Λύσεις — Κεφάλαιο 3 · Ηλεκτρονόμοι – Μνήμη (Ερωτήσεις, σελ. 120) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΜΟΣ Α΄ Β΄ ΕΠΑΛ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΜΟΣ Α΄ Β΄ ΕΠΑΛ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΜΟΣ Α΄ Β΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 3 · Ηλεκτρονόμοι – Μνήμη (Ερωτήσεις, σελ. 120) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΜΟΣ Α΄ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 3 · Ηλεκτρονόμοι - Μνήμη (Ερωτήσεις, σελ. 120)

Απαντήσεις στις Ερωτήσεις του βιβλίου για τους ηλεκτρονόμους & τη μνήμη ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Τι είναι/σκοποί ηλεκτρονόμων

Ερώτηση: Τι είναι οι ηλεκτρονόμοι; Ποιους σκοπούς εξυπηρετούν;

Απάντηση:

Οι ηλεκτρονόμοι είναι διακόπτες που κλείνουν ή ανοίγουν όταν τους δοθεί ηλεκτρική εντολή. Υπάρχουν ηλεκτρονόμοι με ηλεκτρομαγνήτη και ηλεκτρονόμοι ημιαγωγών.
Με τη βοήθειά τους και τη χρήση αισθητήρων, μεταβολές φυσικών μεγεθών (θερμοκρασίας, πίεσης κ.λπ.), της στάθμης υγρών και της θέσης σωμάτων χρησιμοποιούνται για την ενεργοποίηση καταναλώσεων χωρίς παρέμβαση του ανθρώπου (αυτόματα συστήματα).
Επιτρέπουν τον έλεγχο μεγάλων ποσοτήτων ισχύος με πολύ μικρή ισχύ (για τον ηλεκτρομαγνήτη ή το κύκλωμα εισόδου), κάτι ιδιαίτερα σημαντικό στον χειρισμό από απόσταση (τηλεχειρισμό).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διακόπτες που ανοίγουν/κλείνουν με ηλεκτρική εντολή· εξυπηρετούν τα αυτόματα συστήματα (μαζί με αισθητήρες) και τον έλεγχο μεγάλης ισχύος με μικρή ισχύ, π.χ. στον τηλεχειρισμό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ορισμός + αυτόματη λειτουργία + έλεγχος μεγάλης ισχύος με μικρή ισχύ.

Βασικά μέρη

Ερώτηση: Ποια είναι τα βασικά μέρη ενός ηλεκτρονόμου με ηλεκτρομαγνήτη;

Απάντηση:

Πηνίο, σταθερό μέρος του σιδηρομαγνητικού υλικού (πυρήνας), κινητό μέρος (οπλισμός), ελατήρια επαναφοράς, σταθερά και κινητά μέρη των ηλεκτρικών επαφών, στέλεχος που φέρει τα κινητά μέρη των επαφών, δείκτης κατάστασης, δακτυλίδια απόκλισης φάσεων και εξωτερικό περίβλημα από μονωτικό υλικό.
Συνοπτικά, τα βασικά μέρη είναι το πηνίο, οι ηλεκτρικές επαφές και το σιδηρομαγνητικό υλικό του μαγνητικού κυκλώματος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πηνίο, πυρήνας και οπλισμός (σιδηρομαγνητικό υλικό), ελατήρια επαναφοράς, ηλεκτρικές επαφές (σταθερά και κινητά μέρη), στέλεχος, δείκτης κατάστασης, δακτυλίδια απόκλισης φάσεων, περίβλημα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ≥4 βασικά μέρη.

Λειτουργία

Ερώτηση: Περιγράψτε τη λειτουργία ενός ηλεκτρονόμου με ηλεκτρομαγνήτη.

