ÊåöÜëáéï 8 ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò Åðéäéùêüìåíïé óôü ïé: Ï óêïðüò áõôïý ôïõ êåöáëáßïõ åßíáé íá âïçèþóåé ôïõò ìáèçôýò: Ö Íá ãíùñßæïõí ôç ëåéôïõñãßá ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ö Íá êáôáíïïýí ôéò äéáöïñýò ôùí ãñáììéêþí êáé ìç ãñáììéêþí åëåãêôþí.
êåöüëáéï 8 8. ÓõóôÞìáôá áõôïìüôïõ åëýã ïõ ìå äéáêïðôéêïýò åëåãêôýò (ðåñéïäéêïýò Þ ìç óõíå åßò åëåãêôýò) Óôïõò óõíå åßò åëåãêôýò ðïõ ãíùñßóáìå ôï óþìá åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ (ñõèìéóôéêü óþìá ) ìðïñåß íá ðüñåé ïðïéáäþðïôå ôéìþ åíôüò ôçò ðåñéï Þò ñýèìéóçò (u H ) (ó Þìá 8.1á). Áíôßèåôá, óôïõò ìç óõíå åßò åëåãêôýò ôï ñõèìéóôéêü óþìá ìðïñåß íá ðüñåé ìüíï äýï ôéìýò: =0 êáé =max =10V (ó Þìá 1â). Ó Þìá 8.1: ÓôáôéêÝò áñáêôçñéóôéêýò óõíå þí (á) êáé ìç óõíå þí (â). Áðü ôïõò ðéï ãíùóôïýò äéáêïðôéêïýò åëåãêôýò åßíáé: Á) ï åëåãêôþò äýï èýóåùí êáé Â) ï åëåãêôþò ôñéþí èýóåùí. Ïé åëåãêôýò áõôïß Ý ïõí áðëþ êáôáóêåõþ êáé óõíáíôþíôáé åßôå ùò áðëü ìç áíéêü óôïé åßá üðùò ìáãíçôéêýò âáëâßäåò, äéáêüðôåò, ñåëý êáé çëåêôñïíüìïé åßôå ùò çëåêôñïíéêü óôïé åßá Þ êõêëþìáôá. Ïé ìç óõíå åßò åëåãêôýò áñáêôçñßæïíôáé áðü ôï öáéíüìåíï ôçò õóôýñçóçò, äçëáäþ, åíþ ôßèåíôáé óå ëåéôïõñãßá óå ìéá ôéìþ ôïõ óþìáôïò åéóüäïõ e 1, ôßèåíôáé åêôüò ëåéôïõñãßáò óå ìéá ôéìþ e 2 äéáöïñåôéêþ ôçò e 1 (ó Þìá 8.3). Ïé âáèìßäåò ôùí ïðïßùí ôï óþìá åîüäïõ áëëüæåé êáôüóôáóç óå äéáöïñåôéêþ ôéìþ êáôü ôçí áýîçóç ôïõ óþìáôïò åéóüäïõ áðü üôé êáôü ôçí ìåßùóç ôïõ óþìáôïò åéóüäïõ (ó Þìá 8.3), áñáêôçñßæïíôáé áðü ôï öáéíüìåíï ôçò õóôýñçóçò (Ç). Ïé åëåãêôýò áõôïß åßíáé öèçíïß, áðëïß óôçí êáôáóêåõþ, äå ñåéüæïíôáé éäéáßôåñç óõíôþñçóç êáé ñçóéìïðïéïýíôáé åêåß üðïõ äåí áðáéôåßôáé áêñéâþò ñýèìéóç ôçò åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò. Ëüãù ôùí ôéìþí ðïõ ìðïñåß íá ðüñåé ôï ñõèìéóôéêü óþìá ( ),0V Þ 10V, óå êáôüóôáóç ON/OFF (êëåéóôüò / áíïéêôüò äéáêüðôçò), ïé åëåãêôýò áõôïß ïíïìüæïíôáé êáé ON/OFF Þ ìç óõíå åßò åëåãêôýò. 248
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò 8.1 ÅëåãêôÞò äýï èýóåùí Óôïí åëåãêôþ äýï èýóåùí õðüñ åé óôåíþ ó Ýóç ìåôáîý ôçò åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò () êáé ôçò äéáêïðôéêþò óõìðåñéöïñüò ôïõ ñõèìéóôéêïý óþìáôïò ( ). Ãéá íá êáôáíïþóïõìå ôç ëåéôïõñãßá ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí, åêôåëïýìå ôï ðáñáêüôù ðåßñáìá (ó Þìá 8.2). Óõ íïãåííþôñéá r + e ÅëåãêôÞò CHI CHII Ó Þìá 8.2: ÄéÝãåñóç åëåãêôþ-äýï èýóåùí ìå Ýíá çìéôïíïåéäýò óþìá. Ìå ôç âïþèåéá ìéáò ãåííþôñéáò óõ íïôþôùí äéåãåßñïõìå ôïí åëåãêôþ ìå Ýíá çìéôïíïåéäýò óþìá ìéêñþò óõ- íüôçôáò (2 3Hz) êáé ðëüôïõò e max @12V. Óôçí Ýîïäï ôïõ åëåãêôþ ëáìâüíïõìå Ýíá ïñèïãþíéêü óþìá, ôï ïðïßï Ý åé óôáèåñü ðëüôïò êáé óôçí ðåñßðôùóç ôùí çëåêôñïíéêþí åëåãêôþí ìðïñåß í áëëüæåé èýóç ðüíù óôïí Üîïíá ôïõ ñüíïõ (ó Þìá 8.3). 