Λύσεις — Ενότητα 4.2: Α.Τ.Κ. με βραχυκυκλωμένο δρομέα (σελ. 251-253) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Ενότητα 4.2: Α.Τ.Κ. με βραχυκυκλωμένο δρομέα (σελ. 251-253) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Ενότητα 4.2: Α.Τ.Κ. με βραχυκυκλωμένο δρομέα (σελ. 251-253)

Λύσεις των 36 ερωτήσεων της ενότητας 4.2: 25 θεωρίας, 5 αριθμητικές και 6 πολλαπλής επιλογής.

Ερώτηση 1 — Πυρήνας/τύλιγμα του δρομέα Κ.Β.Δ.

Ερώτηση: Πώς είναι διαμορφωμένος ο πυρήνας του δρομέα κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα;

Απάντηση:

Ο δρομέας αποτελείται από πυρήνα από μαγνητικά ελάσματα (όπως ο στάτης) στερεωμένο στον άξονα, με αυλάκια στην περιφέρεια, μέσα στα οποία βρίσκεται το τύλιγμα κλωβού: μεταλλικές ράβδοι από χαλκό ή ορείχαλκο (στους μικρούς κινητήρες καθαρό αλουμίνιο χυτό μέσα στα αυλάκια), των οποίων τα άκρα βραχυκυκλώνονται από δύο δακτυλίδια βραχυκύκλωσης με συγκόλληση ή χύτευση (σχ. 4.17, σελ. 222). Ο δρομέας δεν συνδέεται ηλεκτρικά με κανένα άλλο τμήμα — το ρεύμα του είναι από επαγωγή. Ανάλογα με τη μορφή των αυλακιών το τύλιγμα είναι απλού κλωβού (απλά αυλάκια), διπλού κλωβού (διπλά αυλάκια) ή με βαθιά αυλάκια (σχ. 4.18)· οι κατασκευαστές μεταβάλλουν μέγεθος, μορφή και βάθος των αυλακιών (σχ. 4.19-4.20, με παρεμβολή χαλύβδινων ελασμάτων) για να ρυθμίσουν την αντίσταση/αντίδραση του δρομέα και άρα τη ροπή και το ρεύμα εκκίνησης (κλάσεις Α-Δ).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ελασματοποιημένος πυρήνας με αυλάκια, όπου βρίσκονται ράβδοι Cu/ορείχαλκου (ή χυτό Al) βραχυκυκλωμένες με δύο δακτυλίδια = κλωβός· απλού/διπλού κλωβού ή βαθιών αυλακιών· χωρίς ηλεκτρική σύνδεση, ρεύμα από επαγωγή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ράβδοι + δακτυλίδια + τύποι αυλακιών.

Ερώτηση 2 — Γιατί είναι πιο διαδεδομένος ο κινητήρας με βαθιά αυλάκια

Ερώτηση: Γιατί είναι πιο διαδεδομένος ο κινητήρας με βαθιά αυλάκια;

Απάντηση:

Ο κινητήρας απλού κλωβού έχει απλή κατασκευή, μικρό κόστος και καλό βαθμό απόδοσης, αλλά μεγάλο ρεύμα εκκίνησης με μικρή ροπή εκκίνησης — δυσμενείς συνθήκες εκκίνησης (πτώση τάσης στο δίκτυο, ταλαντώσεις σε διπλανές συσκευές), γι' αυτό περιορίζεται σε μικρές ισχείς. Στα βαθιά αυλάκια (όπως και στον διπλό κλωβό) οι ράβδοι είναι ψηλές και στενές: κατά την εκκίνηση (μεγάλη συχνότητα ρεύματος δρομέα) το ρεύμα, λόγω επιδερμικού φαινομένου/αντίδρασης σκέδασης, συγκεντρώνεται στο πάνω μέρος της ράβδου → μεγάλη ενεργός αντίσταση δρομέα → μεγάλη ροπή εκκίνησης και μικρό ρεύμα εκκίνησης· στην κανονική λειτουργία (μικρή συχνότητα ολίσθησης) το ρεύμα απλώνεται σε όλη τη ράβδο → μικρή αντίσταση, μικρή ολίσθηση και καλός βαθμός απόδοσης. Έτσι συνδυάζει την καλή εκκίνηση με την καλή λειτουργία, με απλούστερη και φθηνότερη κατασκευή από τον διπλό κλωβό — είναι οι κινητήρες κλάσης Β, που «αντικατέστησαν στη σύγχρονη τεχνολογία τους κινητήρες κλάσης Α, λόγω του χαμηλότερου ρεύματος εκκίνησης» (σελ. 223-224).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Γιατί συνδυάζει μικρό ρεύμα και μεγάλη ροπή εκκίνησης (μεγάλη ενεργός αντίσταση δρομέα στην εκκίνηση λόγω σκέδασης/επιδερμικού φαινομένου) με μικρή ολίσθηση και καλή απόδοση σε κανονική λειτουργία — απλή/φθηνή κατασκευή· κλάση Β που αντικατέστησε την Α.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μειονέκτημα απλού κλωβού + πώς το λύνουν τα βαθιά αυλάκια.

Ερώτηση 3 — Κινητήρας 380VΔ σε δίκτυο 220/380 V

Ερώτηση: Κινητήρας έχει ένδειξη 380VΔ. Μπορεί να συνδεθεί σε δίκτυο 220/380V; Σχήμα και εξήγηση.

Απάντηση:

Ναι. Η ένδειξη 380VΔ σημαίνει ότι κάθε φάση (πηνίο) του κινητήρα είναι κατασκευασμένη για 380 V και ότι με πολική τάση δικτύου 380 V ο κινητήρας συνδέεται σε τρίγωνο. Το δίκτυο Χ.Τ. της Δ.Ε.Η. 220/380 V έχει φασική τάση 220 V (φάση-ουδέτερος) και πολική 380 V (φάση-φάση). Άρα συνδέουμε τα τυλίγματα σε τρίγωνο: με λαμάκια U1-W2, V1-U2, W1-V2, και στους τρεις κόμβους τις γραμμές L1, L2, L3 — κάθε φάση βρίσκεται μεταξύ δύο γραμμών και δέχεται Uφ = Uπ = 380 V, ακριβώς την ονομαστική της (σελ. 226, σχ. 4.25 δεξιά/4.22β). Σχήμα: τρεις γραμμές L1, L2, L3 από πάνω· πινακίδα ακροδεκτών με δύο σειρές (W2 U2 V2 / U1 V1 W1)· τρία κατακόρυφα λαμάκια ενώνουν U1-W2, V1-U2, W1-V2· L1 → U1, L2 → V1, L3 → W1· σημειώνουμε 380 V μεταξύ γραμμών και 380 V στα άκρα κάθε πηνίου. (Δεν μπορεί να εκκινήσει με διακόπτη Υ-Δ σε αυτό το δίκτυο, εκτός αν είναι 380VΔ/660VY — γιατί σε αστέρα κάθε φάση θα έπαιρνε 220 V, που χρησιμοποιείται μόνο ως βήμα εκκίνησης· ένας κινητήρας 220VΔ/380VY αντίθετα συνδέεται μόνο σε αστέρα.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι — σε τρίγωνο (U1-W2, V1-U2, W1-V2, γραμμές στα U1 V1 W1): κάθε φάση δέχεται την πολική τάση 380 V του δικτύου = ονομαστική της· σχήμα με τρία λαμάκια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ναι + τρίγωνο + αιτιολόγηση + περιγραφή σχήματος.

Ερώτηση 4 — Λόγοι για διάταξη εκκίνησης· μέθοδοι εκκίνησης Κ.Β.Δ.

Ερώτηση: Ποιοι λόγοι επιβάλλουν την εκκίνηση των ασύγχρονων τριφασικών κινητήρων μέσω διάταξης εκκίνησης; Ποιοι μέθοδοι εκκίνησης ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα υπάρχουν;

Απάντηση:

Λόγοι (σελ. 228): κατά την εκκίνηση (s = 1) ο Κ.Β.Δ. απορροφά ρεύμα 4 έως 8 φορές το ονομαστικό, που προκαλεί στιγμιαία πτώση (βύθιση) τάσης στο δίκτυο, με επιπτώσεις στους άλλους καταναλωτές — προβλήματα σε κινητήρες (μείωση ροπής, ανατροπή), ηλεκτρονικά μηχανήματα, φωτισμό· κατά IEC η διακύμανση τάσης πρέπει να μείνει εντός 5 %, και η Δ.Ε.Η. ορίζει μέγιστο ρεύμα εκκίνησης (απευθείας εκκίνηση μόνο μέχρι ~1,5 PS). Επιπλέον: θερμική καταπόνηση των τυλιγμάτων, υπερδιαστασιολόγηση καλωδίων/ασφαλειών, μηχανικά κτυπήματα στη μετάδοση από την απότομη ροπή. Η διάταξη εκκίνησης μειώνει το ρεύμα εκκίνησης (με μειωμένη τάση ή προοδευτική τροφοδότηση).
Μέθοδοι εκκίνησης Κ.Β.Δ.: α) απευθείας εκκίνηση (τριπολικός διακόπτης, ≤ 1,5 PS)· β) με διακόπτη αστέρα-τριγώνου (Υ-Δ)· γ) με αντιστάσεις (ή στραγγαλιστικά πηνία) στον στάτη· δ) με αυτομετασχηματιστή· ε) με ηλεκτρονικό εκκινητή (θυρίστορ — soft starter) (σελ. 228-235).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Λόγοι: ρεύμα εκκίνησης 4-8·Ιον → βύθιση τάσης δικτύου (όριο 5 %), επιπτώσεις σε άλλους καταναλωτές, θερμική/μηχανική καταπόνηση· μέθοδοι: απευθείας, Υ-Δ, αντιστάσεις στον στάτη, αυτομετασχηματιστής, ηλεκτρονικός εκκινητής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Λόγοι + 5 μέθοδοι.

