutzeinrichtung (Schmelzsicherung, Leitungsschutzschalter, FI-Schalter) zum Ansprechen bringt dadurch wird das Auftreten einer zu hohen Berührungsspannung verhindert Frage 2 Was versteht man unter dem Schutzleiter (PE) und dem PEN-Leiter ? Antwort Schutzleiter ist der Leiter, der alle inaktiven Teile mit Schutzerde verbindet PEN-Leiter ist ein Leiter, der die Funktion von Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) in sich vereinigt Frage 3 Welche Aufgaben hat der PEN-Leiter zu erfüllen ? Antwort erstellt: kVal 205 der PEN-Leiter ist der geerdete Leiter in einem TN-System, der sowohl die Funktion des Schutzleiters als auch des Neutralleiters erfüllt Frage 4 Was versteht man unter aktiven und was unter inaktiven Teilen von Betriebsmitteln ? Antwort aktive Teile Leiter und leitfähige Teile des Betriebsstromkreises, die unter normalen Betriebsbedingungen unter Spannung stehen inaktive Teile elektrisch leitende Teile von Betriebsmitteln, die nur im Fehlerfall unter Spannung stehen Frage 5 Was versteht man unter dem Begriff Bezugserde ? Antwort • • • ab einer gewissen Entfernung nimmt der Ausbreitungswiderstand des Erders nicht mehr zu (großer Querschnitt des Erdreiches) dieser Punkt gilt als Bezugserde oder hinreichend weit entferntes Erdreich ein Abstand von 20 m wird als ausreichende Entfernung angenommen Frage 6 Was verstehen Sie unter Potentialausgleich ? Antwort Potentialausgleich ist eine leitende Verbindung aller leitfähigen Anlagenteile über eine Potentialausgleichschiene mit einem Potentialausgleichsleiter Frage 7 Erklären Sie den Zweck des Potentialausgleichs Antwort erstellt: kVal 206 • • Verhinderung von Potentialdifferenzen Verminderung der Berührungsspannungen 11.3 Sicherheit, Sicherheitsregeln Frage 0 Nenne die 4 Spannungsebenen der Energieversorgungsunternehmen. Antwort um die erforderlichen Energiemengen wirtschaftlich übertragen zu können, gibt es 4 Spannungsebenen: 1. 2. 3. 4. Höchstspannung Spannungen von 400kV bzw. 230kV Hochspannung Spannungen von 115kV Mittelspannung Spannungen von 11kV bis 35kV Niederspannung Spannungen von 0,4kV = 400V Frage 1 Nenne die 5 Sicherheitsregeln. Antwort 1. 2. 3. 4. 5. freischalten gegen Wiedereinschalten sichern Spannungsfreiheit feststellen erden und kurzschließen benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken Frage 2 Was bedeutet freischalten und was ist zu tun ? Antwort • • • alle Anlagenteile, die an einer Arbeitsstelle Spannung führen, sind vor Arbeitsbeginn spannungsfrei zu schalten LS-Schalter abschalten, Schmelzsicherungen entfernen die Betätigung des Ausschalters allein ist dabei NICHT ausreichend erstellt: kVal 207 Frage 3 Welche Maßnahmen sind erforderlich, um eine Anlage gegen ein Wiedereinschalten zu sichern ? Antwort • Betriebsmittel,z.B. Sicherungen und Schalter, mit denen eine Anlage spannungsfrei geschaltet wird, sind sofort nach dem Ausschalten zuverlässig gegen Wiedereinschalten zu sichern • • • Schalter durch ein Schloss sichern Klebestreifen an Leitungsschutzschaltern anbringen Schmelzsicherungen an einem sicheren Ort aufbewahren • Verbotsschilder "Nicht schalten, es wird gearbeitet" anbringen Frage 4 Was hat mit Schraubsicherungen und mit NH-Sicherungseinsätzen zu geschehen, mit denen freigeschaltet werden soll ? Antwort • • Sicherungseinsätze müssen sicher verwahrt (mitnehmen) und durch Schraubkappen oder Blindeinsätze ersetzt werden Frage 5 Warum muss nach dem Freischalten noch die Spannungsfreiheit festgestellt werden ? Antwort • • nach dem Freischalten ist an der Arbeitsstelle durch Messung festzustellen, ob tatsächlich Spannungsfreiheit besteht nur so lässt sich überprüfen, ob nicht irrtümlich eine Verwechslung von Stromkreissicherungen, Schaltern oder Schaltzellen erfolgte Anlage durch 2-poligem Spannungsprüfer oder geeignetem Messgerät prüfen • bei Stromkreisverwechslung besteht Lebensgefahr! • erstellt: kVal 208 Frage 6 Warum muss zuerst geerdet und dann kurzgeschlossen werden und nicht umgekehrt ? Antwort • Erdung- und Kurzschliessvorrichtungen sind immer zuerst mit der Erde und dann erst mit dem zu erdenden und kurzzuschliessendem Anlagenteil zu verbinden • wird bei anstehender Spannung die Erdung zuerst vorgenommen, so wird beim Kurzschließen die Spannung nahezu gefahrlos gegen Erde abgeleitet umgekehrt besteht Lebensgefahr • Frage 7 Muss man IMMER erden und kurzschliessen ? Antwort • • nein in Anlagen mit Nennspannung bis 1000V, mit Ausnahme von Freileitungen, darf auf das Erden und Kurzschliessen verzichtet werden, wenn die Sicherheitsregeln 1 bis 3 ordnungsgemäss eingehalten wurden Frage 8 Was versteht man unter "benachbarte unter Spannung stehende Teile abdecken und abschranken" ? Antwort • • • • • • • sind in der Nähe eines freigeschalteten Arbeitsortes Anlagenteile, die aus Gründen der Betriebssicherheit oder wegen zu erwartender wirtschaftlicher Schäden nicht abgeschaltet werden können, so sind diese spannungsführenden Teile so abzudecken und zu sichern, dass ein unbeabsichtigtes Berühren mit dem Körper oder mit Werkzeugen nicht möglich ist bei Anlagen <1kV genügen zum Abdecken isolierende Tücher, Schläuche, Formstücke bei Anlagen >1kV sind zusätzliche Absperrtafeln, Seile, Warntafeln erforderlich Körperschutz tragen ! Schutzhelm mit gesichtsschutz eng anliegende Kleidung Handschuhe Frage 9 Welche Personen dürfen in Ausnahmefällen Arbeiten an unter Spannung stehenden Teilen mit Nenn-Spannung über 65 V durchführen ? erstellt: kVal 209 Welche besondere Sicherheitsvorkehrungen sind für "Arbeiten unter Spannung" zu treffen ? Antwort • • • • • • nur solche Elektrofachkräfte, die für diese Arbeiten ausgebildet sind dazu ist immer eine spezielle Ausrüstung zu verwenden isolierte Matten Sicherheitskleidung Gesichtsschutzschild speziell hochwertig isoliertes Werkzeug) Frage 10 Unter welchen Umständen darf an aktiven Teilen von elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln und in deren Nähe gearbeitet werden ? Antwort • • wenn diese spannungsfrei sind und wenn der spannungsfreie Zustand für die Dauer der Arbeit gewährleistet ist bei Annäherung an aktive Teile sind diese abzudecken oder abzuschranken Frage 11 Erklären Sie die Vorgangsweise beim Unterspannungssetzen einer elektrischen Industrieanlage nach beendeter Reparaturarbeit ! Antwort • • • • • • • Aufheben der 5 Sicherheitsregeln in umgekehrter Reihenfolge nicht mehr erforderliche Werkzeuge und Hilfsmittel, Schutzabdeckungen entfernen Personen von der Baustelle abziehen oder informieren Kurzschluss- und Erdverbindungen aufheben betriebsmässig erforderliche Schutzvorrichtungen wieder ordnungsgemäss anbringen Betriebspersonal von der Beendigung der Arbeit informieren Betriebsbereitschaft der Anlage überprüfen 11.4 Fehlerarten Frage 0 Nenne verschiedene Fehlerarten Antwort erstellt: kVal 210 • • • • Kurzschluss Leiterschluss Erdschluss Körperschluss Frage 1 Was versteht man unter einem Kurzschluss ? Antwort Kurzschluss ist eine leitende Verbindung zwischen gegeneinander unter Spannung stehenden leitfähigen Teilen Frage 2 Was versteht man unter einem Leiterschluss ? Antwort Leiterschluss ist eine leitende Verbindung zwischen Leitern, wenn im Fehlerstromkreis ein Nutzwiderstand oder ein Teil eines Nutzwiderstandes liegt Frage 3 Was versteht man unter einem Erdschluss ? Antwort Erdschluss ist eine niederohmige Verbindung zwischen einem aktiven, spannungsführenden Leiter oder eines betriebmässig isolierten Neutralleiters und Erde oder geerdeten Teilen Frage 4 Was versteht man unter einem Körperschluss ? Antwort Körperschluss ist eine leitende Verbindung Verbindung zwischen stromführendem Leiter und dem geerdeten Anlageteil (Körper) erstellt: kVal 211 Frage 5 Die Wicklung eines Motors hat mit dem Metallgehäuse Verbindung. Um welchen elektrischen Fehler handelt es sich ? Antwort Körperschluss 11.5 Schutzmassnahmen Unterteilung Frage 0 Nenne Schutzmassnahmen nach DIN VDE 0100, Teil 410 Antwort • • • • • • • automatische Abschaltung doppelte oder verstärkte Isolierung Schutztrennung Schutzkleinspannung zusätzlicher Schutz FI Schutzpotentialausgleich Frage 1 Nenne Schutzmassnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag unter normalen Bedingungen. Antwort vollständiger Schutz • • durch Isolierung aktiver Teile durch Umhüllungen und Abdeckungen unvollständiger Schutz • • durch Hindernisse durch Abstand erstellt: kVal 212 zusätzlicher Schutz • durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen Frage 2 Nenne Massnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag unter Fehlerbedingungen. Antwort • • • • • • Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung Schutz durch Verwendung von Betriebsmitteln der Schutzklasse II oder durch gleichwertige Isolierungen Schutz durch nichtleitende Räume Schutz durch erdfreien örtlichen Potentialausgleich Schutz durch Schutztrennung Schutzkleinspannung Frage 3 Wie werden die Schutzmassnahmen eingeteilt ? Antwort Es sind mehrere Schutzmaßnahmen vor zu hoher Berührungsspannung definiert, dabei wird unterschieden zwischen: • • Netzunabhängigen Schutzmaßnahmen Netzabhängigen Schutzmaßnahmen Frage 4 Was sind netzunabhängige Schutzmassnahmen ? Antwort • • • • • Schutzkleinspannung SELV oder PELV Schutzisolierung Schutztrennung Schutz durch nichtleitende Räume Sondermassnahmen Bei diesen Schutzmaßnahmen ist kein Schutzleiter erforderlich. Bei PELV, darf ein Schutzleiter verwendet werden erstellt: kVal 213 Frage 5 Was sind netzabhängige Schutzmassnahmen ? Antwort • • • Schutz durch Abschaltung Schutz durch Meldung zusätzliche Massnahmen Die heutigen Netze gehen immer von einem in Stern geschalteten Drehstromtransformator aus. Die alten Ausführungen mit in Dreieck geschalteten Trafospulen erlaubten nur LeiterLeiterspannungen ohne Erdbezug. Sie werden immer weiter abgebaut und kommen zunehmend seltener vor. Erkennbar sind die alten Netze an der zweipoligen Absicherung. Heutige Netzformen unterscheidet man in TN-Systeme, TT-Systeme und IT-Systeme. Zur Darstellung der Schutzmaßnahme bezieht man sich heute auf den zugrunde liegenden Netztyp, weil nicht in allen Netzen jede Schutzmaßnahme realisierbar ist. Frage 6 Nenne Schutzmaßnahmen ohne Schutzleiter Antwort • • • Schutzisolierung Schutzkleinspannung Schutztrennung (jedoch mit Potentialausgleichsleiter bei mehreren Betriebsmittel) Frage 7 Nenne Schutzmaßnahmen mit Schutzleiter Antwort • • • • Schutzerdung Nullung FI - Schutzschaltung Isolationsüberwachung (Schutzleitungssystem) erstellt: kVal 214 Frage 8 Welche Arten von Schutzmaßnahmen bei indirektem Berühren werden anlagenseitig und geräteseitig unterschieden ? Antwort anlagenseitig • • • • Nullung FI-Schutzschalter Schutzleitungssystem Schutztrennung geräteseitig • • Schutzisolierung Schutzkleinspannung Frage 9 Welche Möglichekeiten bei Schutz durch Abschalten gibt es ? Antwort Diese Schutzmaßnahmen sind nur als zusätzlicher Schutz zugelassen. Es wäre also nicht zulässig, ein Gerät zu betreiben, bei dem alle elektrisch leitenden und zum Betriebsstromkreis gehörenden Teile nicht isoliert werden, nur weil eine der nachfolgenden Schutzmaßnahmen angewendet wird. • • • • Schutzerdung Nullung Fehlerspannungsschutzschaltung Fehlerstromschutzschaltung Frage 10 Welche zusätzliche Massnahmen gibt es ? Antwort Als zusätzliche Maßnahmen gelten bei den Schutzmaßnahmen Schutz durch Abschaltung oder Meldung: erstellt: kVal 215 • • • Potentialausgleich zusätzlicher örtlicher Potentialausgleich Potentialsteuerung Frage 11 Welche Sondermassnahmen gibt es ? Antwort Neben den Maßnahmen die einen vollständigen Schutz bieten wie z.B. die Schutzisolierung, gibt es auch Maßnahmen die einen teilweisen Schutz bieten das sind: • • Schutz durch Abstand Schutz durch Hindernisse Frage 12 Was ist Basisschutz ? Antwort Schutz gegen direktes Berühren Frage 13 Nenne Schutzmaßnahmen gegen direktes Berühren aktiver Teile (Basisschutz) Antwort • • Montage außerhalb des Handbereiches alle im Handbereich befindlichen aktiven Leiter müssen gegen zufälliges Berühren geschützt sein, z.B: Betriebsisolation, Abdeckungen usw. Frage 14 Was ist Fehlerschutz ? Antwort Schutz bei indirektem Berühren erstellt: kVal 216 Frage 15 Was versteht man unter "Schutz gegen indirektes Berühren" ? Antwort Fehlerschutz! Das Verhindern einer gefährlichen Berührungsspannung im Falle des Versagens des Basisschutzes (Betriebsisolation) durch eine geeignete Schutzmaßnahme (z.B. Nullung, FI- Schutzschaltung) Frage 16 Was ist Zusatzschutz ? Antwort Ergänzende Maßnahme zum Schutz von Personen und Tieren • • FI-Schalter 30mA Potentialausgleich 11.6 Verschiedenes Frage 0 Erkläre die Schutzklassen elektrischer Betriebsmittel. Antwort Klasse I : Anschluss mit Schutzleiter Klasse II : Schutzisoliert Klasse III : Kleinspannung Frage 1 Worauf ist bei metallenen Schaltanlagen und Verteilern bezüglich der Schutzmaßnahme zu achten ? Antwort erstellt: kVal 217 • • Einbeziehung in die jeweilige Schutzmaßnahme Gehäuse und Türen mit Schutzleiteranschluss Frage 2 Welche zusätzlichen Maßnahmen sind für Experimentierstände in Unterrichtsräumen vorzusehen ? Antwort • • Not-Aus-Abschaltvorrichtung und FI 30mA als Zusatzschutz 11.7 Spannungen im Fehlerfall Frage 0 Was versteht man unter Fehlerspannung - UF ? Antwort Spannung, die zwischen einem fehlerhaften Gerät und der Bezugserde (Erdpotential) oder zwischen zwei fehlerhaften Geräten auftritt. Frage 1 Was versteht man unter Berührungsspannung - UT ? Antwort Ist die Spannung, die am menschlichen Körper oder am Körper eines Nutztieres auftritt, wenn dieser von Berührungsstrom durchflossen wird (ÖVE / ÖNORM E-8001-1). Frage 2 Was ist die Schrittspannung und wie kommt sie zustande ? Antwort Jene Spannung, die mit einem Schritt in einem Spannungstrichter überbrückt werden kann erstellt: kVal 218 • • die Schrittspannung ist nicht linear sie kommt durch einen stromdurchflossenen Erder zustande 11.8 Schutzmassnahmen im Detail Frage 0 Was ist Schutzkleinspannung im Sinne der Schutzmaßnahmen und womit wird sie erzeugt ? Antwort <50V Wechselspannung mit Sicherheitstrenntrafo oder Umformer <120 V Gleichspannung mit Akku oder Umformer Frage 1 Welche Forderungen müssen bei der Schutzmaßnahme Schutzkleinspannung (SELV) erfüllt werden ? Antwort • • • • • • max. 50V/AC oder 120V/DC Erzeugung: Sicherheitstrenntrafo, Umformer oder Batterie unverwechselbare Steckvorrichtungen auf der Kleinspannungsseite nicht erden Betriebsmittel müssen mit dem Zeichen der Schutzklasse lll gekennzeichnet sein das Installationsmaterial muss mindestens für 250V isoliert sein Frage 2 Erkläre die Begriffe SELV PELV FELF erstellt: kVal 219 Antwort SELV Safety Extra Low Voltage Schutzkleinspannung PELV Protective Extra Low Voltage Funktionskleinspannung FELV Funktional Extra Low Voltage Funktionskleinspannung ohne sichere Trennung Frage 3 Warum darf Schutzkleinspannung (SELV) und Funktionskleinspannung (PELV) nicht über Spartransformatoren, Vorwiderstände oder Spannungsteiler erzeugt werden ? Antwort es besteht keine galvanische Trennung Frage 4 Für welche Spannung müssen die in Schutzkleinspannungs-Stromkreisen verwendeten Leitungen mindestens isoliert sein ? Antwort für mindestens 250V Frage 5 Wie kann der Schutz gegen direktes Berühren / Basisschutz durchgeführt werden ? Antwort • • • • • Schutz durch Isolierung aktiver Teile Schutz durch Abdeckung oder Umhüllung Schutz durch Hinernisse Schutz durch Abstand zusätzlicher Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) Frage 6 Was versteht man unter Schutzisolierung ? Was ist dabei besonders zu beachten und durch welches Zeichen ist diese Schutzmaßnahme erkennbar ? Antwort erstellt: kVal 220 • • • zusätzliche Isolation zur normalen Betriebsisolation nicht erden Doppelquadrat, Schutzklasse II Frage 7 Darf an einem schutzisoliertem Gerät ein Schutzleiter angeschlossen werden und warum ? Antwort • • nein wegen der Spannungsverschleppung Frage 8 Nenne typische Betriebsmittel mit Schutzisolierung Antwort • • • • • • Elektrohandwerkzeuge Haushaltsgeräte Geräte zur Körperpflege Leuchten Steckvorrichtungen Leitungen Frage 9 Wie erkennt man ein schutzisoliertes Gerät und welche Steckvorrichtungen werden verwendet ? Antwort • Doppelquadrat, Schutzklasse II • Konturenstecker, Flachstecker Frage 10 Durch welche Maßnahmen wird, z.B. bei elektrischen Handbohrmaschinen oder bei Küchengeräten, die Schutzisolierung erreicht ? Antwort erstellt: kVal 221 • • durch Isolierstoffgehäuse, die alle leitfähigen Teile umschließen durch isolierende Zwischenstücke, z.B. Zahnräder aus Kunststoff Frage 11 Was ist "Schutztrennung" und wo wird sie angewendet ? Antwort • • • • • Schutzmaßnahme (völlig getrenntes Netz) in besonderen Gefahrenbereichen bei Arbeiten in Kesseln und Behälter Rasiersteckdosen Reparaturwerkstätten Frage 12 Auf welchem Prinzip beruht die Schutzmaßnahme "Schutztrennung" ? Antwort • • der Verbraucherstromkreis ist durch einen Trenntrafo vom speisenden Netz getrennt dadurch keine Spannung gegen Erde Frage 13 Was geschieht beim Auftreten zweier Körperschlüsse an verschiedenen Geräten der Schutzmaßnahme Schutztrennung ? a) L1 - Masse b) N - Masse Antwort über die erdfreie Potentialausgleichsleitung führt eine Potentialdifferenz zu einem Kurzschluss und zum Auslösen der vorgeschalteten Sicherung Frage 14 Wodurch wird beim TN-Netz der Schutz bei indirektem Berühren erreicht ? Antwort • die Körper der Betriebsmittel werden über einen PE-Leiter bzw. über einen PEN-Leiter mit dem geerdeten Punkt des Versorgungsnetzes verbunden erstellt: kVal 222 • damit wird im Fehlerfalle ein Körperschluss zu einem Kurzschluss, der die vorgeschaltete Schutzeinrichtung auslöst Frage 15 Wovon hängt der Ausbreitungswiderstand eines Erders ab ? Antwort • • • von der Verlegungsart bzw. Anordnung (Tiefen-, Band-, Maschenerder) von der Abmessung von der Bodenbeschaffenheit Frage 16 Wie ermittelt man den Ausbreitungswiderstand eines Erders und worauf ist bei dieser Messung besonders zu achten ? Erstelle eine Skizze der Messschaltung. Antwort RE = UE / IE • • • Spannungstrichter Erderspannung überwachen bei neueren batteriegespeisten Messgeräten nicht erforderlich Frage 17 Was versteht man unter einem Spannungstrichter ? Antwort Der Bereich des nichtlinearen Spannungsabfalls am Erdausbreitungswiderstand um den Erder (20 m). Frage 18 Wie kommt es zur Abschaltung des fehlerbehafteten Gerätes bei der Schutzmaßnahme Nullung ? Antwort erstellt: kVal 223 der erforderliche Ausschaltstrom IA ergibt sich aus dem Nennstrom IN der Überstromschutzeinrichtung durch Multiplikation mit einem Ausschaltstromfaktor "m" ZS < UNetz / IAbschaltstrom-Sicherung • • • • IA = 5 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse B IA = 10 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse C IA = 20 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse D IA = 10 x IN bei Schmelzsicherungen < 32A Siehe Schaltbild Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild Nr. 1110) Frage 19 Welche Vor- bzw. Nachteile hat die Schutzmaßnahme Nullung ? Antwort Vorteil: • • • einfach und zuverlässig keine niedrigen Erdungswiderstände in der Verbraucheranlage notwendig Fehlerspannung meist unter 100 V Nachteil: • erhöhtes Gefahrenmoment bei PEN-Leiterunterbrechung und PEN-Leiterverwechslung Frage 20 Was besagt die Erdungsbedingung bei der Schutzmaßnahme Nullung ? Antwort • • der PEN-Leiter ist nahe der Trafostation und an jedem Netzausläufer zu erden der Gesamterdungswiderstand aller Betriebserder soll möglichst klein sein (2 Ohm gilt als ausreichend) Netzausläufer sind Abzweigungen mit mehr als 100 m. Frage 21 erstellt: kVal 224 Was besagt die Verlegungsbedingung bei der Schutzmaßnahme Nullung ? Antwort • • • • • • der PEN-Leiter muss genauso sorgfältig wie die Außenleiter verlegt werden. er darf weder durch ein Schaltgerät einpolig unterbrochen noch durch einpolige Überstromschutzeinrichtungen gesichert werden. bis zu einem Außenleiter-querschnitt von 16mm2 Cu muss der PEN-Leiter den gleichen Querschnitt aufweisen. ab 35mm2 - halber Querschnitt Empfehlung: immer gleicher Querschnitt Kennzeichnung: gelb / grün Frage 22 Was besagt die Ausschaltbedingung bei der Schutzmaßnahme Nullung ? Antwort Die Querschnitte müssen so stark bemessen sein, dass bei einem Fehler zwischen Außenleiter und PE- oder PEN-Leiter mindestens der Abschaltstrom der vorgeschalteten Sicherung zum Fließen kommt. Beispiel: Schmelzsicherung 25 A IA = IN x 10 ZS < UN / IA < 230V/250A < 0,92Ohm Frage 23 Wie hoch darf die Schleifenimpedanz (ZS) bei der Schutzmaßnahme Nullung max. sein ? a) Leitungsschutzschalter C13 A b) Schmelzsicherungen 16 A Antwort a) ZS < UNetz / IA 230V / 130A = 1,8 Ohm b) ZS < UNetz / IA 230V / 160A = 1,4 Ohm I A= 5 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse B IA = 10 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse C erstellt: kVal 225 IA = 20 x IN bei Leitungsschutzschalter Klasse D IA = 10 x IN bei Schmelzsicherungen < 32A Frage 24 Welchen Vorteil bringt die Fehlerstromschutzschaltung im genulltem Netz ? Antwort • • • Brandschutz durch geringen Abschaltstrom Personenschutz 30mA kurze Abschaltzeiten Frage 25 Wie groß darf die max. Schleifenimpedanz bei der FI-Schutzschaltung sein ? Antwort ZS < UN / 5 x IΔN ZS < 100Ohm Frage 26 Wo wird die Schutzmaßnahme Isolationsüberwachung (Schutzleitungssystem) angewandt und was ist dabei zu beachten ? Antwort • • dort, wo hohe Betriebssicherheit erwünscht ist (beim Auftreten eines Körperschlusses werden die Betriebsmittel nicht abgeschaltet), z. B. Krankenhaus, Bergwerke eigene Trafostation, Isolationsüberwachung, Potentialausgleich aller inaktiver Teile Frage 27 Welche Aufgaben hat der Potentialausgleich (PA) ? Antwort durch den Potentialausgleich sollen Potentialunterschiede (Spannungsunterschiede) zwischen leitfähigen Teilen ausgeglichen werden erstellt: kVal 226 12 ET_Sensoren 12.1 Allgemeines Frage 0 Was versteht man unter Sensoren in der Steuerungstechnik ? Nenne 3 Beispiele. Antwort • • Sensoren sind Geräte (Fühler), die Informationen an die Steuerung liefern z.B. Grenztaster, induktive- und kapazitive Schalter, Lichtschranken, Reed-Schalter, Druckschalter, etc... Frage 1 Was versteht man unter Aktoren in der Steuerungstechnik ? Nenne 3 Beispiele. Antwort • • • Aktoren sind die Elemente am Ende einer Steuerkette. sie wandeln das elektrische Signal der Steuerung in Arbeit um (Befehlsausführung). z..B. pneumatische und hydraulische Magnetventile, Schützspulen, Relais, Motoren, Lampen usw. Frage 2 Was versteht man unter aktiven und passiven Sensoren ? Nenne je 1 Beispiel. Antwort aktive Sensoren erzeugen das Messsignal selbst (z.B.Thermoelement, Solarzelle) passive Sensoren benötigen Hilfsenergie (z.B. induktive und kapazitive Näherungsschalter, PTC, NTC) erstellt: kVal 227 Frage 3 Nenne zwei (berührungslose) binäre Näherungsschalter Antwort • • • • • induktive kapazitive magnetische optische akustische Näherungsschalter Frage 4 Wieviel Anschlüsse hat ein "normaler" Sensor und wie werden sie angeschlossen ? Antwort Anschlüsse • • • • • 3/4 + M no nc Frage 5 Was sind intelligente Sensoren ? Antwort Sie können • • • Messgrößen umformen Berechnungen durchführen Steuersignale abgeben Frage 6 Wodurch unterscheiden sich Befehls- und Steuergeräte ? erstellt: kVal 228 Antwort Befehlsgeräte sind Betriebsmittel (Drucktaster, Steuerschalter, Wahlschalter), mit denen Maschinen oder Anlagen von Hand gesteuert werden Steuergeräte sind Betriebsmittel, die nicht-elektrische Betriebszustände (z.B. Temperatur, Druck oder Wegstrecken) in elektrische Signale umformen, z.B. Thermostate, Druckschalter oder Grenztaster. 