12 10 e 1 1 e e 1 4 ON 0 1 2 3 4 OFF ù e 2 3 Ó Þìá 8.3: ÇìéôïíïåéäÞò äéýãåñóç (e) êáé áðüêñéóç ( ) ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. Óôï ðáñáðüíù ó Þìá 8.3 ðáñáôçñïýìå üôé, êáèþò ôï çìéôïíïåéäýò óþìá åéóüäïõ (e) áíýñ åôáé Ýùò ôçí ôéìþ e 1, ôï óþìá åîüäïõ ( ) åßíáé ìçäýí. Óôçí ôéìþ e 1 ôï óþìá áëëüæåé ôéìþ êáé öèüíåé óôá 10V ùñßò ñïíéêþ êáèõóôýñçóç. Óôï óçìåßï e 1 ðåñßìåíå êáíåßò üôé ôï óþìá èá îáíüðåöôå óôï ìçäýí. Ðáñáäüîùò üìùò ôï óþìá ðáñáìýíåé óôáèåñü êáé ìå êáèõóôýñçóç áëëüæåé ôéìþ (10Và0), üôáí ôï óþìá åéóüäïõ Ý åé ôçí ôéìþ e 2. Óôïõò çëåêôñï- 249
êåöüëáéï 8 íéêïýò åëåãêôýò ìðïñïýìå íá ìåôáôïðßóïõìå ôá óçìåßá áëëáãþò êáôüóôáóçò 1 (0 10V), 2 (10V 0V) ìå ôç âïþèåéá åíüò ðïôåíóéüìåôñïõ, ôï ïðïßï ïíïìüæåôáé ðïôåíóéüìåôñï ÕóôÝñçóçò. Ìå ôç âïþèåéá ôçò äéüôáîçò ôïõ ó Þìáôïò 8.2 êáé ìå ôïí ðáëìïãñüöï óå x-ëåéôïõñãßá ìðïñïýìå íá ðáñáôçñþóïõìå ôç óôáôéêþ áñáêôçñéóôéêþ ôïõ åëåãêôþ (ó Þìá 8.4). 5 4 3 2 6 1 7-12V 8 e 2 2 0 e 1 +12V e Ó Þìá 8.4: ÓôáôéêÞ áñáêôçñéóôéêþ ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. Óôï ðáñáðüíù ó Þìá ôï çìéôïíéêü óþìá (e) ìåôáâüëëåôáé ðüíù óôïí ïñéæüíôéï Üîïíá, åíþ ôï óþìá óôïí êáôáêüñõöï Üîïíá. Êáèþò ôï óþìá (e) áõîüíåé áðü ôï ìçäýí ðñïò ôéò èåôéêýò ôéìýò, óôçí ôéìþ e 1 ôï óþìá áëëüæåé ôéìþ áðü ìçäýí óôá äýêá Vol. Ôï óþìá åéóüäïõ åîáêïëïõèåß íá áõîüíåé ôçí ôéìþ ôïõ ìý ñé ôá 12Vol (âýëç 1 êáé 2 ) êáé óôç óõíý åéá ìåéþíåôáé áðü ôá +12V ìý ñé ôá 12V (âýëç 3, 4, 5 êáé 7 ). Êáèþò ôï óþìá åéóüäïõ ëáìâüíåé ôçí ôéìþ e 2, ôï óþìá åîüäïõ áëëüæåé ôéìþ áðü ôá 10V óôï 0Vol. Óôçí ðåñßðôùóç ðïõ óôç äéüôáîç ôïõ ó Þìáôïò 8.2 äéåãåßñïõìå ôïí åëåãêôþ ìå Ýíá âçìáôéêü óþìá, ðáñáôçñïýìå üôé ôï óþìá ðçäü óå ìéá óôáèåñþ ôéìþ (êüñï) êáé äåí ìåôáâüëëåôáé ðëýïí (ó Þìá 8.5). e 1 1 Ó Þìá 8.5: ÂçìáôéêÞ áðüêñéóç ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ôï óýìâïëï ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí öáßíåôáé óôï ðáñáêüôù ó Þìá 8.6. 250