Ερώτηση 5 — Πότε εκκινεί απευθείας· χαρακτηριστικά

Ερώτηση: Πότε μπορεί να εκκινήσει απευθείας (χωρίς μέσο εκκίνησης) ένας ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του;

Απάντηση:

Απευθείας εκκίνηση (σύνδεση στο δίκτυο μέσω απλού τριπολικού διακόπτη, σχ. 4.22) επιτρέπεται σε κινητήρες μικρής ισχύος, μέχρι 1,5 PS (≈1,1 kW), ώστε το ρεύμα εκκίνησης να μην προκαλεί σημαντική πτώση τάσης· η Δ.Ε.Η. έχει εκδώσει οδηγία που προσδιορίζει το μέγιστο ρεύμα εκκίνησης για την περίπτωση αυτή (σελ. 228). Γενικότερα: όταν το δίκτυο είναι ισχυρό (μεγάλη ισχύς βραχυκύκλωσης) ώστε η βύθιση τάσης να μείνει < 5 % και όταν δεν υπάρχουν ευαίσθητοι καταναλωτές.
Χαρακτηριστικά λειτουργίας (σχ. 4.30): ρεύμα εκκίνησης Ιεκκ ≈ 6·Ιον — μεγάλο, δημιουργία πτώσης τάσης· ροπή εκκίνησης Τεκκ ≈ 1,5·Τον — μεγάλη, δυνατότητα εκκίνησης με φορτίο· απλός εξοπλισμός (φθηνός)· αδυναμία ρύθμισης των χαρακτηριστικών εκκίνησης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Απευθείας μόνο κινητήρες ≤ 1,5 PS (οδηγία Δ.Ε.Η. για μέγιστο ρεύμα εκκίνησης)· χαρακτηριστικά: Ιεκκ ≈ 6Ιον (πτώση τάσης), Τεκκ ≈ 1,5Τον (εκκίνηση με φορτίο), απλός εξοπλισμός, αδυναμία ρύθμισης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Όριο 1,5 PS + 4 χαρακτηριστικά.

Ερώτηση 6 — Εκκίνηση Υ-Δ: πώς γίνεται, ροπή-ένταση, προϋποθέσεις

Ερώτηση: Πώς γίνεται η εκκίνηση με διακόπτη αστέρα-τριγώνου; Πώς μεταβάλλεται η ροπή και η ένταση με αυτόν τον τρόπο εκκίνησης; Τι προϋποθέσεις πρέπει να πληρούνται για να μπορέσει ένας ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας βραχυκυκλωμένου δρομέα να εκκινήσει με διακόπτη αστέρα τριγώνου;

Απάντηση:

Πώς γίνεται (σελ. 229): με ειδικό χειροκίνητο ή αυτόματο διακόπτη Υ-Δ (σχ. 4.31) συνδεδεμένο στους έξι ακροδέκτες. Στην εκκίνηση ο διακόπτης στρέφεται στη θέση Υ: οι επαφές του ενώνουν τους W2, U2, V2 και ο στάτης συνδέεται σε αστέρα, οπότε κάθε φάση τροφοδοτείται με τη φασική τάση (220 V για δίκτυο 220/380 V). Όταν ο κινητήρας φτάσει σε κάποιον οριακό αριθμό στροφών (κοντά στις ονομαστικές), στρέφουμε τον διακόπτη στη θέση Δ: ενώνονται U1-W2, V1-U2, W1-V2 — τρίγωνο — και κάθε φάση παίρνει την πολική τάση 380 V.
Ένταση και ροπή: σε τρίγωνο κάθε φάση θα είχε Ιφ = Uπ/Z και το δίκτυο θα έδινε ΙΔ = √3·Uπ/Z· σε αστέρα Ιφ = Uφ/Z = Uπ/(√3·Z) = IY, άρα IY = IΔ/3 — το ρεύμα εκκίνησης μειώνεται τρεις φορές (Ιεκκ ≈ 2·Ιον αντί 6·Ιον). Επειδή η ροπή είναι ανάλογη του τετραγώνου της τάσης φάσης, η ροπή εκκίνησης μειώνεται επίσης τρεις φορές: Τεκκ ≈ 0,5·Τον (σχ. 4.33)· στη μεταλλαγή Υ→Δ παρατηρούνται αιχμές ρεύματος και ροπής· σύνθετος εξοπλισμός, αδυναμία ρύθμισης.
Προϋποθέσεις: ① ο κινητήρας να έχει έξι ακροδέκτες (και τα δύο άκρα κάθε φάσης προσιτά)· ② η ονομαστική τάση φάσης του να είναι ίση με την πολική τάση του δικτύου — δηλαδή πινακίδα 380VΔ (ή 380VΔ/660VY) για δίκτυο 220/380 V, ώστε στη θέση Δ να λειτουργεί κανονικά (ένας 220VΔ/380VY δεν κάνει)· ③ η εκκίνηση να γίνεται χωρίς φορτίο ή με μικρή ροπή φορτίου (< 0,5·Τον — π.χ. ανεμιστήρες, αντλίες, μηχανές που ξεκινούν κενές), αφού η ροπή εκκίνησης είναι μειωμένη· ④ κατάλληλος διακόπτης/αυτοματισμός Υ-Δ (και ισχύς συνήθως > 1,5 PS, ώστε να μη δικαιολογείται απευθείας εκκίνηση).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διακόπτης Υ-Δ: θέση Υ (W2-U2-V2 ενωμένα, κάθε φάση 220 V) → κοντά στις ονομαστικές στροφές θέση Δ (U1-W2, V1-U2, W1-V2, 380 V)· IY = IΔ/3 (Ιεκκ ≈ 2Ιον), Τεκκ ≈ 0,5Τον (1/3), αιχμές στη μεταλλαγή· προϋποθέσεις: 6 ακροδέκτες, τάση Δ πινακίδας = πολική δικτύου (380VΔ), εκκίνηση χωρίς/με μικρό φορτίο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Διαδικασία + 1/3 ρεύμα και ροπή + προϋποθέσεις.

Ερώτηση 7 — Επιπτώσεις λανθασμένης μετάβασης Υ→Δ

Ερώτηση: Τι επιπτώσεις έχει η λανθασμένη μετάβαση από τη σύνδεση αστέρα-τριγώνου;

Απάντηση:

Η μετάβαση από αστέρα σε τρίγωνο πρέπει να γίνεται όταν ο κινητήρας έχει φτάσει κοντά στις ονομαστικές στροφές (οριακός αριθμός στροφών, ≈ 80-90 % ns). Αν γίνει πολύ νωρίς (σε χαμηλές στροφές, μεγάλη ολίσθηση), ο κινητήρας δέχεται ξαφνικά την πλήρη τάση ενώ βρίσκεται ακόμη στην περιοχή μεγάλου ρεύματος: έντονη αιχμή ρεύματος σχεδόν όσο της απευθείας εκκίνησης (6·Ιον) — χάνεται το πλεονέκτημα της μεθόδου, βύθιση τάσης στο δίκτυο, πιθανή πτώση ασφαλειών/θερμικών, θερμική καταπόνηση του τυλίγματος, και απότομη αιχμή ροπής που καταπονεί μηχανικά τον άξονα, τους συνδέσμους και τη μετάδοση (κτυπήματα). Αν γίνει πολύ αργά ή καθόλου, ο κινητήρας παραμένει σε αστέρα με μειωμένη τάση και ροπή 1/3: δεν φτάνει την ονομαστική ταχύτητα με φορτίο, λειτουργεί με μεγάλη ολίσθηση/μεγάλο ρεύμα και υπερθερμαίνεται. Επίσης, αν κατά τη μεταλλαγή διακοπεί για μεγάλο χρόνο η τροφοδοσία (ανοιχτή μετάβαση), ο κινητήρας επιβραδύνεται και η επανασύνδεση σε Δ γίνεται με μεγάλη διαφορά φάσης μεταξύ της παραμένουσας Η.Ε.Δ. και του δικτύου → μεγάλη μεταβατική αιχμή ρεύματος και ροπής (το βιβλίο: «παρατηρούνται αιχμές ρεύματος και ροπής κατά τη μεταλλαγή από αστέρα σε τρίγωνο», σελ. 230). Λανθασμένη συνδεσμολογία των ακροδεκτών (π.χ. U1-U2 αντί U1-W2) δίνει βραχυκύκλωμα ή λάθος φορά μιας φάσης (κινητήρας που βουίζει, δεν στρέφεται, υπερθερμαίνεται).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πρόωρη μεταλλαγή → αιχμή ρεύματος ≈ απευθείας εκκίνησης (βύθιση τάσης, πτώση ασφαλειών, θερμική καταπόνηση) και αιχμή ροπής (μηχανικά κτυπήματα)· καθυστερημένη/καμία → παραμονή σε Υ με ροπή 1/3, μεγάλη ολίσθηση, υπερθέρμανση· μεγάλη διακοπή στη μεταλλαγή → μεταβατικές αιχμές· λάθος καλωδίωση → βραχυκύκλωμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πρόωρη / καθυστερημένη / λάθος σύνδεση.