Απάντηση:

Όταν διεγείρεται το πηνίο, το μαγνητικό πεδίο έλκει τον οπλισμό, ο οποίος μετακινεί τις επαφές: οι NO κλείνουν, οι NC ανοίγουν.
Με διακοπή του ρεύματος, τα ελατήρια επαναφέρουν τον οπλισμό & τις επαφές στην ηρεμία.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διέγερση πηνίου → έλξη οπλισμού → NO κλείνουν/NC ανοίγουν· διακοπή → ελατήρια επαναφέρουν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: μαγνητική έλξη + κίνηση επαφών + επαναφορά.

Κατηγορίες κατά προορισμό

Ερώτηση: Ποιες είναι οι κατηγορίες των ηλεκτρονόμων ανάλογα με τον προορισμό τους;

Απάντηση:

Ηλεκτρονόμοι ισχύος (τροφοδοσία καταναλώσεων ισχύος) και βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι (κύκλωμα ελέγχου/λογική).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ισχύος & βοηθητικοί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: και οι δύο κατηγορίες.

Πού χρησιμοποιούνται οι ισχύος

Ερώτηση: Πού χρησιμοποιούνται οι ηλεκτρονόμοι ισχύος;

Απάντηση:

Για να τροφοδοτηθούν οι ηλεκτρικές καταναλώσεις ενός αυτόματου συστήματος που απαιτούν σημαντική ή μεγάλη ηλεκτρική ισχύ, όπως ηλεκτροκινητήρες, ωμικές ηλεκτρικές αντιστάσεις κ.λπ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για την τροφοδοσία καταναλώσεων σημαντικής ή μεγάλης ισχύος (κινητήρες, ωμικές αντιστάσεις κ.λπ.).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: καταναλώσεις σημαντικής/μεγάλης ισχύος.

Πού χρησιμοποιούνται οι βοηθητικοί

Ερώτηση: Πού χρησιμοποιούνται οι βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι;

Απάντηση:

Για να τροφοδοτηθούν στοιχεία ενός αυτόματου συστήματος που απαιτούν μικρή ηλεκτρική ισχύ, όπως πηνία ηλεκτρονόμων ισχύος, πηνία άλλων βοηθητικών ηλεκτρονόμων, ενδεικτικές λυχνίες, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες κ.λπ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για την τροφοδοσία στοιχείων μικρής ισχύος: πηνία ηλεκτρονόμων, ενδεικτικές λυχνίες, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: στοιχεία μικρής ισχύος + παραδείγματα.

Κατηγορίες ισχύος κατά κατασκευή

Ερώτηση: Ποιες είναι οι κατηγορίες των ηλεκτρονόμων ισχύος ανάλογα με την κατασκευή τους;

Απάντηση:

Ηλεκτρονόμοι ισχύος με ηλεκτρομαγνήτη και ηλεκτρονόμοι ισχύος ημιαγωγών (χωρίς κινητά μέρη· η τροφοδοσία του φορτίου αποκαθίσταται και διακόπτεται με ημιαγώγιμα στοιχεία).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με ηλεκτρομαγνήτη και ημιαγωγών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: και οι δύο τύποι κατασκευής.

Κατηγορίες βοηθητικών κατά κατασκευή

Ερώτηση: Ποιες είναι οι κατηγορίες των βοηθητικών ηλεκτρονόμων ανάλογα με την κατασκευή τους;

Απάντηση:

Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι με κατασκευή ίδια με αυτή των μικρών ηλεκτρονόμων ισχύος.
Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι τύπου λυχνίας: τα άκρα του πηνίου και των επαφών καταλήγουν σε περόνες ή ελάσματα και χρειάζονται ειδική βάση στήριξης (γρήγορη αντικατάσταση χωρίς επέμβαση στις καλωδιώσεις).
Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι τυπωμένου κυκλώματος ή μικροηλεκτρονόμοι.
Βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι ημιαγωγών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τέσσερις κατηγορίες: ίδιας κατασκευής με τους μικρούς ηλεκτρονόμους ισχύος, τύπου λυχνίας (σε βάση), τυπωμένου κυκλώματος (μικροηλεκτρονόμοι), ημιαγωγών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: και οι τέσσερις κατηγορίες.
Διαφέρει από την ερώτηση 7: οι ηλεκτρονόμοι ισχύος έχουν μόνο δύο κατηγορίες κατασκευής.