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò H=õóôÝñçóç r + e ÅëåãêôÞò Ó Þìá 8.6: Óýìâïëï åëåãêôþ äýï èýóåùí. íáò áíôéðñïóùðåõôéêüò åëåãêôþò äýï èýóåùí åßíáé ôï ãíùóôü äéìåôáëëéêü óôïé åßï (êïéíþò èåñìïóôüôçò) ôï ïðïßï ñçóéìïðïéåßôáé óôéò ïéêéáêýò óõóêåõýò óéäåñþìáôïò ñïý ùí (êïéíþò çëåêôñéêü óßäåñï ) (ó Þìá 8.7). ¼ôáí ôï äéìåôáëëéêü óôïé åßï åßíáé øõ ñü, âñßóêåôáé óôçí ïñéæüíôéá èýóç (1). Óå êáôüóôáóç ëåéôïõñãßáò ôï ñåýìá äéýñ åôáé áðü ôï äéìåôáëëéêü óôïé åßï êáé ôçí èåñìáíôéêþ áíôßóôáóç êáé ôï óßäåñï èåñìáßíåôáé. Ìå ôçí ðüñïäï ôïõ ñüíïõ ôï äéìåôáëëéêü óôïé åßï èåñìáßíåôáé ôüóï ðïëý ðïõ, ëüãù ôïõ õëéêïý êáôáóêåõþò ôïõ, êüìðôåôáé. Ç êüìøç (èýóç 2) áõôþ Ý åé ùò áðïôýëåóìá ôç äéáêïðþ ôçò ñïþò ôïõ çëåêôñéêïý ñåýìáôïò êáé ôçí ðôþóç ôçò èåñìïêñáóßáò ôçò èåñìáíôéêþò áíôßóôáóçò êáé ôïõ äéìåôáëëéêïý óôïé åßïõ. Ç áðïêáôüóôáóç ôïõ êõêëþìáôïò ôåëéêü ãßíåôáé óå ìéá èåñìïêñáóßá ìéêñüôåñç ôçò åðéèõìçôþò, ç ïðïßá ñõèìßæåôáé ìå ôïí ðåñéóôñåöüìåíï êï ëßá (èýóç 3). 220V ÈåñìáíôéêÞ Áíôßóôáóç R N èåñìüôçôá 2 1 Äéìåôáëëéêü åðáöýò OFF-åêôüò ON-åíôüò Ñýèìéóç åðéèõìçôþò ôéìþò (èýóç 2) (èýóç 1) Ó Þìá 8.7: ÄéÜôáîç çëåêôñéêïý êõêëþìáôïò ìå äéìåôáëëéêü óôïé åßï óå Ýíá çëåêôñéêü óßäåñï. 251
êåöüëáéï 8 8.2 Çëåêôñïíéêü êýêëùìá åëåãêôþ äýï èýóåùí (ÅÄÈ) Ôï êýêëùìá ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí, áí êáé åßíáé ðïëý áðëü óôçí êáôáóêåõþ ôïõ, åßíáé äýóêïëï óôçí êáôáíüçóþ ôïõ. Ãéá íá êáôáíïþóïõìå ôç ëåéôïõñãßá ôïõ, èá åîåôüóïõìå Ýíá áðëü êýêëùìá Schmi-Triger (áóôáèþò ðïëõäïíçôþò), (ó Þìá 8.8), óôçí åßóïäï ôïõ ïðïßïõ åöáñìüæïõìå Ýíá ôñéãùíéêü óþìá e. N e P + 1 á R R P R 1 u P 0 R e u N u P R e (á) u P u AB u -P u AN u AB e (â) u AN u H u (ã) Ó Þìá 8.8: Êýêëùìá áóôáèïýò ðïëõäïíçôþ (á), ñïíéêýò áðïêñßóåéò (â) êáé óôáôéêþ áñáêôçñéóôéêþ (ã). ÕðïèÝôïõìå êáô áñ Þí üôé ç ôüóç åîüäïõ ( R ) åßíáé èåôéêþ ( R = + Rmax = 10V). Óôç ìåóáßá ëþøç ôïõ ðïôåíóéüìåôñïõ ç ôüóç u P åßíáé: R R1 u = = + á üðïõ á = ( ìåôáâëçôï) R 1 P R max R max RP ¼óï ñïíéêü äéüóôçìá ç u N (=e) åßíáé ìéêñüôåñç ôçò u P : u N <u P, ç Ýîïäïò ôïõ ôåëåóôéêïý âñßóêåôáé óôï èåôéêü êüñï ( Rmax ). ¼ôáí üìùò ç ôüóç (e) ãßíåôáé ìåãáëýôåñç áðü ôçí ôüóç (u P ), ôüôå ç ôüóç R ãßíåôáé áñíçôéêþ êáé êáôü óõíýðåéá áñíçôéêþ ãßíåôáé êáé ç ôüóç (u P = á. Rmax ). Ç ìåôáâïëþ ôçò ôüóçò R áðü ôï èåôéêü óôïí áñíçôéêü êüñï ãßíåôáé áõôüìáôá, ùñßò ñïíéêþ êáèõóôýñçóç, ëüãù ôçò ìåãüëçò åíßó õóçò (10 5 ) ôïõ ôåëåóôéêïý. ÌåôáâÜëëïíôáò ôçí ôüóç (u P ) ôïõ ðïôåíóéüìåôñïõ ìåôáâüëëïõìå ôç èýóç ôùí óçìåßùí u AB êáé u AN (ó Þìá 8). Ôáõôü ñïíá ìåôáâüëëåôáé êáé ç ôüóç õóôýñçóçò u H. P 252
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò 8.3 ÏëïêëçñùìÝíï çëåêôñïíéêü êýêëùìá åëåãêôþ äýï èýóåùí íá ôõðéêü êýêëùìá åëåãêôþ äýï èýóåùí ìå çëåêôñïíéêü óôïé åßá öáßíåôáé óôï ðáñáêüôù ó Þìá (8.9): +10V=u B 10K 5K 10K 10K r 10K 741 (r-)=e 10K 1K + + 10K 10K + Ó Þìá 8.9: Çëåêôñïíéêü êýêëùìá åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ôï ðáñáðüíù êýêëùìá áðïôåëåßôáé áðü ôï óõãêñéôþ, óôçí Ýîïäï ôïõ ïðïßïõ óõíäýåôáé Ýíá êýêëùìá ðïëõäïíçôþ (Schmi Triger). 253