12.2 mechan. Schalter Frage 0 Welche Aufgaben und Verwendung haben Grenztaster (Endschalter) ? Antwort Grenztaster werden zum Begrenzen eines Bewegungsvorganges, z.B. Tischvorschub einer Fräsmaschine, Stockwerkschalter bei Aufzügen verwendet Frage 1 Was ist zu tun, wenn mit einem Grenztaster, der nur einen Wechslerkontakt besitzt, mehrere Schaltaufgaben gelöst werden sollen ? Antwort man schaltet mit dem Grenztaster ein Hilfsschütz oder ein Relais, der oder das die erforderliche Kontaktanzahl besitzt Frage 2 Was versteht man unter einem Pneumatikdruckschalter ? Antwort erstellt: kVal 229 der Druckschalter wandelt ein pneumatisches Signal in ein elektrisches Signal um, z.B. Kompressor Abluft-Druck einstellbar 12.3 Verschiedenes Frage 0 Was versteht man unter einem Thermoelement und wie funktionieren es ? Antwort • • • ein Thermoelement wandelt eine Temperatur in Spannung um. die Enden von zwei verschiedenen Metallen werden verbunden (verschweißt, verdrillt) bei Erwärmung entsteht an den bei den anderen Enden eine Spannung (in mV) Frage 1 Wo werden Thermoelemente angewendet und nenne mind. 2 Beispiele Antwort überall dort, wo hohe Temperaturen zu erfassen sind (Wicklungstemperatur, Messumformer und Schmelzöfen) Frage 2 Wozu braucht man bei einem Thermoelement ein Auswertegerät und wie funktioniert es ? Antwort weil das Thermoelement nur eine Spannung in mV abgibt Funktion: • • • Verstärken von mV in V Vergleichen "Ist" mit "Soll" Messwert anzeigen erstellt: kVal 230 • Ausgänge schalten 12.4 Sensoren induktiv, kapazitiv Frage 0 xxx Antwort induktive kapazitive erstellt: kVal 231 Frage 1 induktiv Antwort sss 12.5 Sensoren akustisch 12.6 Sensoren optisch Frage 0 Erklären Sie das Prinzip einer Lichtschranke. Antwort • • aus einer Lichtquelle und einem optischen Empfänger bei Lichtempfang wird ein elektrisches Signal ausgelöst und verstärkt Frage 1 Nenne verschiedene Typen von optischen Sensoren. Antwort • • • • • • • • x x x x x x x x Frage 2 Wo werden Lichtschranken verwendet ? Antwort erstellt: kVal 232 • • • • Schutzabgrenzung Positionserfassung Zählen ..... 12.7 Sensoren diverse 12.8 Geber Frage 0 Wie werden Geber eingeteilt ? Antwort analoge • • Resolver Tacho digitale • • InkrementalAbsolut- Frage 1 Was ist ein Inkrementalgeber ? Antwort • Inkrementalgeber wandeln z.B. die Drehzahl mit Hilfe einer Inkrementalscheibe, die radiale, lichtdurchlässige Schlitze aufweist, in elektrische Impulse um Frage 2 Was ist ein Absolutwertgeber ? Antwort erstellt: kVal 233 • • • Absolutwertgeber erfassen die Drehzahl, Drehsinn und Winkelposition mit Hilfe einer Winkelscheibe (Dode-Scheibe) in Winkelschritten jeder Winkelschritt hat ein Referenzmuster im Gray-Code dadurch erhält man eine eindeutige Position, z.B. der Motorwelle Frage 3 Was ist ein Resolver ? Antwort • • • Resolver entsprechen im Aufbau einem Wechselstromgenerator mit einer Rotorwicklung und 2 um 90° zueinander versetzten Statorwicklungen sie sind die am meisten eingesetzten Geber bei Servomotoren und sind tempertur- und vibrationsunempfindlich und haben einen geringen Verdrahtungsaufwand erstellt: kVal 234 13 ET_SOS 13.1 Stehleitern, Steighilfen Frage 0 Wie muß eine ordnungsgemäße Stehleiter ausgeführt sein ? Antwort • • • • einwandfreie Holme und Sprossen keine Holmenvorköpfe Sicherheitskette wegen Rutschgefahr ordnungsgemässe Scharniere Frage 1 Auf was ist bei der Verwendung von Stehleitern zu achten ? Antwort • • • • • • • • sicherer Stand die Spreizsicherung (Kette oder Gurt) muss vorhanden sein Stehleitern dicht an der Arbeitsstelle anstellen die Leitersprossen müssen in ordnungsgemäßem Zustand sein in elektrischen Anlagen keine Metallleitern als Anlegeleiter verwenden Besteigen mit Gesicht zu Sprossen die obersten Sprossen nicht als Standplatz verwenden nicht hinter geschlossenen Türen oder an unübersichtlichen Stellen aufstellen Frage 2 Wie wird der richtige Anstellwinkel von Anlegeleitern ermittelt und was kann geschehen, wenn dieser falsch gewählt wird ? Antwort • • Anstellwinkel (65-75°) Aufstellabstand ca. 1/3 der Anlegelänge (Faustformel) • • Abrutschen starke Durchbiegung Frage 3 erstellt: kVal 235 Welche Unfallverhütungsmaßnahmen sind bei Arbeiten auf Gerüsten zu beachten ? Antwort • • • • • Sicherheitsgürtel Gerüstabschrankungen Gerüstboden mit Seitenschutz Gerüst nicht überlasten Werkzeuge in Werkzeugtasche Frage 4 Worauf ist bei Fahrgerüsten zu achten ? Antwort • • • • nur auf ebenem Boden einsetzen vor Arbeitsbeginn auf Standsicherheit prüfen gegen Wegrollen sichern vor Verschieben Gerüst verlassen 13.2 Arbeitskleidung Frage 0 Welche PSA ist beim Arbeiten an rotierenden Maschinen (Bohrmaschine, Drehmaschine etc.) zu tragen ? Antwort • • • • • • • • • • Kleidung mit engen Ärmeln tragen bei langen Haaren Kopfbedeckung aufsetzen Keiltreiber aus der Bohrspindel und Schlüssel aus dem Bohrfutter nach Gebrauch sofort herausnehmen ! flache und kurze Werkstücke gegen Herumreissen sichern ab 8mm Bohrerdurchmesser alle Werkstücke festspannen Schutzvorrichtungen müssen während des Arbeitens angebracht sein Riemen nur bei Stillstand umlegen Bohrspäne mit einem Pinsel entfernen ! beim Bohren spröder Werkstoffe Schutzbrille tragen ! Fehler an Teilen der elektrischen Ausrüstung sofort melden (nicht selbst reparieren) ! erstellt: kVal 236 13.3 Arbeiten an Maschinen Frage 0 Welche Arbeitsregeln sind beim Bohren zu beachten ? Antwort • • • • • • • genaues Anreissen und Körnern richtige Auswahl des Bohrers (N, H oder W) sicheres Einspannen und genaues Ausrichten des Werkzeuges und des Werkstücks Einstellung der notwendigen Drehzahl und des Vorschubes falls nötig, geeignetes Kühlschmiermittel verwenden Lochstiche nach Anbohren prüfen und gegebenenfalls korrigieren alle Bohrungen entgraten Frage 1 Welche Sicherheitsmaßnahmen sind beim Bohren an einer Ständerbohrmaschine zu beachten ? Antwort • • • • Werkstück nicht mit der Hand halten (Schraub-stock, Kloben oder Spannzange verwenden) Werkzeug und Werkstück gut einspannen Haarschutz und Schutzbrille verwenden keine Handschuhe tragen Frage 2 Wie vermeidet man Unfälle an Bohrmaschinen ? Nenne 4 Beispiele. Antwort • • • • • bei langem Haar Haarnetz verwenden! Werkzeuge und Werkstücke sicher und fest spannen keine lose Arbeitskleidung Späne nicht mit den Fingern entfernen Reinigungs- und Messarbeiten nur bei Maschinenstillstand durchführen Frage 3 Welche Gefahren können beim Arbeiten an der Schleifmaschine (Schleifbock) auftreten ? erstellt: kVal 237 Antwort • • Schleiffunken einklemmen von Werkstücken zwischen Werkzeugauflage und Schleifscheibe Frage 4 Was ist beim Austausch von Schleifscheiben zu beachten ? Antwort • • • • • • höchstzugelassene Umfangsgeschwindigkeit Etikett Verwendbarkeit (Bindung) Abmessungen Anschlag einstellen Klangprobe Frage 5 Welche Maßnahmen sind zur Vermeidung von Unfällen bei Ladung von Bleiakkumulatoren zu treffen ? Antwort • • • Rauch und offenes Feuer verboten (Knallgas) gute Belüftung Elektroinstallationen in Ex-Ausführung Frage 6 Worauf ist beim Einspannen des Drehmeißels zu achten ? Antwort der Meißel soll möglichst kurz und genau auf der Drehmitte gespannt werden Frage 7 Welche Körperschutzmittel sind beim Herausnehmen und Einsetzen von NHSicherungseinsätzen erforderlich ? Antwort • • Helm mit Gesichtsschutz NH-Sicherungssteckgriff mit fest angebrachtem Unterarmschutz erstellt: kVal 238 Frage 8 Welcher Unfallschwerpunkt ergibt sich beim Wechseln von NH-Sicherungseinsätzen ? Antwort • • • Lichtbogenverbrennung bei Wechseln unter Last einsetzen bei vorhandenem Kurzschluss auslösen eines Kurzschlusses bei unvorsichtigem Hantieren Frage 9 Warum dürfen NH-Sicherungen nur in unbelasteten Stromkreisen eingesetzt oder entfernt werden ? Antwort weil beim Einsetzen oder beim Entfernen in belasteten Stromkreisen an den Kontakten ein Lichtbogen entstehen kann (Verletzungsgefahr) Frage 10 Welche Maßnahmen sind zur Vermeidung von Explosionen bei Arbeiten in Räumen mit gefährlichen Stoffen zu treffen ? Antwort • • • • • ausreichende Belüftung Rauch und offenes Feuer verboten hohe Oberflächentemperaturen vermeiden statische Elektrizität ableiten Anlagen und Betriebsmittel in Ex-Ausführung 13.4 Putz- und Reinigungsmittel Frage 0 Worauf ist bei vorübergehender Lagerung von ölgetränkten Abfällen (Putzlappen/Putzwolle) zu achten ? Antwort • Behälter aus unbrennbarem Material mit entsprechender Kennzeichnung erstellt: kVal 239 • dicht schließender Deckel 13.5 Recycling, Entsorgung Frage 0 Nenne Beispiele für Problemstoffe. Antwort • • • • • • Farben, Lacke, Beizmittel Lösemittel Spraydosen mit FCKW Leuchtstoffröhren PCB-haltige Kleinkondensatoren ölige Abfälle und Putzlappen Frage 1 Wie ist mit Problemstoffen zu verfahren ? Antwort • • • Problemstoffe dürfen keinesfalls in den Restmüll sie sind an Sammelstellen abzugeben und werden dann fachgerecht entsorgt Frage 2 Wie sind Leuchtstoff- und Gasentladungslampen zu entsorgen ? Antwort • • sie gelten als Sondermüll und sind im Fachgeschäft oder in dafür eingerichteten Entsorgungsstellen abzuliefern Weiterleitung mittels Begleitscheinverfahren zum entsprechenden Entsorgungsunternehme erstellt: kVal 240 13.6 Unfälle und Strom Frage 0 Worauf sind die meisten elektrischen Unfälle mit tödlichem Ausgang zurückzuführen ? Antwort • • • • • • Fehlverhalten unsachgemässe Installation nicht fachgerechte Wartung nicht rechtzeitige Beseitigung von Mängeln Leichtsinn durch Nichteinhaltung der 5 Sicherheitsregeln Frage 1 Welche Auswirkungen hat der elektrische Strom auf den menschlichen Körper ? Antwort • • • • • • Einwirkung auf das Herz-Kreislaufsystem (Herz-kammerflimmern, Kreislaufversagen) Einwirkungen auf das Nervensystem (Atemstillstand) Haut-verbrennungen innere Verbrennungen Folgeschäden durch Sturz von der Leiter, Gerüsten Muskelverkrampfungen Frage 2 Welche gefährlichen Wirkungen können auftreten, wenn der Strom durch den menschlichen Körper fließt ? Antwort • • • • • Muskelverkrampfungen Sauerstoffmangel im Gehirn bzw. Atemnot Herzrhythmusstörung (insbesondere Herzkammerflimmern) Herzstillstand Verbrennungen Frage 3 Von welchen Einwirkungsgrößen hängt der Schaden für den menschlichen Körper beim Stromdurchgang ab ? erstellt: kVal 241 Antwort • • • • • Stromstärke durch den menschlichen Körper Stromart (Wechselstrom ist gefährlicher als Gleichstrom gleicher Spannung) Einwirkungsdauer Weg des elektrischen Stromes durch den menschlichen Körper die körperliche Verfassung des Verunglückten Frage 4 Wodurch kann der Stromtod hervorgerufen werden ? Antwort • • • durch Ströme >=50 mA sofern sie über eine ganze Herzperiode andauern sowie bei kürzerer Einwirkungsdauer bei dem der Stromweg über das Herz verläuft Frage 5 Warum ist eine Spannung von 230 V für den Menschen immer lebensgefährlich ? Antwort bei 230 V ist ein Körperstrom > 50 mA möglich Frage 6 Warum ist bereits bei einer Stromstärke von mehr als 10 mA Wechselstrom ein "Loslassen" von unter Spannung stehenden Anlagenteilen oder Geräten nicht mehr möglich ? Antwort Muskelverkrampfungen Frage 7 Was ist bei einem Stromunfall zu unternehmen bzw. zu beachten ? Antwort • • • Gefahrenbereich beachten (z.B. Spannungstrichter, etc.) den Verunfallten aus dem Stromkreis befreien (abschalten oder mit nicht leitenden Gegenständen befreien) falls nicht möglich: Retter isoliert seine Hände erstellt: kVal 242 o o o • • • • trockene Handschuhe trockene Kleidungsstücke isolierende Unterlage Atmung und Herztätigkeit überprüfen (wenn nicht vorhanden sofort mit der Wiederbelebung beginnen) Arzt oder Rettung über den Notruf 144 verständigen der Unfall ist meldepflichtig (Polizei) Schockbekämpfung Frage 8 Durch welche Maßnahmen kann der Verunglückte vom Netz getrennt werden ? Antwort • • • • • herausziehen des Netzsteckers wegziehen an der Kleidung abschalten des Gerätes abschalten des Leitungsschutz- oder des FI-Schalters herausnehmen der Schmelzsicherungseinsätze ACHTUNG! Der Helfer darf sich nicht selbst in Gefahr bringen Gefahrenbereich beachten Frage 9 Welcher Grenzwert der Fehlerspannung (UFL) gilt nach ÖVE-ÖNORM 8001-1 für die Schutzmaßnahmen Nullung und FI-Schutzschaltung ? Antwort • • Wechselspannungen (15 bis 1000 Hz) UFL= 65V Gleichspannungen bis 10 % Welligkeit UFL= 120V Frage 10 Durch welche einfachen Maßnahmen kann der Erfolg der Wiederbelebung geprüft werden ? Antwort Atem- Kreislaufkontrolle durchführen, erstellt: kVal 243 • • • hören Ausatemluft fühlen sehen, ob der Brustkorb sich hebt und senkt Frage 11 Was sind Verätzungen der