Κατηγορίες επαφών ισχύος

Ερώτηση: Ποιες οι κατηγορίες των ηλεκτρικών επαφών ενός ηλεκτρονόμου ισχύος; (ονομασίες, σύμβολα, χαρακτηρισμός)

Απάντηση:

Κύριες επαφές ή επαφές ισχύος: μεταφέρουν τα μεγάλα ρεύματα των καταναλώσεων· είναι ανοικτές όταν ο ηλεκτρονόμος είναι απενεργοποιημένος. Χαρακτηρίζονται με μονοψήφιους αριθμούς 1-2, 3-4, 5-6 ή L1-T1, L2-T2, L3-T3 (τέταρτη κύρια επαφή: 7-8 ή L4-T4· παλαιότερα R-U, S-V, T-W).
Βοηθητικές επαφές: μικρή ικανότητα ρεύματος (2-5 A), χαρακτηρίζονται με δύο διψήφιους αριθμούς· το ψηφίο των δεκάδων δείχνει τη θέση της επαφής και τα ψηφία των μονάδων το είδος της:
– «κανονικά κλειστές» (NC, επαφές ηρεμίας): μονάδες 1-2, π.χ. 21-22·
– «κανονικά ανοικτές» (NO, επαφές εργασίας): μονάδες 3-4, π.χ. 13-14·
– «καθυστερημένες ηρεμίας»: μονάδες 5-6, π.χ. 45-46·
– «πρόωρες εργασίας»: μονάδες 7-8, π.χ. 37-38.
Τα σύμβολά τους δίνονται στο σχήμα 3.6 του βιβλίου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Κύριες (1-2, 3-4, 5-6 ή L1-T1…) και βοηθητικές: NC (..1-..2), NO (..3-..4), καθυστερημένες ηρεμίας (..5-..6), πρόωρες εργασίας (..7-..8).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: κύριες + τέσσερα είδη βοηθητικών με τον χαρακτηρισμό τους.

Τάσεις πηνίων AC

Ερώτηση: Ποιες είναι οι πιο συνηθισμένες τιμές για τις ονομαστικές τάσεις των πηνίων των ηλεκτρονόμων ισχύος, όταν αυτά λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα;

Λύση:

Πιο συνηθισμένες: 24 V, 42 V, 110 V, 220 V και 380 V.
Άλλες τιμές που υπάρχουν: 48 V, 60 V, 220-230 V, 240 V, 440 V, 660 V.

Απάντηση: 24, 42, 110, 220, 380 V (AC).

Πρόσεξε:

Τιμές αυτούσιες από το βιβλίο.

Τάσεις πηνίων DC

Ερώτηση: Ποιες είναι οι τιμές για τις ονομαστικές τάσεις των πηνίων των ηλεκτρονόμων ισχύος, όταν αυτά λειτουργούν με συνεχές ρεύμα;

Λύση:

DC: 12, 24, 42, 48, 50, 60, 75, 110, 125, 220, 250 V.

Απάντηση: 12, 24, 42, 48, 50, 60, 75, 110, 125, 220, 250 V (DC).

Πρόσεξε:

Τιμές αυτούσιες από το βιβλίο.

Κατηγορίες χρήσης κύριων επαφών AC

Ερώτηση: Ποιες είναι οι πιο χαρακτηριστικές κατηγορίες χρήσης των κύριων επαφών των ηλεκτρονόμων ισχύος για καταναλώσεις εναλλασσόμενου ρεύματος;

Λύση:

AC-1: ωμικές καταναλώσεις, αντιστάσεις θέρμανσης, ελαφρώς επαγωγικές καταναλώσεις (συνφ = 0,95).
AC-2: δακτυλιοφόροι κινητήρες: εκκίνηση, γρήγορο φρενάρισμα, αλλαγή της φοράς περιστροφής εν κινήσει.
AC-3: κινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα: εκκίνηση, απόζευξη κατά τη λειτουργία.
AC-4: κινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα: εκκίνηση, γρήγορο φρενάρισμα, αλλαγή της φοράς περιστροφής εν κινήσει, επανειλημμένες εκκινήσεις - σταματήματα σε μικρό χρονικό διάστημα.
AC-5a: λαμπτήρες εκκένωσης.
AC-6a: μετασχηματιστές.
AC-6b: συστοιχίες πυκνωτών.