êåöüëáéï 8 8.4 ëåã ïò ìç éóïññïðïýíôïò óõóôþìáôïò ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí ÐáñÜäåéãìá: ëåã ïò óôüèìçò äåîáìåíþò ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ôï ðáñáêüôù ó Þìá 8.10 ìáò äåß íåé ìéá ó çìáôéêþ äéüôáîç ôùí âáèìßäùí åíüò óõóôþìáôïò áõôïìüôïõ åëýã- ïõ óôüèìçò ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ó Þìá 8.10: ÄéÜôáîç åëýã ïõ óôüèìçò ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí. 254
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò Ëåéôïõñãßá: Ôï äéüãñáììá âáèìßäùí ôïõ êëåéóôïý óõóôþìáôïò ôïõ ó Þìáôïò 8.10 åßíáé ôçò ìïñöþò: + Q q åî up r + ÅëåãêôÞò Åíéó õôþò Ôåëéêü óôïé åßï åëýã ïõ q åéó + ÄåîáìåíÞ h h u Ó Þìá 8.11: Block-äéÜãñáììá ôïõ êëåéóôïý óõóôþìáôïò. Ï åëåãêôþò áðïôåëåßôáé áðü Ýíá áðëü êýêëùìá Schmi-riger ìå õóôýñçóç êáé Ýíáí åíéó õôþ éó ýïò óõíäåóìïëïãçìýíïò ùò áêüëïõèïò ôüóçò. Ìå ôï äüôç åðéèõìçôþò ôéìþò ñõèìßæïõìå ôï åðéèõìçôü ýøïò (r=h o = o ) ôïõ íåñïý óôç äåîáìåíþ. Ìå ôçí Ýíáñîç ôçò ëåéôïõñãßáò, åðåéäþ ç åðéèõìçôþ ôéìþ (r) åßíáé ìåãáëýôåñç áðü ôçí ðñáãìáôéêþ (r>), ç Ýîïäïò ôïõ åëåãêôþ åßíáé ìýãéóôç (max ) (ó Þìá 8.12). =h 2 2 T r Ä =h 1 1 T OFF T ON 1 2 3 =max u h 1 2 3 Ó Þìá 8.12: ÊõìáôïìïñöÞ åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò êáé ôïõ óþìáôïò åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. ÄçëáäÞ üôáí: r> ôüôå e>0 êáé = max 255
êåöüëáéï 8 Ç ôüóç max äéåãåßñåé ôï ñåëý (Ê) êáé ç áíôëßá ôßèåôáé óå ëåéôïõñãßá. Ç äåîáìåíþ Ý åé ùò ãíùóôüí ïëïêëçñùôéêþ óõìðåñéöïñü, äçëáäþ ôï ýøïò ìåôáâüëëåôáé ãñáììéêü ìå ôï ñüíï. Êáèþò ëïéðüí ç óôüèìç (h) áíåâáßíåé, öèüíåé ôçí åðéèõìçôþ ôéìþ, áëëü ëüãù ôçò õóôýñçóçò ç Ýîïäïò ôïõ åëåãêôþ äåí áëëüæåé áìýóùò êáôüóôáóç. Ç óôüèìç áíýñ åôáé ìý ñé ôï óçìåßï 2 ( 1 ), üðïõ 2 ( 1 )=u P. Ôá óçìåßá 1 êáé 2 ñõèìßæïíôáé ìå ôï ðïôåíóéüìåôñï ôçò õóôýñçóçò R p. ÅðåéäÞ ç óôüèìç Ýöèáóå óôï áíþôåñï óçìåßï åðéôþñçóçò ( 2 ), ç äéáöïñü e(=r-)<0 êáé ç Ýîïäïò ôïõ ôåëåóôéêïý 1 áëëüæåé êáé ãßíåôáé ìçäýí ( 1 =0). Ôï ñåëý áðåíåñãïðïéåßôáé êáé ç áíôëßá óôáìáôü. Óôç óõíý åéá ç óôüèìç ðýöôåé ãñáììéêü ìý ñé ôï óçìåßï 1 êáé ôï öáéíüìåíï åðáíáëáìâüíåôáé. 