Elektrik makinalarının ve elektrikli aygıtların çalıştırılmalarında kullanılan elemanlara kumanda elemanları denilir. Kumanda elemanları, sıklıkla kumanda devrelerinde kullanılırlar. Bu elemanları tanımak ve işlevlerini bilmek, devrelerin öğrenilmesi için bir ön adım olarak düşünülmelidir. Bu sayede karmaşık devrelerin işleyişlerinin çözümünün daha kolay anlaşılabilmesine olanak sağlanır.
Temel kumanda elemanları şunlardır;
• Butonlar
• Anahtarlar
• Lambalar
• Sınır Anahtarları
• Röleler
• Kontaktörler
• Aşırı Akım Röleleri
• Zaman Röleleri
• Valfler
• Termostatlar
• Paket şalterler
1. BUTONLAR
Elektrik akımının geçip geçmemesini, yön değiştirmesini sağlayan elemanlardır. Bu elemanların kontaklarından akım geçer. Normalde açık kontaklı bir anahtardan akım geçmez. Butona basarak kontak kapandığında akım geçebilir. Normalde kapalı kontaklı bir elemandan akım geçer. Butona basarak kontak açıldığında akım geçişi durur.
2. ANAHTARLAR
En çok kullanılan kumanda elemanlarıdır. Anahtarların butondan farkı kalıcı tipte olmasıdır.
3. LAMBALAR
Kumanda devrelerinde en çok kullanılan elemanlar sinyal lambalarıdır. Sinyal lambalarının gövdelerine neon veya akkor telli lamba takılır. Neon lambalar 220 V gibi yüksek gerilimli kumanda devrelerinde, ak kor telli lambalar ise 36 V gibi düşük gerilimli kumanda devrelerinde kullanılırlar.
4. SINIR ANAHTARLARI
Hareketli aygıtlarda bir hareketi durdurup başka bir hareketi başlatan ve aygıtın hareket eden elemanı tarafından çalıştırılan kumanda elemanına sınır anahtarı denir. Yapılarına göre sınır anahtarları, makaralı, pimli ve manyetik olmak üzere üç kısıma ayrılır.
5. RÖLELER
Ufak güçteki elektromanyetik anahtarlara röle adı verilir. Röleler elektromıknatıs, palet ve kontaklar olmak üzere üç kısımdan oluşur. Elektromıknatıs, demir nüve ve üzerine sarılmış bobinden meydana gelir. Röle bobinleri hem doğru ve hem de alternatif akımda çalışır. Bobin doğru akıma bağlanacak ise demir nüve bir parçadan yapılır.
Demir nüvenin ön yüzüne plastikten yapılmış bir pul konur. Bu pul, bobin akımı kesildikten sonra artık mıknatısıyet nedeniyle paletin demir nüveye yapışık kalmasını önler. Bobini alternatif akıma bağlanacak rölelerin demir nüveleri sac paketinden yapılır.
Demir nüvenin ön yüzünde açılan oyuğa bakırdan yapılmış bir halka geçirilir. Bu bakır halka konmazsa alternatif alan nedeniyle palet titreşim yapar. Kontaklar açılıp kapanır ve röle gürültülü çalışır.
Rölelerde bir veya daha fazla sayıda normalde açık ve normalde kapalı kontak bulunur. Kontakların açılıp kapanmalarını, rölenin paleti sağlar. Bobin enerjilendiğinde, palet çekilir. Normalde kapalı kontaklar açılır, normalde açık kontaklar kapanır. Rölenin paletine bağlanmış olan bir yay kontakların nornal konumda kalmalarını sağlar. Kontakların yapımlarında gümüş, tungsten, palladyum metalleri ve bunların alaşımları kullanılır.
6. KONTAKTÖRLER
Büyük güçteki elektromanyetik anahtarlara kontaktör adı verilir. Rölelerde olduğu gibi kontaktörler de elektromıknatıs, palet ve kontaklar olmak üzere üç kısımdan oluşur. Kontaktörler, bir ve üç fazlı motor, ısıtıcı, kaynak makinesi, trafo vb. alıcıların otomatik olarak kumanda edilmesinde kullanılır. Bu elemanların bobinlerinin gerilimleri DC ya da AC olarak 24 - 48 - 220 - 380 volt olabilmektedir.