Ερώτηση 8 — Εκκίνηση με αντιστάσεις στον στάτη: κύκλωμα, ένταση, ροπή

Ερώτηση: Σχεδιάστε κύκλωμα εκκίνησης με αντιστάσεις στο στάτη. Πώς μεταβάλλονται τότε η ένταση και η ροπή του κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα;

Απάντηση:

Κύκλωμα (σχ. 4.34, σελ. 231): τρεις γραμμές L1, L2, L3 (R, S, T) → τριπολικός διακόπτης → τρεις μεταβλητές αντιστάσεις R, μία σε σειρά με κάθε γραμμή (ρυθμιζόμενες βηματικά ή με μεταβλητό δρομέα, με κοινό μοχλό) → ακροδέκτες U1, V1, W1 του κινητήρα (τυλίγματα συνδεδεμένα κανονικά, π.χ. σε τρίγωνο ή αστέρα με τα W2, U2, V2)· παράλληλα με τις αντιστάσεις ένας διακόπτης/επαφή βραχυκύκλωσης που κλείνει στο τέλος της εκκίνησης. Λειτουργία: ο κινητήρας ξεκινά με ελαττωμένη τάση (πτώση τάσης πάνω στις R) και άρα ελαττωμένη ένταση· καθώς αυξάνει η ταχύτητα, ελαττώνουμε προοδευτικά την αντίσταση μέχρι ο κινητήρας να φτάσει την ονομαστική ταχύτητα, οπότε οι αντιστάσεις βραχυκυκλώνονται (ο εκκινητής εκτός). Οι αντιστάσεις μπορούν να αντικατασταθούν από στραγγαλιστικά πηνία, που δεν καταναλώνουν ισχύ.
Μεταβολή έντασης-ροπής (σχ. 4.35): ρεύμα εκκίνησης Ιεκκ ≈ 4,5·Ιον (αντί 6·Ιον — μειώνεται ανάλογα με τη μείωση της τάσης) και ροπή εκκίνησης Τεκκ ≈ 0,75·Τον (μειώνεται με το τετράγωνο της τάσης) — μικρή ροπή εκκίνησης· οι καμπύλες I-n και T-n βρίσκονται κάτω από τις αντίστοιχες της απευθείας εκκίνησης και πλησιάζουν σε αυτές καθώς αφαιρούνται οι αντιστάσεις. Σύνθετος εξοπλισμός, απώλειες στις αντιστάσεις, αδυναμία ρύθμισης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τρεις αντιστάσεις σε σειρά με τις γραμμές προς U1-V1-W1, που αφαιρούνται προοδευτικά και βραχυκυκλώνονται στο τέλος (ή στραγγαλιστικά πηνία)· ελαττωμένη τάση → Ιεκκ ≈ 4,5Ιον, Τεκκ ≈ 0,75Τον (μικρή ροπή), καμπύλες κάτω από της απευθείας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Περιγραφή κυκλώματος + 4,5/0,75.

Ερώτηση 9 — Εκκίνηση με αυτομετασχηματιστή: κύκλωμα, μείωση έντασης-ροπής

Ερώτηση: Σχεδιάστε κύκλωμα εκκίνησης με αυτομετασχηματιστή. Πόσο μειώνεται η ένταση και η ροπή εκκίνησης;

Απάντηση:

Κύκλωμα (σχ. 4.36, σελ. 232): γραμμές L1, L2, L3 → διακόπτης Δ1 → τριφασικός αυτομετασχηματιστής (τρία αυτόνομα τυλίγματα σε αστέρα με λήψεις π.χ. 50-65-80 %)· από τις λήψεις του αυτομετασχηματιστή → ακροδέκτες U1, V1, W1 του κινητήρα (W2, U2, V2 ενωμένα ή σε Δ)· μεταγωγικός διακόπτης Δ2 που συνδέει τον κινητήρα κατευθείαν στις γραμμές παρακάμπτοντας τον αυτομετασχηματιστή. Λειτουργία: στην εκκίνηση κλείνουμε τον Δ1 και ο κινητήρας τροφοδοτείται με ελαττωμένη τάση από τη λήψη· όταν η ταχύτητα φτάσει περίπου το 80 % της κανονικής, πατάμε τον Δ2 και θέτουμε τον κινητήρα υπό πλήρη τάση δικτύου, ενώ ταυτόχρονα ανοίγουμε τον Δ1 θέτοντας τον αυτομετασχηματιστή εκτός τάσης.
Μείωση έντασης-ροπής: Ιεκκ ≈ 3,5·Ιον και Τεκκ ≈ 0,8·Τον (μικρή ροπή εκκίνησης) — σχ. 4.37. Γενικά το ρεύμα εκκίνησης (από το δίκτυο) μειώνεται ανάλογα με τη μείωση της τάσης τροφοδοσίας του κινητήρα (στην πραγματικότητα, λόγω του μετασχηματισμού, το ρεύμα γραμμής μειώνεται με το τετράγωνο του λόγου τάσης, ενώ το ρεύμα του κινητήρα αναλογικά) και η ροπή εκκίνησης μειώνεται ανάλογα με το τετράγωνο της τάσης τροφοδοσίας. Αν ο κινητήρας ξεκινά με φορτίο, χρειάζεται έλεγχος ότι η καμπύλη του κινητήρα με μειωμένη τάση μένει πάνω από την καμπύλη του φορτίου. Σύνθετος εξοπλισμός, αδυναμία ρύθμισης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δ1 → αυτομετασχηματιστής (λήψεις) → κινητήρας· στο 80 % της ταχύτητας Δ2 συνδέει πλήρη τάση και Δ1 ανοίγει· Ιεκκ ≈ 3,5Ιον (∝ τάση), Τεκκ ≈ 0,8Τον (∝ τάση²).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Περιγραφή κυκλώματος + 3,5/0,8 + νόμοι μείωσης.

Ερώτηση 10 — Κύκλωμα και λειτουργία ηλεκτρονικού εκκινητή

Ερώτηση: Περιγράψτε το κύκλωμα και τη λειτουργία του ηλεκτρονικού εκκινητή.

Απάντηση:

Κύκλωμα (σχ. 4.38α, 4.40): ο ηλεκτρονικός εκκινητής (soft starter) παρεμβάλλεται μεταξύ δικτύου και κινητήρα· το κύκλωμα ισχύος του αποτελείται από έξι θυρίστορ, δύο ανά φάση συνδεδεμένα αντιπαράλληλα (ανάστροφα — ένα για κάθε ημιπερίοδο), σε σειρά με κάθε γραμμή L1, L2, L3 προς τον κινητήρα· συνοδεύεται από ασφαλειοδιακόπτη Q1, ρελέ KM1, κάρτα ισχύος, μονάδα ελέγχου ισχύος και μικροεπεξεργαστή με εξόδους (ρελέ επιτήρησης, μνήμη θερμικής κατάστασης), χειριστήριο και μπουτόν S1-S2 (σχ. 4.40, Altistart).
Λειτουργία (σελ. 234): η τροφοδοσία του κινητήρα γίνεται με προοδευτική αύξηση της τάσης: η τάση ρυθμίζεται μέσω της γωνίας έναυσης γ των θυρίστορ μετά από κάθε πέρασμα του Ε.Ρ. από το μηδέν (σχ. 4.38β) — μεγάλη γωνία = μικρή ενεργός τάση στην αρχή, που μειώνεται σταδιακά (ράμπα επιτάχυνσης) μέχρι την πλήρη τάση. Έτσι το ρεύμα εκκίνησης περιορίζεται σε 2-5·Ιον και η ροπή 0,5-1·Τον, με ευστάθεια και ομαλή περιστροφή χωρίς μηχανικά κτυπήματα. Ανάλογα με τη ροπή του φορτίου επιλέγουμε προγράμματα/καμπύλες ρεύματος-ροπής-στροφών. Ο μικροεπεξεργαστής ελέγχει και βελτιστοποιεί διαρκώς: συνθήκες εκκίνησης-σταματήματος, θερμική εικόνα του κινητήρα (θερμική προστασία), ρεύμα σε σχέση με το μέγιστο επιτρεπτό, προστασία κινητήρα-εκκινητή, επιτήρηση δικτύου (μείωση τάσης, απουσία φάσης), σηματοδότηση κατάστασης-σφαλμάτων, χρόνους εκκίνησης-παύσης. Με το χειριστήριο (σχ. 4.39α) επιλέγονται: τρόπος εκκίνησης, χρόνοι εκκίνησης/παύσης (ράμπες), αυτόματη επανεκκίνηση μετά από σφάλμα, αρχική τάση, προστασία διαδοχής φάσεων. Επιπλέον δυνατότητα ομαλής πέδησης με ράμπα επιβράδυνσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Έξι αντιπαράλληλα θυρίστορ (2/φάση) σε σειρά με τις γραμμές + κάρτα ισχύος, μικροεπεξεργαστής, χειριστήριο· η γωνία έναυσης ρυθμίζει την τάση, που αυξάνει προοδευτικά (ράμπα) → Ιεκκ 2-5Ιον, Τεκκ 0,5-1Τον, ομαλή εκκίνηση χωρίς κτυπήματα· μικροεπεξεργαστής: θερμική προστασία, επιτήρηση δικτύου, χρόνοι, σφάλματα· ράμπες επιτάχυνσης/επιβράδυνσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κύκλωμα + γωνία έναυσης + λειτουργίες μικροεπεξεργαστή.