8.5 ëåã ïò åíüò éóïññïðïýíôïò óõóôþìáôïò ìå êáèõóôýñçóç 1 çò ôüîçò ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí ÐáñÜäåéãìá: ëåã ïò èåñìïêñáóßáò åíüò ãáëâáíéóìïý ìå åëåãêôþ äýï èýó åùí (ó Þìá 8.13). + è r r + A 1 500W 1 1500W =è ÅëåãêôÞò Åíéó õôþò A 2 N 2 L N Ó Þìá 8.13: ëåã ïò èåñìïêñáóßáò åíüò áëêáëéêïý ëïõôñïý. Óêïðüò ôïõ ðáñáðüíù êëåéóôïý óõóôþìáôïò åßíáé ï Ýëåã ïò ôçò èåñìïêñáóßáò (åëåã üìåíç ìåôáâëçôþ) ôïõ áëêáëéêïý ëïõôñïý (åëåã üìåíï óýóôçìá) ìéáò åãêáôüóôáóçò ãáëâáíéóìïý. Ùò åðéèõìçôþ èåñìïêñáóßá ôïõ ëïõôñïý èåùñïýìå ôçí È r = 150 ï. Ãéá ôçí åðßôåõîç áõôþò ôçò èåñìïêñáóßáò êáé ôçí áíôéóôüèìéóç ôùí âáóéêþí áðùëåéþí èåñìüôçôáò, ôï ëïõôñü ôñïöïäïôåßôáé ìå ìéá èåñìáíôéêþ áíôßóôáóç 1500W (âáóéêü öïñôßï), ç ïðïßá äåí åëýã åôáé áðü ôïí åëåãêôþ. Ãéá ôïí Ýëåã ï ôçò èåñìïêñáóßáò óå ðåñßðôùóç îáöíéêþí ìåôáâïëþí (äéáôáñá þí), ôï ëïõôñü èåñìáßíåôáé åðéðëýïí áðü ìéá èåñìáíôéêþ áíôßóôáóç 500W. Ç áíôßóôáóç áõôþ óõíäýåôáé ìå ôç âïþèåéá ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. 256
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò Óôï ðáñáêüôù ó Þìá 8.14 öáßíïíôáé ïé êõìáôïìïñöýò ôùí ìåôáâïëþí ôçò èåñìïêñáóßáò ôïõ ñõèìéóôéêïý óþìáôïò, êáèþò åðßóçò ç óôáôéêþ áñáêôçñéóôéêþ ôïõ åëåãêôþ. < =è ÌåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò ùñßò åëåãêôþ r 230 0 200 0 Ä 170 0 T =Y h T u h =100% âáóéêü = 1500W öïñôßï 0 u h T 1 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 P 2000W âáóéêü öïñôßï 1500W OFF ON OFF ON OFF Ó Þìá 8.14: ÓôáôéêÞ áñáêôçñéóôéêþ åëåãêôþ êáé ñïíéêýò ìåôáâïëýò ôçò èåñìïêñáóßáò. Ìå ôï äüôç åðéèõìçôþò ôéìþò ïñßæïõìå ìéá èåñìïêñáóßá 200 ï C. ÊáôÜ ôçí åêêßíçóç ôï ñïíéêü äéüóôçìá 0 1 ôï ëïõôñü ôñïöïäïôåßôáé ìå ìýãéóôç éó ý 2000W. = 100% P max = 2000W ¼ôáí ç èåñìïêñáóßá öôüóåé óôïõò 230 ï C (ó Þìá 14), ôï óþìá åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ ìçäåíßæåôáé. = 0 êáé P = 1500W (éó ýò âáóéêïý öïñôßïõ) êáé ç èåñìïêñáóßá ìåéþíåôáé åêèåôéêü ( ñïíéêü äéüóôçìá 1 Ýùò 2 ). Óôï óçìåßï 2 ç èåñìïêñáóßá Ý åé öôüóåé êüôù áðü ôï üñéï ôùí 170 ï C. 257
êåöüëáéï 8 Áí ìåéþóïõìå ôï ðëüôïò ôçò ôáëüíôùóçò (Ä), ôüôå áõîüíåôáé ç äéáêïðôéêþ óõ íüôçôá ( ñïíéêü äéüóôçìá 4 Ýùò 6 ). Áõôü Ý åé ùò áðïôýëåóìá ôç ìåßùóç ôçò æùþò ôïõ åëåãêôþ êáé ôçí ôá ýôåñç êáôáóôñïöþ ôùí åðáöþí ôïõ ñåëý. ÅÜí ôï åëåã üìåíï óýóôçìá åìöáíßæåé íåêñü ñüíï T d, ôüôå ïé ðáñáðüíù êõìáôïìïñöýò ìåôáâüëëïíôáé êáé ëáìâüíïõí ôç ìïñöþ (ó Þìá 8.15): u h < =è 1 2 3 4 5 ÌåôáâïëÞ ôçò èåñìïêñáóßáò ùñßò åëåãêôþ 230 o 170 o 0 Ô d Ô d Ó Þìá 8.15: ÊõìáôïìïñöÝò èåñìïêñáóßáò êáé éóïññïðïýíôïò óõóôþìáôïò ìå íåêñü ñüíï êáé ñõèìéóôéêïý óþìáôïò. ÐáñáôÞñçóç: Áðü ôéò ðáñáðüíù ñïíéêýò áðïêñßóåéò äéáðéóôþíïõìå üôé, åíþ ôï ñõèìéóôéêü óþìá åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ ìçäåíßóôçêå (óçìåßï 1 êëð), ç èåñìïêñáóßá óõíå ßæåé í áíåâáßíåé ìý ñé ôï ñïíéêü óçìåßï = 1 +T d. Ôï ßäéï äéáðéóôþíïõìå êáé êáôü ôçí ðôþóç ôçò èåñìïêñáóßáò (óçìåßï 3 êáé 4 ). 