Elektrik devrelerinin kontrolünün tahrik yolu ile uzaktan yapılabilmesine imkan sağlayan, elektromanyetik özellikteki büyük güçlü anahtarlara kontaktör denir. Yapısında elektromıknatıs, palet ve kontaklar bulunur. Elektromıknatıs, bildiğimiz gibi bir demir nüve etrafına yerleştirilmiş bobine gerilim uygulanması ile manyetik alan oluşturan kısımdır. Çalışma akımına göre elektromıknatıslar değişik kesitlerde üretilirler. Alternatif ve doğru gerilimle çalışabilirler. Alternatif akım çalışma koşullarında oluşacak ses ve gürültüyü engellemek için demir nüvenin ön yüzündeki oluklara bakır halkalar yerleştirilir.
Palet ise kontağı sağlayan nüveyi oluşturan hareketli kısımdır. Nüvenin hareketi ile düzeneğe yerleştirilmiş olan kontaklardan bazıları açılırken, aynı zamanda bazı kontaklar kapanır. Bu düzenekte bulunan yaylar sayesinde elektromıknatısın enerjisi kesildiğinde, paleti geri iterek kontakların eski konumuna gelmesini sağlar.
Kontak kısmı genelde gümüş, bakır, nikel demir, karbon, tungsten, ve molibden gibi metallerin alaşımlarından üretilmiş, biri sabit diğeri hareketli olan iki parçadan oluşmaktadırlar. Kontaklar palet üzerine yerleştirilerek paletin hareketi sayesinde açıp kapama işlevini yerine getirmesi sağlanmıştır. Kontaklar kullanıldığı akım türüne göre doğru ve alternatif akım kontaktörü, yapısına göre elektromanyetik, basınçlı havalı, elektro pnomatik kontaktörler olarak gruplandırılırlar.
Yüksek akım değerlerinde çalışan motorlarda güç kontaktörleri kullanılır. Kumanda kontakları ile termik ve aşırı gerilim rölesi gibi düzeneklerin çalıştırılması kontrol edilir. Otomatik kumanda sistemlerinde ise kontaktörün içindeki kontakların bazılarının normal durumdaki konumları kapalı bazıları açıktır. Bobine enerji verildiğinde ise kapalı kontaklar açılır, açık kontaklar kapanırlar. Küçük güçlü kontakların arıza durumlarında yenisi ile değiştirilmesi mümkünken, büyük güçlü kontaklar arızalandığında değişim masrafları çok yüksek olduğundan arızalanan kısımların tamiri yoluna gidilir.
Kontaktörlerin Yapısı:
- Bobinler (Elektromıknatıs)
Bobin ve demir nüveden üretilmiş elemandır. Bobinde gerilim uygulandığında geçen akım manyetik alan oluşturarak mıknatısiyet meydana getirir. Kontaktör bobinleri de doğru veya alternatif akımla çalışırlar. Her iki akımla çalışacak kontaktörlerin demir nüveleri genellikle E şeklinde yapılırlar. Eğer bobin doğru akımla çalışacaksa E şeklindeki demir nüve, yumuşak demirden ve tek bir parça olarak yapılır.
Demir nüvenin dış bacaklarına plastikten yapılmış iki pul konur. Bu pullar, bobin akımı kesildikten sonra kalan artık mıknatısıyet nedeniyle paletin demir nüveye yapışık kalmasını önlerler. Bobini alternatif akıma bağlanacak olan kontaktörlerin E şeklindeki demir nüveleri, silisli saçların paketlenmesiyle yapılır. Böylece manyetik devrenin demir kayıpları en küçük değere indirilmiş olur. Bir kontaktör bobini alternatif gerilime bağlanırsa bu bobin alternatif manyetik alan yaratır. Frekansı 50 olan bir şebekede bu manyetik alan saniyede 100 kere 0 olur, 100 kere de maksimum değere ulaşır.
Manyetik alan maksimum olduğunda palet çekilir, sıfır olduğunda da palet bırakılır. Bu nedenle palet titreşir, kontaklar açılır ve kapanır, kontaktör çok gürültülü olarak çalışır. Bu sakıncayı gidermek için demir nüvenin dış bacaklarının ön yüzlerinde açılan oyuklara kalın bakır halkalar takılır. Bakır halkalar kullanılmazsa bir titreme oluşur.
Bir transformatörün sekonder sargısı gibi çalışan bu bakır halkaların her birinde gerilim indüklenir. Halkalar kısa devre edilmiş olduklarından, indüksiyon gerilimi halkalardan akım dolaştırır ve halkalar ek bir manyetik alan yaratır. Bu manyetik alan esas manyetik alandan 90 derece geride olduğundan, demir nüvedeki toplam manyetik alan hiçbir zaman sıfır olmaz. Bu nedenle palet devamlı çekik kalır.
