Ünite 2: Kumanda Devre Elemanları-I

Giriş

Elektrik makinalarının ve elektrikli cihazların çalıştırılmasında kullanılan elemanlara kumanda devre elemanları denmektedir. Temel kumanda devre elemanları şu şekilde sıralanabilir:

• Butonlar
• Sınır anahtarları
• Röleler
• Zaman röleleri
• Termostatlar
• Paket şalterler

Butonlar

Butonlar, kumanda devrelerinde, devrenin çalışmasını başlatmak ve durdurmak için kullanılmaktadır. Butonlar yapılarına göre:

• Ani temaslı buton
• Kalıcı buton

Çalışma şekillerine göre:

• Başlatma (start) butonu
• Durdurma (stop) butonu
• Çift yollu buton
• Ortak uçlu (jog) buton

olmak üzere sınıflandırılmaktadır.

Başlatma butonu açık kontaklı butondur. Butona basılınca açık olan kontak kapanmakta, buton üzerindeki etki kalktığında kapanan kontak açılarak normal konumunu almaktadır. Sayfa 23’te bulunan Şekil 2.1’de başlatma butonu sembolü görülmektedir.

Durdurma butonu kapalı kontaklı butondur. Butona basılınca kapalı olan kontak açılmakta, buton üzerindeki etki kalktığında açılan kontak kapanarak normal konumunu almaktadır. Sayfa 23’te bulunan Şekil 2.2’de durdurma butonu sembolü görülmektedir.

Çift yollu buton biri kapalı, diğeri açık iki adet kontağı olan butondur. Butona basılınca kapalı olan kontak açılmakta, açık olan kontak kapanmaktadır. Buton üzerindeki etki kalktığında kontaklar normal konumunu almaktadır. Sayfa 24’te bulunan Şekil 2.3’te çift yollu buton sembolü görülmektedir.

Ortak uçlu buton çift yollu butonun iki kontağının birer ucunun ortak olduğu butondur. Biri kapalı, diğeri açık iki adet kontağı bulunmaktadır. Butona basılınca kapalı olan kontak açılmakta açık olan kontak kapanmaktadır. Buton üzerindeki etki kalktığında, kontaklar normal konumunu almaktadır. Sayfa 24’te bulunan Şekil 2.4’te ortak uçlu buton sembolü görülmektedir.

Kalıcı butona basıldığında buton durumu değişmektedir. Buton üzerindeki etki kalktığında, buton normal konumuna dönmez, yani basıldığı şekilde kalır, ancak ters yöndeki başka bir etki, kalıcı butonun normal konumuna dönmesini sağlayabilir. Sayfa 24’te bulunan Şekil 2.5’te kalıcı buton sembolü görülmektedir. Anahtarlar kalıcı tipte butonlardır (Şekil 2.6).

Sınır Anahtarları

Sınır anahtarı hareketli sistemlerde konum algılama işleminde kullanılan anahtarlardır. Sınır anahtarları normalde açık veya normalde kapalı tek kontaktan veya biri normalde kapalı, diğeri normalde açık iki kontaktan oluşabilir. Sayfa 25’te bulunan Şekil 2.7’de çeşitli sınır anahtarlarının sembolleri görülmektedir. Sınır anahtarları yapılarına göre:

• Mekanik sınır anahtarları
• Manyetik sınır anahtarları

olmak üzere sınıflandırılmaktadırlar.

Mekanik sınır anahtarları makaralı ve pimli olmak üzere iki çeşittir. Makaralı sınır anahtarları, aygıtın sabit kısmına bağlanmakta ve aygıtın hareketli kısmında bulunan bir çıkıntı sınır anahtarının makarasına çarptığında kontaklar konum değiştirmektedir. Pimli sınır anahtarları, aygıtın sabit kısmına bağlanmakta ve aygıtın hareketli kısmında bulunan bir çıkıntı sınır anahtarının pimine çarptığında kontaklar konum değiştirmektedir. Sayfa 25’te bulunan Şekil 2.8’de makaralı Şekil 2.9’da pimli sınır anahtarı görülmektedir.

Manyetik sınır anahtarları, aygıtın hareketli kısmına bağlı sabit mıknatıs ve sabit kısmına bağlı kontak bloğundan oluşmaktadır. Aygıt çalışırken kontak bloğu ile sabit mıknatıs karşı karşıya geldiğinde, sabit mıknatıs kontağın manyetik parçasını kendine doğru çekmekte ve kontakların konum değiştirmesine neden olmaktadır. Sayfa 26’da bulunan Şekil 2.10’da manyetik sınır anahtarın yapısı gösterilmektedir.

Röleler

Röleler elektromıknatıs, palet ve kontak parçalarından oluşan küçük güçte elektromanyetik anahtarlardır. Elektromıknatısa gerilim uygulandığında, nüve mıknatıslık özelliği kazanarak paleti kendine doğru çekmekte, bu hareket sonucu palet üzerindeki kontaklar konum değiştirirerek açık olan kontağı kapatmakta ve kapalı olan kontağı açmaktadır. Sayfa 26’da bulunan Şekil 2.11’de rölenin yapısı, görünüşü ve sembolü gösterilmektedir.

Zaman Röleleri

Zaman röleleri, bobini enerjilendikten veya röle bobininin enerjisi kesildikten belirli bir süre sonra (veya ani olarak) kontakları konum değiştiren rölelerdir. Zaman röleleri çalışma şekillerine göre:

• Çekmede gecikmeli tip (düz) zaman rölesi
• Düşmede gecikmeli tip (ters) zaman rölesi

olmak üzere sınıflandırılmaktadırlar.

Çekmede gecikmeli tip zaman rölelerinde bobine gerilim uygulanmaya başlandığı anda zaman sayımı başlar ve belirlenen süre sonunda röle kontağı konum değiştirir, açık olan kontak kapanır, kapalı olan kontak açılır. Gerilim kesildiğinde röle kontağı ani olarak normal konumuna döner. Sayfa 27’de bulunan Şekil 2.12’de düz zaman rölesi ve gecikme ile konum değiştiren kontakları görülmektedir. Normalde açık, zaman gecikmeli kapanan kontak GK ile normalde kapalı, zaman gecikmeli açılan kontak ise GA ile gösterilmiştir.

Düşmede gecikmeli tip zaman rölelerinde bobine gerilim uygulanmaya başlandığı anda röle kontağı ani olarak konum değiştirir ve bobin enerjili kaldığı sürece kontak bu konumunu korur. Bobine uygulanan gerilim kesildikten sonra zaman sayımı başlar ve belirlenen süre sonunda röle kontağı normal konumuna döner. Sayfa 27’de bulunan Şekil 2.13’te ters zaman rölesi ve gecikme ile konum değiştiren kontakları görülmektedir. Normalde açık, zaman gecikmeli açılan kontak GA ile normalde kapalı, zaman gecikmeli kapanan kontak ise GK ile gösterilmiştir.

Zaman röleleri yukarıda anlatılmış temel çalışma prensiplerine ek olarak farklı çalışma şekillerine göre:

• Bırakmada gecikmeli tip (ımpuls) zaman rölesi
• Çekmede ve bırakmada gecikmeli tip zaman rölesi
• Flaşör zaman rölesi
• Yıldız-üçgen zaman rölesi

ve iç yapılarına göre:

• Pistonlu zaman rölesi
• Motorlu zaman rölesi
• Doğru akım zaman rölesi
• Termik zaman rölesi
• Termistörlü zaman rölesi

olarak da sınıflandırılmaktadır.

Sayfa 29’da bulunan Şekil 2.14’te pistonlu düz zaman rölesinin iç yapısı ve sembolü, Şekil 2.15’te pistonlu ters zaman rölesinin iç yapısı ve sembolü, Sayfa 30’da bulunan Şekil 2.16’da motorlu zaman rölesinin iç yapısı ve sembolü, Şekil 2.17’de bakır halkasız zaman rölesinin iç yapısı, Sayfa 31’de bulunan Şekil 2.18’de bakır halkalı zaman rölesinin iç yapısı, Şekil 2.19’da kondansatörlü zaman rölesinin iç yapısı, Sayfa 32’de bulunan Şekil 2.20’de termik zaman rölesinin iç yapısı ve sembolü, ve Şekil 2.21’de termistörlü zaman rölesi görülmektedir.

Termostatlar

Termostatlar katı, sıvı ve gazların sıcaklık derecelerinin sabit tutulması amacıyla kullanılan kumanda elemanlarıdır. Isıtma ve soğutma sistemleri uygulama alanıdır. Sayfa 33’te bulunan Şekil 2.22’de çeşitli termostatlar görülmektedir. Termostatlar sıcaklık değişimini mekanik harekete çevirerek bu mekanik hareketi ısıtma veya soğutma sistemlerinin kontrolünde kullanmaktadırlar. Termostatlar yapılarına göre:

• Düz bimetal ve metal kontaklı termostat
• Körüklü termostat
• Sarmal bimetal ve civa tüplü kontaklı termostat

çalışma şekillerinde göre:

• Düz çalışan termostat
• Ters çalışan termostat

ve kullanım yerlerine göre:

• Oda termostatı
• Su termostatı
• Katı madde termostatı

olarak sınıflandırılmaktadır.

Sayfa 33’te bulunan Şekil 2.23’te soğuk ve sıcak durumda düz bimetal ve metal kontaklı bir termostat, Sayfa 34’te bulunan Şekil 2.24’te soğuk ve sıcak durumda körüklü bir termostat ve Şekil 2.25’te soğuk ve sıcak durumda sarmal bimetal ve civa tüplü kontaklı termostat gösterilmektedir.

Paket Şalterler

Paket (pako) şalterler bir eksen etrafında dönebilen bir mil üzerine art arda dizilmiş dilimlerden oluşan ve genelde düşük güçlü elektrikli iş elemanlarının çalıştırılmasında ve kumanda devrelerinde butonların yerine kullanılabilen çok konumlu anahtarlardır. Sayfa 35’te bulunan Şekil 2.26’da paket şalterin görünüşü, Sayfa 36’da bulunan Şekil 2.27’de üç konumlu bir paket şalterin A, B, C konumları ve Şekil 2.28’de paket şalterin konumlarına göre şalterde bulunan kontakların açık mı kapalı mı olacağını gösteren paket şalter çalışma diyagramı verilmiştir.