8.6 ÅëåãêôÞò ôñéþí èýóåùí Ç Ýîïäïò ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí ëáìâüíåé äýï ôéìýò, ïé ïðïßåò âñßóêïíôáé óôá üñéá ôçò ðåñéï Þò ñýèìéóçò (0,u H ). Óôïí åëåãêôþ áõôüí êáèïñßæåôáé ìéá åðéèõìçôþ ôéìþ, ãýñù áðü ôçí ïðïßá ðüëëåôáé ç åëåã üìåíç ìåôáâëçôþ. Ï åëåãêôþò ôñéþí èýóåùí áðïôåëåßôáé áðü äýï åëåãêôýò äýï èýóåùí. ÅðïìÝíùò ó áõôïýò êáèïñßæïõìå äýï åðéèõìçôýò ôéìýò r 1 êáé r 2. ÓõíÞèùò ç äéáöïñü ôùí äýï ôéìþí ñõèìßæåôáé óôï 10%. Åíþ óôïí åëåãêôþ äýï èýóåùí Ý ïõìå äýï êáôáóôüóåéò ëåéôïõñãßáò (ð.. äéáêüðôçò ãéá èýñìáíóç åíôüò Þ åêôüò, ON-OFF), óôïí åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí Ý ïõìå ôñåéò êáôáóôüóåéò ëåéôïõñãßáò (ð.. ëåéôïõñãßá êéíçôþñá: ðåñéóôñïöþ êéíçôþñá äåîéü, áêßíçôïò, ðåñéóôñïöþ êéíçôþñá áñéóôåñü). 258
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò Óôï ðáñáêüôù ó Þìá 8.16 öáßíåôáé ìéá ôõðéêþ óôáôéêþ áñáêôçñéóôéêþ åíüò åëåãêôþ èåñìïêñáóßáò. u =+100% R2 u =-100% R1 1 2 3 4 r + ÅëåãêôÞò ON I OFF ON II Y SH (á) (â) Ó Þìá 8.16: ÓôáôéêÞ áñáêôçñéóôéêþ åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí (á) êáé óýìâïëï (â). ¼ôáí ç èåñìïêñáóßá ð..åíôüò ôïõ öïýñíïõ åßíáé ìåãáëýôåñç áðü ôçí ôéìþ 4, ôüôå ï åëåãêôþò ðáñý åé óôçí Ýîïäü ôïõ ôï óþìá = 100%, ðïõ óçìáßíåé øýîç. ÁíôéèÝôùò, üôáí ç èåñìïêñáóßá ìåéùèåß êüôù áðü ôçí 2 ôéìþ 1, ôüôå ôï óþìá åîüäïõ ëáìâüíåé ôçí ôéìþ = -100%, ðïõ óçìáßíåé èýñìáíóç. ÅÜí ç èåñìïêñáóßá âñßóêåôáé ìåôáîý ôùí ôéìþí 2 êáé 3, ôüôå ôï óþìá åîüäïõ Ý åé ôçí ôéìþ ìçäýí ( = 0). Ç ðåñéï Þ Õ SH åíôüò ôçò ïðïßáò ï åëåãêôþò ëåéôïõñãåß ùò äéáêüðôçò ëýãåôáé äéáêïðôéêþ ðåñéï Þ Þ ïõäýôåñç ðåñéï Þ. Ï åëåãêôþò ôñéþí èýóåùí ñçóéìïðïéåßôáé êõñßùò ãéá åðéôþñçóç ìåãßóôùí êáé åëá ßóôùí ïñßùí, üðùò èåñìïêñáóßáò, ðßåóçò, óôñïöþí ê.ëð. ÅéäéêÜ ï åëåãêôþò ôñéþí èýóåùí ñçóéìïðïéåßôáé óôç çìéêþ âéïìç áíßá óå óõíåñãáóßá ìå êéíçôþñéá ôåëéêü óôïé åßá åëýã ïõ ãéá ôï Üíïéãìá êáé êëåßóéìï âáëâßäùí (ó Þìá 8.17). ÓõãêåêñéìÝíá üôáí: 4 =0 ï êéíçôþñáò áêéíçôïðïéåßôáé (óôáèåñü Üíïéãìá âáëâßäáò) 4 = ï êéíçôþñáò ðåñéóôñýöåôáé ðñïò ôá äåîéü (áíïé ôþ âáëâßäá) 1 4 = 2 ï êéíçôþñáò ðåñéóôñýöåôáé ðñïò ô áñéóôåñü (êëåéóôþ âáëâßäá) r + e u R Ó Þìá 8.17: Block-äéÜãñáììá åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí êáé óåñâïêéíçôþñá. 259