Απάντηση: AC-1, AC-2, AC-3, AC-4, AC-5a, AC-6a, AC-6b (από τις 12 συνολικά κατηγορίες).

Πρόσεξε:

Οι καταπονήσεις των κύριων επαφών για AC έχουν ομαδοποιηθεί σε 12 κατηγορίες· οι πιο χαρακτηριστικές είναι οι επτά παραπάνω.
Η AC-3 είναι η συνηθισμένη για κινητήρες με απλό ξεκίνημα και σταμάτημα.

Κατηγορίες χρήσης βοηθητικών επαφών AC

Ερώτηση: Ποιες είναι οι πιο χαρακτηριστικές κατηγορίες χρήσης των βοηθητικών επαφών των ηλεκτρονόμων ισχύος για καταναλώσεις εναλλασσόμενου ρεύματος;

Λύση:

AC-12: ωμικές καταναλώσεις ή καταναλώσεις στερεάς κατάστασης με γαλβανική απομόνωση με φωτοηλεκτρονικό στοιχείο.
AC-13: καταναλώσεις στερεάς κατάστασης με γαλβανική απομόνωση με μετασχηματιστή.
AC-14: μικρά ηλεκτρομαγνητικά φορτία, ισχύος ≤ 72 VA.
AC-15: ηλεκτρομαγνητικά φορτία ισχύος > 72 VA.

Απάντηση: AC-12, AC-13, AC-14, AC-15.

Πρόσεξε:

Ονομασίες αυτούσιες από το βιβλίο.

Στοιχεία παραγγελίας

Ερώτηση: Ποια είναι τα στοιχεία, που πρέπει να δοθούν, όταν δίνεται παραγγελία ενός ηλεκτρονόμου ισχύος;

Απάντηση:

Η ονομαστική τάση του δικτύου τροφοδοσίας του κυκλώματος ισχύος, η κατηγορία χρήσης του ηλεκτρονόμου και η ονομαστική του ισχύς.
Η ονομαστική τάση λειτουργίας του πηνίου του (μορφή, μέγεθος, συχνότητα δικτύου).
Το είδος και το πλήθος των βοηθητικών επαφών του.
Για ορισμένες εφαρμογές επίσης: η ηλεκτρική διάρκεια ζωής (συνολικός αριθμός κύκλων λειτουργίας) και η συχνότητα χειρισμών (κύκλοι ανά ώρα).
Παράδειγμα του βιβλίου: δίκτυο 380 V, AC-3, 11 kW, πηνίο 220 V AC 50 Hz, μία «κανονικά ανοικτή» και δύο «κανονικά κλειστές» βοηθητικές επαφές.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τάση δικτύου, κατηγορία χρήσης και ονομαστική ισχύς· τάση πηνίου (είδος ρεύματος, συχνότητα)· είδος και πλήθος βοηθητικών επαφών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: και οι τρεις βασικές ομάδες στοιχείων.

Σκοπός λυχνιών ένδειξης

Ερώτηση: Για ποιους σκοπούς χρησιμοποιούνται λυχνίες ένδειξης σε ένα σύστημα αυτοματισμού;

Απάντηση:

Για να δηλωθεί η κανονική λειτουργία μιας συνιστώσας του συστήματος (π.χ. ηλεκτροκινητήρα, ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας) ή για να δηλωθεί μια ανεπιθύμητη κατάσταση ή βλάβη.
Χρησιμοποιούνται ως αυτοτελείς μονάδες ή μαζί με μπουτόνς σε ενιαίο σύνολο (μπουτόν-λυχνία ένδειξης).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για ένδειξη κανονικής λειτουργίας μιας συνιστώσας ή ανεπιθύμητης κατάστασης/βλάβης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: κανονική λειτουργία + βλάβη.