Ερώτηση 11 — Μέθοδοι ρύθμισης στροφών Α.Τ.Κ. (ονομαστικά)

Ερώτηση: Αναφέρετε ονομαστικά τις μεθόδους ρύθμισης στροφών Α.Τ.Κ.

Απάντηση:

Από n = (60·f/p)·(1 − s) (σελ. 236): α) Ρύθμιση με αλλαγή του πλήθους των πόλων — 1. μέθοδος διαδοχικών πόλων (σύνδεση Dahlander, 2:1), 2. πολλαπλά τυλίγματα στον στάτη, 3. διαμόρφωση πλάτους πόλου (PAM). β) Ρύθμιση με μεταβολή της συχνότητας — βαθμωτός έλεγχος σταθερού λόγου V/f με ηλεκτρονικό ρυθμιστή στροφών (inverter). γ) (Μεταβολή ολίσθησης) — με αλλαγή της τάσης τροφοδοσίας του στάτη ή της αντίστασης του δρομέα (μόνο σε δακτυλιοφόρους: αντιστάσεις, σύστημα ON-OFF, στατική ρύθμιση ολίσθησης με ανάκτηση ισχύος — σελ. 257-259).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αλλαγή πλήθους πόλων (διαδοχικοί πόλοι/Dahlander, πολλαπλά τυλίγματα, PAM)· μεταβολή συχνότητας (V/f, ηλεκτρονικός ρυθμιστής)· μεταβολή ολίσθησης (τάση στάτη, αντίσταση δρομέα στους Κ.Δ.Δ.).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τρεις ομάδες μεθόδων.

Ερώτηση 12 — Ρύθμιση στροφών με βαθμωτό έλεγχο σταθερού V/f

Ερώτηση: Περιγράψτε τη ρύθμιση στροφών με τη μέθοδο βαθμωτού ελέγχου σταθερού λόγου V/f.

Απάντηση:

Ο κινητήρας τροφοδοτείται (από ηλεκτρονικό ρυθμιστή) με τάση μεταβλητής συχνότητας f· επειδή ns = 60·f/p, η μεταβολή της συχνότητας μεταβάλλει τη σύγχρονη ταχύτητα και η καμπύλη ροπής-στροφών μετατοπίζεται (προς τα δεξιά όσο αυξάνει η f, σχ. 4.46 — 2, 5, 10 … 50, 60 Hz), οπότε μετακινείται το σημείο λειτουργίας και ρυθμίζονται ελεγχόμενα οι στροφές (σελ. 239). Ταυτόχρονα με τη συχνότητα μεταβάλλεται και η τάση τροφοδοσίας έτσι ώστε ο λόγος V/f να μένει σταθερός: αν μειωθεί μόνο η συχνότητα με σταθερή τάση, η επαγωγική αντίδραση των τυλιγμάτων πέφτει και η μαγνητική ροή/το ρεύμα μαγνήτισης αυξάνουν υπερβολικά (κορεσμός, υπερθέρμανση)· με σταθερό V/f η ροή μένει σταθερή, δεν αυξάνεται το ρεύμα όταν μειώνεται η συχνότητα και έχουμε οικονομική και αποδοτική λειτουργία. Αποτέλεσμα: η καμπύλη Τ-n μετατοπίζεται παράλληλα (σχ. 4.51) χωρίς να μεταβάλλονται οι επιδόσεις — σταθερή μέγιστη ροπή και ροπή στην ευσταθή περιοχή — σε όλη την περιοχή από μηδενική μέχρι μέγιστη ταχύτητα (πάνω από την ονομαστική συχνότητα η τάση μένει σταθερή και η ροπή μειώνεται — περιοχή σταθερής ισχύος). Λέγεται «βαθμωτός» γιατί ελέγχει μόνο τα μέτρα V και f (όχι τη φάση/διανύσματα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μεταβάλλουμε τη συχνότητα f (ns = 60f/p → μετατόπιση της Τ-n και του σημείου λειτουργίας) και ταυτόχρονα την τάση ώστε V/f = σταθερό → σταθερή ροή, δεν αυξάνει το ρεύμα στις χαμηλές συχνότητες, παράλληλη μετατόπιση της καμπύλης με σταθερή μέγιστη ροπή, αποδοτική λειτουργία από 0 έως μέγιστη ταχύτητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

f → ns + γιατί και η τάση + αποτέλεσμα.

Ερώτηση 13 — Δομικό διάγραμμα ηλεκτρονικού ρυθμιστή στροφών

Ερώτηση: Σχεδιάστε και εξηγείστε το δομικό διάγραμμα ηλεκτρονικού ρυθμιστή στροφών.

Απάντηση:

Δομικό διάγραμμα (σχ. 4.47, σελ. 240): τέσσερα μπλοκ στη σειρά, από το δίκτυο προς τον κινητήρα, και ένα μπλοκ ελέγχου που επικοινωνεί με όλα: Ε.Ρ. 50 Hz (δίκτυο) → [1. ελεγχόμενος ανορθωτής] → Σ.Ρ. → [2. φίλτρο] → Σ.Ρ. εξομαλυμένο → [3. αντιστροφέας] → Ε.Ρ. ελεγχόμενου πλάτους και συχνότητας (V/f) → κινητήρας M 3~, με τη [4. μονάδα ελέγχου — μικροεπεξεργαστή] να δέχεται ρυθμίσεις/πληροφορίες και να οδηγεί ανορθωτή και αντιστροφέα.
Εξήγηση: 1) Ανορθωτική διάταξη από διόδους ή θυρίστορ — μετατρέπει την εναλλασσόμενη τάση του δικτύου σε συνεχή, σταθερής (δίοδοι) ή ρυθμιζόμενης (θυρίστορ) τιμής. 2) Φίλτρο από συστοιχία πυκνωτών και πηνίων (L-C) — εξομαλύνει τη συνεχή τάση (ενδιάμεσο κύκλωμα Σ.Ρ.). 3) Αντιστροφέας (inverter) από θυρίστορ ή τρανζίστορ (BJT, MOSFET, IGBT, GTO — ο τύπος ανάλογα με ισχύ και συχνότητα) — μετατρέπει τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη τριφασική μεταβλητής συχνότητας και πλάτους (σχ. 4.48 με διπολικά τρανζίστορ). 4) Μονάδα ελέγχου — μικροεπεξεργαστής στη μνήμη του οποίου εγγράφονται ρυθμίσεις· επικοινωνεί με όλα τα τμήματα, εποπτεύει και ελέγχει το σύστημα, αναγνωρίζει στιγμιαία τα χαρακτηριστικά του κινητήρα, αυτοπροσαρμόζεται και δίνει επιπλέον ροπή στην εκκίνηση ή όταν τη ζητήσει το φορτίο, διατηρώντας σταθερό τον λόγο V/f. Ισχύς ελέγχου μέχρι 400 kW.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δίκτυο Ε.Ρ. → ελεγχόμενος ανορθωτής (δίοδοι/θυρίστορ: Ε.Ρ.→Σ.Ρ.) → φίλτρο L-C (εξομάλυνση) → αντιστροφέας (θυρίστορ/τρανζίστορ: Σ.Ρ.→Ε.Ρ. μεταβλητής V και f) → κινητήρας· μονάδα ελέγχου με μικροεπεξεργαστή εποπτεύει όλα, αυτοπροσαρμόζεται, σταθερό V/f.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τέσσερα μπλοκ με ρόλο καθενός.