- Palet
Kontaktör nüvesinin hareketli kısmına palet denir. Palet üzerine kontaklar monte edilmiştir. Kontaktörlerde kontakların açılıp kapanmaları palet ile sağlanır. Palet, yerçekimi kuvvetiyle veya bir yay aracılığı ile demir nüveden uzakta bulunur. Bobin enerjilendiğinde, palet demir nüve tarafından çekilir ve kontaklar durum değiştirir.
Kontaklar:
Normalde açık ve normalde kapalı olmak üzere iki tip kontak vardır. Palet üzerine monte edilen hareketli kontakların bir kısmı kontaktör çalışmaz iken açık konumda, bir kısmı ise kapalı konumdadır. Kontaktör bobini enerjilendiğinde ise kontaklar durum değiştirir. Kontakların yapımında gümüşün; bakır, nikel, kadmiyum, demir, karbon, tungsten ve molibden'den yapılmış alaşımlar kullanılır. Bu alaşımlarda gümüşün sertliği artırılmış, sürtünme ve arktan dolayı meydana gelecek aşınmalar azaltılmıştır.
Kontaktörde iki tip kontak mevcuttur. Bunlar :
- Güç kontakları (Ana Kontaklar)
- Kumanda kontakları (Yardımcı Kontaklar)
Güç kontakları yüksek akıma dayanıklı olup, motor vb. alıcıları çalıştırmak için kullanılır. Bu nedenle yapıları büyüktür. Kumanda kontakları ise, termik aşırı akım rölesi, zaman rölesi, ısı kontrol rölesi, mühürleme vb. gibi düzeneklerin çalıştırılmasında görev yapar. Bu nedenle yapıları küçüktür.
7. AŞIRI AKIM RÖLELERİ
Aşırı akımların elektrik motorlarına vereceği zararları önlemek için kullanılan elemanlara, aşırı akım rölesi adı verilir. Elektrik devrelerinde kullanılan sigortalar da koruma görevi yaparlar. Çalışma karakteristikleri nedeniyle sigortalar elektrik motorlarını koruyamazlar.Yalnız hatları korurlar.
- Aşırı akım rölesi
Aşırı akım röleleri motorlara seri olarak bağlanırlar.Yani bir aşırı akım rölesinden, motorun şebekeden çektiği akım geçer. Çalışma anında motor akımı kısa bir süre için normal değerinin üzerine çıkarsa, bu aşırı akım motora zarar vermez. Aşırı akımın motordan sürekli olarak geçmesi, motor için sakınca yaratır. Çünkü uzun süre geçen aşırı akım, motorun sıcaklık derecesini yükseltir ve motoru yakar. Bu nedenle kısa süreli aşırı akımlarda aşırı akım rölesinin çalışıp motoru devreden çıkarmaması gerekir. Motorun yol alma anında kısa süre çektiği aşırı akım, bu duruma örnek olarak gösterilebilir. Böyle geçici durumlarda rölenin çalışması, geciktirici bir elemanla önlenir.
Herhangi bir nedenle motor fazla akım çektiğinde, aynı akım aşırı akım rölesinden de geçeceğinden, aşırı akım rölesinin kontağı açılır. Açılan kontak, motor kontaktörünün enerjisini keser. Böylece motor devreden çıkar ve yanmaktan korunmuş olur. Üzerinden geçen fazla akım nedeniyle atan bir aşırı akım rölesi, röle üzerinde bulunan butona elle basarak kurulur. Yalnız aşırı akım rölesini kurmadan önce rölenin atmasına neden olan arızayı gidermek gerekir. Bütün iş tezgahlarında kullanılan aşırı akım röleleri elle kurulurlar. Bazı ev tipi aygıtlarda örneğin buz dolaplarında kullanılan aşırı akım röleleri, devrenin açılmasınadan bir süre sonra otomatik olarak normal konumuna dönerler. Yani bu aşırı akım röleleri kendi kendilerine kurulurlar. Bazı aşırı akım röleleri de üzerlerinde bulunan bir vida aracılığı ile hem otomatik ve hem de elle kurma konumuna dönüştürülebilirler.
Bir fazlı alternatif akım veya doğru akım motor devrelerinde, aşırı akım rölesi yalnız bir iletken üzerine konur. Üç fazlı motor devrelerinde genellikle her faz için bir aşırı akım rölesi kullanılır. Bazen de yalnız iki fazın üzerine bir aşırı akım rölesi konur. Güç devresinde kullanılan aşırı akım röleleri daha çok bir kontağı kumanda ederler. Bazen de her aşırı akım rölesinin ayrı bir kontağı olur. Aşırı akım röleleri manyetik ve termik olmak üzere iki kısıma ayrılırlar.