Επαφές μπουτόν

Ερώτηση: Ποιες είναι οι κατηγορίες των ηλεκτρικών επαφών των μπουτόνς; (ονομασίες, σύμβολα, χαρακτηρισμός)

Απάντηση:

«Κανονικά ανοιχτές» (NO): ανοιχτές όταν δεν ασκείται δύναμη στο μηχανισμό· χαρακτηρίζονται με διψήφιους αριθμούς με μονάδες 3-4 (π.χ. 13-14, 23-24). Μπουτόν με τέτοια επαφή λέγεται και μπουτόν START.
«Κανονικά κλειστές» (NC): κλειστές όταν δεν ασκείται δύναμη· μονάδες 1-2 (π.χ. 11-12, 21-22). Μπουτόν με τέτοια επαφή λέγεται και μπουτόν STOP.
Το ψηφίο των δεκάδων δηλώνει τον αύξοντα αριθμό της επαφής· το μπουτόν χαρακτηρίζεται Si (i = 1, 2, 3…). Οι επαφές είναι στιγμιαίας ενεργοποίησης (ελατήρια τις επαναφέρουν). Τα σύμβολα δίνονται στο σχήμα 3.13.

Σύνοψη: (ενδεικτική) «Κανονικά ανοιχτές» (..3-..4, μπουτόν START) και «κανονικά κλειστές» (..1-..2, μπουτόν STOP), στιγμιαίας ενεργοποίησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: NO & NC + στιγμιαία λειτουργία.

Επαφή αυτοσυγκράτησης

Ερώτηση: Τι είναι η επαφή «αυτοσυγκράτησης» ενός ηλεκτρονόμου και ποιο σκοπό εξυπηρετεί;

Απάντηση:

Μια κανονικά ανοικτή βοηθητική επαφή του ίδιου ηλεκτρονόμου, συνδεδεμένη παράλληλα με το μπουτόν START.
Μόλις ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρονόμος, η επαφή κλείνει και συνεχίζει να τροφοδοτεί το πηνίο ακόμη κι όταν αφεθεί το START — έως ότου πιεστεί το STOP.
Σκοπός: δίνει «μνήμη» στο κύκλωμα (κρατά τη λειτουργία).

Σύνοψη: (ενδεικτική) ΝΟ βοηθητική επαφή παράλληλα στο START που κρατά ενεργό το πηνίο — «μνήμη» του κυκλώματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ΝΟ επαφή ‖ START + ρόλος μνήμης.

Γιατί μπουτόν ΚΑΙ όχι διακόπτες

Ερώτηση: Γιατί χρησιμοποιούνται μπουτόνς για το χειρισμό βιομηχανικών ηλεκτρικών καταναλώσεων και δεν χρησιμοποιούνται απλοί διακόπτες;

Απάντηση:

Ασφάλεια μετά από διακοπή τάσης: με μπουτόν και κύκλωμα αυτοσυγκράτησης, αν διακοπεί και επανέλθει η τάση ενώ η εγκατάσταση λειτουργούσε, η κατανάλωση δεν ξαναλειτουργεί μόνη της (απαιτείται νέα πίεση του START). Με απλό διακόπτη δύο καταστάσεων θα ξεκινούσε αμέσως μόλις επανέλθει η τάση, εκτός αν ο χειριστής θυμηθεί να τον ανοίξει.
Απλούστερα κυκλώματα: σε πολλές περιπτώσεις η επιθυμητή λειτουργία επιτυγχάνεται με απλούστερα κυκλώματα και λιγότερα υλικά όταν η εντολή είναι στιγμιαία (μπουτόν) και όχι μόνιμη (διακόπτης).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για ασφαλέστερη λειτουργία όταν επανέρχεται η τάση μετά από διακοπή και για απλούστερα κυκλώματα με λιγότερα υλικά.

Κριτήρια αξιολόγησης: