Τίτλος Άσκησης: Εκκίνηση Τριφασικού Κινητήρα Πρόβλημα: Θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα κύκλωμα με το οποίο να ελέγχουμε τη λειτουργία ενός τριφασικού κινητήρα. Ερώτηση 1 : Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω έναν απλό διακόπτη για να ελέγξω τη λειτουργία ενός κινητήρα - δηλαδή να ξεκινάω και να σταματάω έναν κινητήρα με τον ίδιο τρόπο που ανάβω και σβήνω μια λάμπα; Τι προβλήματα θα μπορούσε να παρουσιάσει αυτός ο τρόπος ελέγχου ενός κινητήρα; Π.χ. τι θα συνέβαινε σε μια βιομηχανία, στην οποία λειτουργούν δεκάδες κινητήρες, σε περίπτωση διακοπής ρεύματος; Προφανώς οι κινητήρες θα σταμάταγαν να λειτουργούν λόγω έλλειψης τροφοδοσίας. Τι θα συνέβαινε όμως όταν επανέρχονταν η ηλεκτρική παροχή; Δεν θα ήταν προτιμότερο να χρησιμοποιώ κάποιον μηχανισμό ελέγχου του κινητήρα ο οποίος, όταν διακοπτόταν η παροχή για οποιοδήποτε λόγο, να μπορούσε να ξαναενεργοποιηθεί μόνο αν ενεργοποιούσα τον μηχανισμό ελέγχου του - και όχι απλά επειδή επανήλθε η ηλεκτρική παροχή; Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μπουτόν και όχι διακόπτες. Σημείωση: Ποια είναι άραγε η διαφορά μεταξύ μπουτόν και διακόπτη; Όταν πατήσω ένα μπουτόν, παραμένει ενεργοποιημένο όταν το αφήσω ή επανέρχεται στην αρχική του θέση; Αντίστοιχα, όταν πατήσω έναν διακόπτη, παραμένει ενεργοποιημένο όταν το αφήσω ή επανέρχεται στην αρχική του θέση; Ερώτηση 2: Μήπως είναι επικίνδυνο να ελέγχω έναν κινητήρα που λειτουργεί με υψηλή ένταση ρεύματος μέσω ενός απλού διακόπτη; Δεν θα ήταν ασφαλέστερο να ελέγχω το κύκλωμα του κινητήρα μέσω ενός ξεχωριστού κυκλώματος το οποίο να διαρρέεται με ρεύμα χαμηλής έντασης; Λύση: Λύση στα παραπάνω προβλήματα θα μπορούσε να δώσει ένα κύκλωμα το οποίο θα περιλαμβάνει δυο επιμέρους κυκλώματα: το ένα θα τροφοδοτεί το φορτίο και το άλλο θα ελέγχει τη λειτουργία του φορτίου. Επίσης αυτό το κύκλωμα θα πρέπει να ενεργοποιεί το φορτίο μόνο μέσω του χειριστή του. Αυτό το κύκλωμα θα είναι ένα κύκλωμα αυτοματισμού στηριζόμενο σε ηλεκτρονόμους και μπουτόν. Σημείωση: τα κυκλώματα αυτοματισμού χρησιμοποιούν μπουτόν και όχι διακόπτες για τους λόγους που ήδη αναφέραμε. Σε αυτή την περίπτωση όμως, όταν πιέζουμε ένα μπουτόν start, η επαφή του κλείνει και λειτουργεί το φορτίο. Όταν όμως αφήσουμε το μπουτόν, η επαφή του ανοίγει και το φορτίο σταματάει. Προφανώς δεν είναι λειτουργικό να πιέζουμε το μπουτόν start για όσο χρονικό διάστημα θέλουμε να λειτουργεί το φορτίο. Θα πρέπει να πατάμε το μπουτόν ώστε να ξεκινήσει το φορτίο και όταν αφήσουμε το μπουτόν, το φορτίο να συνεχίσει να λειτουργεί. Σε αυτή τη διαδικασία συνεισφέρει η επαφή αυτοσυγκράτησης, χάρη στην οποία αρκεί να δώσουμε μια στιγμιαία τροφοδοσία στο πηνίο του ηλεκτρονόμου ώστε αυτό να διεγερθεί και να παραμείνει διεγερμένο - ακόμα, δηλαδή, και όταν αφήσουμε το μπουτόν start. Προσοχή: η επαφή αυτοσυγκράτησης αποτελεί σημαντικότατο στοιχείο του κλασσικού αυτοματισμού, συνεπώς θα πρέπει να επιμείνουμε μέχρι να κατανοήσουμε τη λειτουργία της και να μπορέσουμε να την εφαρμόζουμε. Θα τη συναντήσουμε σε όλα τα υπόλοιπα κυκλώματα αυτοματισμού που πρόκειται να μας απασχολήσουν στη συνέχεια. Άρα αποτελεί προαπαιτούμενη γνώση. Θεωρητικό Μέρος Με την απευθείας εκκίνηση του κινητήρα, συνδέεται κατευθείαν στο τριφασικό δίκτυο τροφοδοσίας του, μέσω διατάξεων προστασίας και ελέγχου (αυτόματος διακόπτης ισχύος ή διακόπτης φορτίου , ασφάλειες και θερμικό προστασίας). Κατά την εκκίνηση, το ρεύμα του κινητήρα (ρεύμα εκκίνησης( είναι 5 έως 8 φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα κανονικής λειτουργίας του, αλλά λόγω της μικρής ισχύος του το ρεύμα αυτό είναι σχετικά μικρό και δεν προκαλεί προβλήματα στο δίκτυο τροφοδοσίας. Αν όμως η ισχύ του κινητήρα είναι μεγαλύτερη από 2 KW, τότε η απευθείας εκκίνηση δημιουργεί προβλήματα στο δίκτυο τροφοδοσίας (πτώση τάσης δικτύου). Ανάλυση Λειτουργίας Κυκλώματος Ελέγχου Το κύκλωμα ελέγχου το χρησιμοποιούμε για να εκκινήσουμε και να σταματήσουμε έναν ασύγχρονο τριφασικό κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα χαμηλής ισχύος. Επίσης σταματάει τον κινητήρα σε περίπτωση υπερφόρτισης του. Ανάλυση Λειτουργίας Κυκλώματος Ισχύος Το κύκλωμα ισχύος τροφοδοτεί το φοτίο - στην προκειμένη περίπτωση τον κινητήρα Ερώτηση: Τι θα συνέβαινε αν στο παραπάνω κύκλωμα ελέγχου δεν υπήρχε η βοηθητική ανοικτή επαφή του ηλεκτρονόμου; Δείτε στο ακόλουθο σχέδιο αυτοματισμού τα δύο διαφορετικά κυκλωματα - το κύκλωμα ισχύος και το κύκλωμα ελέγχου - καθώς και τον τρόπο που αυτά συνεργάζονται Κύκλωμα Ισχύος και Ελέγχου Ερώτηση: για ποιο λόγο χρησιμοποιούμε το θερμικό ταυτόχρονα με την ασφάλεια τήξης; Τι περισσότερο προσφέρει το θερμικό στο κύκλωμα αυτοματισμού; Θυμηθείτε ότι σε κυκλώματα κινητήρων χρησιμοποιουμε ασφάλειες τήξης τύπου aM (πρώην βραδείας τήξης) οι οποίες προστατεύουν από βραχυκύκλωμα αλλά όχι από υπερφόρτιση - για περισσότερες πληροφορίες δείτε τον διπλανό σύνδεσμο Ερώτηση : Θα μπορούσαμε να προσθέσουμε στο κύκλωμα ελέγχου μια ενδεικτική λυχνία που να ανάβει όταν λειτουργεί ο κινητήρας; Πως θα πρέπει να τοποθετηθεί η ενδεικτική λυχνία στο κύκλωμα; Θυμηθείτε ότι ο κινητήρας λειτουργεί όταν το πηνίο του ηλεκτρονόμου διεγείρεται - όταν δηλαδή το πηνίο του ηλεκτρονόμου βρίσκεται υπό τάση. Ερώτηση: Θα μπορούσαμε να προσθέσουμε στο κύκλωμα ελέγχου μια ενδεικτική λυχνία που να ανάβει όταν ο κινητήρας σταματάει λόγω υπερφόρτισης; Πως θα πρέπει να τοποθετηθεί η ενδεικτική λυχνία στο κύκλωμα; Θυμηθείτε ότι όταν το θερμικό διεγείρεται λόγω υπερφόρτισης, αλλάζουν κατάσταση οι βοηθητικές του επαφές. Η κλειστή επαφή 95 - 96 άνοίγει με αποτέλεσμα να σταματάει η τροφοδοσία του κυκλώματος ελέγχου. Υπάρχει όμως και μια ανοικτή επαφή 97 - 98 στο θερμικό η οποία, σε περίπτωση υπερφόρτησης του κινητήρα, θα κλείσει. Εργασία - σχεδίαση Να σχεδιάσετε τα σύμβολα στο παρακάτω πλαίσιο σύμφωνα με το υπόδειγμα Υλικά ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1 . Τι θα συμβεί στο παραπάνω κύκλωμα αυτοσυγκράτησης εάν πατηθούν ταυτόχρονα τα μπουτόν start και stop; Προσπαθήστε να απαντήσετε στην ερώτηση μελετώντας προσεκτικά το κύκλωμα του αυτοματισμού - κύκλωμα ελέγχου και κύκλωμα ισχύος 2 . Ποιο μπουτόν μεταξύ του start και του stop υπερισχύει στο κύκλωμα της άσκησης ; Δηλαδή, αν πατηθούν ταυτόχρονα τα δυο μπουτόν, ο κινητήρας θα ξεκινήσει ή θα σταματήσει; 3. Πόσο κοστίζει η κατασκευή του κυκλώματος αυτοματισμού της άσκησης; (ανατρέξτε σε τιμοκαταλόγους του διαδικτύου για να βρείτε τις τιμές των υλικών που χρησιμοποιήσατε) 4. Ποιες λειτουργίες του συγκεκριμένου κυκλώματoς το χαρακτηρίζουν ως κύκλωμα αυτοματισμού; Για παράδειγμα, ένα κύκλωμα ελέγχου ενός φωτιστικού σημείου από έναν απλό διακόπτη θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως αυτοματισμός; Περαιτέρω Μελέτη Θερμικό Ρελέ Ηλεκτρονόμοι

Βαθμός Δυσκολίας Άσκησης:

Θυμηθείτε πως λειτουργεί ο Ηλεκτρονόμος

Θυμηθείτε πως λειτουργεί το θερμικό

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