êåöüëáéï 8 8.6.1 ëåã ïò ðßåóçò ìéáò åãêáôüóôáóçò ðåðéåóìýíïõ áýñá ìå åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí Óôï ðáñáêüôù ó Þìá 8.18 öáßíåôáé ç ó çìáôéêþ äéüôáîç ôçò åãêáôüóôáóçò ðåðéåóìýíïõ áýñá. Ç åãêáôüóôáóç áðïôåëåßôáé áðü: 4 ôï þñï áðïèþêåõóçò ôïõ ðåðéåóìýíïõ áýñá (1) (áåñïöõëüêéï) 4 ôçí çëåêôñïêßíçôç âáëâßäá (2) 4 ôï ìåéùôþñá óôñïöþí (3) 4 ôï ìïíïöáóéêü êéíçôþñá (4) 4 ôá äýï ñåëý (K 1,K 2 ) (5) 4 ôïí åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí (6) 4 ôï ìåôáôñïðýá ðßåóçò óå ôüóç (7) 4 ôéò êáôáíáëþóåéò (z 1,z 2 ) äéáôáñá Ýò. Ó Þìá 8.18: Ó çìáôéêþ äéüôáîç åëýã ïõ ðßåóçò ìéáò åãêáôüóôáóçò ðåðéåóìýíïõ áýñá. 260
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò Ëåéôïõñãßá: Ç ðßåóç ôçí ïðïßá ìåôñüåé ôï áéóèçôþñéï ìåôáôñýðåôáé áðü ôï ìåôáôñïðýá óå ìéá áíüëïãç óõíå Þ ôüóç (). K M KM P P u Þ P Ï ìåôáôñïðýáò ìáò äßíåé ãéá êüèå 1bar ðßåóç 1V. ÅðïìÝíùò: 1V V K M = = 1 1bar bar ïðüôå êáé ç ìýãéóôç ðßåóç ðïõ åðéôñýðåôáé íá áíáðôõ èåß åíôüò ôïõ áåñïöõëáêßïõ åßíáé: max = Km Pmax 10V V = 1 Pmax bar Pmax = 10bar Ç ôüóç åîüäïõ ôïõ ìåôáôñïðýá ïäçãåßôáé óôçí åßóïäï (ðëçí ôïõ óõãêñéôþ) ôïõ åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí. Èåùñïýìå óôç óõíý åéá üôé ôï óþìá åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ åßíáé ç ôüóç ôñïöïäïóßáò ôïõ êéíçôþñá (u = 220V). ÅÜí ëïéðüí ç ðßåóç () ôïõ áåñïöõëáêßïõ åßíáé ìéêñüôåñç áðü ôçí åðéèõìçôþ ôéìþ (r): e = (r ) < 0 ôüôå âñéóêüìáóôå óôï ðñþôï ôåôáñôçìüñéï ôçò áñáêôçñéóôéêþò ôïõ åëåãêôþ êáé åíåñãïðïéåßôáé ôï ñåëý (K 1 ), ìå ôï ïðïßï ç ôüóç ôïõ äéêôýïõ óõíäýåôáé ìå ôïí êéíçôþñá. Óôç óõíý åéá ï êéíçôþñáò äéáìýóïõ ôïõ ìåéùôþñá áíïßãåé ôç âáëâßäá. Êáèþò ç äéáöïñü e=(r-) óõíå þò ìåéþíåôáé êáé ôåëéêü ìçäåíßæåôáé, áðåíåñãïðïéåßôáé ôï ñåëý K 1 êáé Ýôóé ï êéíçôþñáò áðïóõíäýåôáé áðü ôï äßêôõï. Êáèþò üìùò ç ðßåóç áíåâáßíåé êáé ëüãù ôçò ìåãüëçò åõáéóèçóßáò ôïõ åëåãêôþ, åíåñãïðïéåßôáé ôá ýôáôá ôï ñåëý K 2. Ï êéíçôþñáò ðåñéóôñýöåôáé áíôßèåôá êáé êëåßíåé ôç âáëâßäá ðåðéåóìýíïõ áýñá, þóôå íá ìçí Ý ïõìå ðåñáéôýñù áýîçóç ôçò ðßåóçò. 261
êåöüëáéï 8 ÐÅÑÉËÇØÇ 4 Óå ðïëëýò ðåñéðôþóåéò, üðïõ äåí áðáéôåßôáé áêñéâþò Ýëåã ïò ôçò åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò, ñçóéìïðïéïýíôáé äéáêïðôéêïß åëåãêôýò. 4 Ïé ðéï äéáäåäïìýíïé äéáêïðôéêïß åëåãêôýò åßíáé ïé åëåãêôýò äýï êáé ôñéþí èýóåùí. áñáêôçñéóôéêü ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí åßíáé üôé ôï óþìá óôçí Ýîïäü ôïõ ðáßñíåé äýï óôáèåñýò ôéìýò, ôéò 0 êáé 10V. Åíþ óôïí äå åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí, ôï óþìá óôçí Ýîïäü ôïõ ëáìâüíåé ôñåéò ôéìýò, ôéò 10V, 0V êáé 10V. 4 Ç ëåéôïõñãßá ôùí äéáêïðôéêþí åëåãêôþí âáóßæåôáé óôï öáéíüìåíï ôçò õóôýñçóçò, äçëáäþ ôï óþìá åîüäïõ áëëüæåé êáôüóôáóç óå äéáöïñåôéêþ ôéìþ êáôü ôçí áýîçóç ôïõ óþìáôïò åéóüäïõ áð üôé êáôü ôç ìåßùóç. 