Haut und welche Erste-Hilfe-Maßnahmen müssen durchgeführt werden ? Antwort Verätzungen sind Gewebezerstörungen, die durch Einwirkung von Laugen und Säuren hervorgerufen werden. Der Grad der Schädigung ist abhängig von der Konzentration der ätzenden Stoffe, ihrer Menge und der Dauer der Einwirkung. • • • • • • sofort die mit ätzender Substanz getränkte Kleider entfernen. bei Hilfeleistung direkten Kontakt mit chemischen Substanzen vermeiden (Schutzhandschuhe). Haut mit reinem Wasser auf dem kürzesten Weg, vom Körper weg, 10 - 15 min intensiv abspülen keimfreien Verband anlegen (metallisiert) Schock-bekämpfung Arzt oder Rettung über den Notruf 144 verständigen Frage 12 Wie ist bei Augenverletzungen Hilfe zu leisten ? Antwort • • • • • • verätzte Augen mit Wasser ausspülen (Augendusche) und anschließend beide Augen keimfrei abdecken mit dem Abdecken wird erreicht, dass die Augen ruhig gestellt werden. auch bei Verblitzungen (z.B. durch einen Lichtbogen) werden beide Augen keimfrei abgedeckt und damit ruhig gestellt Schockbekämpfung Notruf 144 Frage 13 Was ist bei einer Verbrennung zu beachten ? Antwort • Gefahrenzone beachten erstellt: kVal 244 • • • • • • • • • • Notruf wählen (z.B. Rettung 144 oder EU-Notruf 112) brennende Kleidung mit Decken oder mit Wasser löschen Wunde mit klarem, sauberen und handwarmem Wasser spülen Kühlung stoppen, wenn dem Verletzten kalt ist keimfreier Verband anlegen NIEMALS mit Fingern berühren Salben, Gelees oder Puder verwenden an der Haut klebende Kleidung herunterreissen Basismaßnahmen durchführen Frage 14 Womit sind offene Wunden, wie sie z.B. durch Strommarken entstehen können, zu versorgen ? Antwort • • • • • • mit keimfreier Wundauflage abdecken niemals Salbe auftragen nicht bewegen, da es bei Elektrounfällen oft zu Herzproblemen kommt wenn möglich mit Wasser kühlen (Strommarken sind Verbrennungen) Schockbekämpfung Notruf 144 Frage 15 Erkläre die Erste-Hilfe-Maßnahmen bei Schlagaderblutungen ! Antwort • • • • • • Blutstillung durch Fingerdruck mit Hilfe von keim-freien Wundauflagen Blutstillung durch Druckverband mit geeignetem Verbandsmaterial (weich, saugfähig und breit) schonend anlegen Abbinden nur in Notsituationen (niemals Draht ode rSchnur verwenden) nicht länger als 1/2 Stunde Notruf 144 Schockbekämpfung Achtung: Einmal-Handschuhe verwenden! Frage 16 Sollen in den menschlichen Körper eingedrungene Fremdkörper (Eisensplitter, Holzoder Metallteile usw.) selbst herausgezogen werden ? Antwort erstellt: kVal 245 • • Nein! Fremdkörper in der Wunde belassen und mit dem Verband ruhigstellen Frage 17 Wie ist bei Knochenbrüchen vorzugehen ? Antwort • • • • • • gebrochene Gliedmaßen sind ruhig zu lagern bei Schwellung kühlen (kalte Umschläge) offene Knochenbrüche keimfrei abdecken Schuhe öffnen, aber nicht ausziehen Schockbekämpfung Notruf 144 Frage 18 Was ist bei der Schockbekämpfung zu tun, wenn der Patient bei Bewusstsein ist ? Antwort • • • • • • • anhand der Verletzung die richtige Lagerung vornehmen starke Blutungen stillen beengende Kleidungstücke öffnen Eigenwärme erhalten Patient zudecken (Rettungsdecke, Kleidung, .....) frische Luft zuführen mit dem Patient sprechen und dabei Veränderungen im Allgemeinzustand beobachten Frage 19 Warum ist es sehr wichtig, dass der Helfer mit dem Verunglückten redet und ihn beruhigt ? Antwort in erster Linie als Schockbekämpfungmaßnahme bzw. Abbau von Angstzuständen Frage 20 Welche Arten der Beatmung unterscheidet man ? Antwort • Mund-zu-Mund und erstellt: kVal 246 • Mund-zu-Nase-Beatmung Frage 21 Beschreibe, wie die Atemwege eines Bewusstlosen freigemacht und welche weiteren Maßnahmen müssen eingeleitet werden ? Antwort • • • • den Bewusstlosen in die stabile Seitenlage bringen überstrecken des Kopfes in den Nacken Notruf 144 Schockbekämpfung Frage 22 Erklären Sie den Vorgang der künstlichen Beatmung ? Antwort • • • • Kopf nach hinten legen Atemwege freihalten Nase oder Mund zuhalten langsam Luft einblasen Frage 23 An welchen Anzeichen erkennt man einen Kreislaufstillstand ? Antwort • • kein Puls Pupillen maximal vergrössert Frage 24 Ein Verunglückter ist bewusstlos. Seine Atmung und sein Kreislauf sind intakt. Wie soll er gelagert werden ? Antwort • • • stabile Seitenlagerung Körper warm halten (Rettungsdecke, Kleidung, ......) Schockbekämpfung erstellt: kVal 247 • Notruf 144 Frage 25 Welche Erste-Hilfe-Maßnahmen müssen bei einem Gasunfall getroffen werden ? Antwort • • • Massnahmen für die eigene Sicherheit ergreifen Anseilen unter Hilfestellung von mind, 3 Personen Pressluftatemgerät verwenden • • • Verunglückten unverzüglich aus der Gefahrenzone bergen mit atembarer Luft versorgen anschliessend Atemspende (künstliche Beatmung) solange durchführen, bis ein Sauerstoffbeatmungsgerät zur Verfügung steht Frage 26 Wie soll ein Verunfallter bis zum Eintreffen der Rettung versorgt werden ? Antwort RETTUNGSKETTE lebensrettende Sofortmaßnahmen: • • • • absichern/bergen stabile Seitenlagerung oder Wiederbelebung Blutstillung Schockbekämpfung Notruf 144: • • • • wo ist der Unfallort was ist geschehen wieviele Menschen sind betroffen wer ruft an ? weitere erste Hilfe: • • Wundversorgung falls notwendig lebensrettende Sofortmaßnahmen weiter durchführen ! erstellt: kVal 248 Frage 27 Wie lange muss die Wiederbelebung durchgeführt werden ? Antwort • • • bis zum Eintreffen der Rettung bzw. bis zum Einsetzen der eigenen Atmung des Verunfallten oder der Feststellung des Todes durch den Arzt Frage 28 Wie wird die Wiederbelebung von einem Helfer bei Kreislaufstillstand durchgeführt ? Antwort bei fehlender Atmung und Herztätigkeit: • • abwechselnd Herzmassage und Mund-zu-Mund- oder Mund-zu-Nase-Beatmung (30x Herzmassage und 2x Beatmung). wenn vorhanden Defibrillator verwenden ! 13.7 Verschiedenes Frage 0 Welche Sicherheitszeichen unterscheidet man ? Antwort • • • • BebotsVerbotsWarnRettungsZeichen Frage 1 Welche Farben und Formen sind den verschiedenen Gefährdungen zugeordnet ? erstellt: kVal 249 Frage 2 Zeichen für die Sicherheit am Arbeitsplatz Erläutern Sie je 2 Gebotszeichen und 2 Verbotszeichen Antwort Zeichen erstellt: kVal 250 Frage 3 Zeichen für die Gefahrenkennzeichnung Nenne je 1 Zeichen für • • • physikalisch chemische GesundheitsUmweltGefahren Antwort Frage 4 Worauf ist beim Löschen mit Handfeuerlöschern zu achten ? Antwort • • • • • • • in Windrichtung löschern Löschstrahl immer von vorne nach hinten und von unten nach oben führen stossweise einsetzen Flüssigkeitsbrände nicht mit scharfem Strahl bekämpfen bessere Löschwirkung durch gleichzeiten Einsatz mehrer Löscher bei Flaschenbränden in Flammrichtung oder quer zur Flamme löschen nach Gebrauch neu füllen lassen Frage 5 Wo sind Handfeuerlöscher anzubringen ? Antwort erstellt: kVal 251 • • • an leicht zugänglichen Stellen gut sichtbar in der Nähe möglicher Gefahrenstellen Frage 6 Worauf ist generell beim Arbeiten mit elektrischen Handwerkzeugen zu achten ? Antwort • • • • Geräte auf mechanische Beschädigung kontrollieren (Anschlussleitungen, Stecker) nie mit fehlenden, nicht festsitzenden oder defekten Schutzeinrichtungen in Betrieb nehmen persönliche Schutzausrüstung PSA Geräte richtig einsetzen erstellt: kVal 252 14 ET_Steuerungstechnik 14.1 Konstruktionsrichtlinien Frage 0 Nenne Konstruktionsregeln, die bei jeder Steuerung berücksichtig werden müssen. Antwort • • • • • vorschriftengerecht normgerecht erdschlusssicher drahtbruchsicher manipulationssicher Frage 1 Was versteht man unter Erdschlusssicherheit ? Frage 2 Was versteht man unter Drahtbruchsicherheit und wo muss diese angewendet werden ? Antwort • • • wenn durch Drahtbruch eine Fehlfunktion ausgelöst werden kann bei allen Haltefunktionen beim NOT-AUS Frage 3 Was versteht man bei einer SPS unter "drahtbruchsicher programmieren" ? Antwort externe Öffner sind als Schließer zu programmieren, dass nach einem Drahtbruch am Eingang der entsprechende Ausgang zurückgesetzt bzw. das angeschlossene Gerät ausgeschaltet wird Frage 4 erstellt: kVal 253 Was versteht man unter Manipulationssicherheit ? 14.2 Schaltpläne Frage 0 Was versteht man unter Schaltplänen und welche Einteilung gibt es ? Antwort • Schaltpläne beschreiben das Zusammenwirken elektrischer Betriebsmittel in Anlagen • Schaltpläne werden eingeteilt in • • • einpolige Darstellungen Übersichtsschaltpläne Installationsschaltpläne • • • • • allpolige Darstellungen Stromlaufplan Klemmenplan Geräteverdrahtungsplan Funktionsschaltplan Frage 1 Was ist ein Stromlaufplan und welche Arten gibt es ? Antwort Stromlaufpläne sind Arbeitsunterlagen zum Erstellen von Steuerungen. Sie zeigen die Funktion von elektrischen Steuerungen oder Schaltungen. Ein Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung ist eine allpolige, nach Stromwegen aufgelöste Darstellung einer Schaltung. Die räumliche Anordnung der Betriebsmittel bleibt unberücksichtigt. erstellt: kVal 254 Ein Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung zeigt die Verbindungen in einer Schaltung mit allen Einzelheiten Frage 2 Was ist a) ein Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung (Wirkschaltplan) b) ein Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung c) ein Installationsplan Antwort a) sie zeigen Verbindungen in Schaltungen mit allen Einzelteilen. Die Betriebsmittel werden zusammenhängend gezeichnet b) sind allpolige, nach Stromwegen aufgelöste Darstellungen einer Schaltung. Die Stromwege werden waagrecht oder senkrecht möglichst kreuzungsfrei gezeichnet c) Gebäudeplan mit Zuordnung der Geräte und der Leitungsverlegung Frage 3 Warum werden in elektrischen Anlagen vorwiegend Stromlaufpläne in aufgelöster Darstellung verwendet ? Antwort der Stromverlauf ist durch das Aufteilen in einzelne Stromwege oder Strompfade besonders gut zu verfolgen (Fehlersuche) Frage 4 Welche Unterscheidung der Stromkreise kennt der Stromlaufplan ? Antwort Beim Stromlaufplan wird unterschieden in erstellt: kVal 255 • • • Hauptstromkreis Steuerstromkreis Meldestromkreis Frage 5 In welchem Betriebszustand werden Stromlaufpläne gezeichnet ? Antwort im • • • spannungslosem ausgeschaltetem und unbetätigtem Zustand der Betriebsmittel wenn kein Vermerk vorhanden ist Frage 6 Welche Bezeichnungen und Symbole für Betriebsmittel gibt es ? Nenne drei Beispiele Antwort • • • • • • • Relais................................K Taster................................S Meldeleuchte.....................P Schutzeinrichtung.............F Magnetventil......................Y Leistungsschütz...............Q berührungslose Schalter..B Frage 7 Nenne Beispiele für Betriebsmittel, denen die Kennbuchstaben Q, K, P, F, S, T, X, Y, zugeordnet sind. Antwort Q = Leistungsschütz, Leistungsschalter K = Hilfs- bzw. Steuerschütze P = Meldeleuchten, Meldeeinrichtungen F = Sicherungen erstellt: kVal 256 S = Steuerschalter T = Transformator X = Klemmen, Steckvorrichtung Y = elektrisch betätigte mechanische Einrichtungen Frage 8 Wo finde ich die Kontakttabellen im Stromlaufplan und was zeigen sie ? Antwort • • • unter den Schaltzeichen der Spulen sie zeigen, in welchem Stromweg (Strompfad) und Seite, die Schaltkontakte des entsprechenden Schützes zu finden sind und die Kontaktnummerierung Frage 9 Was ist ein Zeit-Ablaufdiagramm ? Antwort es stellt Zeitabläufe graphisch dar z.B. • • • Weg-Schritt-Diagramm in der Pneumatik Signaldarstellung in der Digitaltechnik oder Kontaktabläufe bei einem Zeitrelais Frage 10 Was wird auf einem Weg-Schritt-Diagramm dargestellt ? Zeichne ein Beispiel. Antwort Auf einem Weg-Schritt-Diagramm wird der Arbeitsablauf der Aktoren (Zylinder, Stellglieder und Signalglieder) in Abhängigkeit vom jeweiligen Ablaufschritt dargestellt. erstellt: kVal 257 14.3 Schaltschrankbau Frage 0 Mit welcher Farbe werden in Schaltanlagen (Schaltschränken) a) Hauptstromkreis b) Steuerstromkreis AC c) Steuerstromkreis DC verdrahtet ? Antwort Laut ÖVE EN 60204-1 "Elektrische Ausrüstung von Maschinen" wird empfohlen: a) schwarz b) rot c) dunkelblau Frage 1 a) In welchen Fällen darf in Steuer- und Meldestromkreisen von