Elektriajami juhtimine (2)

 
Tallinna Polütehnikum 
Energeetika  õppesuund 
 
 
 
 
 
 
 
Rein   Kask  
 
 
ELEKTRIAJAMITE 
JUHTIMINE 
 
Õppevahend TPT energeetika  
õppesuuna õpilastele 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tallinn, 2007 
 
 
 
 
 
Saateks 
 
 
Erialaainete õpikute ja muude õppevahendite krooniline puudus on juba palju aastaid 
raskendanud  kutsehariduskoolide  õpilastel  omandada  erialaseid  teadmisi.  Käesolev 
kirjatöö  püüab  mingilgi  määral  leevendada  seda  olukorda  Tallinna  Polütehnikumi 
energeetika  õppesuuna  õpilastele  sellise  õppeaine  kui  „Elektriajamite  juhtimine” 
õppimisel. 
 
Elektriajamid  on üheks põhiliseks elektritarvitite liigiks ja neid kasutatakse laialdaselt 
kõikides eluvaldkondades. On selge,  et  tulevased elektriala  spetsialistid  peavad neid 
hästi  tundma  ja  oskama  neid  ka  juhtida.  Elektriajamite  juhtimine  ongi  valdkonnaks, 
mida käsitleb käesolev õppevahend. Selle koostamisel on autor lähtunud põhimõttest 
selgitada probleeme nii põhjalikult kui vajalik ja nii napilt kui võimalik – siit ka õppe- 
vahendi konspektiivne iseloom. Seega on õpilastel vajalik aktiivselt osaleda  tundides  
ja  soovitavalt  ka  konspekteerida  õppejõu  täiendavaid  selgitusi.  Ja  loomulikult  ei 
sisalda õppevahend sellist materjali või on see esitatud väga napilt, mida on võimalik 
leida teistest kättesaadavatest allikatest, millistele on õppevahendi tekstis vihjatud ja 
mis  on  ära  toodud  kirjanduse   loetelus   või  mida  on  põhjalikult  käsitletud  teistes 
õppeainetes nagu näiteks  automaatika  alused,  digitaaltehnika , elektrimasinad, elektri-
ajamid jne. 
 
Kuna käesolev õppevahend on autori teada esimene selleteemaline kutsekeskharidus- 
koolidele koostatud üllitis, ei ole välistatud selles ka ebatäpsused ning vead ja autor 
on juba ette tänulik kõikide märkuste ja täpsustuste eest.  
 
 
 
Rein Kask 
 
Jaanuar 2007.a. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sisukord 
 
Sissejuhatus …………………………………………………………………….. 6  
 
 S1. Põhimõisteid …………………………………………………………..........  6 
 S2. Elektriajamite juhtimispõhimõtted ………………………………………….  8 
 
Elektriajamite avatud juhtimissüsteemid ja  
– skeemid  
 
I. Elektriajamite kontaktjuhtimisskeemid …………………………………… 11 
 
1.1. Elektriajamite juhtimisskeemidel kasutatavad tingmärgid ja tähised ……… 11 
 
1.2. Kontaktjuhtimisskeemide tüüpsõlmed ……………………………………..  16 
 
1.2.1. Reversseerimise tüüpsõlmed ……………………………………..  16 
 
1.2.2. Käivitusreostaatide jõuahelate tüüpsõlmed ………………………  18 
 
1.2.3. Pidurdusskeemide jõuahelate tüüpsõlmed ……………………….   19 
 
1.3. Elektriajamite juhtimispõhimõtete realiseerimise tüüpsõlmed …………….   22 
 
1.3.1. Käivitamise tüüpsõlm sõltuvalt voolust ………………………….   22 
 
1.3.2. Käivitamise tüüpsõlm sõltuvalt elektromotoorjõust ……………..   23 
 
1.3.3. Käivitamise tüüpsõlmed sõltuvalt ajast ………………………….    24 
 
1.3.4. Pidurdamise  tüüpsõlmed sõltuvalt elektromotoorjõust ………….    26 
 
1.3.5. Juhtimise tüüpsõlm sõltuvalt läbitud teest ……………………….   30 
 
1.4. Elektrimootorite kaitse ……………………………………………………..   31 
 
1.5. Vahelduvvoolumootorite kontaktjuhtimisskeemide näiteid ………………..  39 
 
1.5.1. Lühisrootoriga asünkroonmootori mittereverssiivne kontakt- 
 
           juhtimisskeem dünaamilise pidurdusega sõltuvalt ajast ………….  39 
 
1.5.2. Lühisrootoriga asünkroonmootori reverssiivne  kontakt- 
 
          juhtimisskeem käivitusvoolu piiramisega sõltuvalt ajast …………  41 
 
1.5.3. Faasirootoriga asünkroonmootori mittereverssiivne kontakt- 
 
          juhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt voolust …………………..   42 
 
1.5.4. Sünkroonmootorite ergutusvooluahela juhtimise kontakt- 
 
          skeemid …………………………………………………………...   43 
 
1.6. Alalisvoolumootorite kontaktjuhtimisskeemide näiteid ……………………   45 
 
1.6.1. Rööpergutusega alalisvoolumootori mittereverssiivne  
 
          kontaktjuhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt ajast ja  
 
          dünaamilise pidurdamisega sõltuvalt elektromotoorjõust ………..   45 
 
1.6.2. Jadaergutusega  alalisvoolumootori reverssiivne kontakt- 
 
 
 
          juhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt ajast ja vastu- 
 
          lülituspidurdusega sõltuvalt elektromotoorjõust ………………….   47 
 
 
 
II. Elektriajamite kontaktivabad juhtimisskeemid …………………………… 50 
 
2.1. Elektriajamite kontaktivaba juhtimise põhimõte …………………………….  50 
 
2.2. Kontaktivabad loogikaelemendid ja loogikaelementide süsteemid …………..  51 
 
2.3. Loogikalülituste sünteesi ja projekteerimise alused …………………………..  56 
 
2.4. Elektriajamite kontaktivabade juhtimisskeemide näiteid ……………………..  60 
 
2.5. Türistoride kasutamine elektriajamite jõuahelates ……………………………. 63 
 
 
Elektriajamite suletud juhtimissüsteemid 
 
III. Elektriajamite suletud juhtimissüsteemide elemendid …………………….  69 
 
3.1. Põhiteadmisi suletud juhtimissüsteemide elementidest ……………………….  69 
 
3.2. Etteandeseadmed ……………………………………………………………… 70 
 
3.3. Regulaatorid ja  funktsionaalsed muundurid …………………………………..  72 
 
3.4. Analoogandurid ……………………………………………………………….  80 
 
3.4.1. Pingeandurid ………………………………………………………..   80 
 
3.4.2. Vooluandurid ……………………………………………………….   80 
 
3.4.3. Kiiruseandurid ………………………………………………………  81 
 
3.4.4. Asendiandurid ………………………………………………………  85 
 
3.4.5. Momendiandurid ……………………………………………………  89 
 
3.5. Diskreetandurid ……………………………………………………………….  89 
 
3.5.1. Kiiruseandurid ………………………………………………………  89 
 
3.5.2. Asendiandurid ……………………………………………………….  91 
 
IV. Alalis - ja vahelduvvooluajamite suletud juhtimissüsteemid ………………  94 
 
4.1. Elektriajamite suletud juhtimissüsteemide  struktuurid ……………………….   94 
 
4.2. Alalisvooluajami suletud juhtimissüsteem negatiivse tagasisidega   
       kiiruse järgi ……………………………………………………………………  98 
 
4.3. Alalisvooluajami suletud juhtimissüsteem mittelineaarse negatiivse 
       tagasisidega voolu järgi ………………………………………………………  101 
 
 
 
4.4. Alalisvooluajami suletud juhtimissüsteem mittelineaarsete negatiivsete 
       tagasisidedega kiiruse ja voolu järgi …………………………………………   
103 
 
4.5. Jõuosa struktuuriga „ vooluallikas  – mootor” alalisvooluajami 
       suletud juhtimissüsteem ……………………………………………………… 104 
 
4.6. Alalisvooluajami alluvkontuuridega juhtimissüsteem ……………………….  106 
 
4.7. Türistorpingeregulaatoriga asünkroonajami suletud juhtimissüsteem ……….  109 
 
4.8. Asünkroonajami kiiruse impulssreguleerimise suletud juhtimissüsteem ……. 111 
 
V. Järgivelektriajamid ja programmjuhtimisega elektriajamid ……………... 113 
 
5.1. Põhiteadmisi järgivajamitest …………………………………………………. 113 
 
5.2. Releetoimeline alalisvoolu järgivajam ……………………………………….. 114 
 
5.3. Võrdelise toimega vahelduvvoolu järgivajam ………………………………..  116 
 
5.4. Arvanaloogne alalisvoolu positsioonjärgivajam ……………………………... 117 
 
5.5. Põhiteadmisi elekriajamite programmjuhtimisest ……………………………. 118 
 
5.6. Tsüklilise programmjuhtimisega elektriajamid ………………………………. 120 
 
5.7. Elektriajamite juhtimine programmeeritavate loogikakontrollerite abil ……..  122 
 
5.8. Arvprogrammjuhtimisega elektriajamid ……………………………………..  127 
 
VI. Kaasaegsed elektriajamite juhtimissüsteemid …………………………….  134 
 
6.1. Mikroprotsessorjuhtimisega positsioneeritav  elektriajam …………………… 134 
 
6.2. Asünkroonmootor kui juhtimisobjekt  ………...……………………………..  137 
 
6.3. Asünkroonajamite vektorjuhtimise olemus ………………………………….  141 
 
6.4. Asünkroonajamite vektorjuhtimise moodused ………………………………  141 
 
6.4.1. Otsene  vektorjuhtimine  ……………………………………………  141 
 
6.4.2. Kaudne vektorjuhtimine …………………………………………..   144 
 
6.4.3. Loomulik vektorjuhtimine ………………………………………...  145 
 
Kirjandus ………………………………………………………………………..  147 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sissejuhatus 
 
S1. Põhimõisteid. 
 
Elektriajami  juhtimise  all  mõistetakse  tema  käivitamist,  kiiruse  reguleerimist, 
reversseerimist,   elektrilist   pidurdamist,  aga  samuti  mingi  elektriajami  tööd  ise-
loomustava  suuruse  (kiirus,  moment,  võimsus  vm)  hoidmist  konstantsena 
eesmärgiga kindlustada mingi tehnoloogilise protsessi ettenähtud kulgemine . 
 
Inimese  vahetu  osavõtt  elektriajami  juhtimisprotsessis  võib  olla  erinev  ja  vastavalt 
sellele võib liigitada elektriajameid alljärgnevalt: 
 
  mitteautomaatne  (käsijuhtimisega)  elektriajam  –  elektriajami  käivitamine, 
kiiruse  reguleerimine,   pidurdamine ,  reversseerimine  toimub  mitmesuguste 
käsijuhtimisaparaatide abil; 
   automatiseeritud   elektriajam  –  inimese  osavõtt  juhtimises  piirdub  alg-
juhtimiskäskluse  andmisega,  edaspidised  juhtimistoimingud  teevad  mitme-
sugused  elektromehaanilised  või  muud   elektriaparaadid   ( releed ,   kontaktorid , 
kontaktivabad loogikaelemendid, pooljuhtlülitid jne); 
  automaatelektriajam  –  kõik  juhtimistoimingud  teevad  automaatjuhtimis-
aparaadid , inimese osavõtt piirdub elektriajami töö jälgimisega. 
 
Elektriajami   juhtimiseks   kasutatavate  signaalide  arvu  järgi  liigitatakse  tema 
juhtimissüsteemid järgnevalt: 
 
  avatud  juhtimissüsteemid  –  juhtimiseks  kasutatakse  ainult  üht 
juhtimissignaali,  mistõttu  juhtimistoime  ei  sõltu juhtimistulemusest  –  puudub 
igasugune kontroll juhitava suuruse (kiirus, moment, võimsus vm) üle; 
  suletud  juhtimissüsteemid  (joonis  S1)  –  juhtimissignaali  moodustamiseks 
kasutatakse  vähemalt  kaht  signaali:  etteandesignaali  ja  vähemalt  üht  juhitava 
suuruse väärtusest sõltuvat tagasisidesignaali; 
 
 
 
 
 
Joonis S.1 
   kombineeritud  juhtimissüsteemid – kombinatsioon kahest  eelnevast : juhtimis- 
süsteem  töötab  juhitava  suuruse  mingis  muutumisvahemikus  kui  suletud 
juhtimissüsteem,  kui  juhitav  suurus  väljub  etteantud  vahemikust,  hakkab 
juhtimissüsteem tööle kui avatud süsteem või vastupidi. 
 
Juhtimissüsteeme  võib  liigitada  ka  juhtimiseks  kasutatavate  signaalide  iseloomu 
järgi. Selle tunnuse järgi tuntakse järgmisi juhtimissüsteeme: 
 
  pidevatoimelised ehk analoogjuhtimissüsteemid –  signaalid  on võrdelised või 
muus funktsionaalses seoses juhitava suuruse väärtusega; 
   diskreetsed   juhtimissüsteemid  –  juhtimistoime  või  juhitava  suuruse  väärtus 
teisendatakse katkendtoimelisteks signaalideks. Diskreetsed juhtimissüsteemid 
liigitatakse 
omakorda 
impulsstoimelisteks, 
arv- 
ja 
releetoimelisteks 
süsteemideks: 
-  impulsstoimelistes 
juhtimissüsteemides  toimub  juhtimine  ühe-
polaarsete juhtimisimpulssidega,  kusjuures  mingi juhtimisimpulssi ise-
loomustav   parameeter   (impulsi   amplituud ,  laius,  impulsside  sagedus 
või  impulsi   faasinihe   mingi  tugiimpulsi  suhtes)  kannab  vajalikku 
informatsiooni; 
-  arvjuhtimissüsteemides muudetakse juhtimistoime või juhitava suuruse 
väärtus mingi arvkoodi arvväärtuseks; 
-  releetoimelistes  süsteemides  tekib  mingi  kindla  väärtusega  juhtimis-
toime  Y  hüppeliselt,  kui  juhitav  suurus  X  saavutab  kindla   rakendus -
väärtuse  ja  muutub  hüppeliselt  nulliks  või  väheneb  mingi  kindla 
minimaalväärtuseni, kui juhitav suurus väheneb tagastusväärtuseni (vt 
joonis S2); 
 
 
 
 
Joonis S.2 
 
  järgivsüsteemid – juhtimistoime järgib mingi sisendsignaali  muutumist; 
  programmjuhtimissüsteemid  –  juhtimistoime  muutub  vastavalt  etteantud 
programmile. 
 
Suletud  juhtimissüsteeme  liigitatakse  sõltuvalt   ajami   koormuse  mõjust 
reguleeritavale suurusele alljärgnevalt: 
 
  staatilised juhtimissüsteemid – koormuse muutumine põhjustab reguleeritava 
suuruse muutumise; 
  astaatilised  juhtimissüsteemid  –  koormuse  muutumine  ei  mõjuta 
reguleeritavat suurust; 
  segasüsteemid – kombinatsioon mõlemast ülaltoodud süsteemist. 
 
Elektriajamite  juhtimissüsteemid  ja  –skeemid  täidavad  mitmesuguseid  ülesandeid, 
milliseid võib liigitada põhiülesanneteks ja lisaülesanneteks. Juhtimissüsteemide ja –
skeemide poolt täidetavad põhiülesanded on: 
 
  elektriajami käivitamine, pidurdamine ja reversseerimine; 
  mingi  füüsikalise  suuruse  (kiirus,  moment,  võimsus  vm)  etteantud  väärtuse 
hoidmine konstantsena ( stabiliseerimine ); 
  eelnevalt teadmata moel muutuva sisendsignaali järgimine (järgivelektriajam); 
  etteantud programmi täitmine (programmjuhtimisega elektriajam); 
  elektriajami optimaalse talitluse valik. 
 
Lisaülesanneteks on: 
 
 
 
  elektrimootori ja elektriajami teiste osade kaitse avariiliste ja ebanormaalsete 
talitluste eest; 
  avariiliste ja ebanormaalsete talitluste tekkimise vältimine inimese eksimuste 
tulemusena (blokeeringud); 
   automaatjuhtimise  kindla toimingute järjekorra tagamine; 
   mehhanismide liikumisulatuse piiramine lõppasendites; 
  tehnoloogilise protsessi  kulgemist kajastav signalisatsioon ; 
  riketest ja muudest ebanormaalsustest teavitav signalisatsioon. 
 
 
S2. Elektriajamite juhtimispõhimõtted. 
 
Elektriajamite käivitamine, elektriline pidurdamine ja reversseerimine on alati seotud 
vajadusega   teostada  mitmesuguseid  ümberlülitusi  nii  elektriajami  jõu-  kui  juhtimis- 
ahelates.  Neid  ümberlülitusi  saab  automatiseerida,  kasutades  mitmesuguseid  elektri-
ajamite juhtimispõhimõtteid. 
 
Kõik  elektrimootori  dünaamilised  talitlused  nagu  näiteks  tema  käivitamine, 
pidurdamine, reversseerimine jt on seotud tema töömähiste voolu, rootori- või ankru-
mähises  indutseeritud  emj  ja  loomulikult  ka  rootori  pöörlemiskiiruse  muutumisega. 
Selle  näitena  on  joonisel  S3  toodud  rööpergutusega  alalisvoolumootori  ankruvoolu, 
emj  ja  nurkkiiruse  ajalise  muutumise   diagrammid .  Nagu  näha,  muutub  ankruvool 
kahe piirväärtuse, maksimaalse käivitusvoolu I1 ja ümberlülitusvoolu I2 vahel. Selline 
muutumine on tingitud käivitusreostaadi sektsioonide järkjärgulisest väljalülitamisest. 
               
 
 
 
 
Joonis S.3 
 
Iga  käivitusreostaadi   sektsiooni   väljalülitamine  põhjustab  elektriajami   elektro -
mehaanilise  ajakonstandi  hüppelise  vähenemise  ja  seetõttu  muutub  ka  kiiruse  (ja 
seega ka ankrumähise vastuemj) kasvu iseloomustava eksponentkõvera tõusunurk. 
 
Kui lülitada elektriajami juhtimisskeemi vooluandurid, näiteks maksimaalvoolureleed, 
mis on seadistatud rakenduma voolu väärtusel I1 ja tagastuma voolu väärtusel I2, saab 
nende  kontakte  kasutada  käivitusreostaadi  sektsioone  väljalülitavate  kontaktorite 
juhtimiseks.  Samal  viisil  võib  kasutada  ka  emj  anduritena  pingereleesid,  aga  ka 
mingeid kiirusereleesid või – andureid . Ja lõpuks on võimalik eelnevalt välja arvutada 
ajavahemikud  t1,  t2,  t3  jne  ning  hakata  kiirenduskontaktoreid   juhtima   aegreleede  või 
taimerite abil. Saamegi terve rea elektriajami käivitamise juhtimispõhimõtteid: 
 
  juhtimine sõltuvalt voolust; 
  juhtimine sõltuvalt emj-st; 
 
 
  juhtimine sõltuvalt kiirusest; 
  juhtimine sõltuvalt ajast; 
  juhtimine sõltuvalt sagedusest – rajaneb sellel, et asünkroonmootori rootori- 
mähises indutseeritud emj sagedus sõltub libistusest ja muutub rootori kiiruse 
muutumisel. 
 
Samamoodi  saab  kasutada  elektrimootori  voolu,  emj  ja  kiiruse  muutust  elektriajami 
elektrilise  pidurduse  juhtimiseks,  fikseerides  kiiruse  või  emj  vähenemise  nulliks  või 
mootori voolu vähenemise mingi kindla väärtuseni vastulülituspidurdusel või nulliks 
dünaamilisel pidurdusel. Seega saab kasutada ka pidurduse juhtimisel samu juhtimis-
põhimõtteid kui käivituse juhtimisel. 
 
Elektriajami  käivituse  ja  pidurdamise  juhtimispõhimõtteid  realiseeritakse  vastavate 
elektriskeemide tüüpsõlmede abil. 
 
Elektriajamite  juhtimisel  ei  saa  piirduda  ainult  nende  käivitamise,  pidurdamise  või 
reversseerimise automatiseerimisega. Elektriajami ülesandeks on mingi tehnoloogilise 
protsessi  normaalse  kulgemise  kindlustamine  ja  seega  tuleb  sageli  juhtida  tema  tööd 
sõltuvalt  tehnoloogilist  protsessi  iseloomustavatest  suurustest  nagu  näiteks 
võimsusest,  momendist,  temperatuurist,  rõhust,  nivoost,  töödeldava  detaili 
mõõtmetest, sooritatud operatsioonide arvust jne. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Elektriajamite avatud juhtimissüsteemid ja  
-skeemid 
 
I. Elektriajamite juhtimise kontaktskeemid 
 
1.1.  Elektriajamite juhtimisskeemidel kasutatavad 
tingmärgid ja tähised. 
 
Elektriajamite  kontaktjuhtimisskeeme  on  otstarbekas  kujutada  laotatud  põhimõtte-
skeemidena ,  kus  juhtimisskeemi  aparaatide  elemente  (kontakte,  mähiseid  jne) 
kujutatakse  ahelates,  kus  nad  täidavad  mingit  kindlat  ülesannet.  See  võimaldab 
paremini mõista skeemi tööpõhimõtet. 
 
Elektriajamite  juhtimisskeemid  koosnevad  jõuahelatest  ja  juhtimisahelatest. 
Jõuahelateks  on   ahelad ,  milliseid  läbib  elektrimootori  töömähiste  koormusvool 
(asünkroonmootori rootori- ja staatorimähiste ahelad, sünkroonmootori staatorimähise 
ahel,  alalisvoolumootori  ankrumähise  ahel).  Juhtimis-  ehk  abiahelateks  on  kõik 
ülejäänud  juhtimisskeemi  ahelad.  Jõuahelaid  kujutatakse  skeemidel  jämeda   joonega , 
juhtimisahelaid peene joonega. Juhtimisskeemidel sagedamini kasutatavaid tingmärke 
on kujutatud alljärgnevas tabelis. 
 
 
Tabel 1.1 
 
Elektriajamite juhtimisskeemidel sagedamini kasutatavad tingmärgid 
 
 
 
Tingmärk 
Tingmärgi tähendus 
 
Juhtmete hargnemine  (elektriline kontakt juhtmete vahel) 
 
Juhtmete ristumine (elektrilist kontakti ristuvate juhtmete 
 
vahel ei ole) 
 
Kolmefaasiline lühisrootoriga asünkroonmootor 
 
 
 
 
 
Kolmefaasiline faasirootoriga asünkroonmootor 
 
 
 
Tingmärk 
Tingmärgi tähendus 
 
 
 
Kolmefaasiline väljepoolustega sünkroonmootor 
 
 
Alalisvoolumootori ankur  
 
Alalisvoolumootori jadaergutusmähis 
 
Alalisvoolumootori rööpergutusmähis 
 
 
 
 
Püsimagnetergutusega alalisvoolu tahhogeneraator 
 
 
Mehaaniline ühenduslüli 
a) lühike; b) pikk 
 
 
Voolutrafo 
 
 
Kolmepooluseline sulguvate (normaalselt avatud) 
kontaktidega lihtlüliti 
 
 
Kaitselüliti sulguv (normaalselt avatud) kontakt 
 
 
 
Kontaktori sulguv (normaalselt avatud) peakontakt 
 
 
 
 
Bimetalltermorelee soojustundlik element 
 
 
Termistor 
 
 
Sulavkaitse  
 
 
 
Tingmärk 
Tingmärgi tähendus 
 
Kontaktori sulguv (normaalselt avatud)  abikontakt , relee  
sulguv kontakt, juhtimis(abi-)ahela lihtlüliti sulguv 
kontakt 
 
Kontaktori avanev  (normaalselt suletud) abikontakt, 
relee avanev kontakt, juhtimis(abi-)ahela lihtlüliti avanev 
kontakt 
 
 
 
Kahepositsiooniline ümberlüliti 
 
*  Keeruka   skeemiga  mitmepositsioonilise ümberlüliti 
kontakt. Punktiirjooned tähistavad positsioone (käe-
pideme asendeid), mustad punktid asendeid, kus kontakt 
on suletud. Positsioonid võivad olla ka teisiti tähistatud, 
 
 
näiteks käepideme pöördenurgana.        
 
Juhtimisnupu sulguv (normaalselt avatud) kontakt 
 
 
Juhtimisnupu avanev (normaalselt suletud) kontakt 
 
 
Bimetalltermorelee avanev (normaalselt suletud) kontakt 
 
 
Lõpplüliti sulguv (normaalselt avatud) kontakt 
 
 
 
 
Lõpplüliti avanev (normaalselt suletud) kontakt 
 
 
Aegrelee  rakendumisel viitega  sulguv normaalselt avatud 
kontakt 
 
 
Aegrelee rakendumisel viitega avanev normaalselt 
suletud kontakt 
 
 
Aegrelee tagastumisel viitega avanev normaalselt avatud 
kontakt 
 
 
 
 
Tingmärk  
Tingmärgi tähendus 
 
 
Aegrelee tagastumisel viitega sulguv normaalselt suletud 
kontakt 
 
 
Maksimaalvoolurelee või jõuahelasse lülitatud elektro- 
magneti mähis 
 
 
Kontaktori või elektromehaanilise relee mähis 
 
 
 
Viitega rakendumisel toimiva aegrelee mähis 
 
 
 
Viitega tagastumisel toimiva aegrelee mähis 
 
Pooljuhtdiood  
 
 
 
Sildlülituses pooljuhtalaldi 
 
 
 
 
Türistor 
 
Stabilitron 
 
 
pnp- transistor  
 
 
npn-transistor 
 
 
* - tähis ei ole  standardne  ning on kasutusele võetud ainult käesolevas    
õppevahendis   tänu   heale  mõistetavusele. 
 
Peale  graafiliste tingmärkide kantakse juhtimisskeemidele mitmesuguseid vooluliiki, 
juhtmestikku ja juhtimisaparaate tähistavaid  täht- ja muid tähiseid.  Neid kasutatakse 
kas  iseseisvatena  või  kombineerituna  teiste  tähistega  Olulisemad   nendest   on  toodud 
alljärgnevas tabelis. 
 
 
Tabel 1.2 
 
Elektriajamite juhtimisskeemidel sagedamini kasutatavad tähised 
 
 
 
 
Tähis 
Tähise tähendus 
 
Ühefaasiline vahelduvvool  
  
 
Kolmefaasiline vahelduvvool 
 
 
Alalisvool  
L1, L2, L3 
Kolmefaasilise vahelduvvoolujuhtmestiku faasijuhtmed 
N 
Vahelduvvoolujuhtmestiku neutraaljuhe 
PE 
Vahelduvvoolujuhtmestiku kaitsemaandusjuhe 
PEN 
Vahelduvvoolujuhtmestiku ühildatud neutraal - ja 
kaitsemaandusjuhe 
M 
Elektrimootor  
LM 
Alalisvoolumootori ergutusmähis 
KM 
Kontaktor  
KA 
Relee 
Q 
Lüliti jõuahelas (lihtlüliti, ümberlüliti jne) 
S 
Lüliti juhtimisahelas (lihtlüliti, ümberlüliti, juhtimisnupp, 
lõpplüliti jne) 
F 
Kaitseaparaat (sulavkaitse, kaitselüliti, maksimaalvoolurelee, 
 
 
bimetalltermorelee) 
QF 
Lülitus- ja kaitseaparaat jõuahelas (nt kaitselüliti) 
SF 
Lülitus- ja kaitseaparaat juhtimisahelas (nt kaitselüliti) 
R 
Takisti , reostaat, potentsiomeeter 
V 
Pooljuhtseadis ( diood ,türistor, transistor,alaldussild jne) 
 
Samuti on oluline teada,et 
  juhtimisaparaatide  kontakte  tähistatakse  juhtimisskeemidel  lähteasendis, 
näiteks kaitselüliti väljalülitatud asendis, kontaktori mähise vooluvabas olekus, 
juhtimisnupu mittevajutatud olekus jne; 
  samatüübiliste  juhtimisaparaatide  tähttähised  varustatakse  järjekorra-
numbritega, näiteks KM1, KM2,…, KMn; 
  vajadusel  varustatakse  järjekorranumbritega  ka  juhtimisaparaadi  osade  täht-
tähised,  näiteks  mitmepositsioonilise  ümberlüliti  kontaktid  S1.1,  S1.2,…, 
S1.n. 
 
Kontaktjuhtimisskeemide  juhtimisaparaatide  ülesannete  eristamiseks  kasutame   edas -
pidi järgmisi mõisteid: 
 
  liini- ehk pealüliti – lüliti, mille abil ühendatakse juhtimisskeem toiteallikaga; 
  liinikontaktor  –  kontaktor,  mille  peakontaktide  abil  ühendatakse  juhtimis-
skeemi jõuahelad toiteallikaga; 
  suuna-  ehk  reversseerimiskontaktor  –  kontaktor,  mille  abil  toimub  mootori 
pöörlemissuuna muutmine; 
  kiirenduskontaktor – kontaktor, mille peakontaktide abil lülitatakse juhtimis-
skeemi  jõuahelast  välja  käivitustakisti  või  –reostaat.  Kiirenduskontaktoreid 
võib olla juhtimisskeemis rohkem kui üks; 
  kiirendusrelee – kiirenduskontaktori tööd juhtiv relee; 
  pidurduskontaktor – kontaktor, mille peakontaktide abil lülitatakse juhtimis-
skeemi jõuahelasse pidurdusvoolu piirav pidurdustakisti; 
  pidurdusrelee – pidurduskontaktori tööd juhtiv relee. 
 
 
1.2.  Kontaktjuhtimisskeemide tüüpsõlmed. 
 
Elektriajamite  juhtimise  kontaktskeemides  on  kasutusel  hulgaliselt  mitmesuguseid  
tüüpsõlmi,  milliste  vajalikul  viisil  ühtseks  juhtimisskeemiks  ühendamisel  saamegi 
vajaliku juhtimisskeemi. Järgnevalt vaatlemegi sagedamini kasutatavaid tüüpsõlmi. 
 
1.2.1. Reversseerimise tüüpsõlmed. 
 
Asünkroonmootori  reversseerimiseks  tuleb  muuta  tema  pöörleva  magnetvälja 
pöörlemissuunda, milleks tuleb muuta faasijärjestust tema staatorimähise  klemmidel . 
Alalisvoolumootori  reversseerimiseks  tuleb  muuta  voolu  suunda  kas  tema  ankru-
mähises  või  ergutusmähises.  Tavaliselt  muudetakse  ankruvoolu  suunda,  sest  ankru-
 
 
mähise  väiksem   induktiivsus   kindlustab  siirdetalitluse  lühema   kestvuse   ja  väldib 
ohtliku  kommutatsioonilise  ülepinge  teket.  Ankruvoolu  suuna  muutmiseks 
muudetakse polaarsust ankru klemmidel. 
 
Mootorite  reversseerimise  tüüpsõlmede   skeeme   on  kujutatud  joonisel  1.1.  Joonisel 
1.1.a  on  kujutatud  reversseeritava  kolmefaasilise  lühisrootoriga  asünkroonmootori 
juhtimisskeemi  jõuahelat.  Mootori  reversseerimine  (pöörlemissuuna  muutmine) 
toimub  suunakontaktorite  KM1  ja  KM2  abil.  Joonisel  1.1.b  on  kujutatud 
reversseeritava  rööpergutusega  alalisvoolumootori  juhtimisskeemi  jõuahelat,  kus 
reversseerimine toimub samuti kontaktorite KM1 ja KM2 abil. 
 
Suunakontaktorite juhtimisskeemi on kujutatud joonisel 1.1.c. 
 
Pöörlemissuuna  valimine  toimub  surunuppude  S2  ja  S3  abil,  millistele  vajutades 
saavad  toite  vastavalt    kas  suunakontaktori  KM1  või  KM2  elektromagneti  mähis.  
Kontaktor  KM1  või  KM2  rakendub  ning  tema   peakontaktid   mootori  jõuahelas 
sulguvad,   andes   toite  mootori  töömähisele.  Samal  ajal  lülituvad  ümber  ka  KM1  või 
KM2  abikontaktid  – sulguvad abikontaktid (hoide- ehk omatoitekontaktid) sulguvad, 
shunteerides  surunuppude  S2  või  S3  sulguvad  kontaktid,   avanevad   abikontaktid 
(blokeerimiskontaktid)  aga  avanevad  vältimaks  mõlema  suunakontaktori  üheaegset 
rakendumist (lühis !). 
 
 
 
 
 
 
Joonis 1.1 
 
Mootori  reversseerimiseks  (pöörlemissuuna  muutmiseks)  tuleb   vajutada   vastassuuna 
surunupule.  Kui  mootor  töötas  näiteks  pöörlemissuunas,  mis  on  määratud  suuna-
kontaktori KM1 rakendunud  seisundiga , siis  vajutades surunupule S3 katkestab tema 
avanev kontakt suunakontaktori KM1 mähise ahela. Selle tulemusena avanevad KM1 
peakontaktid  mootori  jõuahelas,   avaneb   ka  KM1  surunupu  S2  sulguvat  kontakti 
shunteeriv hoidekontakt, sulgub aga KM1 avanev blokeerimiskontakt suunakontaktori 
KM2  mähise  ahelas,  valmistades  sellega  ette  ahela  KM2  rakendumiseks.  Viimane 
rakendubki  tänu  surunupu  S3  sulguva  kontakti  sulgumisele.  Kontaktor  KM2 
rakendub, tema peakontaktid mootori jõuahelas sulguvad, sulgub samuti tema sulguv 
hoidekontakt,  shunteerides  surunupu  S3  sulguva  kontakti,  avanev  abikontakt 
kontaktori  KM1  mähise  ahelas  aga  avaneb,  vältides  viimase  rakendumise.  Mootor 
käivitub vastassuunas .  
 
Mootorit võib igal hetkel välja lülitada surunupu S1 abil. 
 
1.2.2. Käivitusreostaatide jõuahelate tüüpsõlmed. 
 
Alalisvoolumootorite  käivitusreostaatide  juhtimisskeemide  jõuahelaid  on  kujutatud 
joonisel 1.2. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.2 
 
Mootori  käivitamiseks  lülitatakse  töösse  liinikontaktor  KM,  milline  oma  sulguva 
peakontaktiga  pingestab    mootori   ankruahela .  Kiirenduskontaktorite  KM1  ja  KM2 
peakontaktid on avatud ja seega on ankruahelasse lülitatud jadamisi käivitusreostaadi 
sektsioonid   R1-1  ja  R1-2  (joonis  1.2.a)  või  käivitusreostaadi  sektsioon  R1-1  (joonis 
1.2.b).  Käivitusvoolu  vähenemisel  rakendub  kiirendus-kontaktor  KM1,  shunteerides 
käivitusreostaadi  sektsiooni  R1-1  (joonis  1.2.a)  või  lülitades  käivitusreostaadi 
sektsiooniga  R1-1  rööbiti  sektsiooni  R1-2  (joonis  1.2.b).  Esimene  käivitusaste  on 
lõppenud,  mootori  ankruahela  takistus  on  hüppeliselt  vähenenud.  Selle  tulemusena 
toimub  käivitusvoolu  hüppeline  suurenemine.  Mootori  kiiruse  edasisel  kasvamisel 
hakkab  käivitusvool  uuesti  vähenema,  kuni  rakendub  kiirenduskontaktor  KM2, 
shunteerides  käivitusreostaadi  sektsiooni  R1-2  (joonis  1.2.a)  või  mõlemad 
käivitusreostaadi  sektsioonid  (joonis  1.2.b).  Kui  käivitusreostaadil  on  skeemidel 
kujutatust  rohkem  sektsioone,  hakkab  kirjeldatud  protsess  korduma  seni,  kuni  kõik 
käivitusreostaadi  sektsioonid  on  kiirenduskontaktorite  peakontaktidega  shunteeritud 
(välja lülitatud). 
 
Skeem  joonisel  1.2.a  on  töökindlam,  sest  isegi  ühe  kiirenduskontaktori  peakontakti 
kinnikeevitumisel  toimub  järjekordne  käivitus  voolu  piiramisega,  tõsi,  vajalikust 
väiksemal määral. Kui aga  skeemis  joonisel 1.2.b keevitub kinni kiirenduskontaktori 
KM2 peakontakt, toimub  järjekordne käivitus  voolu  piiramiseta, mis on loomulikult 
lubamatu.  Joonisel  1.2.b  toodud  skeemi   eeliseks   on  mõningane  energiasääst,  sest 
peale kontakti KM2 sulgumist võib kiirenduskontaktori KM1 välja lülitada. 
 
Asünkroonmootorite  käivitusreostaadi  ja  –takisti  juhtimissõlmede  jõuahelaid  on 
kujutatud joonisel 1.3. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.3 
 
Mootor  käivitatakse  liinikontaktori  KM  rakendumise  tulemusena,  kiirendus-
kontaktorid  KM1,  KM2  jne  ei  ole  rakendunud.  Faasirootoriga  asünkroonmootori 
rootoriahelasse  on  lülitatud  käivitusreostaat  (joonis  1.3.a  ja  b),  lühisrootoriga 
asünkroonmootori  käivitusvoolu  piiratakse  käivitustakistiga  R  staatoriahelas  (joonis 
1.3.c).  Edasine  käivitusprotsess  on   analoogne   alalisvoolumootori  käivitusega,  st 
vastavalt 
käivitusvoolu 
muutumisele 
hakkavad 
järjekorras 
rakenduma 
kiirenduskontaktorid  KM1,  KM2  jne,  lülitades  käivitusreostaadi  sektsioonid  R1-1, 
R1-2  jne  rootoriahelast  välja  (joonis  1.3.a  ja  b) või  shunteerides  staatoriahelas  oleva 
käivitustakisti R (joonis 1.3.c). 
 
Joonisel  1.3.a  toodud  skeemi  eelis  võrreldes  joonisel  1.3.b  toodud  skeemiga  on 
kiirenduskontaktorite  jõukontaktide  väiksem  arv,  joonisel  1.3.b  toodud  skeemi 
eelisteks  võrreldes  joonisel  1.3.a  toodud  skeemiga  on  aga  suurem  töökindlus,  sest 
isegi  kiirenduskontaktorite  ühe  peakontakti  purunemisel  toimub  käivitusreostaadi 
sektsioonide  sümmeetriline  väljalülitamine  või  kontaktrõngaste  omavaheline 
lühistamine peale käivitusreostaadi väljalülitamist, samuti on kolme jõukontakti korral 
kontaktide   voolukoormus   väiksem.  Tavaliselt  kasutatakse  siiski  joonisel  1.3.a 
kujutatud  kahe  kontaktori  peakontaktiga  skeemi,  jättes  näiteks  kolmepooluselise 
kontaktori kolmanda peakontakti reservi asendamaks temaga  purunenud kontakti. 
 
1.2.3. Pidurdusskeemide jõuahelate tüüpsõlmed. 
 
Rööpergutusega  alalisvoolumootori  vastulülituspidurduse  skeemi  jõuahelaid  on 
kujutatud joonisel 1.4, faasirootoriga asünkroonmootori vastulülituspidurduse skeemi 
jõuahelaid joonisel 1.5. 
 
 
 
 
Joonis 1.4 
 
Vastulülituspidurduseks,  mis  on  mootori  reversseerimise  esimeseks  etapiks,  tuleb 
muuta  kas  alalisvoolumootori  ankruvoolu  suunda  või  asünkroonmootori  pöörleva 
magnetvälja  pöörlemissuunda.  See  toimub  juba   tuttava   reversseerimise  tüüpsõlme 
abil,  mis  koosneb  suuna-  ehk  reversseerimiskontaktorite  KM1  ja  KM2  pea-
kontaktidest.  Vastulülituspidurdust  iseloomustab  käivitusvoolust  suurem  voolutõuge 
ja  selle  piiramiseks   lubatava   väärtuseni  tuleb  alalisvoolumootori  ankruahelasse  või 
faasirootoriga  asünkroonmootori  rootoriahelasse  lülitada  suure  takistusega  pidurdus-
takisti. Kuna nimetatud ahelatesse on samuti lülitatud käivitusreostaat, on otstarbekas 
kasutada  seda  pidurdustakisti  osana  ning  lülitada  temaga  jadamisi  veel  üks  ainult 
pidurdusel kasutatav takisti R2. 
 
 
Joonis 1.5  
 
Mootori käivitamisel on pidurduskontaktori KM5 peakontakt(id) suletud ja käivitus-
voolu  piiramine  toimub  ainult  käivitusreostaadiga,  mille  sektsioone  juhitakse 
kiirenduskontaktoritega  KM3  ja  KM4.  Pidurdamise  ajal  on  kõik  ankru-  või  rootori- 
ahelasse lülitatud kontaktorite peakontaktid avatud ja nimetatud  ahelate  takistused on 
maksimaalsed. 
 
 
 
Dünaamilise pidurduse skeemide jõuahelaid on kujutatud joonisel 1.6. 
 
Alalisvoolumootori võõrergutusega dünaamiliseks pidurdamiseks lahutatakse mootori 
ankruahel  liinikontaktori  KM  sulguva  peakontakti  avanemisega  toiteallikast  ja 
ühendatakse  pidurduskontaktori  KM2  sulguva  peakontakti  sulgumisega  pidurdus-
takistiga R2 (joonised 1.6.a ja b). Ergutusmähis LM jääb aga ühendatuks toiteallikaga 
kas vahetult  (rööpergutusega mootor, joonis 1.6.a) või  läbi pidurduskontaktori KM2 
teise sulguva peakontakti ja käivitusreostaadi R1 ning ergutusahelasse lülitatud voolu- 
piirava  takisti  R3  (jadaergutusega  mootor,  joonis  1.6.b).  Mootor  hakkab  tööle  võõr-
ergutusega   generaatorina,  muundades  elektriajami  liikuvatesse  osadesse  salvestunud 
kineetilise  energia  elektrienergiaks,  mis  pidurdustakistis  R2  muutub  soojuseks  ja 
hajub ümbritsevasse keskkonda. 
 