Ερώτηση 14 — Πλεονεκτήματα ηλεκτρονικού ρυθμιστή στροφών

Ερώτηση: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του ηλεκτρονικού ρυθμιστή στροφών;

Απάντηση:

Εκτός από την πλήρη ρύθμιση των στροφών (από μηδενική μέχρι μέγιστη ταχύτητα, με σταθερές επιδόσεις — παράλληλη μετατόπιση της Τ-n), ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής προσφέρει (σελ. 243): ① ομαλή εκκίνηση, ρυθμιζόμενη, με μικρό ρεύμα εκκίνησης· ② ομαλή πέδηση (ράμπα επιβράδυνσης)· ③ αύξηση της ροπής εκκίνησης· ④ δυνατότητα αυτόματης ή προγραμματιζόμενης ρύθμισης· ⑤ πλήρη έλεγχο των στροφών· ⑥ εξοικονόμηση ενέργειας (π.χ. εξαεριστήρας: για μισή παροχή ≈ 4 φορές λιγότερη ενέργεια από τη ρύθμιση με διάφραγμα — σύντομη απόσβεση)· ⑦ αλλαγή φοράς περιστροφής χωρίς επιπλέον διακόπτες· ⑧ αυξημένη προστασία του κινητήρα· ⑨ ταχύτητες πάνω από 3000 στρ/min από δίκτυο 50 Hz (συχνότητα > 50 Hz). Εφαρμογές: αντλίες, ανεμιστήρες, χαρτοποιία, μεταφορικές ταινίες, ξυλεία, μάρμαρο, γερανοί, συμπιεστές, ανελκυστήρες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ομαλή εκκίνηση με μικρό ρεύμα, ομαλή πέδηση, μεγαλύτερη ροπή εκκίνησης, αυτόματη/προγραμματιζόμενη ρύθμιση, πλήρης έλεγχος στροφών, εξοικονόμηση ενέργειας, αλλαγή φοράς χωρίς διακόπτες, αυξημένη προστασία, ταχύτητες > 3000 στρ/min.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα 8-9 πλεονεκτήματα του βιβλίου.

Ερώτηση 15 — Αλλαγή φοράς περιστροφής Κ.Β.Δ.

Ερώτηση: Πώς γίνεται η αλλαγή της φοράς περιστροφής ενός Α.Τ.Κ. βραχυκυκλωμένου δρομέα;

Απάντηση:

Ο δρομέας ακολουθεί το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, οπότε για να αλλάξει η φορά περιστροφής του κινητήρα πρέπει να αλλάξει η φορά περιστροφής του πεδίου. Αυτή εξαρτάται από τη διαδοχή των φάσεων που τροφοδοτούν τα τρία τυλίγματα του στάτη· αρκεί λοιπόν να αντιμεταθέσουμε τις συνδέσεις δύο από τους τρεις αγωγούς τροφοδοσίας (π.χ. L1 → V1 και L2 → U1, με το L3 στο W1 αμετάβλητο — σχ. 4.52, σελ. 244), είτε στο κιβώτιο ακροδεκτών είτε με διακόπτη αναστροφής (δύο ρελέ με μανδάλωση). Σε κινητήρα με ηλεκτρονικό ρυθμιστή στροφών η αλλαγή φοράς γίνεται ηλεκτρονικά, χωρίς επιπλέον διακόπτες. Πρέπει να γίνεται με τον κινητήρα σταματημένο — αλλιώς είναι πέδηση με αντιστροφή πεδίου (μεγάλα ρεύματα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αντιμεταθέτουμε τις συνδέσεις δύο από τους τρεις αγωγούς τροφοδοσίας (αλλάζει η διαδοχή φάσεων → η φορά του στρεφόμενου πεδίου), με λαμάκια ή διακόπτη αναστροφής· με ηλεκτρονικό ρυθμιστή χωρίς διακόπτες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αντιμετάθεση 2 φάσεων + γιατί.

Ερώτηση 16 — Τρόποι πέδησης Κ.Β.Δ. (ονομαστικά)

Ερώτηση: Αναφέρετε ονομαστικά τους τρόπους πέδησης ενός Α.Τ.Κ. βραχυκυκλωμένου δρομέα.

Απάντηση:

Οι τρόποι πέδησης (σελ. 244-246): α) Μηχανική πέδηση (σιαγόνες που πιέζουν τον άξονα)· β) Ελεύθερη πέδηση (διακοπή τάσης, σταμάτημα με τον χρόνο)· γ) Ομαλή πέδηση (βαθμιαία διακοπή της τάσης με ράμπα επιβράδυνσης — ηλεκτρονικός εκκινητής)· δ) Δυναμική πέδηση (τροφοδότηση του στάτη με συνεχή τάση — ο κινητήρας γίνεται σύγχρονη γεννήτρια)· ε) Πέδηση με αντιστροφή της φοράς του μαγνητικού πεδίου (αντιμετάθεση δύο φάσεων — ηλεκτρομαγνητική πέδη, με αισθητήριο ταχύτητας).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μηχανική, ελεύθερη, ομαλή (ράμπα), δυναμική (Σ.Ρ. στον στάτη), με αντιστροφή της φοράς του μαγνητικού πεδίου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι πέντε τρόποι.

Ερώτηση 17 — Μορφή απορροφούμενης και αποδιδόμενης ισχύος· τύποι

Ερώτηση: Ποια η διαφορά της μορφής της ισχύος που απορροφά ένας ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας από την ισχύ που αποδίδει; Γράψε τους τύπους για τον υπολογισμό των δύο μορφών.

Απάντηση:

Ο κινητήρας είναι μετατροπέας ενέργειας: απορροφά από το δίκτυο ηλεκτρική ισχύ (μετριέται με βαττόμετρο) και αποδίδει στον άξονά του — και στο συνδεδεμένο φορτίο — μηχανική ισχύ (ροπή × γωνιακή ταχύτητα) (σελ. 247, σχ. 4.56). Η διαφορά τους είναι οι απώλειες (χαλκού στάτη-δρομέα, σιδήρου, μηχανικές) που γίνονται θερμότητα. Τύποι: ηλεκτρική (απορροφούμενη) \( P_1 = \sqrt{3} \cdot U \cdot I \cdot συνφ \) (W) (4.12), με U την πολική τάση, I το ρεύμα γραμμής και συνφ τον συντελεστή ισχύος· μηχανική (αποδιδόμενη) \( P = \frac{T \cdot n}{9{,}55} \) (W) (4.13), με T τη ροπή σε N·m και n την ταχύτητα σε στρ/min· P = η·P1.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Απορροφά ηλεκτρική ισχύ P1 = √3·U·I·συνφ (βαττόμετρο), αποδίδει μηχανική P = T·n/9,55 στον άξονα· διαφορά = απώλειες, P = η·P1.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο μορφές + δύο τύποι.

Ερώτηση 18 — Σταθερές απώλειες

Ερώτηση: Ποιες είναι οι σταθερές απώλειες ενός ασύγχρονου κινητήρα;

Απάντηση:

Σταθερές λέγονται οι απώλειες που δεν μεταβάλλονται με το φορτίο (υπάρχουν και στο κενό, για σταθερή τάση και ταχύτητα) (σελ. 247): α) μαγνητικές απώλειες — απώλειες σιδήρου Pσ, που οφείλονται στη μαγνητική υστέρηση και στα δινορρεύματα στον σιδερένιο πυρήνα της μηχανής (κυρίως του στάτη, όπου η ροή εναλλάσσεται με 50 Hz)· β) μηχανικές απώλειες Pμ, λόγω τριβών στους τριβείς (έδρανα) του άξονα και αερισμού (φτερωτή-ανεμιστήρας). Υπολογίζονται από το πείραμα χωρίς φορτίο: Pσ + Pμ = P0 − 3·I0²·R1.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Απώλειες σιδήρου Pσ (υστέρηση, δινορρεύματα πυρήνα) και μηχανικές Pμ (τριβές εδράνων, αερισμός)· ανεξάρτητες από το φορτίο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο είδη.

Ερώτηση 19 — Μεταβλητές απώλειες· άλλη ονομασία

Ερώτηση: Ποιες απώλειες μεταβάλλονται με την μεταβολή του φορτίου; Πώς αλλιώς ονομάζονται;

Απάντηση:

Με το φορτίο μεταβάλλονται οι ηλεκτρικές απώλειες των τυλιγμάτων, γιατί εξαρτώνται από το τετράγωνο του ρεύματος (νόμος Joule) και το ρεύμα αυξάνει με το φορτίο (σελ. 248): α) οι ηλεκτρικές απώλειες του στάτη, που οφείλονται στην ωμική αντίσταση των χάλκινων τυλιγμάτων του στάτη — λέγονται απώλειες χαλκού στάτη Pχ,σ = 3·I²·R1· β) οι ηλεκτρικές απώλειες του δρομέα, από την ωμική αντίσταση των αγωγών του δρομέα — απώλειες χαλκού δρομέα Pχ,δ = 3·Iδ²·Rδ. Ονομάζονται αλλιώς μεταβλητές απώλειες ή απώλειες χαλκού (Joule).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι ηλεκτρικές απώλειες στάτη (Pχ,σ = 3I²R1) και δρομέα (Pχ,δ = 3Iδ²Rδ) — λέγονται μεταβλητές απώλειες ή απώλειες χαλκού.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο απώλειες + ονομασία.