- Manyetik Aşırı Akım Rölesi
Motor akımının manyetik etkisiyle çalışan aşırı akım rölelerine, manyetik aşırı akım rölesi adı verilir. Bir manyetik aşırı akım rölesi elektromıknatıs, kontak ve geciktirici eleman olmak üzere üç kısımdan oluşur. Elektromıknatısın bobini güç devresinde motora seri olarak bağlanır. Yani bobinden motorun akımı geçer.
Aşırı akım rölesinin normalde kapalı kontağı kumanda devresinin girişine konur. Bu kontak açıldığında, kumanda devresinin akımı kesilir ve motor durur. Kısa süreli aşırı akımlarda, örneğin motorun yol alma anında çektiği akımda,rölenin çalışıp kontağı açması, yağ dolu silindir içinde hareket eden bir pistonla önlenir.
Aşırı akım rölesinin bobininden normal değerinin üzerinde bir akım geçtiğinde, bobin demir nüveyi yukarıya doğru çeker. Silindir içnde bulunan piston nedeniyle, demir nüvenin hareketi yavaş olur. Bu nedenle aşırı akım rölesinin kontağı hemen açılamaz. Eğer bobinden geçen aşırı akım normal değerine düşmezse, bir süre sonra kontak açılır. Yani yağ dolu silindir içinde hareket eden pistondan oluşan geciktirici eleman, kısa süreli aşırı akımlarda, aşırı akım rölesinin çalışmasını engeller.
Manyetik aşırı akım rölelerinde akım ayarı, demir nüvenin bobine göre olan durumunu değiştirmekle yapılır. Örneğin bobin sabit tutulup demir nüve aşağıya kaydırılırsa, aşırı akım rölesinin devreyi açma akımı büyümüş olur.
- Termik Aşırı Akım Rölesi
Motor akımının yarattığı ısının etkisiyle çalışan aşırı akım rölelerine, termik aşırı akım rölesi edı verilir. Termik aşırı akım rölelerinin endirekt ısıtmalı, direk ısıtmalı ve ergiyici alaşımlı olmak üzere üç çeşidi vardır. Termik aşırı akım röleleri devrelerde, Şekil 1.39’daki gibi gösterilirler.
- Endirekt Isıtmalı Termik Aşırı Akım Rölesi
Endirekt ısıtmalı termik aşırı akım rölesi ısıtıcı, bimetal ve kontak olmak üzere üç kısımdan oluşur. Isıtıcı motora seri olarak bağlanır. Yani ısıtıcıdan motor akım geçer.Motora zarar verecek değerde bir akım sürekli olarak ısıtıcıdan geçerse, meydana gelen ısı bimetali sağa doğru büker. Bimetal kapalı olan kontağı açar. Açılan kontak kontaktörü ve dolayısıyla motoru devreden çıkarır. Böylece motor yanmaktan korunmuş olur.
Motor akımı kısa bir süre için normal değerinin üzerine çıkarsa, ısıtıcıdan geçen bu akım bimetali ısıtacak fırsatı bulamaz. Bu nedenle bimetal bükülmez ve kontak açılmaz. Motor için sakınca yaratmayan bu gibi durumlarda, ısının bimetale iletilmesindeki gecikme, aşırı akım rölesinin çalışmasını engeller.
- Direkt Isıtmalı Termik Aşırı Akım Rölesi
Endirekt ısıtmalı termik aşırı akım rölelerinin akım değerleri büyüdükçe, ısıtıcı telin ve bimetalin ölçüleri de büyür. Büyük akımlar için yapılacak endirekt ısıtmalı termik aşırı akım röleleri kullanışlı ve ekonomik olmaz.
- Direkt ısıtmalı termik aşırı akım rölesi
Direkt ısıtmalı termik aşırı akım rölelerinde ısıtıcı eleman bulunmaz. Motor akımı bimetal üzerinden geçer. Bimetalin bükülmesine ve kontağın açılmasına neden olan ısı, bimetalin içinde doğar. Çok büyük akımlar için yapılacak direkt ısıtmalı termik aşırı akım röleleri de aynı nedenlerle kullanışlı ve ekonomik olmaz. Termik aşırı akım rölesi bu durumda bir akım trafosuyla veya şönt dirençle beraber kullanılır.