Industriemaschinen auf Steuertransformatoren verzichtet werden ? b) Warum wird beim Einbau von Steuertransformatoren die Sekundärseite einseitig geerdet ? Antwort a) • bei Maschinen mit einer Bemessungsleistung kleiner 3 KW, wenn diese nur mit 1 Motoranlasser geschaltet werden und höchstens 2 äußere Steuergeräte (z.B. Not-Aus) vorhanden sind • bei Haushalts- und ähnlichen Maschinen, deren elektrische Ausrüstung sich innerhalb der Maschine befindet b) weil Schutzmaßnahmen bei indirekter Berührung wirksam werden und beim ersten Erdschluss eine Abschaltung oder Meldung erfolgt (Doppelerdschlüsse können unbeabsichtigte Schaltvorgänge auslösen) erstellt: kVal 258 Frage 2 Welche Maßnahmen gibt es bei unzulässiger Erwärmung in Steueranlagen ? Antwort • • • • Kühlung durch Konvektion oder Gebläse Schaltschrank-Klimagerät durch Wärmetauscher Temperaturüberwachung Frage 3 Was bedeutet die Abkürzung EMV und was steckt dahinter ? Antwort "Elektromagnetische Verträglichkeit" Störfestigkeit • elektrische Geräte und elektrische Anlagen sind so aufzubauen, dass sie gegen Einstrahlung fremder Signalquellen möglichst geschützt sind Störaussendung • sie sind so zu betreiben, dass sie selbt in den relevanten Frequenzbereichen kein unzulässig hohe Störungen aussenden Frage 4 Nenne Arten der Übertragung von Störenergie. Antwort Die Übertragung der Störenergie kann erfolgen durch • • • • galvanische Kopplung kapazitive Kopplung induktive Kopplung elektromagnetische Kopplung erstellt: kVal 259 Frage 5 Nenne Wirkungen, die durch elektromagnetische Beeinflussung hervorgerufen werden können Antwort Elektromagnetische Beeinflussungen könne • • • zur Zerstörung führen unzumutbare Beeinträchtigungen der Funktion hervorrufen zumutbare Beeinträchtigungen hervorrufen Frage 6 Wie wird eine EMV-gerechte Verdrahtung in der Praxis umgesetzt ? Antwort • • • • • • • • • • • damit die Steuerelektronik und die Kleinsignalleitungen nicht durch elektromagnetische Einstrahlung beeinträchtigt werden, ist ein Stahlschrank vorzusehen um die Beeinflussung innerhalb des Schrankes so klein wie möglich zu halten, werden Störquellen und Störempfänger in räumlich getrennten, mit Trennwänden abgeschottete, Schränken, platziert die Steuerung und die Auswerteinrichtung sollten räumlich nahe beieinander liegen, damit die Kleinsignalleitungen möglichst kurz und damit weniger störanfällig sind Systeme möglichst konzentriert und räumlich getrennt aufbauen grösstmögliche Abstände der Leitungen parallele Leitungsführung vermeiden die verwendeten Leitungen so kurz wie möglich halten abgeschirmte Leitungen verwenden Verdrillen von Leitungen Einbau von Abblockkondensatoren Potentialtrennung Frage 7 Wann ist eine Prüfung elektrischer Betriebsmittel durchzuführen ? Antwort • • • vor der ersten Inbetriebnahme vor der Wiederinbetriebnahme nach Instandsetzung oder Änderung in bestimmten Zeitabständen erstellt: kVal 260 Frage 8 Was muss bei elektrischen Anlagen nach Fertigstellung, Erweiterungen oder Reparaturen entsprechend den ÖVE Bestimmungen überprüft werden ? Antwort • • • Besichtigen Erproben Messen (z.B. Spannungsüberprüfung, Drehrichtung, Schutzmaßnahme, Isolationswiderstand, PE-Durchgängigkeitsmessung 14.4 Maschinensicherheit, Not-Aus, Not-Halt Frage 0 In welcher Vorschrift sind die Anforderungen an eine elektrische Not-Aus-Einrichtung festgelegt ? Antwort • DIN EN 60204-1 Frage 1 Wann werden Not-Aus-Einrichtungen für elektrische Anlagen verlangt ? Welche Anforderungen müssen diese erfüllen und welche Funktionen dürfen nicht abgeschaltet werden ? Nenne 2 Beispiele. Antwort Vorschrift Die DIN VDE 0113 fordert Not-Aus-Einrichtungen, falls Gefahren für Personen oder Schäden an Maschinen entstehen können. Anforderungen erstellt: kVal 261 • • • • • bei Betätigung muss ein für Personen und Anlage ungefährlicher Zustand erreicht werden nach dem Entriegeln dürfen Maschinen nicht selbständig wieder anlaufen das Betätigen muss vom Automatisierungsgerät erfasst und vom Anwenderprogramm ausgewertet werden können die Betätigungsorgane müssen leicht, schnell und gefahrlos zu erreichen sein die Not-Aus-Einrichtung schaltet alle Antriebe und Stellglieder aus, unabhängig von der SPS keine Abschaltung Hilfseinrichtungen, die auch im Störungsfall funktionieren müssen • • • • • Bremsorgane die Aufwärtsbewegung einer Presse Spannvorrichtungen Kühlung Lichtanlagen Frage 2 Wozu dient eine "Not-Aus"-Einrichtung, z.B. an einer Werkzeugmaschine ? Antwort Bei Betätigen des Not-Aus-Schaltersmüssen sämtliche Bewegungsabläufe, die Gefahr für Personen und Sachen bedeuten, stillgesetzt werden. Frage 3 Wie müssen "Not-Aus"-Einrichtungen angeordnet und ausgeführt sein ? Antwort "Not-Aus"-Einrichtungen müssen so angeordnet sein, dass sie • • gut sichtbar leicht, schnell und gefahrlos erreichbar sind Maschinenrichtlinie Die Maschinenrichtlinie schreibt für alle Maschinen NotAus bzw. Not-Halt-Einrichtungen vor Ausnahme: handgetragene oder handgeführte Maschinen erstellt: kVal 262 Ausführung • • • Stellteile rot (pilzförmiger roter Betätigungs-Schlagtaster) mit mechanischer Dreh- oder Zug-Entriegelung Fläche hinter den Stellteilen gelb (gelb unterlegte Fläche) Frage 4 Nenne verschiedene Stopp-Kategorien. Antwort Kategorie 0 • • Stillsetzen einer Maschine durch sofortige Abschaltung der Energie zum Antriebselement ungesteuertes Stillsetzen Kategorie 1 • gesteuertes Stillsetzen, bei dem die Energie zum Antriebselement bis zum Stillstand aufrecht erhalten wird Kategorie 2 • gesteuertes Stillsetzen, bei dem die Energie zum Antriebselement auch nach dem Stillstand bestehen bleibt Frage 5 Was ist der Unterschied von einem Not-Aus- zu einem Not-Halt-Schlag-Taster ? Antwort Not-Aus • • • Ausschalten im Notfall trennt Anlagen oder Anlagenteile von der elektrischen Energiezufuhr hat immer einen Stopp der Kategorie 0 zur Folge erstellt: kVal 263 Not-Halt • • • Stillsetzen im Notfall stoppt einen gefahrbringenden Prozessablauf unterbricht schnellsmöglich die Energiezufuhr zu dem gefahrbringenden Anlagenteil, ohne andere Gefahren zu erzeugen oder steuert die Energiezuführung so, dass die gefährliche Bewegung so schnell wie möglich angehalten wird Frage 6 Was ist ein Not-Aus-Relais wozu ist es notwendig welche Typen gibt es ? Antwort • • • 1-kanalig 2-kanalig 2-kanalig mit Querschlusserkennung 14.5 klassische Schaltungen Frage 0 Was ist ein Tipp-Betrieb ? Antwort im Tipp-Betrieb ist der Schütz/das Relais nur solange in Betrieb wie der Taster betätigt wird Frage 1 Welcher Unterschied besteht bei Schützschaltungen zwischen Dauer- und Tippbetrieb und nenne Anwendungsmöglichkeiten Antwort bei Dauerbetrieb erstellt: kVal 264 bleibt der Schütz nach dem einmaligen Betätigen des Tasters geschlossen (Selbsthaltung) bei Tippbetrieb ist der Schütz nur solange eingeschaltet, solange ein Ein-Taster gedrückt bzw. ein Schließer betätigt wird (Einrichten von Maschinen) Frage 2 Was ist eine 2-Hand-Bedienung ? Antwort • Die 2-Handschaltung (umgangsprachlich 2-Handbedienung) ist eine Schutzeinrichtung für Maschinen Sie wird vorwiegend zur Absicherung der Hände und Arme gegen mechanische Gefährdungen durch Quetschen, Scheren oder Einzug verwendet • Zum Auslösen der gefahrbringenden Bewegung, z.B. des Arbeitshubes einer Presse, müssen beide Bedienelemente gleichzeitig mit den Händen betätigt werden. Beim Loslassen eines der Bedienelemente wird die Bewegung gestoppt oder - falls dadurch keine Gefährdung entsteht - die Bewegungsrichtung umgekehrt. Eine Betätigung beider Bedienelemente mit einer Hand oder mit anderen Körperteilen wird durch einen ausreichende Abstand, Trennwände oder andere konstruktive Maßnahmen verhindert. • Nachteilig bei Zweihandschaltungen ist, dass die Bedienperson während der Betätigung der Bedienelemente keine anderen Tätigkeiten ausüben kann. Durch vorzeitiges Loslassen eines Bedienelementes kann es zu Schlechtteilen oder Störungen kommen. Prinzipbedingt schützt eine Zweihandschaltung nur die Person, die sie bedient. Frage 3 Was ist eine Tot-Mann-Schaltung oder -Steuerung ? Antwort • Totmannschaltungen dienen der Arbeitssicherheit an Einzelarbeitsplätzen oder an gefährlichen Maschinen und sind häufig gesetzlich, zumindest aber versicherungstechnisch bzw. versicherungsrechtlich vorgeschrieben erstellt: kVal 265 • sie reagieren auf Bewegungslosigkeit, waagerechte Körperlage (Totmanneinrichtung) oder Schlaf oder sie lösen beim Loslassen aus und verriegeln sich bzw. erfordern eine zusätzliche Schalthandlung zum Wiedereinschalten (Totmannschalter, zum Beispiel an handgeführten, gefährlichen Maschinen) Frage 4 Wodurch wird erreicht, dass der Schütz nach einem Steuerimpuls eingeschaltet bleibt ? Zeichne eine Skizze. Antwort • • ein Selbsthaltekontakt wird parallel zum Ein-Taster geschaltet dadurch bleibt der Steuerstromkreis auch nach dem Loslassen des Tasters geschlossen Frage 5 Wie werden bei der Selbsthalteschaltung mehrere a) Ein-Taster b) Aus-Taster geschaltet ? Antwort in Schützsteuerungen werden • • ALLE Aus-Taster in Reihe ALLE Ein-Taster parallel geschaltet Frage 6 Welche Verriegelungsarten sind bei Schützschaltungen gebräuchlich ? Erkläre die Funktion. Antwort Drucktasterverriegelung Ein Drucktaster hat auch einen Öffner, der den zweiten Stromkreis öffnet erstellt: kVal 266 Schützverriegelung im Steuerstromkreis werden die Spulenanschlüsse mittels "Öffner" gegenseitig verriegelt Siehe Schaltbild im Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild 1560) Frage 7 Was ist eine Wendeschützschaltung und wann wird sie eingesetzt ? Antwort • • zur Drehrichtungsumkehr die Drehrichtung von Drehstrommotoren ändert sich, wenn im Hauptstromkreis 2 Aussenleiter vertauscht werden Frage 8 Wodurch wird verhindert, dass z.B. bei einer Wendeschütz-Schaltung beide Schütze gleichzeitig anziehen ? Antwort Drucktasterverriegelung ein Drucktaster hat auch einen Öffner, der den zweiten Stromkreis öffnet Schützverriegelung im Steuerstromkreis werden die Spulenanschlüsse mittels "Öffner" gegenseitig verriegelt Frage 9 Was ist eine Folgeschaltung ? Antwort als Folgeschaltung bezeichnet man eine Schützschaltung, bei dem erst ein Schütz einschalten kann, nachdem ein anderer Schütz bereits eingeschaltet hat erstellt: kVal 267 Frage 10 Wann wird die Stern-Dreieck-Schaltung verwendet ? Antwort die Stern-Dreieck-Schaltung vermindert den Anlaufstrom von Drehstrom-AsynchronMotoren Frage 11 Wie viele Schütze gehören zu einer Stern-Dreieck Schützschaltung und wie nennt man diese ? Antwort • • • Netzschütz Sternschütz Dreieckschütz Frage 12 Wie ist die Schaltfolge der Schütze bei der Stern-Dreieck-Schützschaltung und skizziere den Hauptstromkreis Antwort • • • • Sternschütz "ein" Netzschütz "ein" Sternschütz "aus" Dreieckschütz "ein" Frage 13 Wann wird die Dahlanderschaltung verwendet ? Antwort bei Drehstrommotoren in Dahlanderschaltung kann die Polzahl des Motors und damit seine Drehzahl im Verhältnis 1:2 verändert werden Frage 14 erstellt: kVal 268 Wie viele Schütze und Thermorelais sind für die Schaltung eines polumschaltbaren Drehstrommotors in Dahlanderschaltung erforderlich und skizziere den Hauptstromkreis Antwort 3 Schütze 2 Thermorelais Siehe Schaltbild im Abbildungsverzeichnis Nr. 2714 (Bild Nr. 1563) Frage 15 Wodurch unterscheiden sich ein Schütz Stromstoßschalter Treppenhauszeitschalter und Zeitrelais ? Antwort Schütz bleibt nur solange angezogen wie der Streuerstromkreis geschlossen Stromstossschalter 1. Impuls einschalten 2. Impuls ausschalten Treppenhauszeitschalter Impuls zum Einschalten schaltet nach eingestellter Zeit selbständig aus Zeitrelais einschaltverzögernd, ausschaltverzögernd Verzögerung zwischen dem Ein- und Ausschalten des Relais und dessen Kontakte erstellt: kVal 269 14.6 Steuerungen_allgemein Frage 0 Was sind Verbindungsprogrammierte Steuerungen (VPS) und wie wird bei einer VPS eine Funktionsänderung gemacht ? Antwort • • bei einer VPS ist der Programmablauf durch die Verdrahtung zwischen Ein- und Ausgängen vorgegeben (Schütz- bzw. Relaistechnik, Verdrahtungstechnik) geändert wird