Λύσεις — Κεφάλαιο 7 · Βασικές Εφαρμογές Αυτοματισμών (Ερωτήσεις, σελ. 300) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ ΤΟΜΟΣ Α΄ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 7 · Βασικές Εφαρμογές Αυτοματισμών (Ερωτήσεις, σελ. 300)

Απαντήσεις στις Ερωτήσεις του βιβλίου για τις βασικές εφαρμογές αυτοματισμού (αριθμητικά επαληθευμένα με κώδικα).

Πού Υ-Δ

Ερώτηση: Σε ποιους τριφασικούς κινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα χρησιμοποιείται αυτόματος διακόπτης αστέρα-τριγώνου;

Απάντηση:

• Σε κινητήρες μεγάλης ισχύος που ξεκινούν αφόρτιστοι ή ελαφρά φορτισμένοι, ώστε να περιοριστεί το μεγάλο ρεύμα εκκίνησης (που θα δημιουργούσε πτώσεις τάσης/καταπόνηση).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε κινητήρες μεγάλης ισχύος με εκκίνηση χωρίς/με ελαφρύ φορτίο (μείωση ρεύματος εκκίνησης).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: μεγάλη ισχύς + εκκίνηση αφόρτιστη + μείωση ρεύματος.

Υλικά αυτόματου Υ-Δ

Ερώτηση: Ποια υλικά περιλαμβάνει ένας αυτόματος αστέρα-τριγώνου με χειρισμό από μπουτόν;

Απάντηση:

• Γενικός διακόπτης Q1, ασφάλειες, τρεις ηλεκτρονόμοι ισχύος: κύριος Κ1Μ, τριγώνου Κ2Μ, αστέρα Κ3Μ (Κ2Μ & Κ3Μ μανδαλωμένοι), θερμικό υπερφόρτισης, χρονικό (μετάβαση Υ→Δ), μπουτόν START/STOP, λυχνίες ένδειξης, αγωγοί.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Q1, ασφάλειες, τρεις ηλεκτρονόμοι Κ1Μ/Κ2Μ/Κ3Μ (μανδαλωμένοι Κ2Μ/Κ3Μ), θερμικό, χρονικό, μπουτόν, λυχνίες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: τρεις ηλεκτρονόμοι + χρονικό + μανδάλωση.

Ρύθμιση θερμικού Υ-Δ (0,58·Ιον)

Ερώτηση: Σε ποια ένταση ρυθμίζεται το θερμικό υπερφόρτισης ενός αυτόματου διακόπτη αστέρα-τριγώνου;

Λύση:

• Στο 0,58 του ονομαστικού ρεύματος του κινητήρα: \( I_{ρύθ}=0{,}58\cdot I_{ον}=I_{ον}/\sqrt{3} \).
• Ο λόγος: το θερμικό βρίσκεται στον κλάδο των τυλιγμάτων και διαρρέεται από το φασικό ρεύμα, που στη σύνδεση τριγώνου είναι \( I_{φ}=I_{ον}/\sqrt{3}\approx 0{,}58\,I_{ον} \) (αφού \( 1/\sqrt{3}=0{,}577 \)).

Απάντηση: Στο 0,58·Ιον (= Ιον/√3), γιατί το θερμικό διαρρέεται από το φασικό ρεύμα των τυλιγμάτων.

Πρόσεξε:

• Επαληθεύτηκε με κώδικα: 1/√3 = 0,577 ≈ 0,58.
• Κριτήριο: 0,58·Ιον + αιτιολόγηση (φασικό ρεύμα).

Τι είναι οι διακόπτες ελέγχου ροής

Ερώτηση: Τι είναι οι διακόπτες ελέγχου ροής;

Απάντηση:

• Συσκευές που ανιχνεύουν την παρουσία ή απουσία ροής νερού/αέρα/ρευστού σε δίκτυο σωληνώσεων· συνδέονται σε σειρά στον σωλήνα και δίνουν ηλεκτρική εντολή ανάλογα με τη ροή (π.χ. προστασία αντλίας από ξηρή λειτουργία).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διακόπτες που ανιχνεύουν παρουσία/απουσία ροής ρευστού σε σωλήνα (σε σειρά).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ανίχνευση ροής + σε σειρά στον σωλήνα.

Κατασκευή/λειτουργία διακόπτη ροής

Ερώτηση: Περιγράψτε την κατασκευή & λειτουργία ενός συνηθισμένου διακόπτη ελέγχου ροής.

Απάντηση:

• Έχει ένα πτερύγιο/έλασμα (paddle) που εισέρχεται στον σωλήνα. Όταν υπάρχει ροή, το ρευστό σπρώχνει το πτερύγιο, το οποίο μέσω μηχανισμού ενεργοποιεί μια ηλεκτρική επαφή (μεταγωγική).
• Όταν η ροή σταματήσει, το πτερύγιο επανέρχεται (ελατήριο) και η επαφή επιστρέφει στην ηρεμία.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πτερύγιο μέσα στον σωλήνα που, όταν το σπρώχνει η ροή, ενεργοποιεί επαφή· επαναφορά χωρίς ροή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: πτερύγιο + ροή → επαφή.