Joonis 1.6 
 
 
 
Asünkroonmootori dünaamiliseks pidurdamiseks lahutatakse tema staatorimähis liini-
kontaktori KM sulguvate peakontaktide avanemisega toitevõrgust ning  staatorimähis 
ühendatakse  pidurduskontaktori  KM1  sulguvate  kontaktide  sulgumise  tulemusena 
alalisvooluallikaga  (joonis  1.6.c)..  Staatorimähises  voolav  alalisvool  tekitab  ruumis 
liikumatu alalismagnetvälja, milles pöörleva rootori mähises indutseeritakse vool ning 
staatori  magnetvälja  ja  rootorimähise  voolu  koostoimel  tekibki   pidurdav   moment. 
Faasirootoriga  mootori  korral  on  otstarbekas  lülitada  pidurdamise  ajaks  rootori-
ahelasse   lisatakisti   R2,  mille  tulemusena  suureneb  algpidurdusmoment.  Pidurdamise 
käigus  lülitatakse  lisatakisti  R2  mingil  hetkel  kontaktori  KM2  sulguvate  kontaktide 
sulgumise tulemusena välja ja see võte võimaldab kindlustada  laias kiiruse muutumise 
vahemikus praktiliselt konstantse pidurdusmomendi.   
 
 
 
1.3.  Elektriajamite juhtimispõhimõtete realiseerimise 
tüüpsõlmed. 
 
1.3.1. Käivitamise tüüpsõlm sõltuvalt voolust. 
 
Käivitamise  tüüpsõlmede  skeemide  jõu-  ja  juhtimisahelaid  sõltuvalt  voolust  ning 
selgitavat käivitusvoolu ajalise muutumise  diagrammi on kujutatud joonisel 1.7. 
 
Käivitus  algab  liinikontaktori  KM  sulguva(te)  kontakti(de)  sulgumisega.  Tekib 
maksimaalne käivitusvool  I1 (vt joonis 1.7.c), mis läbib käivitusreostaadi sektsioone 
R1-1  ja  R1-2  ning  kiirendusrelee  (maksimaalvoolurelee)  KA1  mähist.  Relee  KA1 
rakendub ning tema avanev kontakt kiirenduskontaktori KM1 mähise ahelas avaneb, 
vältides KM1 rakendumise. 
 
Käivitamise jätkudes hakkab käivitusvool  vähenema ja kui  ta on vähenenud ümber- 
lülitusvooluni  I2,  tagastub  relee  KA1  ning  tema  avanev  kontakt  sulgub.  Kiirendus-
kontaktori KM1 mähis saab toite ning ta rakendub ning tema jõukontakt(id) sulgub(-
vad),  lülitades  käivitusreostaadi  esimese  sektsiooni  R1-1  välja.  Samuti  sulgub  tema 
abikontakt juhtimisahelas (hoidekontakt). Käivitusvool suureneb tänu töömähise ahela 
takistuse  hüppelisele  vähenemisele  uuesti  väärtuseni  I1,  mille  tulemusena  rakendub 
kiirendusrelee  KA2,  avades  oma  avaneva  kontakti  kiirenduskontaktori  KM2  mähise 
ahelas,  vältides  sellega  KM2  rakendumise.  Käivitusvool  hakkab  uuesti  vähenema  ja 
kui  ta  on  vähenenud  ümberlülitusvooluni  I2,  tagastub  relee  KA2  ning  tema  avanev 
kontakt sulgub, andes sellega toite kiirenduskontaktori KM2 mähisele. KM2 rakendub 
ning tema jõukontakt(id) sulgub(-vad), lülitades käivitusreostaadi teise sektsiooni R1-
2  välja.  Toimub  uus  käivitusvoolu  suurenemine  väärtuseni  I1  ja  relee  KA2 
rakendumine ,  kuid  KM2  tagastumist  ei  toimu,  sest  tema  mähis  saab  toite  läbi  tema 
juhtimisahelas  sulgunud  abikontakti.  Edaspidi  väheneb  käivitusvool  kuni  staatilise 
tasakaalu vooluni Ia,st ja sellega on käivitusprotsess lõppenud. 
 
Asünkroonmootori käivitusprotsess erineb alalisvoolumootori käivitusprotsessist selle 
poolest,  et  käivituse  alguses  rakenduvad  korraga  mõlemad  kiirendusreleed  ja  peale 
 
 
kiirenduskontaktori  KM2  rakendumist  ei  toimu  kiirendusrelee  KA2  teistkordset 
rakendumist. 
 
Käivitusskeemi töö korrektsus sõltub kiirenduskontaktorite ja –releede omarakendus-
aegade  vahekorrast  –  releede  omarakendusajad  peavad  olema  väiksemad  kui 
kontaktoritel.  Harilikult  on  see  tingimus  täidetud,  sest  tänu  releede  liikuvate  osade 
väiksemale   massile   on  nende  omarakendumisaeg  umbes  3…5  korda  väiksem  kui 
kontaktoritel. 
 
  
 
Joonis 1.7 
 
 
1.3.2. Käivitamise tüüpsõlm sõltuvalt elektromotoorjõust. 
 
Selline  juhtimispõhimõte  on  edukalt  kasutatav  alalisvoolumootori  käivitamisel  ja 
vastavat tüüpsõlme on kujutatud joonisel 1.8. 
 
Käivitamine  algab  liinikontaktori  KM  sulguva  peakontakti  sulgumisega,  mille 
tulemusena  läbib  käivitusvool  käivitusreostaadi  mõlemat  sektsiooni.  Käivituse  alg-
 
 
hetkel  on  ankrumähises  indutseeritud  vastuemj  null  ning  ankrumähisega  rööbiti