die Verdrahtung Frage 1 Nenne Unterscheidungsmerkmale verschiedener Steuerungsarten Antwort Einteilung nach • • • Informationsdarstellung Signalverarbeitung Programmverwirklichung 14.7 SPS Frage 0 Was ist eine SPS-Steuerung und welche Vorteile hat sie gegenüber der herkömmlichen Relaistechnik und Schützschaltungen ? Antwort SpeicherProgrammierbare Steuerung englisch PLC Programmable Logic Controller Vorteile: • grössere Flexibilität • leichte Änderungsmöglichkeit ohne Verdrahtungsänderung erstellt: kVal 270 • • • • servicefreundlich einfache Programmierbarkeit geringer Platzbedarf grössere Wirtschaftlichkeit Frage 1 Was versteht man in der Steuerungstechnik unter dem EVA-Prinzip ? Antwort Eingabe Verarbeitung Ausgabe Frage 2 Wie funktioniert eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ? Antwort • • die gewünschte Steuerfunktion ist Schritt für Schritt in Form eines Programms in einem Speicher hinterlegt Eingänge sind mit Ausgängen, Zeitgliedern, Zählern und Merkern verknüpft Frage 3 Nenne die wichtigsten Baugruppen einer SPS-Steuerung und deren Funktion. Antwort • • • • Spannungsversorgungsbaugruppe Zentraleinheit CPU Eingabebaugruppe (digital und analog) Ausgabebaugruppe (digital und analog) Frage 4 Wie können die Ausgänge von SPS-Steuergeräten ausgeführt sein ? Erkläre die Vor- u. Nachteile Antwort erstellt: kVal 271 Relais - potentialfrei - langsam Optokoppler - Potentialtrennung - geringe Leistung Transistor oder Triac - potentialgebunden - schnell Frage 5 Wozu dient bei einer SPS das Programmiergerät ? Nenne mind. 3 Beispiele Antwort das Programmiergerät dient zur • • • • • Programmerstellung Änderung Dokumentation Fehlersuche Simulation bei einer SPS-Steuerung Frage 6 Wie wird bei einer Speicherprogrammierbaren Steuerung eine Funktionsänderung gemacht ? Antwort durch das Ändern des Programms mittels eines Programmiergerätes oder PC (Programmiersoftware) erstellt: kVal 272 Frage 7 Was ist in einer Querverweisliste von SPS-Steuerungen aufgeführt und wozu dient sie ? Antwort In den Querverweislisten ist aufgeführt, an welchen Stellen im Programm ein Eingang, Ausgang oder Merker benutzt wird. Sie dient als Hilfsmittel bei der Suche nach Programmfehlern. Frage 8 Welche Vorteile bringt bei der Fehlersuche, die Beobachtung der Ein und Ausgänge mittels LED in SPS gesteuerten Anlagen ? Antwort die Beobachtung der ein- bzw. ausgehenden Signale in einer SPS-Anlage kann für eine Signalverfolgung oder zur Fehlerbehebung sehr hilfreich sein Frage 9 Womit können interne Fehler an der SPS erkannt werden ? Antwort mit Hilfe • • • der Programmiersoftware der Diagnosefunktion und der Fehler-LED an der CPU Frage 10 Was ist eine Wahrheitstabelle (Funktionstabelle) und was wird mit ihr dargestellt ? Nenne 1 Beispiel. Antwort Eine tabellarische Darstellung für die Funktion einer logischen Verknüpfung. Alle möglichen Kombinationen der Zustände der Ein- und Ausgänge sind aufgelistet. erstellt: kVal 273 Frage 11 In welchen Programmiersprachen können Programme für SPSen dargestellt werden ? Antwort Programmiersprachen für speicherprogrammierbare Steuerungen sind nach IEC1131: grafische Sprachen • • • Funktionsplan FUP Kontaktplan KOP Ablaufsprache (graph) AS Textsprachen • • • Anweisungsliste AWL strukturierter Text ST Ablaufsprache (Text) AS Frage 12 Was stellt der Logikplan (Funktionsplan FUP) dar ? Antwort der Funktionsplan FUP verwendet die logischen Verknüpfungen (UND, ODER, NICHT, usw.), um eine Steuerungsaufgabe graphisch zu dokumentieren (lösen) Frage 13 Was versteht man unter einem Kontaktplan KOP ? Antwort Der Kontaktplan KOP ist eine graphische Darstellung einer SPS Steueraufgabe. Er entspricht im Prinzip dem elektrischen Stromlaufplan und dient als Programmiervorlage. Frage 14 erstellt: kVal 274 Was für Grundfunktionen gibt es in der Digitaltechnik ? Nenne mind. 4 Beispiele. Antwort • • • • • • • NICHT (NOT) UND (AND) ODER (OR) NAND NOR EXOR EXNOR Frage 15 Welche Arten von Kippstufen gibt es ? Antwort Astabile Kippstufe (Multivibrator) ist eine elektronische Schaltung, die sich in zwei Zuständen befinden kann, zwischen denen sie selbständig oder von außen gesteuert, hin und her schaltet Monostabile Kippstufe hat nur einen stabilen Zustand, durch äußeren Impuls ändert sich der Schaltzustand für eine bestimmte Zeit (z.B. Treppenhaus-Automat) Bistabile Kippstufe ist eine elektronische Schaltung, die zwei stabile Zustände einnehmen und diese speichern kann (RS-Flip-Flop) Frage 16 Erkläre den Unterschied zwischen einem Ausgang und einem Merker bei einer SPSSteuerung. Antwort Ausgänge werden benötigt, um von der SPS zu steuernde Geräte anzuschließen erstellt: kVal 275 Merker entsprechen der Verwendung von Hilfsschützen in der Relaistechnik, also um Signalzustände zwischenzuspeichern Frage 17 Erklären Sie die UND-Funktion und erstellen Sie eine Funktionstabelle. Antwort am Ausgang der UND-Funktion liegt dann ein logisches 1, wenn ALLE Eingänge 1 aufweisen A0011 B0101 Q0001 Frage 18 Skizzieren Sie den Stromlaufplan für eine UND-Schaltung mit zwei Eingängen. Antwort Skizze Frage 19 Erklären Sie die ODER-Funktion und erstellt: kVal 276 erstellen Sie eine Wahrheitstabelle. Antwort am Ausgang der ODER-Funktion liegt dann ein logisches 1, wenn mindestens 1 Eingang 1 aufweisen A0011 B0101 Q0111 Frage 20 Skizzieren Sie den Stromlaufplan für eine ODER-Schaltung mit zwei Eingängen. Antwort Skizze Frage 21 Nenne den Unterschied zwischen analogen digitalen und binären Signalen. Antwort Analog: erstellt: kVal 277 • • kontinuierliche Wertänderung kann beliebig viele Werte annehmen Digital: • endlich viele Zwischenwerte Binär: • • • kann nur 2 Zustände annehmen nur zwei Signalwerte "0" und "1" daher sprunghafter Signalwechsel erstellt: kVal 278 14.8 Verschiedenes Frage 0 Nenne digitale Zähler (nach Funktion) und mind. 2 Beispiele Antwort • • Vorwahlzähler (Auf und Abwärtszähler) Summenzähler (Stückzähler, Impulszähler) • Stundenzähler Frage 1 Was versteht man unter einem Vorwahlzähler ? Antwort • • ein Vorwahlzähler ist ein Gerät, der einen vorgewählten Zielwert mit einem Istwert vergleicht bei erreichen des Zielwertes wird ein Signal ausgegeben Frage 2 Was versteht man unter einem Analog-Digital-Wandler ? Antwort • • ein A/D Wandler ist eine elektronische Schaltung, die ein analoges Signal in ein digitales Signal umsetzt. bei Multimeter, SPS-Steuerung mit Analogeingängen, intelligente Sensoren, etc. Frage 3 Was ist eine 7-Segment Anzeige und wie ist sie aufgebaut ? Antwort • • die 7-Segment Anzeige ist eine Anzeige, die mit Hilfe von 7 einzelnen ansteuerbaren Leuchtbalken ein Zeichen darstellt jeder Leuchtbalken besteht aus einer Leuchtdiode oder LCD (Flüssig-Kristall-Anzeige) erstellt: kVal 279 Frage 4 Bei welchen Bedingungen darf laut ÖVE EN 60204-1 (Elektrische Ausrüstung von Maschinen) auf einen Steuertransformator in Steuerstromkreisen verzichtet werden ? Antwort • • bei Maschinen mit einer Bemessungsleistung unter 3 KW und höchstens zwei äußeren Steuergeräten, z.B. Taster Frage 5 Welche Teilprüfungen sind bei Maschinen und Anlagen vorgeschrieben ? Antwort • • • • • • • Sichtprüfung Messung der Durchgängigkeit des Schutzleitersystems Messung des Schleifenwiderstandes Messsung des Isolationswiderstandes Prüfen der Spannungsfestigkeit Messung der Restspannung Funktionsprüfung Frage 6 Nenne einige bekannte Prüfzeichen Antwort laut Auflistung 14.9 Steuern und Regeln Frage 0 Erkläre den Unterschied zwischen steuern und regeln. Antwort Steuern: • Beeinflussung eines Gerätes mittels Befehlen (Befehlsgerät) erstellt: kVal 280 • erfolgt stets in einem offenen Wirkungsablauf, in einer sogenannten Steuerkette Regeln: • • Beeinflussung eines Gerätes mittels Befehlen, jedoch werden IST-Wert und SOLL-Wert verglichen und Abweichungen ausgeregelt vollzieht sich in einem geschlossenem System mit einem geschlossenen Wirkungsablauf Frage 1 Skizzieren Sie das Blockschaltbild eines einfachen Regelkreises und beschreiben Sie die Teile des Regelkreises. erstellt: kVal 281 Antwort • • • • w Sollwert x Iswert y Stellgrösse z Störgrösse Frage 2 Erklären Sie die Ausdrücke Sollwert und Istwert Antwort Sollwett Vorgabewert Istwert momentaner tatsächlicher Wert Frage 3 Erläutern Sie die Aufgabe des Stellgliedes im Regelkreis und zählen Sie drei Stellglieder auf. Antwort • • • • • • • das Stellglied führt die notwendigen Korrekturarbeiten am Medium durch Möglichkeiten von Stellgliedern Schalter Schütz Thyristor Ventile Klappen erstellt: kVal 282 • • Schieber ..... Frage 4 Erkläre den Begriff Regelung und zeichne das Schaltbild für einen Regelkreis. Antwort Begriff: Regelung ist ein Vorgang, bei dem eine zu regelnde Grösse (Regelgrösse) • • • fortlaufend erfasst (gemessen) mit einer anderen Grösse verglichen (Führungsgrösse) durch Eingriffe in das System an die Führungsgrösse angeglichen wird Beispiel: • • Istwert (Regelgröße = z.B. Temperatur) wird erfasst und mit dem Sollwert (Führungsgröße z.B. 23oC) verglichen je nach dem, wie groß der Unterschied ist, wird mehr oder weniger nach geregelt Frage 5 Wie werden Regler eingeteilt ? Antwort stetige Regler • • • • • P I PI PD PID Regler unstetige Regler • • 2-Punkt3-PunktRegler erstellt: kVal 283 Frage 6 Was versteht man unter einer stetigen Regelung und wo wird sie angewendet ? Antwort Bei der stetigen Regelung wird die Regelgröße (Istwert z.B. - Temperatur, Drehzahl, Spannung, Druck) auf konstantem Wert gehalten. Anwendung: • • • • Drehzahlregelung Temperaturregelung von Heizungsanlagen Spannungsregelung Niveauregelung in Behältern Frage 7 Erkläre die Funktionsweise eines P-Reglers (Proportionalregler) Antwort Ein P-Regler liefert ein Ausgangssignal (Stellgröße y = z.B. Spannung, Strom) an das Stellglied, (Thyristoren, FU, Transistoren, Stellventil) das der Regeldifferenz am Eingang direkt proportional ist Er reagiert sprunghaft, es ist immer eine Regeldifferenz notwendig, dadurch wird der Sollwert nie ganz erreicht. Vorteil: P-Regler reagieren ohne Verzögerung und sehr schnell Nachteil: Sollwert wird nicht erreicht Frage 8 Erkläre die Funktionsweise eines I-Reglers (Integralregler) Antwort Beim I-Regler ist die Regeldifferenze e und Stellgeschwindigkeit der Stellgröße y (Ausgangssignal) verhältnisgleich d.h. je größer die Regelabweichng ist, desto schneller wird das Stellglied verändert. erstellt: kVal 284 Der I-Regler gleicht den Istwert kontinuierlich dem Sollwert an. Vorteil: vollständige Ausregelung Nachteil: langsam Frage 9 Erkläre die Funktionsweise eines D-Reglers Antwort Beim D-Regler sind die Stellgröße y (Ausgangssignal = z.B. Spannung, Strom) verhältnisgleich zur Änderungsgeschwindigkeit der Regeldifferenz e, d.h. ist die Regelabweichung klein so wird auch das Stellglied wenig verändert. D-Regler kommen nur in Verbindung mit P- bzw. I-Regler vor Frage 10 Wo werden PID-Regler eingesetzt ? Antwort Der PID-Regler vereinigt die günstigen Eigenschaften vom P-, I- und D-Regler. • • bei Gleichstromantrieben zur Drehzahlregelung, sehr kurze Regelzeit. Temperaturregler zeigen ein gutes Reglerverhalten. Nachteil: teuer erstellt: kVal 285 Frage 11 Was versteht man unter einer unstetigen Regelung und wo wird sie angewendet ? Antwort Eine unstetige Regelung ist meist ein Zweipunktregler. Die Stellgröße y hat nur 2 Grenzwerte (Kontakt = offen oder geschlossen). Anwendung: • • • • Temperaturregelung bei Bügeleisen Herdplatte Boiler Kühlschrank Frage 12 Erkläre die Funktionsweise einer Zweipunktregelung Antwort Die Ausgangsgröße wird zwischen 2 Grenzwerten (z.B. Ein/Aus) gehalten. Temperaturregelungen mittels Bimetall (Hysterese) erfolgen beispielsweise i • • • • • • Kühlschrank Bügeleisen Boiler Heizlüfter Herdplatte etc. 14.10 Begriffe Frage 0 Warum werden Betriebsmittel und wie werden Betriebsmittel gekennzeichnet ? erstellt: kVal 286 Antwort • • • • • • • Schaltpläne zeigen die Funktion und das Zusammenwirken der Betriebsmittel in elektrischen Anlagen zur Darstellung von Betriebsmitteln verwendet man Schaltzeichen in Schaltungsunterlagen müssen Betriebsmittel