Gerek akım trafosu ve gerekse şönt direnç termik aşırı akım rölesinin çalışma akımını yani kapasitesini büyütür. Direkt ve endirekt ısıtmalı termik aşırı akım röleleri çeşitli akım şiddetleti için yapılırlar. Her termik aşırı akım rölesi iki akım değeri arasında çalışır. Aşırı akım rölesi, üzerinde bulunan bir ayar vidasıyla arzulanan motor akımına ayarlanır.
- Ergiyici Alaşımlı Termik Aşırı Akım Rölesi
Ergiyici alaşımlı termik aşırı akım rölesi, ısıtıcı, küçük bir tüp ve kontak bloğundan oluşur. Isıtıcı elemanın sardığı tübün içinde, serbestçe dönebilen başka bir tüp daha vardır. İki tübün arasında düşük sıcaklıkta ergiyen bir alaşım bulunur. Ergiyici alaşım normal durumda iki tübü birbirine bağlar. Termik aşırı akım rölesinin ısıtıcısı motor devresine, normalde kapalı kontağı kumanda devresine seri olarak bağlanır. Herhangi bir nedenle motor aşırı akım çekerse, ısıtıcıdan geçen bu akım tüpteki alaşımı ergitir. Yay nedeniyle içteki tüp ve dişli döner.Normalde kapalı kontak açılır. Açılan kontak, kontaktörü ve motoru devreden çıkartır. Motor durunca ısıtıcıdan akım geçmez. Tüpleri birleştiren alaşım kısa bir süre içinde donar. Ergiyici alaşımlı termik aşırı akım röleleri çeşitli akım değerlerinde yapılırlar. Bu aşırı akım rölelerinde akım ayarı yapılmaz.
8. ZAMAN RÖLELERİ
Bobini enerjilendikten veya bobinin enerjisi kesildikten belirli bir süre sonra, kontakları durum değiştiren rölelere, zaman rölesi adı verilir. Çalışma şekillerine göre zaman röleleri şu şekilde sınıflandırılabilir;
• Çekmede Gecikmeli (Düz) Zaman Rölesi
• Düşmede Gecikmeli (Ters) Zaman Rölesi
İç yapısına göre zaman röleleri ise şu şekilde sınıflandırılabilir;
• Pistonlu Zaman Rölesi
• Motorlu Zaman Rölesi
• Doğru Akım Zaman Rölesi
• Termik Zaman Rölesi
• Termistörlü Zaman Rölesi
- Düz Zaman Rölesi
Bobini enerjilendikten belli bir süre sonra gecikme yapan, yani kontakları konum değiştiren rölelerdir. Bobin enerjisi kesildiğinde kontaklar eski haline dönerler. Şekil 1.45’te de rölelerin devrelerde ne şekilde sembolize edildiği görülmektedir.
- Ters Zaman Rölesi
Bobinin enerjisi kesildikten belli bir süre sonra gecikme yapan zaman rölesidir. Enerji verildikten sonra hemen kontaklar durum değişdirir. Enerji kesildikten bir süre sonra iletime izin verilir.
9. VALFLER
Elektrik enerjisiyle çalışan elektromanyetik musluklara veya vanalara, solenoid valf adı verilir. Solenoid valfler, hava, gaz, su, yağ ve buhar gibi akışkanlar için kullanılırlar. Akışkanlara ait borular, solenoid valfe vidalanarak veya rakor somunla bağlanırlar.
Bir solenoid valf elektromıknatıs ve musluk olmak üzere iki kısımdan oluşur. Elektromıknatısın bobinleri düşük veya yüksek gerilimde, doğru veya alternatif akımda çalışacak şekilde çok çeşitli olarak yapılırlar.
Bobin içinde bulunan demir nüve, valfin diyaframıyla mekaniksel olarak bağlıdır. Demir nüve ve dolayısıyla diyafram bir yay ile aşağıya doğru bastırıldığından, solenoid valf normal durumda kapalı olur.
Solenoid valfin bobini şebekeye bağlandığında, demir nüve ve diyafram yukarıya çekilir. Valf açılır ve akışkan sol taraftaki girişten sağ taraftaki çıkışa geçmiş olur.
Solenoid valfler yalnız bir yön için normal olarak çalışırlar. Solenoid valfin sol tarafı çıkış ve sağ tarafı giriş olarak kullanılırsa, solenoid valf normal görevini yapamaz. Çünkü sağ taraftan gelen akışkan, bobinin enerjilenmediği normal durumda da yay basıncını yenerek diyaframı yukarıya iter ve valfin açılmasına neden olur.