4 Äéáêïðôéêïß åëåãêôýò õðüñ ïõí äéáöüñùí åéäþí, ìç áíéêïß, çëåêôñéêïß êáé çëåêôñïíéêïß. 4 ÊáôÜ ôïí Ýëåã ï éóïññïðïýíôùí óõóôçìüôùí ìå åëåãêôþ äýï èýóåùí ç ôéìþ ôçò åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò ìåôáâüëëåôáé ìåôáîý äýï ïñéáêþí èýóåùí, ïé ïðïßåò ñõèìßæïíôáé ìå ôï ðïôåíóéüìåôñï õóôýñçóçò. Ôáõôü ñïíá ç Ýîïäïò ôïõ åëåãêôþ ðáßñíåé ôçí åëü éóôç Þ ôç ìýãéóôç ôéìþ ôçò üôáí ç ôéìþ ôçò åëåã üìåíçò ìåôáâëçôþò Ý åé ôç ìýãéóôç Þ ôçí åëü éóôç ôéìþ ôçò áíôßóôïé á. 4 Ç ëåéôïõñãßá åíüò óõóôþìáôïò ìå åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí åßíáé üìïéá ìå ôç ëåéôïõñãßá ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí ìå ôç ìüíç äéáöïñü üôé Ý åé ôç äõíáôüôçôá íá ëåéôïõñãåß óå äýï äéáöïñåôéêýò êáôáóôüóåéò. Ðáñáäåßãìáôïò Üñç êáôü ôïí Ýëåã ï óôñïöþí åíüò êéíçôþñá Ý åé ôçí éêáíüôçôá íá áëëüæåé ôç öïñü ðåñéóôñïöþò ôïõ êáé íá åëýã åé ôéò óôñïöýò êáôü ôç äåîéüóôñïöç êáé áñéóôåñüóôñïöç ðåñéóôñïöþ ôïõ. 262
ÓõóôÞìáôá Áõôüìáôïõ ÅëÝã ïõ ìå Äéáêïðôéêïýò ÅëåãêôÝò ÅÑÙÔÇÓÅÉÓ 1) Óå ôé ïöåßëïõí ôçí ïíïìáóßá ôïõò ïé äéáêïðôéêïß åëåãêôýò; 2) Ó åäéüóôå ôç óôáôéêþ áñáêôçñéóôéêþ ôïõ åëåãêôþ äýï èýóåùí. 3) Ôé åßíáé õóôýñçóç; 4) Óõãêñßíáôå ôïí åëåãêôþ Ñ ìå ôïí åëåãêôþ äýï èýóåùí. 5) íáò åëåãêôþò äýï èýóåùí äéåãåßñåôáé ìå Ýíá çìéôïíïåéäýò óþìá. Íá ó åäéüóåôå ôï óþìá åîüäïõ ãéá äéüöïñåò ôéìýò ôçò õóôýñçóçò (ðñïóåããéóôéêü). r ù r + ù 6) íáò åëåãêôþò äýï èýóåùí åðéôçñåß ôï ýøïò ôïõ õãñïý ìéáò äåîáìåíþò. Ç åðéèõìçôþ ôéìþ Ý åé ñõèìéóôåß óôá r=2v (=2m), ôá äå üñéá åðéôþñçóçò ìåôáîý 1,5m êáé 2,5m. Íá ó åäéáóôåß ðñïóåããéóôéêü ç ìåôáâïëþ ôïõ ýøïõò ôïõ íåñïý êáèþò åðßóçò êáé ç áíôßóôïé ç ìåôáâïëþ ôïõ óþìáôïò åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ. 7) íáò êéíçôþñáò åëýã åôáé ìýóù åíüò åëåãêôþ äýï èýóåùí. Ìå ôç âïþèåéá ôïõ ðïôåíóéïìýôñïõ ôçò õóôýñçóçò ôá üñéá ôùí óôñïöþí ñõèìßóôçêáí óôéò 1500 min -1 êáé óôéò 2500 mm -1. Íá ó åäéáóôïýí ðñïóåããéóôéêü ç ìåôáâïëþ ôùí óôñïöþí êáé ôï óþìá åîüäïõ ôïõ åëåãêôþ, üôáí ç åðéèõìçôþ ôéìþ åßíáé 1750 min -1. Ç âçìáôéêþ ñïíéêþ áðüêñéóç ôïõ êéíçôþñá öáßíåôáé ðáñáêüôù. n 2800 2400 2000 1750 1600 1500 1200 800 400 0 2 4 6 8 10 8) Ìå ôç âïþèåéá åíüò ðáñáäåßãìáôïò åîçãþóôå ôç ëåéôïõñãßá ôïõ åëåãêôþ ôñéþí èýóåùí. 9) Óå ôé äéáöýñåé ï åëåãêôþò ôñéþí èýóåùí áðü ôïí åëåãêôþ äýï èýóåùí; 263