eindeutig und gleichlautend gekennzeichnet werden Kennzeichnung Kennbuchstaben Zählnummern Funktionszeichen • • • • • • elektrische Betriebsmittel werden mit der Anlagen-Orts-Kennzeichnung gekennzeichnet mit der Anlagen-Orts-Kennzeichnung wird die Anlage der Einbauort die Funktion und der Anschluss angegeben • • • • Anlage Vorzeichen = Ort Vorzeichen + Art, Zählernummer, Funktion Vorzeichen Anschluss Vorzeichen : Frage 1 Was versteht man unter Kennzeichnung ? Antwort elektrische Betriebsmittel bezeichnet man in Schaltplänen und elektrischen Anlagen alphanumerisch, d.h. durch • • • Kennbuchstaben und Zählernummern z.B. Q1, P1, ..... Frage 2 Was versteht man unter Kennbuchstabe ? Antwort Kennbuchstaben geben Aufschluss über die Art des Betriebsmittels erstellt: kVal 287 • z.B. M für Motoren Frage 3 Was versteht man unter Zählernummer ? Antwort Zählnummern sind dem Kennbuchstaben nachgestellt und unterscheiden gleichartige Betriebsmittel innerhalb einer Anlage • z.B. Q1 für Schütz, K1 für Relais, usw. Frage 4 Was versteht man unter Funktionszeichen ? Antwort Funktionszeichen sind Buchstaben, KÖNNEN der Zählnummer folgen und geben einen Hinweis über die Funktion des Betriebsmittels • z.B. T für ein Zeitrelais (K1T) erstellt: kVal 288 15 ET_EDV 15.1 Allgemeines Frage 0 Wo werden Microcomputer überall eingesetzt ? Antwort Embedded Bereich • • Consumer Elecrtonic Automatisierungetechnik PC-Bereich • • EDV Automatisierungstechnik Frage 1 Was versteht man unter dem EVA-Prinzip ? Antwort • • • Eingabe Verarbeitung Ausgabe Frage 2 Was versteht man unter Daten ? Antwort Informationen in numerischer oder alphanumerischer Form Frage 3 Erläutern Sie den Begriff Datenübertragung, Antwort erstellt: kVal 289 Informationsaustausch zwischen Datenverarbeitungsanlage und peripheren Geräten Frage 4 Mit welcher Einheit können Datenmengen gemessen werden ? Antwort • • • die kleinste Informationseinheit ist 1 Bit 8 Bit 1 Byte 1024 Byte 1kB Frage 5 Wie lautet die Maßeinheit für die Übertragungsrate. Antwort Baud = Bit/sec Frage 6 Was versteht man unter Datensicherheit ? Datenschutz ? Urheberrecht ? Antwort Datensicherheit • Datensicherung umfasst Massnahmen gegen Verlust oder gegen unbeabsichtigte Verfälschung von Daten Datenschutz • Datenschutz dient dem Schutz der Bürger vonr Missbrauch von personenbezogenen Daten Urheberrechte erstellt: kVal 290 • Urheberrechte bzw. Copyright sind Rechte des Urhebers an seinem Werk, z.B. des Programmierers einer Software oder des Designers eines Bildes für das Internet Public Domain kostenfreie Nutzung, eventuell mit Auflagen Shareware freie Weitergabe, Nutzung begrenzt, z.B. 30 Tage Freeware kostenfreie Nutzung und Weitergabe Frage 7 Erklären Sie den Begriff Back-up. Antwort • • ist ein Aushilfs-, Sicherheits- oder Reserve-System falls beim Arbeiten Pannen geschehen, steht eine Sicherungs-Kopie zur Verfügung 15.2 Hardware Frage 0 Was versteht man unter Hardware ? Antwort • • alle elektronischen und mechanischen Bestandteile eines Rechensystems alle Geräte, die für die elektronische Datenverarbeitung notwendig sind Frage 1 Zähle die wichtigsten Teile eines Computers auf. Antwort • • • • • • • • Gehäuse Netzteil Motherboard (Mainboard) Prozessor Hauptspeicher Grafikkarte Netzwerkkarte Laufwerke erstellt: kVal 291 • ... Frage 2 Erklären Sie die Begriffe ROM und RAM! Antwort ROM Read Only Memory Lesespeicher RAM Random Access Memory Schreib-Lese-Speicher Frage 3 Worauf ist zu achten, wenn das Programm nur auf einem RAM gespeichert ist ? Antwort • • das RAM benötigt zur Datenerhaltung eine elektrische Spannung im abgeschalteten Zustand versorgt ein Akku oder eine Batterie den Speicher Frage 4 Worauf ist beim Wechseln der Batterie zu achten ? Antwort • • Programmdaten sichern bei eingeschalteter Steuerung Batterie wechseln Frage 5 Was ist ein EPROM und wo wird es verwendet ? Nenne 3 Beispiele. Antwort • • ein EPROM ist ein löschbarer (mit UV-Licht) Festwertspeicher. verwendet wird er als Programmspeicher in SPS-Steuerungen, Drucker, Plotter, Computern, Mikroprozessoren erstellt: kVal 292 Frage 6 Wie kann ein EPROM programmiert und gelöscht werden ? Antwort • • programmiert mit einem Programmiergerät (Prommer) gelöscht mit UV-Licht Frage 7 In welchen Größen werden Speichermedien gemessen ? Antwort 1kByte KB 1024 Byte 1MByte MB 1024 KB 1GByte GB 1024 MB Frage 8 Was versteht man unter einem Speichermedium ? Nenne 3 Beispiele. Antwort Medium zur Aufzeichnung von Daten Gebräuchliche Datenträger sind • • • • • • Festplatten USB-Stick CD-Rom Disketten Magnetbänder Speicherbausteine (z.B. RAM, ROM, EPROM) Frage 9 Welche Aufgaben haben Datenträger ? Antwort erstellt: kVal 293 sie dienen zur Speicherung, Sicherung oder Übertragung von Programmen 15.3 Software Frage 0 Was versteht man unter Software ? Antwort • • Software sind Programme, die zum Betrieb eines Computers oder einer SPS-Steuerung benötigt werden Programme, die für das Arbeiten mit der Hardware notwendig sind Frage 1 Welche Aufgaben übernimmt das Betriebssystem beim PC ? Antwort • • • • • • • • • • • • Starten und Beenden des Computers Dateien in Verzeichnissen (Ordner) verwalten Organisation und Verwalten des Arbeitsspeichers Organisation der Bildschirmanzeige Laden und Kontrollieren der Anwenderprogramme Weiterleiten von Benutzereingaben Verwalten der externen Speichermedien und Geräte Behandlung von Fehlern Verwalten von Benutzerrechten Vetrwltung und Bedienung mehrerer Benutzer mit individuellen Zugriffsrechten und Nutzungsprofilen Bereitstellung von Dienstprogrammen für Datensicherung, Texteingabe, Telekommunikation, Spracheingabe, ... .... Frage 2 Welche Betriebssysteme kennen Sie ? Antwort • • • • • • (MS-DOS) WIN XP WIN Vista WIN 7 WIN 8 Linux erstellt: kVal 294 • • • Unix Mac OS Classic Mac OS X Frage 3 Welche Anwendersoftware wird in Ihrem Betrieb eingesetzt ? Antwort Individuell zu beantworten • • • • • • • • • • • Office-Pakete Tabellenkalkulation Exel Textverarbeitung Word Datenbank Access Planer Project Präsentation PowerPoint Grafik Corel Personaldaten SAP Zeiterfassung Lagerverwaltung Buchhaltung Frage 4 Erklären Sie den Begriff Computervirus. Antwort • • ist ein Programm, welches nur ein Ziel hat: in einem Computer Daten zu zerstören oder zu verändern monatlich werden tausende neue Viren erzeugt,weshalb es sehr wichtig ist, ein Virenerkennungsprogramm am PC installiert zu haben Frage 5 Erklären Sie den Begriff Anti-Viren-Programm Antwort ist ein Programm, welches Computerviren erkennt, isoliert und beseitigen kann Frage 6 Was sind Boot-Sector-Viren ? Antwort erstellt: kVal 295 • • befallen den Boot-Sektor von Laufwerken werden beim Starten des Computers aktiv 15.4 Peripherie Frage 0 Zählen Sie Geräte der Peripherie von EDV-Anlagen auf. Antwort • • • • • • • Tastatur Maus Bildschirm Drucker Scanner Modem ..... Frage 1 Wie können Daten in Steuerungen eingegeben werden ? Antwort • • • • Tastatur Online Datenträger ..... Frage 2 Mit welchen Geräten kann der Cursor gesteuert werden ? Antwort • • • • • Tasten mit Richtungspfeilen Maus Joystick Rollball ..... Frage 3 erstellt: kVal 296 Nenne die gebräuchlichsten Schnittstellen in der PC-Technik. Antwort Serielle Schnittstelle • • RS232, RS485 RS steht für Recommended Standard = empfohlener Standard Parallele Schnittstelle • • LPT1, LPT2 LPT steht für line printing terminal = Druckerschnittstelle USB-Schnittstelle • • steht für Universal Serial Bus ist ein serielles Bussystem zur Verbindung eines PC's Ethernet Schnittstelle Frage 4 Welche Standard-Schnittstellen kennen Sie ? Antwort • • • serielle Übertragung parallele Übertragung USB Frage 5 Zählen Sie Druckerarten auf und beschreiben Sie deren Vor- und Nachteile. Antwort Nadeldrucker Vorteil kann Durchschläge erstellen Nachteil Lärmentwicklung erstellt: kVal 297 Tintenstrahldrucker Vorteil gute Qualität Farbdruck geringe Lärmentwicklung Nachteil langsam teuer Laserdrucker Vorteil beste Qualität hohe Geschwindigkwit Farbdruck günstige Anschaffung Nachteil Toner teuer Frage 6 Wozu dient ein Scanner ? Antwort um Bilder oder Texte, die in Papierform vorhanden sind, in ein digitales Bild oder Text umzuwandeln, um sie am Computer bearbeiten zu können Frage 7 Welche Arten von Scanner kennen Sie ? Antwort • • • Flachbett-Scanner Hand-Scanner ..... Frage 8 erstellt: kVal 298 Erklären Sie den Ausdruck Dpi. Antwort dots per inch Punkte je Zoll Leistungskriterium für Druckqualität Frage 9 Was ist der Unterschied zwischen einem Hub und einem Switch ? 17.5 Internet Frage 0 Was ist das Internet ? Antwort ein weltumspannendes Netzwerk Frage 1 Wie kommt man ins Internet ? Erklären Sie die Hard- und Softwarevoraussetzungen. Antwort Hardware • • • PC mit ausreichend Arbeitsspeicher Modem Telefonanschluss Software • Browser erstellt: kVal 299 Frage 2 Was versteht man unter E-Mail ? Antwort elektronischer Postkasten erstellt: kVal 300 16 ET_Werkstoffe 16.1 Materialien, Elektrotechnik Frage 0 Welche typische Werkstoffe gibt es in der Elektrotechnik ? Antwort • • • • • • • • Konstruktionswerkstoffe Hilfsstoffe Leterwerkstoffe Kontaktwerkstoffe Widerstandswerkstoffe Isolierstoffe Halbleiterwerkstoffe Magnetwerkstoffe Frage 1 Nenne Leiterwerkstoffe und welche Anforderungen haben diese ? Antwort • • Kupfer Aluminium elektrisch • • hohe elektrische Leitfähigkeit kleiner Temperaturkoeffizient mechanisch • • • hohe Zugfestigkeit gute Biegsamkeit und Dehnbarkeit Formbeständigkeit unter Druck thermisch • hohe Temperaturbeständigkeit erstellt: kVal 301 • gute Löt- und Schweissbarkeit chemisch • • Korrosionsfestigkeit geringe chemische Reaktionsfähigkeit mit Umgebungsstoffen Frage 2 Nenne Kontaktwerkstoffe und wichtige Anforderungen an diese Antwort • • • • • • • Kupfer selten als reiner Kontaktwerkstoff Messing Kupfer + Zink Bronze Kupfer + Zinn Silber Gold Wolfram Elektrokohle elektrisch • • hohe Leitfähigkeit geringe Materialwanderung mechanisch • genügende Festigkeit und Härte thermisch • • • • • hohe Wärmeleitfähigkeit hoher Schmelzpunkt hoher Siedepunkt geringer Materialverlust durch Lichtbogenabbrand geringe Neigung zum Verschweissen chemisch erstellt: kVal 302 • • beständig gegen chemische Einflüsse geringe Oxidationsneigung Frage 3 Welche mechanischen Eigenschaften hat Kupfer ? Antwort • • • gute Verformbarkeit (Biegen, Schmieden) schlecht schweißbar gut hart- und weichlötbar Frage 4 Welche mechanischen Eigenschaften hat Aluminium ? Antwort • • • • • gute Verformbarkeit (Biegen, Schmieden) gut spanabhebend bearbeitbar schlecht lötbar nur mit Schutzgas schweißbar korrosionsbeständig Frage 5 Welche mechanischen Eigenschaften hat Stahl ? Antwort • • • je nach Kohlenstoffgehalt gute Verformbarkeit (biegen, schmieden) gut spanabhebend bearbeitbar hohe Festigkeit Frage 6 Wo wird Aluminium in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort • • • Stromschienen Freileitungen Kabel mit großen Querschnitten erstellt: kVal 303 Frage 7 Welche Vorteile haben Leitungen aus Aluminium gegenüber Leitungen aus Kupfer und wo werden sie hauptsächlich eingesetzt ? Antwort • • • leichter billiger säurefest (galvanische Betriebe) Freileitungen, Erdkabel, Sammelschienen wegen des geringen spezifischen Gewichtes gegenüber Kupfer wird Aluminium für Freileitungsseile und Kabel verwendet, nicht aber für Installationsleitungen (NYM). Vielleicht wird sich dies künftig auf Grund des Preises wieder ändern. Frage 8 Wo wird Messing in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort • • • • • Glühlampenfassungen Aderendhülsen oder als Kontaktwerkstoff etc. Schrauben Bolzen Muttern (z.B. bei einem Motorklemmbrett oder in aggressiven Anlagenteilen) Frage 9 Wo wird Blei in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort • • • als Schutzmantel für Erdkabel als Legierungsbestandteil Bleiakku Frage 10 Was ist bei der Bearbeitung von Blei zu beachten und warum ? erstellt: kVal 304 Antwort Achtung: giftig • • • • Hände waschen Bleistaub nicht einatmen nicht in die Augen bringen Vorsicht bei offenen Verletzungen Frage 11 Wo wird Zinn in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort • • • verzinnen von Kupferdrähten zur Herstellung von Loten als Legierungsbestandteil (z.B. Bronze) Frage 12 Wo wird Silber in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort als Legierungswerkstoff bei: • • • Kontakten Schmelzdrähten von Sicherungen Koaxialkabel (Hochwertiges Kabel für die HF-Technik) Frage 13 Woraus besteht die Legierung Messing ? Antwort Messing ist eine Kupfer - Zink - Legierung Frage 14 Wo wird Quecksilber in der Elektrotechnik verwendet ? Antwort • Quecksilberdampflampen erstellt: kVal 305 • • Leuchtstofflampen Schaltwippen Frage 15 Aus welchem Werkstoff werden Glühwendel von Glühlampen hergestellt und warum ? Antwort aus Wolfram weil der Schmelzpunkt bei ca. 3400° C liegt Frage 16 Welche Werkstoffe verwendet man zur Herstellung von Schichtwiderständen und wo werden diese bevorzugt angewendet ? Antwort • • • Kohle (Unterhaltungselektronik, große Toleranzen) Metalloxyde oder Edelmetalle z.B. Platin (Präzisionswiderstände, Messzwecke) Frage 17 Warum werden Widerstandsdrähte fallweise (z.B. bei Schleifwiderständen) mit einer Isolierschicht versehen ? Antwort um einen Windungsschluss zwischen benachbarten Drahtwindungen zu verhindern Frage 18 Was versteht man unter Korrosion ? Antwort • • unter Korrosion versteht man den Zerfallsprozess, der auf der Materialoberfläche beginnt dieser kann rein chemisch ablaufen oder durch elektrischen Strom unterstützt werden erstellt: kVal 306 Frage 19 Wie entsteht Rost ? Antwort • • • Rost entsteht durch die chemische Korosion von Eisen der Luftsauerstoff verbindet sich unter Mitwirkung von Wasser mit der Eisenoberfläche zu einer harten, porösen Schicht die Rostschicht blättert ab und das Material wird dabei zerstört Frage 20 Sind auch bei anderen Metallen (ausser Eisen) Korrosionsvorgänge zu beobachten ? Antwort • • ja sie bilden jedoch keinen Rost, sondern andere metallspezifische Oxidschichten Frage 21 Unter welchen Voraussetzungen tritt elektrochemische Korrosion durch Elementbildung auf und durch welche Verfahren kann diese Korrosion verhindert werden ? Nenne mind. 3 Beispiele Antwort Voraussetzung: zwei verschiedene Metalle und Elektrolyt (z.B. Verschmutzung und Feuchtigkeit) Verhinderung durch: • • • • bei Schraubverbindungen gleiches Metall verwenden geschützte Schraubverbindungen (isolierende Zwischenlage) geeignete Übergangsklemmen verwenden Schutzüberzüge aus Metall (z.B. Zink oder Zinn auf Stahl) Frage 22 Zwei Aluminiumbleche, die der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind, werden durch Kupfernieten verbunden. erstellt: kVal 307 Die Verbindung wurde in kurzer Zeit zerstört. Was war die Ursache ? Antwort • • • chemisches Element unedleres Metall wird zerfressen laut Spannungsreihe: Cu +0,34V, Alu -1,67V = ca. 2V Frage 23 Was bildet sich bei Kupfer an der Oberfläche nach dem Einwirken von Luft und Säure ? Antwort • • bei Luft Patina (Edelrost) (rotbraun bis bläulich-grün) und bei Säure Grünspan (giftig) Frage 24 Auf welche Arten können Oberflächen von Metallen gegen Korrosion geschützt werden ? Nenne 5 Beispiele. Antwort • • • • • • • • verzinken galvanisieren eloxieren beschichten lackieren oxydieren einfetten einölen Frage 25 Was sind die gebräuchlichsten Kunststoffe ? Antwort Kunststoffe werden synthetisch ode rdurch chemische Verfahren aus Naturstoffen, z.B. Erdöl, hergestellt. Kunststoffe werden nach ihren Eigenschaften eingeteilt: erstellt: kVal 308 Thermoplaste: • • • sehr weich und nicht wärmebeständig warm verformbar schweißbar Duroplaste: • • • gut mechanisch bearbeitbar sehr fest und wärmebeständig nicht verformbar • nicht schweißbar Elastomere • • • umgangssprachlich Gummi haben elastische Eigenschaften Styrol-Butadien-, Chloropren-, Silikon- und Butadien-Kautschuk sind synthetisch hergestellte Elastomere zur Isolierung von Leitungen und Steckvorrichtungen Frage 26 Nenne die wichtigsten Isolierstoffe, die in der Elektrotechnik verwendet werden. Antwort • • • • • • • • • verschiedene Kunststoffe (Thermoplaste und Duroplaste) keramische Werkstoffe Pertinax Porzellan Steatit Glimmer Papier Öl Gummi Frage 27 Welche Eigenschaften sollten Isolierstoffe besitzen ? Antwort • der spezifische Durchgangswiderstand erstellt: kVal 309 • • • • der Oberflächenwiderstand die Lichtbogenfestigkeit die Kriechstromfestigkeit die Durchschlagfestigkeit Frage 28 Welchen Vorteil hat die Silikon-Isolierung gegenüber der PVC-Isolierung von Kabeln ? Antwort • • • hohe Wärmebeständigkeit geschmeidiger bei Kälte und Wärme flexibler Frage 29 Nenne mindestens 3 hitzebeständige Isolierstoffe, die in der Elektrotechnik verwendet werden ! Antwort • • • • • • Porzellan Steatit Glimmer Silikon keramische Werkstoffe Teflon Frage 30 Welchen Vorteil bringt die Einarbeitung von Textil- oder Glasfasern in Schichtpressstoffe und welche Handelsbezeichnung haben sie ? Nenne mind. 2 Beispiele Antwort • • höhere mechanische Festigkeit und Elastizität (kleinere Bruchgefahr) besser spanabhebend bearbeitbar • • • Schichtpressstoffe: Vetrasit (Glasfaserstoff) Karbon (Kohlefaserstoff) Pertinax (Kartonfaserstoff) erstellt: kVal 310 • Geax (Textilfaserstoff) Frage 31 Nenne flüssige und gasförmige Isolierstoffe Antwort flüssige Isolierstoffe • • • • • flüssige und wachsartige Stoffe Vaseline Paraffine Bitumen zur Isolierung und Tränkung von Papier und Gweben und als Vergussmasse Isolieröle • • • die Isolation verbessern schädliche Hohlräume ausfüllen Verlustwärme abführen Silikonöle • • • • als Isolieröl in Transformatoren und Schaltgeräten klar, farblos, geruchslos bis -50°C flüssig kein Verharzen gasförmige Isolierstoffe • in der Hochspannungstechnik verwendet • • • • • • • • natürliche Gase Luft Stickstoff Wasserstoff synthetische Gase Schwefelhexafluorid Tetrafluormethan Trichlorfluormethan Frage 32 erstellt: kVal 311 Wo werden in der Elektrotechnik Isolieröle verwendet und warum ? Antwort Verwendung: • • Netztransformatoren Erdkabel Gründe: • • zur Kühlung Isolierung Frage 33 Warum werden Elektrobleche ein- oder doppelseitig mit einer Papier-, Lack- oder Oxydschicht versehen ? Antwort • • kleinere Wirbelstromverluste Isolation Frage 34 Was sind Hilfsstoffe ? Antwort Hilfsstoffe sind • • • • Schmierstoffe Reinigungsmittel Schleifmittel Kühlschmiermittel Frage 35 Wie verhalten sich ferromagnetische Werkstoffe im Magnetfeld und nenne 2 derartige Stoffe. Antwort Verhalten und Wirkung erstellt: kVal 312 • • die Molekularmagnete werden ausgerichtet, wenn ein Magnetfeld einwirkt der Stoff wird magnetisch Beispiele • • • • Stahl Gusseisen Nickel Konalt 16.2 Bearbeitung Frage 0 Wie wird für das Kernloch von metrischen Gewinden bis etwa M10 der Bohrdurchmesser ermittelt und nenne Beispiele ? Antwort Gewindedurchmesser x 0,8 = Kernlochbohrer (je nach Stärke der Werkstücke eventuell Zugabe) Frage 1 Wie sind die Werkstücke auf der Bohrmaschine zu spannen ? Antwort • • die Werkstücke sind gegen verdrehen zu sichern (Schraubstock, Spannpratzen) zudem ist zu beachten, dass der Maschinentisch nicht beim Bohren beschädigt wird Frage 2 Worauf ist beim Bohren dünner Bleche besonders zu achten und warum ? Antwort • • • • Werkstück festspannen Maschinenschraubstock richtiger Bohrerschliff Blech auf ebener Unterlage erstellt: kVal 313 Frage 3 Was muss beim Bohren von Plexiglas beachtet werden ? Antwort • • • • mit hoher Drehzahl arbeiten kleiner Vorschub (wenig Druck) großer Keilwinkel des Bohrers (event. Schneidkanten des Bohrers anschleifen) Holzunterlage verwenden Frage 4 Welche Ursache liegt vor, wenn der Bohrdurchmesser etwas größer wird als der Durchmesser des verwendeten Bohrers ? Antwort einseitiger Schliff (ungleiche Schneidekanten) Frage 5 Welche Folgen zeigt ein schlecht oder einseitig geschärfter Bohrer ? Antwort • • er wird heiß und läuft dann blau an (Härtegradveränderung) Bohrungsübermaß 16.3 Werkzeuge, Maschinen Frage 0 Erkläre den Aufbau eines Spiralbohrers ! Antwort Erklärung Frage 1 erstellt: kVal 314 Beschreibe einige Schleiffehler beim Spiralbohrer und deren Ursache ! Antwort • • • ungleiche Spitzenwinkel ungleiche Schneidenlängen zuwenig oder kein Freiwinkel Frage 2 Nenne die wichtigsten Querschnittsformen von Feilen ! Antwort • • • • • Flachfeilen Halbrundfeilen Rundfeilen Dreikantfeilen Vierkantfeilen Frage 3 Wie lautet die Bezeichnung der Feilen nach der Zahnteilung ? Nenne 4 Beispiele Antwort • • • • • Schruppfeilen Bastardfeilen Halbschlichtfeilen Schlichtfeilen Doppelschlichtfeilen Frage 4 Wie und mit welchen Hilfsmitteln wird eine Feile gereinigt ? Antwort • • Messingblech oder Feilenbürste (nur in Richtung der Hiebe reinigen) Frage 5 erstellt: kVal 315 Welcher Unterschied besteht bei einer Feile für Aluminium gegenüber einer Feile für Stahlbearbeitung ? Antwort · Größe des Spanraumes bzw. der Hiebe · Art der Hiebe Frage 6 Welche Faustregel gilt bei der Auswahl der Sägeblätter ? Antwort grobe Zahnteilung: für weiche Werkstoffe und lange Schnittfugen feine Zahnteilung: für harte Werkstoffe und kurze Schnittfugen Frage 7 Warum werden Sägeblätter gewellt bzw. geschränkt ? Antwort damit sich das Sägeblatt freischneidet und nicht klemmt Frage 8 Was versteht man unter dem Begriff "Schnittgeschwindigkeit" beim Bohren, Drehen und Fräsen? Wie lautet die Maßeinheit ? Antwort • • Umfangsgeschwindigkeit des Bohrers, Fräsers oder Werkstückes Maßeinheit: m/min erstellt: kVal 316 Frage 9 Welcher Unterschied besteht zwischen Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl ? Antwort • • • Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der die Spanabnahme erfolgt sie ist abhängig von der Drehzahl und vom Durchmesser des Werkstückes (Drehen) oder des Werkzeuges (Bohren). da der jeweilige Durchmesser gegeben ist (Werkstück oder Bohrer), muss man die Drehzahl anpassen, um die richtige Schnittgeschwindigkeit zu erhalten Frage 10 Wo wird eine höhere Drehzahl verlangt, bei einem 4 mm oder bei einem 10 mm Bohrer ? Warum ? Antwort • • 4 mm die Schnittgeschwindigkeit muss bei beiden Bohrern gleich sein Frage 11 Nenne die Hauptteile einer Spitzendrehmaschine. Nenne 8 Beispiele. Antwort • • • • • • • • • • • • Antriebsmotor Spindelstock Spannfutter Werkzeugschlitten Reitstock Drehbankbett Support Leitspindel Zugspindel Schaltwelle Schlossplatte Vorschubgetriebe Frage 12 Was versteht man unter dem Begriff "Freiwinkel" beim Drehen ? erstellt: kVal 317 Antwort Winkel zwischen Schneidkante des Drehmeißels und dem Werkstück Frage 13 Welche Aufgabe hat die Leitspindel einer Drehbank ? Antwort • • kontinuierlicher Supportvorschub beim Gewindeschneiden die Leitspindel darf nicht zum Längsdrehen verwendet werden Frage 14 Worauf ist beim Spannen langer Stangen in Drehmaschinen zu achten ? Antwort • • • • gut festspannen aus der Spindel herausragendes Stück darf nicht zu lang sein und muss verkeilt oder im Rohr geführt werden abschranken Drehzahl nicht zu hoch Frage 15 Was unterscheidet Gegenlauffräsen vom Gleichlauffräsen ? Antwort Gegenlauffräsen: Die Drehrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung des Werkstückes sind entgegengesetzt Gleichlauffräsen: Die Drehrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung des Werkstückes sind gleich Frage 16 Welche Aufgaben haben Kühlschmiermittel ? erstellt: kVal 318 Nenne 4 Beispiele. Antwort • • • • • Verminderung von Reibung Abfuhr von Wärme Abfuhr von Fremdstoffen und Spänen Erhöhung der Standfestigkeit der Werkzeuge Oberflächenverbesserung Frage 17 Was ist beim Umgang mit Sauerstoffarmatur und Fett besonders zu beachten und begründe dies ? Antwort • • NICHT mit Fett in Berührung bringen! Explosionsgefahr! 16.4 Verschiedenes Frage 0 Nenne den Unterschied zwischen Messen und Prüfen bei der Metallbearbeitung. Antwort Messen ist das Vergleichen einer Länge oder eines Winkels mit einem Messgerät. Das Ergebnis ist der Messwert Prüfen ist das Vergleichen mit einer Lehre Frage 1 Nenne einige Messwerkzeuge bei der Metallbearbeitung Antwort erstellt: kVal 319 • • • • Messschieber Messschrauben Messuhren Winkelmesser erstellt: kVal 320