10. TERMOSTATLAR
Katı, sıvı ve gazların sıcalık derecelerinin sabit tutulmasıyla kullanılan kumanda elemanlarına, termostat adı verilir. Termostatlar elektrikli ısıtıcı veya soğutucuların bulundukları yerlerde kullanılırlar.
Bir termostatın genellikle bimetal ve kontaklar olmak üzere iki kısımı vardır. Isıtıldığında genleşme katsayıları farklı olan iki ince metal plaka birbirine yapıştırılarak bimetal elde edilir. İki metal birbirine yapışık olduğundan çok uzayan metal kısa kalan metalin üzerine doğru eğilir. Termostadın bimetali ısındığında Şekil 1.63’te görüldüğü gibi bimetal sağa doğru bükülür.Bimetalin bu hareketi termostadda bir kontağı açar, başka bir kontağı kapatır.
Isı değişimlerini mekanik harekete çevirme, yalnız bimetal ile yapılmaz. Şekil 1.64’te görüldüğü gibi yüksek genleşme katsayılı sıvı ile doldurulmuş bir körük de aynı görevi yapar. Körük ince ve uzun boruyla küçük bir depoya bağlıdır. Bu elemanlar ve kontaklar termostadı oluşturur. Termostadın küçük deposu sıcaklığın denetleneceği yere konur.Küçük deponun bulunduğu yerdeki sıcaklık derecesi yükseldiğinde, küçük depodaki sıvı genleşir. Körüğün diyaframı yukarıya doğru genleşir. Termostadın kapalı kontağı açılır, açık kontağı kapanır. Soğumada da bu olayın tersi olur.İnce boru ve ucundaki küçük depo nedeniyle aşağıdaki termostada, kuyruklu termostat adı verilir.
Bazı termostatlarda metal kontaklar yerine civa tüplü kontaklar, düz bimetal yerine sarmal bimetal kullanılır. Cam tübün sağ ucu aşağıda olduğunda, civa bu tarafta bulunur ve civa kontak parçalarını birleştirir. Tübün sağ ucu yukarıya kalktığında, civa diğer uca kayar. Kontak parçalarının arası açılır. Böyle bir termostadın bulunduğu yerde sıcalık düşerse, sarmal bimetal toplanır. Termostat kontağı kapanmışsa açılır, açılmışsa kapanır.
- Oda Termostatları
Oda sıcaklığının sabit tutulmasında kullanılan termostatlara denilir. Şekil 1.66’da iki sinyal lambalı bir oda termostadının yapısı verilmiştir. Ortamın sıcaklık derecesi termostadın ayarlı olduğu sıcaklık derecesinin altına düştüğünde, termostadın sol taraftaki ana kontağı kapanır ve sağ taraftaki yardımcı kontağı açılır. Bu durumda ısıtıcı şebekeye bağlanır ve ortam ısınmaya başlar. Aynı anda (L1) sinyal lambası da yanar.
Ortam ısındıkça, bimetal sağa doğru kıvrılmak ister. Fakat sabit mıknatıs bimetali hemen bırakmaz.Bimetalde uygun değerde mekanik gerilme doğunca, bimetal sabit mıknatıstan ani olarak kurtulur. Kontaklar süratli olarak durum değiştirirler.Bu durumda ısıtıcı şebekeden ayrılır. (L1) sinyal lambası söner, (L2) sinyal lambası yanar. Isıtıcı devreden çıkınca, ortam soğumaya başlar.
Ortamın sıcaklık derecesi termostadın ayarlı olduğu sıcaklık derecesinin altına düştüğünde, bimetal sola doğru kıvrılmaya başlar. Biraz sonra sabit mıknatıs bimetali kendine çeker.
Kontaklar yine ani olarak durum değiştirirler. Isıtıcı tekrar şebekeye bağlanır. (L2) sinyal lambası söner, (L1) sinyal lambası yanar. Termostatdaki sabit mıknatıs kontakların hızlı açılıp kapanmalarını sağladığı halde, önemli sakınca yaratır.
Örneğin termostat 23C'ye ayarlanmışsa, sabit mıknatıs bimetali bu sıcaklıkta çeker.Isıtıcı devreye girer ve ortam ısınmaya başlar. Bimetalin sabit mıknatıstan kurtulması için daha büyük bir kuvvet gerekir. Bu kuvvet, ortamın veya termostadın sıcaklık derecesi 33C'ye çıktığında doğar. Bu durumda da ortam arzulanmayacak kadar fazla ısınmış olur. Yani termostat 23C'de kontağını kapatır, 33C'e kontağını açar. Termostadın açma ve kapama sıcaklık dereceleri arasındaki bu fark, termostadın diferansiyeli adı verilir.
Termostatda diferansiyeli küçültmek için, termostadın içine yapay ısı artışı sağlayan (R1) direnci konur. Termostadın ana kontağı kapanıp ısıtıcı devreye girdiğinde, (R1) direnci de şebekeye bağlanır. Ortam sıcaklığı 25C'ye geldiğinde, (R1) direncinin sağladığı ısı termostadın içindeki sıcaklık 33C'ye yükselir.
Bimetal sabit mıknatıstan kurtulur ve devre açılır. Böylece termostadın açma ve kapama sıcaklıkları arasındaki fark (Diferansiyel) 2C'ye düşmüş olur. Diferansiyelin çok küçük olması da, sistemin sık sık çalışıp durmasına neden olduğundan arzu edilmez.
- Su Termostatları
Su ve yağ gibi sıvıların sıcaklık derecelerinin sabit tutulmasında kullanılan termostatlara, su termostadı adı verilir. Su termostadlarının yapısı oda termostatlarının yapısına çok benzer. Su termostatlarında ısı değişimlerini mekanik harekete çevirme, düz veya sarmal bimetal ya da sıvı doldurulmuş körükle yapılır. Su termostatlarında da metal veya civa tüplü kontalar kullanılır.
Su termostatlarının düz ve ters olmak üzere iki çeşidi vardır. Düz çalışan termostatlar, sıcaklık derecesi düştüğünde kontaklarını kapatırlar. Sıcaklık derecesi yükselince de kontaklarını açarlar. Düz çalışan su termostatları, sıcaklık derecesinin belirli bir değerden daha yukarıya çıkmaması gereken yerlerde kullanılırlar. Ters çalışan termostatlar, sıcaklık derecesi yükselince kontaklarını kapatırlar. Sıcaklık derecesi düşünce de kontaklarını açarlar. Ters çalışan termostatlar, sıcaklık derecesinin belirli bir değerin altına düşmesinin istenmediği yerlerde kullanılırlar. Genellikle düz çalışan termostatlar ısıtıcılarda, ters çalışan termostatlar ise soğutucularda kullanılırlar.
- Katı Madde Termostatları
Termostatlar, katı maddelerin sıcaklık derecelerinin denetiminde de kullanılabilirler. Örneğin generatörlerde sargıların ve yatakların sıcaklık dereceleri termostatlarla denetlenebilir. Bu gibi yerlerde kullanılan termostatlar, ya kullanıldıkları yerin sıcaklık derecesini sabit tutarlar veya sıcaklık derecesinin yükseldiğini ilgililere bir bildirim aygıtı ile duyururlar. Katı maddelerin sıcaklık derecelerinin denetiminde kullanılan termostatlar, genellikle kapalı yapılırlar. Bu termostatlar kullanılacakları yere uyan bir yapıya sahiptirler.
11. PAKET ŞALTERLER
Bir eksen etrafında döndürülebilen, arka arkaya dizilmiş birçok dilimden oluşan ve çok konumlu olan şalterlere, paket şalter adı verilir. Elektriksel aygıtlara otomatik olarak kumanda etmek, her zaman ekonomik olmaz. Bu nedenle ufak güçlü ve basit aygıtların çalıştırılmaları, daha çok paket şalterlerle yapılır. Paket şalterler, kumanda devrelerinde butonların yerine de kullanılabilirler.
Paket şalterler, arka arkaya dizilmiş ve paketlenmiş birçok dilimden oluşur. Her dilimde bir, iki, üç veya dört kontak bulunur. Arzulanan kontak sayısını elde etmek için, uygun sayıda dilim arka arkaya dizilir. Böylece paket şalterlere istenildiği kadar kontak konabilir. Paket şalterlerin kumandası, üzerlerinde bulunan kolu çevirmekle yapılır. Bu kol çevrildiğinde, paket şalterin kontakları açılır ve kapanırlar. Kol azar azar dönecek şekilde yapılırsa, paket şalter çok konumlu olabilir. Çok konumlu paket şalterlerle karmaşık kumanda problemleri çözülebilir.
Üç komulu bir paket şalterin yapısı ve çalışması Şekil 1.68’deki gibidir. Bu animasyonda paket şalterin yalnız bir dilimi gösterilmiştir. Paket şalterde her dilimi sabit ve hareketli parçalar olmak üzere iki kısımdan oluşur. Sabit parça üzerine kontaklar yerleştirilir. Bir eksen etrafında dönen hareketli parça ise, girintili ve çıkıntılı biçimde yani eksantrik olarak yapılır. Eksantrik parça üzerindeki girinti ve çıkıntılar, kontakların açılıp kapanmasını sağlarlar.
Paket şalterin konumlarını animasyonda görebilirsiniz. Şalterin 0 konumunda 1-2 ve 5-6 numaralı kontaklar açık, 3-4 numaralı kontak ise kapalıdır. Dönen eksantrik parça üzerindeki çıkıntılar, kontakların pimlerini dışarıya doğru iterler. Bu nedenle çıkıntıların karşılarında bulunan kontaklar açık olurlar.
Eksantrik parça girintilerinin karşısında bulunan kontaklardaki yaylar, pimleri içeriye doğru iterler. Girintilerin karşılarında bulunan kontakların kapanmasını sağlarlar.
Paket şalter 1 konumuna çevrildiğinde, animasyonda görüleceği gibi 1-2 ve 5-6 numaralı kontaklar kapanır. Çünkü bu kontakların pimleri dönen eksantrik parçadaki girintilerin karşısına gelir. Yaylar kontakların kapanmasına neden olur. Dönen eksantrik parça üzerindeki çıkıntı 3-4 numaralı kontağın pimini dışarıya iter ve bu kontak açılır.
Paket şalter 2 konumuna çevrildiğinde, 3-4 numaralı kontak kapanır. Çünkü bu kontağın pimi dönen eksantrik parça üzerindeki girintinin karşısına gelir ve yay bu kontağın kapanmasına neden olur.
Paket şalterin 2 konumunda 1-2 ve 5-6 numaralı kontaklar gene kapalı kalırlar. Bu kontakların pimleri dönen eksantrik parçadaki girintilerin karşısına gelir. Yaylar bu kontakların kapanmasına neden olur.
Paket şalterin 1 ve 2 konumlarında, 1-2 ve 5-6 numaralı kontaklar hep kapalı kalır. Bunlardan 1-2 numaralı kontak, 1 konumundan 2 konumuna geçerken hiç açılmaz yani durumunu aynen korur. Halbuki 5-6 numaralı kontak 1 konumundan 2 konumuna geçerken, dönen eksantrik parçadaki çıkıntı nedeniyle önce açılır, sonra tekrar kapanır.
Paket şalter Tablo 1.2’deki gibi diyagramla gösterilebilir. Paket şalterin kontak sayısı, kontakların açılıp kapanmaları ve konumları hakkında bütün bilgiler bu diyagramdan kolayca öğrenilebilir. Diyagramın sol üst köşesinde bulunan 0, 1, 2 rakamları şalterin üç konumlu olduğunu gösterir. Bu kısmın altında bulunan satırlar şalterin komuları için, bu kısmın sağında bulunan sütunlar ise şalterin kontakları için kullanılırlar. Bu çeşit diyagramlarda konumun yazıldığı satırla kontağın gösterildiği sütunun kesiştiği kare, ya boş bırakılır veya içine bir çarpı işareti konur.
Yukarıda çalışması açıklanan paket şalterin 0 konumunda 1-2 ve 5-6 numaralı kontaklar açık, 3-4 numaralı kontak ise kapalıdır. Bu nedenle diyagramda 0 konumun karşısında, 1-2 ve 5-6 numaralı kontakların altındaki kareler boş bırakılır. Yalnız 3-4 numaralı kontağın altında bulunan kareye çarpı işareti konur. Bu diyagramın 1 ve 2 numaralı satırları aynı şekilde tamalanır. Diyagram incelendiğinde, 1-2 numaralı kontağın hem 1 ve hem de 2 konumunda kapalı olduğu görülür. Bu kontağa ait çarpı işaretleri arasındaki çizgi, şalterin 1 konumundan 2 konumuna geçişinde, kontağın açılmadığını gösterir.
Paket şalterin 1 ve 2 konumlarında 5-6 numaralı kontak da kapalıdır. Bu kontağa ait çarpı işaretleri arasında çizgi bulunmadığından, konum değişirken kontağın önce açıldığı, sonra tekrar kapandığı anlaşılır. Diyagramda 1 ve 2 konumları arasına konmuş kırık ok, bu paket şalterin yaylı olduğunu gösterir. Bu paket şalter 2 konumuna çevrilip bırakılırsa, paket şalter 2 konumunda kalmaz. Yay nedeniyle 1 konumuna döner.