Ερώτηση 20 — Διάγραμμα κατανομής απωλειών

Ερώτηση: Σχεδιάστε και εξηγείστε το διάγραμμα κατανομής απωλειών κινητήρα.

Απάντηση:

Σχέδιο (σχ. 4.57, σελ. 248): ένα «βέλος ροής ισχύος» (διάγραμμα Sankey) από αριστερά προς τα δεξιά. Αριστερά μπαίνει η ηλεκτρική ισχύς P1 = √3·U·I·συνφ από το δίκτυο στον στάτη. Από τον στάτη αφαιρούνται (κλαδιά προς τα κάτω) οι απώλειες χαλκού στάτη Pχ,σ και οι απώλειες σιδήρου Pσ (υστέρηση-δινορρεύματα στον πυρήνα). Η υπόλοιπη ισχύς PΜΠ (ισχύς του μαγνητικού πεδίου — «ισχύς διακένου») μεταφέρεται μέσω του στρεφόμενου πεδίου από τον στάτη στον δρομέα. Στον δρομέα αφαιρούνται οι απώλειες χαλκού δρομέα Pχ,δ = s·PΜΠ και οι μηχανικές απώλειες Pμ (τριβές, αερισμός). Ό,τι απομένει είναι η μηχανική ισχύς P = T·n/9,55 στον άξονα προς το φορτίο. Ισχύει P1 = P + Pχ,σ + Pσ + Pχ,δ + Pμ, δηλαδή P = P1 − Pαπ, και ο βαθμός απόδοσης η = P/P1.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ροή: P1 (ηλεκτρική, √3UIσυνφ) → στάτης [− Pχ,σ, − Pσ] → PΜΠ μέσω πεδίου → δρομέας [− Pχ,δ = s·PΜΠ, − Pμ] → P = Tn/9,55 μηχανική στον άξονα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σειρά απωλειών και μεγέθη.

Ερώτηση 21 — Τύπος ηλεκτρικών απωλειών δρομέα

Ερώτηση: Ποιος τύπος μας δίνει τις ηλεκτρικές απώλειες του δρομέα;

Απάντηση:

Από τον νόμο του Joule: Pχ,δ = 3·Iδ²·Rδ, όπου Iδ το ρεύμα και Rδ η αντίσταση (ανά φάση) του δρομέα. Επειδή τα Iδ, Rδ είναι δύσκολο να μετρηθούν (ιδίως στον κλωβό), υπολογίζονται προσεγγιστικά από την ισχύ του μαγνητικού πεδίου PΜΠ = T·ns/9,55 (η ισχύς που μεταφέρεται από τον στάτη στον δρομέα), θεωρώντας τις μηχανικές απώλειες αμελητέες: Pχ,δ = PΜΠ − P = T·(ns − n)/9,55 = s·PΜΠ. Και επειδή PΜΠ = P1 − Pχ,σ (αμελώντας τις απώλειες σιδήρου): \( P_{χ,δ} = (P_1 - P_{χ,σ}) \cdot s \) (4.14, σελ. 248). Δηλαδή οι απώλειες χαλκού του δρομέα είναι το ποσοστό s της ισχύος του πεδίου — γι' αυτό μεγάλη ολίσθηση σημαίνει μικρή απόδοση (η ≈ 1 − s).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Pχ,δ = 3·Iδ²·Rδ· προσεγγιστικά Pχ,δ = s·PΜΠ = (P1 − Pχ,σ)·s (4.14), με PΜΠ = T·ns/9,55.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Joule + προσεγγιστικός τύπος με ολίσθηση.

Ερώτηση 22 — Υπολογισμός σταθερών απωλειών

Ερώτηση: Πώς υπολογίζουμε τις σταθερές απώλειες;

Απάντηση:

Με το πείραμα λειτουργίας χωρίς φορτίο (σελ. 248): συνδέουμε τον κινητήρα στο δίκτυο με ονομαστική τάση, χωρίς κανένα φορτίο στον άξονα, και μετράμε με βαττόμετρο την ισχύ P0 και με αμπερόμετρο το ρεύμα I0 που απορροφά. Η P0 καλύπτει τις απώλειες σιδήρου Pσ, τις μηχανικές Pμ και τις απώλειες χαλκού στάτη (οι απώλειες χαλκού δρομέα είναι αμελητέες, αφού s ≈ 0): P0 = Pσ + Pμ + Pχ,σ = Pσ + Pμ + 3·I0²·R1. Άρα οι σταθερές απώλειες είναι \( P_σ + P_μ = P_0 - 3 I_0^2 R_1 \), όπου R1 η μετρημένη (ωμομετρικά) αντίσταση φάσης του στάτη. (Συμπληρωματικά, με το πείραμα ακινητοποιημένου δρομέα — μειωμένη τάση ώστε I = Ιον — το βαττόμετρο δείχνει Pακ ≈ Pχ,σ + Pχ,δ + Pσ, για τις μεταβλητές απώλειες.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πείραμα χωρίς φορτίο: μετράμε P0 και I0· P0 = Pσ + Pμ + 3I0²R1 ⇒ σταθερές απώλειες Pσ + Pμ = P0 − 3I0²R1.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πείραμα κενού + τύπος.

Ερώτηση 23 — Μεταβολή βαθμού απόδοσης με το φορτίο

Ερώτηση: Πώς μεταβάλλεται ο βαθμός απόδοσης ενός ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα με τη μεταβολή του φορτίου;

Απάντηση:

Ο βαθμός απόδοσης η = P/P1 = P/(P + Pαπ) εξαρτάται από το φορτίο, γιατί οι σταθερές απώλειες (σιδήρου, μηχανικές) υπάρχουν ανεξάρτητα από αυτό. Χωρίς φορτίο η = 0 (όλη η απορροφούμενη ισχύς είναι απώλειες). Καθώς αυξάνει το φορτίο, ο βαθμός απόδοσης ανεβαίνει γρήγορα και στη συνέχεια μεταβάλλεται ελάχιστα για μια μεγάλη περιοχή ισχύος (περίπου από 50 % έως 125 % της ονομαστικής — καμπύλη η στο σχ. 4.58, σελ. 249), με μέγιστο κοντά στο ονομαστικό φορτίο (εκεί όπου οι μεταβλητές απώλειες γίνονται ίσες με τις σταθερές)· σε μεγάλες υπερφορτίσεις πέφτει πάλι ελαφρά, γιατί οι απώλειες χαλκού αυξάνουν με το τετράγωνο του ρεύματος. Προσεγγιστικά η ≈ 1 − s (σελ. 250).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μηδέν χωρίς φορτίο, ανεβαίνει γρήγορα με το φορτίο και μένει σχεδόν σταθερός (μέγιστος) σε μεγάλη περιοχή γύρω από το ονομαστικό (≈50-125 %)· ελαφρά πτώση σε υπερφόρτιση (σχ. 4.58).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μορφή καμπύλης η-P/Pον.

Ερώτηση 24 — Τύπος βαθμού απόδοσης

Ερώτηση: Ποιος τύπος δίνει το βαθμό απόδοσης ενός ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα;

Απάντηση:

Ο βαθμός απόδοσης είναι το πηλίκο της αποδιδόμενης μηχανικής ισχύος στον άξονα προς την ηλεκτρική ισχύ που απορροφά από το δίκτυο (4.15, σελ. 249): \( η = \frac{P}{P_1} = \frac{P_1 - P_{απ}}{P_1} = \frac{P}{P + P_{απ}} \), όπου Pαπ = Pχ,σ + Pχ,δ + Pσ + Pμ οι συνολικές απώλειες, P = T·n/9,55 και P1 = √3·U·I·συνφ. Προσεγγιστικά (αμελώντας τις άλλες απώλειες εκτός των Pχ,δ): η ≈ 1 − s, όπου s η ολίσθηση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) η = P/P1 = (P1 − Pαπ)/P1 = P/(P + Pαπ), Pαπ = Pχ,σ + Pχ,δ + Pσ + Pμ· προσεγγιστικά η ≈ 1 − s.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τύπος (4.15) + προσέγγιση.