Πότε ηλεκτρονικοί διακόπτες στάθμης

Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις ελέγχου στάθμης αγώγιμων υγρών συνιστάται η χρήση ηλεκτρονικών διακοπτών στάθμης;

Απάντηση:

• Όταν το υγρό είναι αγώγιμο (π.χ. νερό) και χρειάζεται αξιόπιστος έλεγχος χωρίς κινούμενα μηχανικά μέρη — έλεγχος μίας ή δύο στάθμων (π.χ. αυτόματο γέμισμα/άδειασμα δεξαμενής, προστασία αντλίας).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για αγώγιμα υγρά (νερό), όπου θέλουμε αξιόπιστο έλεγχο χωρίς κινούμενα μέρη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: αγώγιμο υγρό + χωρίς κινούμενα μέρη.

Κατασκευή ηλεκτρονικού διακόπτη στάθμης

Ερώτηση: Περιγράψτε την κατασκευή ενός ηλεκτρονικού διακόπτη ελέγχου στάθμης.

Απάντηση:

• Αποτελείται από τη συσκευή ελέγχου (ηλεκτρονικό κύκλωμα με μικροηλεκτρονόμο εξόδου) και ένα έως τρία ηλεκτρόδια τοποθετημένα στη δεξαμενή.
• Όταν το αγώγιμο υγρό γεφυρώνει το ηλεκτρόδιο αναφοράς με ένα ηλεκτρόδιο στάθμης, το κύκλωμα αποκτά συνέχεια και ο μικροηλεκτρονόμος αλλάζει κατάσταση (εντολή).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Συσκευή ελέγχου (ηλεκτρονικό + μικροηλεκτρονόμος) + 1-3 ηλεκτρόδια· το υγρό γεφυρώνει τα ηλεκτρόδια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: συσκευή ελέγχου + ηλεκτρόδια + αρχή αγωγιμότητας.

Ηλεκτρόδια για δύο θέσεις

Ερώτηση: Πόσα ηλεκτρόδια απαιτούνται για έλεγχο δύο θέσεων της στάθμης; Πού τοποθετούνται;

Λύση:

• Τρία (3) ηλεκτρόδια: Ε1 στο ύψος της ανώτερης στάθμης (ΜΑΧ), Ε2 στο ύψος της κατώτερης στάθμης (ΜΙΝ) και Ε3 (αναφοράς) προς τον πυθμένα (πάντα μέσα στο υγρό).

Απάντηση: Τρία ηλεκτρόδια: Ε1 (ανώτερη), Ε2 (κατώτερη), Ε3 (αναφοράς, στον πυθμένα).

Πρόσεξε:

• Ακριβές πλήθος & θέσεις από το βιβλίο (σχ.7.13).

Ηλεκτρόδια για μία θέση

Ερώτηση: Πόσα ηλεκτρόδια απαιτούνται για έλεγχο μίας θέσης της στάθμης; Πού τοποθετούνται;

Λύση:

• Δύο (2) ηλεκτρόδια: Ε1 στο ύψος της επιθυμητής στάθμης & Ε3 (αναφοράς) στον πυθμένα της δεξαμενής.

Απάντηση: Δύο ηλεκτρόδια: Ε1 στην επιθυμητή στάθμη & Ε3 (αναφοράς) στον πυθμένα.

Πρόσεξε:

• Ακριβές πλήθος & θέσεις από το βιβλίο.

Πλωτήρας — πότε ΚΑΙ πλεονεκτήματα

Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις συνιστάται ο διακόπτης στάθμης τύπου πλωτήρα; Ποια τα πλεονεκτήματά του;

Απάντηση:

• Συνιστάται για έλεγχο στάθμης υγρών γενικά, ιδίως μη αγώγιμων (λάδι, καύσιμα) όπου δεν λειτουργεί ο ηλεκτρονικός (με ηλεκτρόδια).
• Πλεονεκτήματα: απλός, αξιόπιστος, χωρίς ηλεκτρονικά, ανεξάρτητος από την αγωγιμότητα του υγρού, χαμηλό κόστος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για υγρά (& μη αγώγιμα)· πλεον.: απλός, αξιόπιστος, χωρίς ηλεκτρονικά, ανεξάρτητος αγωγιμότητας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: μη αγώγιμα υγρά + ≥2 πλεονεκτήματα.

Πρόβλημα — προσωρινός περιορισμός ροής

Ερώτηση: Σχ.7.11 (με χρονικό): προσωρινός περιορισμός ροής μικρότερης διάρκειας από τον χρόνο του χρονικού. Τι αποτέλεσμα; Και αν ήταν το σχ.7.10 (χωρίς χρονικό);

Λύση:

• Σχ.7.11 (με χρονικό καθυστέρησης): ο περιορισμός ροής διαρκεί λιγότερο από τον ρυθμισμένο χρόνο του χρονικού → το χρονικό δεν προλαβαίνει να «ωριμάσει»/δράσει → το αντλητικό συγκρότημα συνεχίζει κανονικά τη λειτουργία του (το χρονικό «αγνοεί» τις σύντομες, παροδικές διακυμάνσεις ροής — αποφυγή περιττών διακοπών).
• Σχ.7.10 (χωρίς χρονικό): ο διακόπτης ροής θα δρούσε αμέσως μόλις χαθεί/περιοριστεί η ροή → η αντλία θα σταματούσε άμεσα ακόμη και για την παροδική διαταραχή (ανεπιθύμητη διακοπή).

Απάντηση: Με χρονικό: η σύντομη διαταραχή αγνοείται, η αντλία συνεχίζει. Χωρίς χρονικό: η αντλία σταματά αμέσως.

Πρόσεξε:

• Βασίζεται στα σχ.7.10/7.11 — ρόλος του χρονικού ως «φίλτρο» παροδικών διακυμάνσεων.
• Κριτήριο: σύγκριση με/χωρίς χρονικό.