Ερώτηση 25 — Συντελεστής ισχύος και φορτίο· επίπτωση στην επιλογή

Ερώτηση: Πώς μεταβάλλεται ο συντελεστής ισχύος με την μεταβολή του φορτίου σε ένα ασύγχρονο τριφασικό κινητήρα; Τι επιπτώσεις έχει αυτό στην επιλογή ενός τέτοιου κινητήρα;

Απάντηση:

Ο Α.Τ.Κ. απορροφά πάντα άεργο (επαγωγικό) ρεύμα για τη μαγνήτιση — τη δημιουργία του στρεφόμενου πεδίου — που είναι περίπου σταθερό, ανεξάρτητο από το φορτίο. Χωρίς φορτίο το ρεύμα είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου άεργο και ο συντελεστής ισχύος είναι πολύ μικρός (0,1-0,3). Καθώς αυξάνει το φορτίο, αυξάνει η ενεργός συνιστώσα του ρεύματος και ο συνφ ανεβαίνει (καμπύλη συνφ στο σχ. 4.58, σελ. 249), φτάνοντας τη μέγιστη τιμή του (0,8-0,9) κοντά στο ονομαστικό φορτίο· πέρα από αυτό μένει περίπου σταθερός ή μειώνεται ελαφρά.
Επίπτωση στην επιλογή: ο κινητήρας πρέπει να επιλέγεται με ονομαστική ισχύ κοντά στην πραγματική ισχύ του φορτίου και όχι υπερδιαστασιολογημένος: ένας μεγάλος κινητήρας που δουλεύει σε μικρό μέρος του φορτίου του λειτουργεί με χαμηλό συνφ (και χαμηλότερο βαθμό απόδοσης), απορροφά άσκοπα άεργο ρεύμα, επιβαρύνει τα καλώδια και το δίκτυο, αυξάνει τις απώλειες και οδηγεί σε χρεώσεις αέργου ισχύος ή ανάγκη διόρθωσης του συνφ με πυκνωτές (βλ. 4.4). Αντίθετα υποδιαστασιολόγηση φέρνει υπερφόρτιση/υπερθέρμανση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Συνφ πολύ χαμηλός χωρίς φορτίο (σχεδόν μόνο ρεύμα μαγνήτισης), αυξάνει με το φορτίο και μεγιστοποιείται κοντά στο ονομαστικό· γι' αυτό επιλέγουμε κινητήρα με ισχύ κοντά στο φορτίο (όχι υπερδιαστασιολόγηση), αλλιώς χαμηλός συνφ/απόδοση, άεργο ρεύμα, ανάγκη πυκνωτών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καμπύλη συνφ + συνέπεια στην επιλογή.

Ερώτηση 26 — Μπορεί κινητήρας 6000 W / 1000 στρ/min να εκκινήσει φορτίο 150 N·m (Τεκκ = 1,75Τον);

Ερώτηση: Ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας με ονομαστική ισχύ 6000W περιστρέφεται με την ονομαστική του ταχύτητα 1000στρ/min. Να βρεθεί αν μπορεί να εκκινήσει φορτίο ροπής 150Ν, αν η ροπή εκκίνησής του είναι: Τεκκ =1,75Τον.

Απάντηση:

Ονομαστική ροπή: \( T_{ον} = \frac{9{,}55 \cdot P}{n} = \frac{9{,}55 \cdot 6000}{1000} = 57{,}3 \) N·m.
Ροπή εκκίνησης: \( T_{εκκ} = 1{,}75 \cdot T_{ον} = 1{,}75 \cdot 57{,}3 = 100{,}3 \) N·m.
Σύγκριση: η ροπή του φορτίου είναι 150 N·m > 100,3 N·m = Τεκκ. Άρα ο κινητήρας δεν μπορεί να εκκινήσει το φορτίο — η ροπή εκκίνησης πρέπει να είναι αρκετά μεγαλύτερη από τη ροπή εκκίνησης του φορτίου (σελ. 219)· ο κινητήρας θα μείνει ακινητοποιημένος με s = 1 απορροφώντας το ρεύμα εκκίνησης (κίνδυνος υπερθέρμανσης). Θα χρειαζόταν κινητήρας με Τεκκ ≥ 150 N·m (π.χ. Pον ≥ 150·1000/(9,55·1,75) ≈ 9 kW) ή κινητήρας κλάσης Δ / δακτυλιοφόρος.

Σύνοψη: Τον = 9,55·6000/1000 = 57,3 N·m· Τεκκ = 1,75·57,3 = 100,3 N·m < 150 N·m → δεν μπορεί να εκκινήσει το φορτίο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τον, Τεκκ, σύγκριση, συμπέρασμα.

Ερώτηση 27 — Διπολικός Α.Τ.Κ., 50 → 49,97 Hz, n = 2900 στρ/min: ns, ολισθήσεις, συμπεράσματα

Ερώτηση: Ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας δύο (2) πόλων, τροφοδοτείται με τάση κανονικής συχνότητας f=50Hz. Λόγω υπερφόρτισης του δικτύου η συχνότητα έχει μειωθεί σε f=49,97Hz. Αν η ταχύτητα στον άξονα του κινητήρα πρέπει να είναι n=2900στρ/min να βρεθούν: α) η σύγχρονη ταχύτητα για κανονική συχνότητα. β) η σύγχρονη ταχύτητα με την μείωση της συχνότητας. γ) η ολίσθηση στις παραπάνω περιπτώσεις. δ) τι συμπεράσματα βγαίνουν από την μεταβολή της συχνότητας;

Απάντηση:

Δεδομένα: 2 πόλοι → p = 1, f1 = 50 Hz, f2 = 49,97 Hz, n = 2900 στρ/min.
α) \( n_{s1} = \frac{60 \cdot 50}{1} = 3000 \) στρ/min.
β) \( n_{s2} = \frac{60 \cdot 49{,}97}{1} = 2998{,}2 \) στρ/min.
γ) \( s_1 = \frac{3000 - 2900}{3000} = 0{,}0333 = 3{,}33\% \), \( s_2 = \frac{2998{,}2 - 2900}{2998{,}2} = \frac{98{,}2}{2998{,}2} = 0{,}0328 \approx 3{,}27\% \) (3,28 % με ακριβέστερη στρογγυλοποίηση — το βιβλίο δίνει 3,27 %).
δ) Συμπεράσματα: η ταχύτητα του στρεφόμενου πεδίου είναι ανάλογη της συχνότητας (ns = 60f/p), οπότε μια μεταβολή της συχνότητας του δικτύου μεταβάλλει ευθέως τη σύγχρονη ταχύτητα — εδώ η μείωση κατά 0,06 % (0,03 Hz) κατέβασε το ns κατά 1,8 στρ/min. Για να διατηρηθεί η ίδια ταχύτητα άξονα 2900 στρ/min, η ολίσθηση μειώνεται (3,33 → 3,27 %), δηλαδή ο κινητήρας δίνει λίγο μικρότερη ροπή/ισχύ στην ίδια ταχύτητα (ή, για το ίδιο φορτίο, η ταχύτητα θα πέσει ελαφρά). Μικρές διακυμάνσεις της συχνότητας του δικτύου έχουν πολύ μικρή επίδραση, αλλά δείχνουν ότι η ρύθμιση της συχνότητας είναι ο πιο άμεσος τρόπος ρύθμισης της ταχύτητας ενός Α.Τ.Κ. (ηλεκτρονικοί ρυθμιστές V/f).

Σύνοψη: α) 3000 στρ/min· β) 2998,2 στρ/min· γ) s1 = 3,33 %, s2 ≈ 3,27 %· δ) ns ∝ f — η αλλαγή συχνότητας μεταβάλλει άμεσα τη σύγχρονη ταχύτητα και (για σταθερή n) την ολίσθηση· βάση της ρύθμισης στροφών με μεταβολή συχνότητας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τρεις υπολογισμοί + συμπέρασμα.

Ερώτηση 28 — Τετραπολικός Α.Τ.Κ., 50 Hz, s0 = 0,5 %, n = 1430 στρ/min

Ερώτηση: Ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας τεσσάρων (4) πόλων τροφοδοτείται με τάση συχνότητας f=50Hz. Η ολίσθηση χωρίς φορτίο είναι s=0,5% και η ταχύτητα ονομαστικής λειτουργίας (με πλήρες φορτίο) είναι n=1430στρ/min. Να βρεθούν: α) η σύγχρονη ταχύτητα του κινητήρα. β) η ταχύτητα στην εν κενώ λειτουργία του. γ) η ολίσθηση κατά την κανονική λειτουργία του.

Απάντηση:

Δεδομένα: 4 πόλοι → p = 2, f = 50 Hz, s0 = 0,005, n = 1430 στρ/min.
α) \( n_s = \frac{60 \cdot 50}{2} = 1500 \) στρ/min.
β) \( n_0 = n_s (1 - s_0) = 1500 \cdot 0{,}995 = 1492{,}5 \) στρ/min.
γ) \( s = \frac{1500 - 1430}{1500} = \frac{70}{1500} = 0{,}0467 = 4{,}67\% \) (βιβλίο: 4,66 %).

Σύνοψη: α) 1500 στρ/min· β) 1500·0,995 = 1492,5 στρ/min· γ) s = 70/1500 = 4,67 %.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τρεις τύποι.

Ερώτηση 29 — Τετραπολικός, 70 N·m στα 1400 στρ/min: s, η, P, P1, Pχ,δ

Ερώτηση: Τετραπολικός ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας κινεί φορτίο ροπής 70Nm με ταχύτητα 1400στρ/min. Η συχνότητα του δικτύου τροφοδοσίας είναι 50Hz. Όλες οι απώλειες εκτός από τις ηλεκτρικές του δρομέα θεωρούνται αμελητέες. Να βρεθούν: α) η ολίσθηση. β) ο βαθμός απόδοσης προσεγγιστικά. γ) η ισχύς εξόδου. δ) η ισχύς εισόδου προσεγγιστικά. ε) οι ηλεκτρικές απώλειες δρομέα προσεγγιστικά.

Απάντηση:

Δεδομένα: p = 2, f = 50 Hz → ns = 1500 στρ/min· T = 70 N·m, n = 1400 στρ/min· μόνο Pχ,δ ≠ 0.
α) \( s = \frac{1500 - 1400}{1500} = 0{,}0667 = 6{,}67\% \) (βιβλίο 6,66 %).
β) Με μόνες απώλειες τις Pχ,δ = s·PΜΠ: \( η \approx 1 - s = 1 - 0{,}0667 = 0{,}9333 = 93{,}33\% \).
γ) \( P = \frac{T \cdot n}{9{,}55} = \frac{70 \cdot 1400}{9{,}55} = 10261{,}78 \) W.
δ) Η ισχύς εισόδου ισούται (αμελητέες απώλειες στάτη-σιδήρου) με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου: \( P_1 \approx P_{ΜΠ} = \frac{T \cdot n_s}{9{,}55} = \frac{70 \cdot 1500}{9{,}55} = 10994{,}8 \) W ≈ 10995 W (ή P1 = P/η = 10261,78/0,9333 ≈ 10995 W).
ε) \( P_{χ,δ} = P_1 - P = 10994{,}8 - 10261{,}8 = 733 \) W (ή Pχ,δ = s·PΜΠ = 0,0667·10994,8 = 733 W) — βιβλίο 733,22 W.

Σύνοψη: α) s = 6,67 %· β) η ≈ 1 − s = 93,33 %· γ) P = 70·1400/9,55 = 10261,78 W· δ) P1 ≈ T·ns/9,55 ≈ 10995 W· ε) Pχ,δ = P1 − P ≈ 733 W.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πέντε βήματα με τους τύπους.

Ερώτηση 30 — Κινητήρας τόρνου: 170 N·m στα 30 στρ/min, ητ = 0,7, η = 0,8, συνφ = 0,9, 380 V

Ερώτηση: Ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας συνδέεται σε δίκτυο 220/380V. Ο συντελεστής ισχύος είναι 0,9 και ο βαθμός απόδοσής του 0,8. Ο κινητήρας στρέφει τόρνο μηχανουργείου με ροπή 170Ν και ταχύτητα 30στρ/λεπτό. Ο βαθμός απόδοσης του τόρνου είναι 70%. Να βρείτε: α) την ισχύ του κινητήρα. β) την ένταση του απορροφούμενου ρεύματος.

Απάντηση:

Ισχύς στην έξοδο του τόρνου: \( P_E = \frac{T \cdot n}{9{,}55} = \frac{170 \cdot 30}{9{,}55} = 534{,}0 \) W.
Μηχανική ισχύς στον άξονα του κινητήρα (είσοδος τόρνου): \( P = \frac{P_E}{η_τ} = \frac{534{,}0}{0{,}7} = 762{,}9 \) W.
α) Ηλεκτρική ισχύς που απορροφά ο κινητήρας: \( P_1 = \frac{P}{η} = \frac{762{,}9}{0{,}8} = 953{,}6 \) W ≈ 953,57 W, δηλαδή \( \frac{953{,}57}{736} = 1{,}29 \) PS (1 PS = 736 W) — όπως το βιβλίο (που ονομάζει «ισχύ του κινητήρα» την απορροφούμενη· η ωφέλιμη στον άξονα είναι 762,9 W ≈ 1,04 PS).
β) Από P1 = √3·U·I·συνφ (U = 380 V πολική): \( I = \frac{P_1}{\sqrt{3} \cdot U \cdot συνφ} = \frac{953{,}57}{1{,}732 \cdot 380 \cdot 0{,}9} = \frac{953{,}57}{592{,}4} = 1{,}61 \) A.

Σύνοψη: PE = 170·30/9,55 = 534 W· P = 534/0,7 = 762,9 W· α) P1 = 762,9/0,8 = 953,57 W = 1,29 PS· β) I = 953,57/(√3·380·0,9) = 1,61 A.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αλυσίδα ισχύων + ρεύμα.

Ερώτηση 31 (πολλαπλής επιλογής) — Αστέρας και ρεύμα εκκίνησης

Ερώτηση: Με συνδεσμολογία αστέρα ο ασύγχρονος κινητήρας: α. αυξάνει το ρεύμα εκκίνησης. β. μειώνει το ρεύμα εκκίνησης τρεις φορές σε σχέση με το τρίγωνο. γ. διατηρεί σταθερή τη ροπή.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. μειώνει το ρεύμα εκκίνησης τρεις φορές σε σχέση με το τρίγωνο — IY = IΔ/3 (σελ. 230)· η ροπή επίσης μειώνεται στο 1/3 (Τεκκ ≈ 0,5Τον), άρα το γ είναι λάθος.

Σύνοψη: β — IY = IΔ/3.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 32 (πολλαπλής επιλογής) — Με τι ελέγχει την εκκίνηση ο ηλεκτρονικός εκκινητής

Ερώτηση: Ο ηλεκτρονικός εκκινητής ελέγχει τη διαδικασία εκκίνησης του κινητήρα με: α. διάταξη αυτομετασχηματιστή. β. γέφυρα έξι αντιπαράλληλων θυρίστορ. γ. γέφυρα έξι διόδων.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. γέφυρα έξι αντιπαράλληλων θυρίστορ — έξι θυρίστορ, δύο ανά φάση τοποθετημένα ανάστροφα, των οποίων η γωνία έναυσης ρυθμίζει την τάση (σελ. 234, σχ. 4.38α).

Σύνοψη: β — 6 αντιπαράλληλα θυρίστορ (2 ανά φάση).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 33 (πολλαπλής επιλογής) — Δομή ηλεκτρονικού ρυθμιστή στροφών

Ερώτηση: Ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής στροφών αποτελείται από: α. ανορθωτική διάταξη - φίλτρο. β. ανορθωτική διάταξη - φίλτρο - αντιστροφέα - μονάδα ελέγχου. γ. αυτομετασχηματιστή ανορθωτική διάταξη - διόδους.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. ανορθωτική διάταξη - φίλτρο - αντιστροφέα - μονάδα ελέγχου — τα τέσσερα δομικά τμήματα του ρυθμιστή (σχ. 4.47, σελ. 240).

Σύνοψη: β.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 34 (πολλαπλής επιλογής) — Τι κάνει στην καμπύλη T-n ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής

Ερώτηση: Ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής στροφών: α. μετατοπίζει την καμπύλη Τ-n προς τα πάνω. β. μετατοπίζει την καμπύλη προς τα αριστερά. γ. μετατοπίζει την καμπύλη του φορτίου.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. μετατοπίζει την καμπύλη προς τα αριστερά — με μείωση συχνότητας (και τάσης, σταθερό V/f) η καμπύλη Τ-n μετατοπίζεται παράλληλα σε μικρότερη ταχύτητα, προς τα αριστερά, χωρίς αλλαγή της μέγιστης ροπής (σχ. 4.51, σελ. 242)· με αύξηση συχνότητας προς τα δεξιά.

Σύνοψη: β — παράλληλη μετατόπιση προς τα αριστερά (μικρότερη ταχύτητα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 35 (πολλαπλής επιλογής) — Δυναμική πέδηση

Ερώτηση: Η δυναμική πέδηση κινητήρα: α. μετατρέπει τον κινητήρα σε σύγχρονη γεννήτρια. β. πραγματοποιείται μέσω ειδικών, ισχυρών σιαγόνων με ηλεκτρονικό έλεγχο. γ. διακόπτει βαθμιαία την τάση τροφοδοσίας.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α. μετατρέπει τον κινητήρα σε σύγχρονη γεννήτρια — ο στάτης τροφοδοτείται με Σ.Ρ. και ο κινητήρας λειτουργεί ως σύγχρονη γεννήτρια, με την ενέργεια πέδησης να απορροφάται στον δρομέα (σελ. 246)· το β είναι η μηχανική και το γ η ομαλή πέδηση.

Σύνοψη: α.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 36 (πολλαπλής επιλογής) — Βαθμός απόδοσης για 10 kW ωφέλιμη και 2 kW απώλειες

Ερώτηση: Ένας Α.Τ.Κ. με ωφέλιμη ισχύ 10kW και συνολικές απώλειες 2kW, έχει βαθμό απόδοσης: α. η=0,80. β. η=0,83. γ. η=0,90.

Απάντηση:

\( η = \frac{P}{P + P_{απ}} = \frac{10}{10 + 2} = \frac{10}{12} = 0{,}833 \).
Σωστή απάντηση: β. η = 0,83 — η απορροφούμενη ισχύς είναι P1 = 10 + 2 = 12 kW, όχι 10 kW (το 0,80 θα προέκυπτε λανθασμένα από 1 − 2/10).

Σύνοψη: η = 10/(10 + 2) = 0,83 → β.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Υπολογισμός + γράμμα.

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο