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 
lülitatud  kiirenduskontaktorite  mähistel  on  pinge  väiksem  nende  rakendumispingest. 
Kiiruse kasvamisel hakkab vastuemj ja seega ka pinge kontaktorite mähistel kiirusega 
võrdeliselt suurenema (vt joonis 1.8.b) ja kui pinge kiirenduskontaktori KM1 mähisel 
on  saavutanud  tema  rakendumiseks  vajaliku  väärtuse,  siis  ta  rakendub  ja   suleb   oma 
sulguva  peakontakti,  mille  tulemusena  käivitusreostaadi  sektsioon  R1-1  lülitatakse 
välja.  Sama  toimub  ka  siis,  kui  pinge  kontaktori  KM2  mähisel  on  saavutanud  tema 
rakendumiseks vajaliku väärtuse. Käivitusreostaat on ankruahelast välja lülitatud. 
 
 
Joonis 1.8 
 
 
1.3.3. Käivitamise tüüpsõlmed sõltuvalt ajast. 
 
Käivitamise  juhtimine  sõltuvalt  ajast  võib  toimuda  mitmesuguste  tüüpsõlmede  abil, 
kasutades kiirenduskontaktorite juhtimiseks nii rakendumisel kui tagastumisel viitega 
toimivaid aegreleesid. 
 
Joonisel  1.9  on  kujutatud  skeemi,  kus  kiirenduskontaktoreid  juhitakse  tagastumisel 
viitega toimivate aegreleede abil. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.9 
Vahetult peale skeemi pingestamist rakendub kiirendusrelee KA1, sest liinikontaktori 
KM  avanev  abikontakt  on  KA1  mähise  ahelas  suletud.  Kiirendusrelee  KA1  viitega 
sulguv  kontakt  kiirenduskontaktori  KM1  mähise  ahelas  avaneb  viiteta,  vältides 
sellega  kontaktori  KM1  rakendumise.  Käivitamine  algab  liinikontaktori  KM 
rakendumisega, mille tulemusena sulgub tema sulguv peakontakt skeemi jõuahelas ja 
käivitusvool läbib ankruga jadamisi ühendatud käivitusreostaati sektsioonidega R1-1 
ja  R1-2.  Käivitusreostaadi  sektsioonil  R1-1  tekkivast  pingelangust  rakendub 
kiirendusrelee  KA2,  avades  viiteta  oma  viitega  sulguva  kontakti  kiirenduskontaktori 
KM2 mähise ahelas. Liinikontaktori rakendumise tulemusena kaotab toite  kiirendus-
relee  KA1  mähis,  sest  liinikontaktori  avanev  abikontakt  tema  ahelas  avaneb.  KA1 
hakkab  viidet  lugema  ja  selle  lõppemisel  sulgub  tema  viitega  sulguv  kontakt 
kiirenduskontaktori  KM1  mähise  ahelas.  Viimane  rakendub  ja  tema  sulguv 
peakontakt lülitab välja esimese käivitusreostaadi sektsiooni R1-1.  
 
Kiirenduskontaktori  KM1  peakontakti  sulgumise  tulemusena  lühistatakse  relee  KA2 
mähis, st pinge  temal  muutub nulliks ning ta tagastub ning ta hakkab viidet lugema ja 
selle lõppemisel sulgub tema viitega sulguv kontakt. Kiirenduskontaktori KM2 mähis 
saab  toite,  ta  rakendub  ja  suleb  oma  peakontakti,  lülitades  sellega  välja  käivitus-
reostaadi sektsiooni R1-2. Käivitus on lõppenud. 
 
Veel  üht  tagastumisel  viitega  toimivate  aegreleedega  skeemi  on  kujutatud  joonisel 
1.10. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.10 
 
Selle  skeemi  erinevus  võrreldes  joonisel  1.9  toodud  skeemiga  seisneb  selles,  et 
kiirendusrelee  KA2  mähis  on  lülitatud  skeemi  teisiti:  tema  mähis  saab  toite  läbi 
esimese  kiirenduskontaktori  KM1  avaneva  kontakti.  Seega  saavad  mõlemad 
kiirendusreleede  mähised  toite  vahetult  skeemi  pingestamise  tulemusena  ning  relee 
KA2 hakkab viidet lugema peale esimese kiirenduskontaktori KM1 rakendumist. 
 
Rakendumisel viitega toimivate aegreleedega skeemi on kujutatud joonisel 1.11. 
 
Selles skeemis on kasutatud ainult üht aegreleed KA, mis juhib oma viitega sulguva 
kontaktiga   esimest  kiirenduskontaktorit  KM1.  Teise  kiirenduskontaktori  KM2 
juhtimine toimub kontaktorile KM1 kinnitatud täiendava viitega sulguva kontakti abil. 
 
 
 
 
Joonis 1.11 
 
Peale skeemi pingestamist on nii kiirendusrelee KA kui kiirenduskontaktorite KM1 ja 
KM2  mähised  pingestamata,  sest  nad  saavad  toite  läbi  liinikontaktori  KM,  esimese 
kiirenduskontaktori  KM1  ja  kiirendusrelee  KA  sulguvate  kontaktide.  Mootori 
käivitamine algab liinikontaktori  KM rakendumisega, mille tulemusena sulgub tema 
peakontakt  mootori  ankruahelas  ning  käivitusvool  läbib  ankrumähisega  jadamisi 
ühendatud käivitusreostaadi sektsioone R1-1 ja R1-2. Sulgub ka KM abikontakt aeg-
relee  KA  mähise  ahelas,  relee  rakendub,  hakkab  viidet  lugema  ja  sulgeb  peale  viite 
lõppemist  oma  viitega  sulguva  kontakti  kiirenduskontaktori  KM1  mähise  ahelas. 
KM1 rakendub, suleb oma peakontakti ja lülitab sellega käivitusreostaadi sektsiooni 
R1-1 välja ning tema viitekontakt hakkab viidet lugema. Peale viite lõppemist sulgub 
viitega  sulguv  kontakt  kiirenduskontaktori  KM2  mähise  ahelas,  viimane  rakendub 
ning lülitab oma sulguva peakontaktiga välja käivitusreostaadi teise sektsiooni R1-2. 
Käivitus on lõppenud. 
 
1.3.4. Pidurdamise tüüpsõlmed sõltuvalt elektromotoorjõust. 
 
Alalisvoolumootori dünaamilise pidurdamise jõuahelate skeemi on kujutatud joonisel 
1.12. 
 
Pidurdamiseks  tagastatakse  liinikontaktor  KM,  milline  oma  sulguva  peakontakti 
avanemise   tulemusena  lahutab  mootori  ankruahela  toiteallikast,  mootori   ergutus   aga 
säilub.  Kuna  mootori  ankur  jätkab  pöörlemist  temasse  ja  elektriajami  teistesse 
liikuvatesse  osadesse  salvestunud  kineetilise  energia  toimel,  indutseeritakse 
ankrumähises  vastuemj  ja  pidurdusrelee  KA  rakendub,  sest  liinikontaktori  avanev 
abikontakt  tema  mähise  ahelas  sulgub.  Pidurdusrelee  sulguv  kontakt  sulgub  ja  toite 
saab pidurduskontaktor KM1, milline omakorda suleb oma sulguva peakontakti ning 
 
 
ühendab  mootori  ankruahelasse  pidurdustakisti  R .  Algabki  dün
p
aamiline  pidurdus, 
mis  kestab  kuni  ankrumähises  indutseeritud  emj  muutub  väiksemaks  pidurdusrelee 
tagastuspingest. 
 
 
 
Joonis 1.12 
 
 
Selleks  et   pidurdada   mootorit  võimalikult  väikese  kiiruseni  peab  pidurdusrelee  KA 
tagastustegur olema võimalikult väike (ktag = 0,1…0,15). 
 
Faasirootoriga  asünkroonmootori  vastulülituspidurduse  skeemi  on  kujutatud  joonisel 
1.13. 
 
Mootori  magnetvälja  pöörlemissuuna  muutmisel  reversseerimiskontaktorite  KM1  ja 
KM2  ümberlülituse  tulemusena    suureneb   libistus   hüppeliselt  (s  ≈  2)  ja  seega 
indutseeritakse rootorimähises pidurdusrelee KA rakendumiseks piisavalt suur emj 
 
E2 = s * E2k . 
 
Relee KA rakendub, avab oma avaneva kontakti juhtimisahelas ja selle tulemusena ei 
saa toidet ei pidurduskontaktori KM4 ega kiirenduskontaktori KM3 mähised ja nende 
peakontaktid mootori rootoriahelas on seega avatud ning rootori-ahelasse on lülitatud 
nii  pidurdustakisti  R2  kui  käivitusreostaat  R1.  Seega  toimub  pidurdusvoolu 
maksimaalne võimalik piiramine. 
 
Mootori kiiruse vähenemisel hakkab libistus ja seega ka rootorimähises indutseeritud 
emj vähenema ja kui kiirus on vähenenud praktiliselt nullini (s = 1), on rootorimähise 
emj vähenenud pidurdusrelee KA tagastumisväärtuseni. Relee tagastub ja suleb oma 
avaneva  kontakti  mootori  juhtimisahelas.  Selle  tulemusena  rakendub  pidurdus-
kontaktor  KM4  ja  suleb  oma  peakontaktid  mootori  rootoriahelas.  Pidurdustakisti  R2 
lülitatakse  rootoriahelast  välja  ja  mootori  käivitumisel  vastassuunas  piiratakse 
käivitusvoolu suurust ainult käivitusreostaadi R1 abil. 
 
 
 
 
 
 
Joonis 1.13 
 
 
Pidurdusrelee  tagastustegur  peab  olema  umbes  0,5  ja  seetõttu  tuleb  kasutada 
pidurdusreleena alalisvoolureleed ning toita tema mähist rootori kontaktrõngastelt läbi 
alaldussilla V. 
 
Rööpergutusega  alalisvoolumootori  vastulülituspidurduse  juhtimise  tüüpskeemi 
sõltuvalt emj-st on kujutatud joonisel 1.14. 
 
Vastulülituspidurdus  toimub  reversseerimiskontaktorite  KM1  ja  KM2  ümber-
lülitamise tulemusena. Pidurdust juhivad pidurdusreleed KA1 ja KA2, üks kummagile 
suunale.  Pidurdusreleede  mähiste  üks   klemmidest   on  ühendatud  mootori  erinevate 
ankruklemmidega, mähiste teised klemmid on ühendatud pidurdustakisti R2 punkti A. 
 
Oletame,  et  mootor  töötas  pöörlemissuunas,  mis  on  määratud  reversseerimis-
kontaktori  KM1  rakendunud  olekuga.  Reversseerimiskontaktorite  ümberlülitamise 
tulemusena  sulgub  kontaktori  KM2  sulguv  abikontakt  pidurdusrelee  KA2  mähise 
ahelas,  kuid  relee  ei  rakendu,  sest  pidurduse   alghetkel   on  pinge  tema  mähisel  ligi-
kaudu  null.  Relee  KA2  rakendub,  kui  mootori  kiirus  on  vähenenud  mingi  nulli-
lähedase  väärtuseni.  Selline  olukord   saavutatakse   sellega,  et  releede  KA1  ja  KA2 
mähiste ühine ots on ühendatud mingi kindla punktiga  A pidurdustakistil R2. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.14 
 
Pidurdusvool tekitab ankruahela osal takistusega Rx  pingelangu   
 
U ≈ Ip * Rx ≈ U . 
 
Kuna  ankrumähises  indutseeritud  emj  ja   toitepinge   on  pidurdamise  ajal  sama-
suunalised  (vt  joonis  1.15),  tuleb  pidurdusreleede  mähiste  ühise  otsa  ühenduspunkt 
kahest  emj  allikast  toidetava  silla  diagonaalil  valida   selliselt ,  et  pinge  pidurdust 
juhtiva relee mähisel U = 0. 
 
 
 
Joonis 1.15 
 
Kuni  mootori  pöörlemiskiirus  ja  seega  ka  tema  ankrumähises  indutseeritud  emj  ei 
vähene  praktiliselt  nullini,  relee  KA2  ei  rakendu.  Kuna  mootori  toitepinge  on 
 
 
muutumatu, siis emj vähenemisel hakkab pinge relee KA2 mähisel kasvama. Kui emj 
on  vähenenud  praktiliselt  nullini,  on  pinge  relee  mähisel  kasvanud  tema 
rakendumiseks vajaliku väärtuseni, ta rakendub, suleb oma sulguva kontakti pidurdus-
kontaktori  KM4  mähise  ahelas  ja  samuti  loob  tingimused  kiirenduskontaktori  KM3 
töölerakendumiseks, juhituna mingi käivituse juhtimispõhimõtte järgi. 
 
Kui  mootor  töötas  enne  pidurdamist  pöörlemissuunas,  mis  on  määratud 
reversseerimiskontaktori  KM2  rakendunud  olekuga,  juhib  pidurdamist  pidurdusrelee 
KA1, tööpõhimõte on seejuures samasugune  kui ülalkirjeldatud.  
 
1.3.5.Juhtimise tüüpsõlm sõltuvalt läbitud teest. 
 
Sageli  tuleb  elektriajamit  juhtida  sõltuvalt  läbitud  teest.  Vastav  juhtimise  tüüpsõlme 
skeem on toodud joonisel 1.16. 
 
 
 
Joonis 1.16 
 
Lühisrootoriga  asünkroonmootor  käitab  hammaslattülekande  abil  mingi  töömasina, 
näiteks  pikihöövelpingi  töölaua.  Töölaua  ümberlülitamine  töökäigult  tagasikäigule 
toimub ajamimootori reversseerimisega reversseerimiskontaktorite KM1 ja KM2 abil 
sõltuvalt  läbitud  teest.  Läbitud  teed  kontrollivad  lõpplülitid  S1  ja  S2,  milliste 
kontaktid on lülitatud reversseerimiskontaktorite mähiste ahelatesse. 
 
Oletame,  et  mootor  töötab  pöörlemissuunas,  mis  on  määratud  reversseerimis-
kontaktor KM1 rakendunud olekuga (töölaud liigub paremale). Kuna ükski lõpplüliti 
ei  ole  rakendunud,  on  nende  kontaktid   skeemil   näidatud  olekus.  Kui  töölaud  on 
liikunud  asendisse,  kus  rakendub  lõpplüliti  S2,  lülituvad  tema  kontaktid  ümber,  st 
tema  avanev  kontakt  kontaktori  KM1  mähise  ahelas  avaneb,  sulguv  kontakt  aga 
 
 
kontaktori KM2 mähise ahelas sulgub. Seega kaotab toite kontaktori KM1 mähis, ta 
tagastub ja toimub tema kontaktide ümberlülitumine: peakontaktid mootori jõuahelas 
avanevad,  avaneb  ka  hoidekontakt  mähise  ahelas,  sulgub  aga  blokeerimiskontakt 
kontaktori  KM2  mähise  ahelas,  valmistades  sellega  ette  ahela  kontaktori  KM2 
rakendumiseks.  Kontaktor  KM2  rakendubki  ja  seda  tänu  lõpplüliti  S2  sulguva 
kontakti  sulgumisele.  Toimub  kontaktori  KM2  kontaktide  ümberlülitumine:  tema 
peakontaktid  sulguvad,  pingestades  mootori  staatorimähise  muudetud   faaside  
järjekorraga, hoidekontakt sulgub, shunteerides lõpplüliti S2 sulguva kontakti, avanev 
blokeerimiskontakt  kontaktori  KM1  mähise  ahelas  aga  avaneb,  vältides  tema 
rakendumise.  Mootor  hakkab  pöörlema  vastassuunas  ja  töölaud  hakkab  liikuma 
vasakule. Liikudes vasakule, tagastub lõpplüliti S2 ja tema kontaktid lülituvad uuesti 
ümber, kuid  kontaktori  KM2 mähis toidet  ei  kaota ja seda tänu tema suletud hoide-
kontaktile. 
 
Kui  töölaud  on  jõudnud  asendisse,  kus  rakendub  lõpplüliti  S1  ja  tema  kontaktid 
lülituvad  ümber,  toimub  ülalkirjeldatud  ümberlülitumiste  protsess  selle  vahega,  et 
nüüd  juhib  ümberlülitusi  lõpplüliti  S1  ümberlülitunud  kontaktid,  mille  tulemusena 
rakendub uuesti kontaktor KM1 ja algab töölaua uus liikumine paremale. 
 
Juhul  kui  mingil  põhjusel  ei  toimu  lõpplüliti  S1  või  S2  rakendumist,  lülitab  avarii-
lõpplüliti Q1 või Q2 mootori jõuahela välja. 
 
 
 
1.4. Elektrimootorite kaitse. 
 
Elektriajami  mootor  ja  teised  elektriajami   elektrilised   osad  ja  ahelad  peavad  olema 
kaitstud  mitmesugustel  põhjustel  tekkivate  kahjustuste  ja  nende  edasise  arenemise 
eest. Vajalikud kaitseseadmed lülitatakse nii elektriajami jõu- kui juhtimisahelatesse. 
Elektriajami põhilised kaitseviisid on kaitse lühise eest, maksimaalvoolukaitse, kaitse 
ülekoormuse  eest,  asünkroonmootori  kaitse  kahefaasilise  töö  eest,  kaitse  iseenesliku 
käivitumise  eest,  kaitse  kommutatsioonilise  ülepinge  eest  ja  kaitse  magnetvälja 
kadumise eest. 
 
Kaitse lühise eest ja maksimaalvoolukaitse kindlustavad lühisesse sattunud või liig-
voolu  tingimustes  oleva  elektriahela  viivituseta  väljalülitamise.  Kaitseks  lühise  eest 
kasutatakse  kas  sulavkaitsmeid  (joonis  1.17.a  ja  b)  või  elektromagnetilise  vabastiga  
kaitselüliteid (joonis 1.17.c ja d). Viimasel juhul täidab kaitselüliti ka pealüliti Q üles- 
annet . 
 
Analoogselt kaitstakse ka juhtimisahelaid. 
 
Jõuahelate kaitsmiseks valitakse  sulavkaitsmete  sularite  nimivool  Isular ja kaitselülitite 
elektromagnetiliste vabastite rakendusvool  Irak  alljärgnevalt : 
 
- lühisrootoriga asünkroonmootori kaitsmiseks normaalse käivituse (käivituse kestvus 
alla 5 sekundi) korral 
 
 
 
 
 
 
 
 
Isular  0,4 Ikäiv ; 
 
- raske käivituse (käivituse kestvus üle 10 sekundi) või suure lülitussageduse korral 
 
 
 
 
 
       Isular (0,5...0,6) Ikäiv ; 
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 1.17 
 
 
sõltumatult käivitustingimustest 
 
 
 
 
 
       Irak = (1,3...1,5) Ikäiv ; 
 
- alalisvoolumootorite kaitsmiseks maksimaalse käivitusvoolu I1 korral 
 
 
 
 
 
       Isular (1,0...1,25) I1 
 
või 
 
 
 
        Irak = (1,2...1,3) I1 . 
 
Juhtimisahelate kaitsmiseks  valitakse  Isular või  Irak lähtudes maksimaalsest üheaegselt  
sisselülitatud  juhtimisaparaatide  (kontaktorid,  elektromehaanilised  releed  vms) 
mähiste summaarsest voolust  
 
Isular = Irak = (2,5...3,0) Imähis 
 
järgi. 
 
Maksimaalvoolukaitseks  kasutatakse  maksimaalvoolureleesid,  lülitades  nende 
mähised  kaitstava  mootori  jõuahelasse  (joonis  1.18.a  ja  b),  normaalselt  suletud 
kontaktid  aga  liinikontaktori  mähise  ahelasse  (joonis  1.18.c).  Kolmefaasilise 
asünkroonmootori  korral  kasutatakse  kaht  või  kolme  maksimaalvoolureleed,  alalis-
voolumootori korral üht või kaht releed. 
 
 
 
Maksimaalvoolureleede  rakendusvoolude  valik  toimub   samade   tingimuste  järgi  kui 
kaitselülitite elektromagnetiliste vabastite rakendusvoolude valik. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 1.18 
 
Kolmefaasilise  asünkroonmootori  kaitsmisel  lühise  eest  sulavkaitsmetega  on  üks 
oluline  puudus  -  kui  üks  sulavkaitsmetest  rakendub  või  kui  jõuahela  üks 
faasijuhtmetest  katkeb,  jääb  mootor  tööle  kahel  faasil  ülekoormusega  ning  võib  üle 
kuumeneda.  Sellest  puudusest  saab  üle,  kui  kasutada  spetsiaalset  võtet  asünkroon- 
mootori kaitsmiseks kahefaasilise töö eest.  
 
Selleks lülitatakse mootori lülitusskeemi faasi katkemise relee KA (joonis 1.19). 
 
 
 
 
Joonis 1.19 
 
Faasi katkemise relee KA mähis lülitatakse mootori staatorimähise neutraalpunkti ja 
neutraaljuhtme vahele. Kui mootor töötab sümmeetrilises kolmefaasilises talitluses on 
pinge  relee  mähisel  võrdne  nulliga  ning  tema  kontakt  mootori  liinikontaktori  KM 
mähise  ahelas  suletud.  Kui  aga  üks   faasidest   katkeb,  tekib  mootori  staatorimähise 
neutraalpunkti  ja  neutraaljuhtme  vahele  relee  rakendumiseks  vajalik  pinge,  ta 
rakendub  ning  katkestab  oma  avaneva  kontaktiga  kontaktori  mähise  toiteahela  ning 
mootor lülitub välja. 
 
Elektrimootori  ülekoormuskaitse  väldib  tema  ülekuumenemise  kestevtalitluses 
töötamisel. Ülekoormuskaitseks kasutatakse kõige sagedamini bimetalltermoreleesid. 
Kolmefaasilise asünkroonmootori kaitseks kasutatakse kas kaht ühepooluselist või üht 
kahepooluselist  termoreleed,  alalisvoolumootori  kaitsmiseks   piisab   ühest  ühe- 
pooluselisest  releest.  Relee(de)  bimetallplaadid  või  nende  kütteelemendid  lülitatakse 
kaitstava  mootori  jõuahelasse  vahetult  (joonis  1.20.a)  või  voolutrafode 
sekundaarahelate  kaudu  (joonis  1.20.b)  reeglina  kontaktori  jõukontaktide  ja  mootori 
vahele.   Termorelee (de)  avanevad  kontaktid  lülitatakse  kontaktori  mähise  ahelasse 
(joonis 1.20.c). 
 
 
 
 
 
Joonis 1.20 
 
Elektrimootorit kaitseb ülekoormuse eest ka kaitselüliti, kui ta on varustatud termiliste 
vabastitega. Tavaliselt on nendeks bimetallplaatidega vabastid.  Bimetalltermoreleede 
või termiliste vabastite nimivool valitakse tingimuse 
 
 
 
 
 
Itermo = (1,0...1,15) In 
 
järgi, kus In on kaitstava mootori nimivool. 
 
Bimetalltermoreleede  või  -vabastite  oluliseks  puuduseks  on  see,  et  nad  rakenduvad 
sõltuvalt bimetallplaadi, mitte aga kaitstava mootori mähiste temperatuurist. Seetõttu 
ei  ole  garanteeritud  mootori  kindel  kaitse.  Samuti  ei  reageeri  nad  lühiajalisele 
ülekoormusele  tänu  bimetallplaadi  soojuslikule  inertsile.  Raskendatud  on  ka  vahe- 
ajalises  talitluses  töötava  mootori  ülekoormuskaitse.  Hoopiski  paremaid  tulemusi 
annab termistormootorikaitsereleede kasutamine. 
 
Selliste  kaitseaparaatide  soojustundlikeks  elementideks  on  termistorid,  millised 
kinnitatakse  mootri  mähiste  külge  ja  mõõdavad  seega  vahetult  nende  temperatuuri. 
Kolmefaasilise vahelduvvoolumootori korral kasutatakse seega kolme termistori, mis 
ühendatakse  omavahel  jadamisi  pooljuhtvõimendi  sisendisse.  Võimendi  väljundisse 
on  lülitatud  täiturrelee  KA,  mis  oma  kontaktide  abil  juhib  kontaktori  KM  mähise 
 
 
ahelat . Tänu termistoride väikesele massile on nende  soojuslik   inerts  väga väikene ja 
seega  kaitse  kiiretoimeline.  Termistormootorikaitserelee  põhimõtteskeemi  on 
kujutatud joonisel 1.21. 
 
 
 
Joonis 1.21 
 
Kaitse  iseenesliku  käivitumise  eest  ehk  nullpingekaitse  lülitab  mootori  välja,  kui 
toitepinge  kaob  või  väheneb  lubatavast  madalamaks  ja  väldib  mootori  iseenesliku 
käivitumise,  st  ilma  inimese  poolt  antava  käskluseta,  peale  pinge  taastumist.  See 
kaitseviis  on  oluline  vältimaks  avariiliste  talitluste  teket  ja  õnnetusjuhtumeid 
inimestega. 
 
Kui elektrimootori  käivitamine toimub  isetagastuvate kontaktidega juhtimisaparaadi, 
näiteks  surunupu  abil,  kindlustab  nullpingekaitse  käivitusnupuga  rööbiti  lülitatud 
kontaktori sulguv abikontakt, niinimetatud omatoitekontakt (vt näiteks joonist 1.19). 
Tõepoolest,  peale  pinge  kadumist  või  vähenemist  lubatavast  madalamale  tagastub 
kontaktor  KM,  tema  peakontaktid  avanevad  ja  mootori  staatorimähis  kaotab  toite. 
Samuti  avaneb  ka  tema  ülalnimetatud  abikontakt.  Kui  nüüd  pinge   taastub ,  tuleb 
mootori  taaskäivitamiseks  uuesti  vajutada  käivitusnuppu  S2,  sest  nii  käivitusnupu 
kontakt kui temaga rööbiti lülitatud omatoite- kontakt on avatud ja kontaktori mähis 
toidet ei saa. 
 
Kui  elekrimootori  juhtimine  toimub  fikseeritud  asendiga  kontaktidega  juhtimis-
aparaadi, näiteks käskluskontrolleri abil, tuleb lülitada juhtimisskeemi nullpingerelee. 
Vastavat juhtimisskeemi sõlme on kujutatud joonisel 1.22. 
 
Nullpingerelee  KA  lülitub  sisse,  kui  käskluskontrolleri  S1  käepide  on  asendis  0,  st 
tema  kontakt  S1.1  on  suletud,  läheb  omatoitele  ja  valmistab  ette  ahela  kontaktorite 
KM1 ja KM2 mähiste toiteks. Nüüd saab, lülitades käskluskontrolleri asendisse - 45º  
või + 45º   pingestada  vastavalt kas kontaktori KM1 või KM2 mähise. Kui toitepinge 
kaob, tagastuvad nii kontaktor KM1 või KM2 kui nullpingerelee KA. Selleks et peale 
toitepinge taastumist uuesti sisse lülitada nullpingerelee KA ja seega luua tingimused 
 
 
kontaktorite mähiste uuesti pingestamiseks, tuleb kõigepealt lülitada käskluskontroller 
S1 asendisse 0. 
 
Rööp-  või  sõltumatu  ergutusega  alalisvoolumootori  ergutusahela  katkemisel  kaob 
mootori tööks vajalik magnetväli ja selle tulemusena kasvab osalise koormusega või 
tühijooksul  töötava  mootori  kiirus  lubamatult  suureks,  täiskoormusega  mootor  võib 
aga  hoopiski   peatuda   ja  sattuda  seega  lühistalitlusse  või  aktiivse  staatilise  momendi 
korral hoopiski sattuda vastulülituspidurduse talitlusse raske koorma langetamisel. 
 
 
Joonis 1.22 
 
Selliste lubamatute talitluste vältimiseks tuleb ette näha kaitse magnetvälja kadumise 
eest  ,  mis  lülitab  mootori  ergutusvoolu  katkemisel  välja.  Selleks  lülitatakse  mootori 
juhtimisskeemi  ergutusvoolu  kontrolli  relee  KA.  Vastavat  juhtimisskeemi  sõlme  on 
kujutatud joonisel 1.23.a. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
Joonis 1.23 
 
Ergutusvoolu  kontrolli  relee  KA  mähis  ühendatakse  jadamisi  mootori  ergutus-
mähisega  LM.  Kui  ergutusahel  on  korras,  on  relee  rakendunud  ja  tema  kontakt 
kontaktori KM mähise ahelas suletud. Kui ergutusahel katkeb, kaotab relee KA toite, 
ta tagastub ja tema kontakt kontaktori mähise ahelas avaneb. Mootor lülitub välja. 
 
Sünkroonmootori ergutuse katkemisel nõrgeneb tema resulteeriv pöörlev magnetväli, 
mille  tulemusena  väheneb  mootori  elektromagnetilise  momendi  maksimaalväärtus 
(mootori  nurgakarakteristik!)  ja  mootor  võib  sünkronismist  välja  langeda.  Selle 
vältimiseks  lülitatakse  ergutusahelasse  analoogiliselt  alalisvoolumootoriga  ergutus-
voolu  kontrolli  relee  KA  (joonis  1.23.b).  Kui  ergutusahel  on  korras,  on  relee 
rakendunud  ja  tema  sulguv  kontakt  liinikontaktori  KM  mähise  ahelas  suletud.  Kui 
ergutusahel  katkeb,  kaotab  ergutusvoolu  kontrolli  relee  toite  ja  avab  oma  kontakti 
liinikontaktori mähise ahelas ning  motor  lülitub välja.  
 
Rööp-  või  sõltumatu  ergutusega  alalisvoolumootori  ergutusahela  väljalülitamisel 
indutseeritakse ergutusmähises endainduktsiooni emj 
 
 
 
 
 
      eL =  L di / dt , 
 
mille  väärtus  tänu  mähise   suurele   induktiivsusele  ja  voolu  muutumise  suurele 
kiirusele   võib  osutuda  sedavõrd  suureks,  et  muutub  mähise  isolatsioonile  ohtlikuks. 
See ongi kommutatsiooniline ülepinge, mille eest tuleb ergutusmähist kaitsta. 
 
Mootori ergutusmähise kaitsmiseks ülepinge eest lülitatakse rööbiti ergutusmähisega 
suure  takistusega  (6...8  korda  suurema  takistusega  kui  ergutusmähise  takistus) 
lahendustakisti R (vt joonis1.23.a). Tänu lahendustakistile väheneb voolu muutumise 
 
 
kiirus  di/dt,  sest  teda  läbiva  voolu  tõttu  toimub  ergutusmähisesse  salvestunud 
magnetilise  energia aeglustatud muundumine  soojuseks. 
 
Selleks  et  vähendada  lahendustakistis  tekkivat  energiakadu  on  temaga  jadamisi 
lülitatud diood V, mistõttu mootori töötamise vältel vool lahendustakistis puudub. 
 
Ka  sünkroonmootori  ergutusmähist  ohustab  tema  käivitamisel  ülepinge,  sest  peale 
staatorimähise  lülitamist  toitevõrku  indutseerib  staatori  pöörlev  magnetväli  peale 
käivitusmähise suure emj ka ergutusmähises tänu tema juhtmete pöörleva magnetvälja 
jõujoontega  lõikumise  suurele  kiirusele.  Seetõttu  lülitatakse  käivituse  ajaks  ergutus-
mähise  ahelasse  ergutuskontaktori  KM1  avaneva  kontakti  abil  suure  takistusega 
lahendustakisti (joonis 1.23.b). 
 
Sünkroonmootori töötamisel lühiajalise ülekoormusega suureneb tema staatorivool ja 
see  võib  põhjustada  suure  pingelangu  toitevõrgus,  mistõttu  staatorimähise  pinge 
väheneb  võrreldes  mootori  nimipingega.  Pingelang  toitevõrgus  võib  tekkida  ka 
mootori  koormusest  sõltumatutel  põhjustel.  Staatorimähise  pinge  vähenemine  aga 
põhjustab  mootori  maksimaalse  elektromagnetilise  momendi  vähenemise,  mille 
tulemusena võib mootor sünkronismist välja langeda. Seetõttu tuleb sünkroonmootor 
varustada   kaitsega   sünkronismist  väljalangemise  eest.  Vastavat  kaitseskeemi  on 
kujutatud joonisel 1.24. 
 
Maksimaalse  elektromagnetilise  momendi  vähenemist  välditakse  mootori  ergutus-
voolu  forsseerimise  abil,  st  mootori  resulteeriva  magnetvälja  konstantsena  hoidmise 
abil. See toimub järgnevalt. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.24 
 
Staatori  normaalse  toitepinge  korral  on  minimaalpingerelee  KA  rakendunud  ja  tema 
avanev kontakt ergutuse forsseerimise kontaktori KM1 mähise ahelas avatud. Seega ei 
ole  ergutuse  forsseerimise  kontaktor  rakendunud,  tema  kontakt   erguti   ergutusahelas 
on  avatud  ja  seega  on  erguti  ergutusvoolu  suurus  piiratud  lisatakistiga  R  erguti 
ergutusmähise ahelas. Kui pinge staatorimähisel väheneb allapoole lubatavat väärtust, 
tagastub minimaalpingerelee ja tema kontakt ergutuse forsseerimise kontaktori mähise 
ahelas  sulgub,  kontaktor  rakendub  ja  shunteerib  oma  sulguva  kontaktiga  lisatakisti 
erguti ergutusmähise ahelas. Erguti ergutusvool suureneb, mille tulemusena suureneb 
tema ankrumähise emj ja seega ka sünkroonmootori ergutusvool. 
 
 
 
1.5. Vahelduvvoolumootorite kontaktjuhtimisskeemide näiteid. 
 
1.5.1. Lühisrootoriga asünkroonmootori mittereverssiivne 
kontaktjuhtimisskeem dünaamilise pidurdusega sõltuvalt ajast. 
 
Vastav kontaktjuhtimisskeem on toodud joonisel 1.25. 
 
Juhtimisskeemi  pingestamine  toimub pealüliti Q abil. Mootorit kaitstakse lühise eest 
sulavkaitsmetega  F1…3  ja  ülekoormuse  eest  bimetalltermoreleedega  F5  ja  F6, 
milliste kütteelemendid on lülitatud jadamisi skeemi jõuahelasse, avanevad kontaktid 
aga juhtimisahelasse. Juhtimisahelaid kaitstakse lühise eest sulavkaitsmega F4. 
 
 
Joonis 1.25 
 
 
 
Mootori  käivitamine  toimub  käivitusnupu  S2  vajutamisega,  mille  tulemusena 
pingestatakse  liinikontaktori  KM1  mähis.  Tema  peakontaktid  mootori  jõuahelas 
sulguvad,  pingestades  mootori  staatorimähise  ja  mootor  käivitub.  Kontaktori  sulguv 
abikontakt  juhtimisahelas  sulgub,  shunteerides  käivitusnupu  sulguva  kontakti  ja 
kindlustades sellega kontaktori KM1 mähise toite ka peale käivitusnupu vabastamist, 
avanev abikontakt pidurduskontaktori KM2 mähise ahelas aga avaneb, vältides tema 
rakendumise. 
 
Mootori peatamine toimub stoppnupu S1 vajutamisega, mille tulemusena tema avanev 
kontakt katkestab kontaktori KM1 mähise toiteahela ja see tagastub. Kontaktori KM1 
peakontaktid mootori jõuahelas avanevad, lülitades mootori toitevõrgust välja, avaneb 
ka tema sulguv abikontakt kontaktori KM1 mähise ahelas ja sulgub avanev abikontakt 
pidurduskontaktori KM2 mähise ahelas, valmistades ette tema rakendumise. Viimane 
rakendubki, sest sulgub stoppnupu S1 sulguv kontakt KM2 mähise ahelas. Pidurdus- 
kontaktori  peakontaktid  sulguvad,  ühendades   trafo   T  primaarmähise  toitevõrguga  ja 
andes  läbi  alaldussilla  V  mootori  staatorimähisesse  alalisvoolu.  Algab  dünaamiline 
pidurdus,  mis  kestab  kuni  pidurduskontaktorile  paigaldatud  rakendumisel  viitega 
avaneva kontakti avanemiseni.  
 
Mootori  pidurdamiseks  ja  väljalülitamiseks  piisab  stoppnupu  S1  lühiajalisest 
vajutamisest  tänu  tema  sulguvat  kontakti  shunteerivale  kontaktori  KM2  sulguvale 
kontaktile. 
 
Kontaktorite  KM1  ja  KM2  samaaegse  rakendumise  väldivad  ka  nende  mähiste 
ahelatesse ühendatud nimetatud kontaktorite avanevad blokeerimiskontaktid. 
1.5.2. Lühisrootoriga asünkroonmootori reverssiivne kontakt-  
juhtimisskeem käivitusvoolu piiramisega sõltuvalt ajast. 
 
Vastavat kontaktjuhtimisskeemi on kujutatud joonisel 1.26. 
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 1.26 
 
Mootorit  kaitstakse  lühise  eest  kaitselülitiga  QF1  ja  ülekoormuse  eest   bimetall -
termoreleedega  F3  ja  F4,  milliste  kütteelemendid  on  lülitatud  mootori  jõuahelasse, 
avanevad  kontaktid  aga  reversseerimis(suuna-)kontaktorite  mähiste  ahelasse. 
Juhtimisahelaid kaitstakse lühise eest kaitselülitiga SF2. Nullpingekaitse kindlustavad 
suunakontaktorite  KM1  ja  KM2  sulguvad  hoidekontaktid  rööbiti  surunuppude  S2  ja 
S3 sulguvate kontaktidega. 
 
Mootori  käivitamine  ühes  või  teises  suunas  toimub  käivitusnuppudega  S2  või  S3, 
millistele  vajutamisel  rakendub  vastavalt  suunakontaktor  KM1  või  KM2.  Vastav 
kontaktor suleb oma peakontaktid  mootori  jõuahelas, pingestades läbi lisatakistite R 
mootori  staatorimähise.  Sulgub  ka  kontaktori  sulguv  abikontakt,  mis  on  lülitatud 
rööbiti  vastava  käivitusnupu  kontaktiga  ja  abikontakt  kiirendusrelee  KA1  mähise 
ahelas.  Viimane  rakendub  ja  hakkab  lugema  viidet,  mille  möödumisel  sulgub  tema 
viitega  sulguv  kontakt  kontaktori  KM3  mähise  ahelas.  Kontaktor  KM3  rakendub  ja 
suleb  oma  sulguvad  peakontaktid  mootori  jõuahelas,  shunteerides  lisatakistid. 
Käivitus-voolu  piiramine  lakkab.  Samal  ajal  lülituvad  ümber  ka  kontaktori  KM3 
abikontaktid:  sulguv  abikontakt  shunteerib  aegrelee  kontakti  (hoidekontakt),  avanev 
abikontakt aga katkestab aegrelee KA1 mähise ahela. Käivitusvoolu piiramise ahelad 
on ette valmistatud järjekordseks käivitamiseks. 
Juhtimisskeemi eripäraks on see, et mootori käivitamiseks vastassuunas tuleb mootor 
kõigepealt  stoppnupu  S1  abil  välja  lülitada,  alles  seejärel  on  võimalik  tema 
käivitamine vastassuunas. 
 
Juhtimisskeemis  on  ette  nähtud  ka  kaitse  liigse  toitepinge  alanemise  eest.  Seda 
ülesannet  täidab  minimaalpingerelee  KA2,  mille  sulguv  kontakt  on  lülitatud  suuna-
 
 
kontaktorite KM1 ja KM2 mähiste ahelasse. Toitepinge ülemäärasel alanemisel relee 
KA2  tagastub  ja  katkestab  oma  sulguva  kontakti  avanemise  tulemusel  suuna-
kontaktorite mähiste ahela ning mootor lülitub välja.  
 
1.5.3. Faasirootoriga asünkroonmootori mittereverssiivne 
kontaktjuhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt voolust. 
 
Vastavat kontaktjuhtimisskeemi on kujutatud joonisel 1.27. 
 
 
 
Joonis 1.27 
 
Mootori  jõuahelaid  kaitstakse  maksimaalvoolureleede  F1  ja  F2  abil  (maksimaal-
voolukaitse), milliste mähised on ühendatud jadamisi mootori jõuahelasse, avanevad 
kontaktid  aga  liinikontaktori  KM  mähise  ahelasse.  Juhtimisahelaid  kaitstakse  lühise 
eest  sulavkaitsmega  F3.  Nullpingekaitse  kindlustab  liinikontaktori  KM  hoidekontakt 
rööbiti käivitusnupu S2 sulguva kontaktiga. Mootori rootoriahelasse on lülitatud kahe-
sektsiooniline käivitusreostaat sektsioonidega R1-1 ja R1-2. 
 
Mootori  käivitamiseks  tuleb  vajutada  käivitusnuppu  S2,  mille  tulemusena 
pingestatakse  liinikontaktori  KM  mähise  ahel.  Kontaktor  rakendub  ja  suleb  oma 
jõukontaktid mootori jõuahelas, pingestades mootori staatorimähise. Mootor käivitub. 
Samal ajal sulguvad ka  kontaktori  KM abikontaktid:  üks nendest  on käivitusnupuga 
rööbiti  ühendatud  hoidekontakt,  teine  aga  pingestab  vaherelee  KA3  mähise  ahela. 
Vaherelee  rakendub  ja  tema  sulguv  kontakt  pingestab  käivitusreostaadi  sektsioonide 
juhtimisahelad. 
 
 
Käivituse alghetkel rakenduvad esialgsest voolutõukest kiirendusreleed KA1 ja KA2, 
avades oma avanevad kontaktid kiirenduskontaktorite KM1 ja KM2 mähiste ahelates 
ja  seetõttu  on  kiirenduskontaktorite  peakontaktid  rootoriahelas  avatud  ning  rootori-
ahela takistus on maksimaalne.  
 
Mootori  kiirenedes  väheneb käivitusvool  ja kui see on vähenenud ümberlülitusvoolu 
väärtuseni,  tagastuvad  releed  KA1  ja  KA2,  sulgedes  oma  avanevad  kontaktid 
kiirenduskontaktorite  mähiste  ahelates.  Kiirenduskontaktor  KM1  rakendub  ja  suleb 
oma  peakontaktid  rootoriahelas,  lülitades  sellega  välja  käivitusreostaadi  esimese 
sektsiooni R1-1. Rootoriahela takistuse hüppelise vähenemise tõttu suureneb käivitus- 
vool  uuesti  maksimaalväärtuseni  ning  kiirendusrelee  KA2  rakendub  uuesti,  avades 
oma  avaneva  kontakti  kiirenduskontaktori  KM2  mähise  ahelas.  Käivituse  jätkudes 
väheneb  käivitusvool  jälle  ümberlülitusvoolu  väärtuseni  ja  relee  KA2  tagastub, 
sulgedes  oma  avaneva  kontakti  kontaktori  KM2  mähise  ahelas,  milline  rakendub  ja 
lülitab oma sulguvate peakontaktidega käivitusreostaadi rootoriahelas lõplikult välja. 
Käivitus on lõppenud. 
 
Skeemi tõrgeteta töö tagamiseks tuleb meeles pidada, et kiirendusreleede omatoime-
aeg peab olema väiksem kui kiirenduskontaktoritel. 
 
1.5.4. Sünkroonmootorite ergutusvooluahela juhtimise 
 kontaktskeemid. 
 
Kaasaegsed sünkroonmootorid käivitatakse asünkroonselt. Selleks on nad varustatud 
rootoril  paikneva  käivitusmähisega.  Käivitamine  toimub  staatorimähise  toitevõrku 
lülitamisega,  ergutusmähises  ergutusvool  puudub.  Kui  rootori  pöörlemiskiirus  on 
kasvanud  sünkroonkiirusele  lähedase  väärtuseni,  antakse  ergutusmähisesse  ergutus-
vool ja mootor tõmbub sünkronismi. Käivitusprotsess on lõppenud. 
 
Mootori  sünkronismi  tõmbumise  kindlustamiseks  on  vaja  ergutusvoolu  ergutus-
mähisesse  andmise  hetke  õigesti  ajastada.  Seda  saab  teha,  kasutades  mitmesuguseid 
elektriajamite  juhtimispõhimõtteid.  Joonisel  1.28  toodud  skeem  võimaldabki 
realiseerida neist ühte – juhtimist sõltuvalt kiirusest. 
 
Käivitamise alguses, st  peale staatorimähise toitevõrku lülitamist liinikontaktori KM 
rakendumise tulemusena, indutseerib staatori pöörlev magnetväli ergutusmähises emj, 
mille  tulemusena  rakendub  kiiruse  kontrolli  relee  KA.  Viimane  avab  oma  avaneva 
kontakti ergutuskontaktori KM1 mähise ahelas, vältides sellega tema rakendumise ja 
ergutusvoolu  andmise  ergutusmähisesse.  Rootori  kiiruse  kasvades  hakkab  ergutus-
mähises  indutseeritud  emj  vähenema  ja  kui  selle  tulemusena  pinge  kiiruse  kontrolli 
relee  mähisel  väheneb  madalamale  relee  tagastuspingest,  siis  ta  tagastub.  Relee  KA 
avanev kontakt ergutuskontaktori KM1 mähise ahelas sulgub ja kontaktor rakendub, 
suleb  oma  peakontaktid  ergutusahelas,  ergutusmähisesse  antakse  ergutusvool  ning 
mootor tõmbub sünkronismi.  Ergutuskontaktori avanev  abikontakt  lahendustakisti  R 
ahelas avaneb ning lülitab viimase ergutusahelast välja. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.28 
 
Joonisel  1.29  on  kujutatud  ergutusvooluahela  juhtimisskeemi,  mis   teostab   juhtimist 
sõltuvalt voolust. 
 
 
 
Joonis 1.29 
 
Mootori  käivitamine  toimub  liinikontaktori  KM  rakendamisega.  Käivitusvoolu 
tõukest rakendub  kiirendusrelee KA1 ja suleb viitega tagastumisel toimiva aegrelee 
KA2  mähise  ahelas  oma  sulguva  kontakti.  Aegrelee  KA2  viitega  sulguv  kontakt 
ergutuskontaktori  KM1  mähise  ahelas  avaneb  viiteta,  vältides  sellega  viimase 
 
 
rakendumise  ja  ergutusvoolu  andmise  mootori  ergutusmähisesse.  Kiiruse  kasvades 
hakkab staatorimähise vool vähenema ning kiirendusrelee KA1 tagastub, avades oma 
sulguva kontakti aegrelee KA2 mähise ahelas. Aegrelee hakkab viidet lugema ja tema 
kontakt  ergutuskontaktori  mähise  ahelas  sulgub  peale  viite  lõppu,  pingestades  selle 
tulemusena  ergutuskontaktori  mähise.  Ergutuskontaktor  rakendub,  suleb  oma  pea-
kontaktid  ergutusahelas,  ergutusmähisesse  antakse  ergutusvool  ja  mootor  tõmbub 
sünkronismi.  Ergutuskontaktori  avanev  abikontakt  lahendustakisti  ahelas  avaneb  ja 
lülitab viimase ergutusahelast välja. Käivitusprotsess on lõppenud. 
 
Aegrelee  lülitamine  juhtimisskeemi  on  vajalik  sellepärast,  et  kiirendusreleena  on 
kasutatud vahelduvvoolureleed, millel ei ole piisavalt väikest tagastustegurit. 
 
 
 
1.6. Alalisvoolumootorite kontaktjuhtimisskeemide näiteid. 
 
1.6.1. Rööpergutusega alalisvoolumootori mittereverssiivne 
kontaktjuhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt ajast ja   
dünaamilise pidurdamisega sõltuvalt elektromotoorjõust. 
      
Vastavat juhtimisskeemi on kujutatud joonisel 1.30. 
 
 
 
Joonis 1.30 
 
Juhtimisskeemi pingestamine ja mootori jõuahelate kaitsmine lühise eest toimub liini- 
kaitselüliti  QF abil. Mootori ülekoormuskaitse toimub  maksimaalvoolurelee F3 abil, 
 
 
mille  mähis  on  lülitatud  jadamisi  mootori  ankruahelasse,  avanev  kontakt  aga  null-
pingerelee   KA6  mähise  ahelasse.  Skeemis  on  ette  nähtud  ka  kaitse  magnetvälja 
kadumise  eest,  milleks  on  skeemi  lülitatud  ergutusvoolu  kontrolli  relee  KA5,  mille 
mähis  on  lülitatud  jadamisi  mootori  ergutusmähisega  LM,  sulguv  kontakt  aga 
jadamisi  nullpingerelee  KA6  mähisega.  Kaitse  iseenesliku  käivitumise  eest  on 
teostatud nullpingereleega KA6. Mootori ergutusmähise kaitsmiseks ülepinge eest on 
skeemi lülitatud lahendustakisti R4. 
 
Mootori käivitamise ettevalmistamiseks tuleb kõigepealt lülitada sisse liinikaitselüliti 
QF ja juhtimisahelate ümberlüliti S1. Juhul kui tekib ergutusvool, rakendub relee KA5 
ja  suleb  oma  sulguva  kontakti  nullpingerelee  KA6  mähise  ahelas.  Seejärel  tuleb 
veenduda, et ümberlüliti S2 käepide on asendis „0”, mille tulemusena rakendub null- 
pingerelee KA6, sulgedes oma kontakti ja valmistades sellega ette liinikontaktori KM 
ja kiirenduskontaktorite KM1 ja KM2 mähiste ahelad nende rakendumiseks. Ümber-
lüliti  S1  sisselülitamise  järel  rakendub  kiirendusrelee  KA1,  sest  liinikontaktori  KM 
avanev kontakt tema mähise ahelas on suletud ja avab viiteta oma kontakti kiirendus-
kontaktorite KM1 ja KM2 mähiste ahelas. Pidurduskontaktor KM3 ei ole rakendunud, 
sest mootori ankrumähise klemmidel ei ole pinget. 
 
Mootori  käivitamine  toimub  ümberlüliti,  näiteks  käskluskontrolleri  S2  käepideme 
pööramisega  asendisse  90º.  Selle  tulemusena  rakendub  liinikontaktor  KM  ja  suleb 
oma  peakontakti  mootori  ankruahelas.  Mootori  ankrumähist  läbib  vool  ja  käivitus-
reostaadi  esimesel  sektsioonil  R1-1  tekkiva  pingelangu  tõttu  rakendub  teine 
kiirendusrelee  KA2,  avades  viiteta  oma  kontakti  kiirenduskontaktori  KM2  mähise 
ahelas.  Liinikontaktori  avaneva  kontakti  avanemise  tulemusena  aga  kaotab  toite 
kiirendusrelee  KA1 mähis  ja ta hakkab viidet  lugema. Peale viite lugemist  sulgeb ta 
oma kontakti kiirenduskontaktorite mähiste ahelas. Esimene kiirenduskontaktor KM1 
rakendub  ja  shunteerib  oma  sulguva  peakontaktiga  käivitusreostaadi  esimese 
sektsiooni  R1-1,  mille  tulemusena  kaotab  toite  kiirendusrelee  KA2  mähis  ning  ta 
hakkab  viidet  lugema.  Peale  viite  lugemist  sulgeb  kiirendusrelee  KA2  oma  kontakti 
kiirenduskontaktori  KM2  mähise  ahelas.  Viimane  rakendub  ja  shunteerib  oma 
sulguva peakontaktiga käivitusreostaadi teise sektsiooni R1-2. Mootor on käivitatud. 
 
Mootori  käivitamisel  toimub  ergutusvoolu   forsseerimine .  See  protsess  toimub 
järgnevalt. Enne kiirenduskontaktori KM2 rakendumist ei läbi vool forsseerimisrelee 
KA4  mähist  ning  tema  avanev  kontakt  ergutusvoolu  forsseerimise  kontaktori  KM4 
mähise  ahelas  on  suletud.  Samuti  on  suletud  temaga  jadamisi  lülitatud  kiirendus-
kontaktori  KM2  avanev  kontakt  ning  seega  on  kontaktor  KM4  rakendunud,  tema 
sulguv  kontakt  mootori  ergutusmähise  LM  ahelas  suletud  ja  ergutusreostaat  R3 
shunteeritud.  Ergutusmähist  läbib  ergutusvool,  mille  väärtus  on  määratud  ergutus-
mähise  enda  ja  temaga  jadamisi  lülitatud  ergutusvoolu  kontrolli  relee  KA5  mähise 
takistusega.  Ergutusvoolu  forsserimine  toimub  kuni  mootori  käivitusvoolu 
vähenemiseni  relee  KA4  tagastumisvooluni.  Peale  seda  relee  KA4  tagastub  ja  avab 
oma  kontakti  ergutusvoolu  forsseerimise  kontaktori  KM4  mähise  ahelas.  Viimane 
tagastub  ja  avab  oma  avaneva  kontakti  mootori  ergutusahelas,  mille  tulemusena 
lülitatakse  jadamisi  ergutusmähisega  ergutusahelasse  ergutusreostaat  R3  ja  mootori 
ergutusvool väheneb. 
 
 
 
Mootori  ergutusvoolu  forsseeritakse  ka  mootori  töötamisel  ülekoormusega.  See 
protsess  toimub  järgnevalt.  Mootori  ülekoormus  põhjustab  tema  ankruvoolu 
suurenemise ja kui ankruvool ületab relee KA4 rakendumisvoolu väärtuse, siis toimub 
tema  rakendumine,  mille  tulemusena  rakendub  ka  kontaktor  KM4  ning  mootori 
ergutusvool ja seega tema poolt arendatav moment suurenevad. Kui nüüd osutub, et 
selle  tulemusena  väheneb  mootori  ankruvool  relee  KA4  tagastusvooluni,  siis  ta 
tagastub  ja ergutusvoolu  forsseerimine lakkab, mootori  ankruvool  aga suureneb. Kui 
ankruvool  osutub  jälle   suuremaks   relee  KA4  rakendumisvoolust,  siis  viimane 
rakendub  uuesti  ja  toimub  uuesti  ergutusvoolu  forsseerimine  jne.  Seega  töötab 
ergutusvoolu forsseerimise relee vibratsioontalitluses kuni ülekoormuse kadumiseni. 
 
Mootori  dünaamiline  pidurdamine  ja  peatamine  toimub  ümberlüliti  S2  käepideme 
pööramisega  asendisse  0,  mille  tulemusena  kaotavad  toite  nii  liini-  kui  kiirendus-
kontaktorite mähised, nad tagastuvad ja avavad oma peakontaktid mootori jõuahelas. 
Mootori  ankur  aga  jätkab  pöörlemist  elektriajami  liikuvatesse  osadesse  ja 
tööorganisse salvestunud kineetilise energia tõttu. Selle tulemusena rakendub ankru-
mähises  indutseeritud  emj  tõttu  pidurdusrelee  KA3  ja  suleb  oma  sulguva  kontakti 
pidurduskontaktori  KM3  mähise  ahelas.  Viimane  rakendub  ja  lülitab  oma  sulguva 
peakontaktiga ankruahelasse pidurdustakisti R2. Toimubki dünaamiline pidurdus kuni 
ankrumähise emj väheneb pidurdusrelee KA3 tagastumispingeni. 
 
Mootori  lõplikuks  väljalülitamiseks  tuleb  kõigepealt  lülitada  välja  juhtimisahelate 
lüliti  S1.  Selle  tulemusena  ühendab  tema  kontakt  S1.1  ergutusmähise  lahendus-
takistiga  R4,  vältides  sellega  kommutatsioonilise  ülepinge  tekkimise,  mis  võib 
osutuda ohtlikuks ergutusmähise isolatsioonile. Alles peale seda võib juhtimisskeemi 
lõplikult liinikaitselüliti QF abil välja lülitada. 
 
1.6.2. Jadaergutusega alalisvoolumootori reverssiivne 
 
 kontaktjuhtimisskeem käivitamisega sõltuvalt ajast ja 
 
 vastulülituspidurdusega sõltuvalt elektromotoorjõust. 
 
Vastavat juhtimisskeemi on kujutatud joonisel 1.31. 
 
Juhtimisskeemi pingestamine ja mootori jõuahela kaitse lühise eest toimub liinikaitse- 
lülitiga QF. Mootori kaitse ülekoormuse eest toimub maksimaalvoolureleega F3, mille 
mähis on lülitatud jadamisi mootori jõuahelasse, tema avanev kontakt aga nullpinge- 
relee  KA5  mähise  ahelasse.  Mootori  iseeneslik  käivitumine  on  välistatud  nullpinge- 
relee KA5 abil. Juhtimisahelad on kaitstud lühise eest sulavkaitsmetega F1 ja F2. 
 
Mootori  käivitamiseks  ettevalmistamiseks  tuleb  kõigepealt  lülitada  sisse  liinikaitse- 
lüliti QF ja juhtimisahelate lüliti S1. Seejärel tuleb veenduda, et ümberlüliti S2 käe- 
pide  on asendis „0”. Kui see on nii, siis saab mööda ahelat „ümberlüliti kontakt S2.1 – 
maksimaalvoolurelee  F3  avanev  kontakt”  pinge  nullpingerelee  KA5  mähis,  ta 
rakendub ja tema kontakti sulgumise tulemusena on kõigi juhtimisskeemi kontaktorite 
mähiste ahelad ette valmistatud tööks. 
 
 
 
Mootori käivitamiseks valitud pöörlemissuunas tuleb pöörata ümberlüliti S2 käepide 
asendisse  I  või  II,  mille  tulemusena  rakendub  läbi  sulgunud  kontakti  S2.2  liini-
kontaktor KM ning pingestab oma sulguva kontakti sulgumisega mootori ankruahela. 
Samuti  rakendub  sõltuvalt  valitud  pöörlemissuunast  suunakontaktor  KM1  või  KM2, 
suleb  oma  sulguvad  kontaktid  mootori  ankruahelas  ning  mootori  ankru-  ja 
ergutusmähist läbib käivitusvool. Pidurdustakistil R2 ja käivitusreostaadi  sektsioonil 
R1-1 tekkiva pingelangu tõttu  rakenduvad kiirendusreleed KA1 ja KA2  ning avavad 
viiteta oma kontaktid  kiirenduskontaktorite KM3 ja KM4 mähiste ahelas. Rakendub 
ka,  sõltuvalt  valitud  pöörlemissuunast,  pidurdusrelee  KA3  või  KA4,  sulgedes  oma 
kontakti  ahelas,  mille  kaudu  saavd  toite  kiirendus-  ja  pidurduskontaktorite  mähised. 
Rakendub  pidurduskontaktor  KM5  ning  shunteerib  oma  sulguva  peakontaktiga 
pidurdustakisti R2. Selle tulemusena kaotab toite kiirendusrelee KA1 ja hakkab viidet 
lugema. Peale viite möödumist suleb ta oma kontakti ja rakendub kiirenduskontaktor 
KM3. Kontaktori KM3 suleb oma peakontakti, shunteerides sellega käivitusreostaadi 
esimese  sektsiooni  R1-1.  Seega  kaotab  toite  kiirendusrelee  KA2  ja  ta  hakkab  viidet 
lugema. Peale viite möödumist suleb ta oma kontakti ja rakendub kiirenduskontaktor 
KM4,  milline  suleb  oma  peakontakti  mootori  jõuahelas  ja  lülitab  sellega  lõplikult 
käivitusreostaadi mootori jõuahelast välja. Mootori käivitusprotsess on lõppenud. 
 
 
 
 
 
Joonis 1.31 
 
Mootori  reversseerimiseks  tuleb  pöörata  ümberlüliti  S2  käepide  vastassuunalisele 
pöörlemissuunale vastavasse asendisse. Selle tulemusena kaotab toite seni rakendunud 
suunakontaktori  mähis,  toite  saab  aga  vastassuuna  suunakontaktori  mähis. 
Suunakontaktorite  peakontaktid  mootori  jõuahelas  lülituvad  ümber  ja  selle 
 
 
tulemusena muutub ankruvoolu suund. Kuna pinge  polaarsus  ankrumähise klemmidel 
on muutunud, ankrumähises indutseeritud emj suund aga ei muutu, sest ankur jätkab 
salvestunud  kineetilise  energia  tõttu  pöörlemist  endises  suunas,  tagastub  üks 
pidurdusreleedest  (vt  ka  p.  1.3.4)  ja  seega  tagastuvad  nii  pidurduskontaktor  5  kui 
kiirenduskontaktorid KM3 ja KM4. Nende peakontaktid mootori jõuahelas avanevad 
ja  seega  osutuvad  nii  pidurdustakisti  R2  ja  käivitusreostaat  R1  lülitatuks  ankru-
ahelasse  piiramaks  alanud  vastulülituspidurduse  voolu.  Rakenduvad  kiirendusreleed 
KA1  ja  KA2,  avades  oma  kontaktid  kiirenduskontaktorite  KM3  ja  KM4  mähiste 
ahelas. 
 
Kui  ankru  pöörlemiskiirus  on  vähenenud  nullilähedaseks,  rakendub  üks  pidurdus-
releedest  ja  suleb  oma  kontakti,  mille  kaudu  saab  toite  pidurduskontaktor  KM5  ja 
tema  sulguv  jõukontakt  shunteerib  pidurdustakisti  R2.  Toite  kaotab  kiirendusrelee 
KA1  ja  algab  ülalkirjeldatud  mootori  käivitusprotsess   eelnevaga   võrreldes  vastas-
suunas. 
 
Mootori  peatamiseks  on  kaks  võimalust.  Juhul  kui  pöörata  mootori  peatamiseks 
ümberlüliti S2 käepide asendisse „0”, kaotavad toite kõikide kontaktorite mähised ja 
mootor peatub ainult hõõrdejõudude toimel (vaba väljajooks). Kui aga pöörata ümber- 
lüliti S2 käepide vastassuuna asendisse, algab vastulülituspidurdus ja selle lõppemisel 
tuleb  pöörata  ümberlüliti  S2  käepide  asendisse  „0”.  Viimase  peatamisviisi  korral 
peatub mootor loomulikult oluliselt kiiremini. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II. Elektriajamite kontaktivabad 
juhtimisskeemid 
 
2.1. Elektriajamite kontaktivaba juhtimise põhimõte. 
 
Diskreetse toimega kommuteerivate kontaktidega elektromehaanilistel aparaatidel, nt 
kontaktorid, mitmesugused releed jne on olulisi puudusi: 
  nende mehaanilised osad on suurtel lülitussagedustel lühikese tööeaga; 
  nad on suhteliselt aeglasetoimelised; 
  nad  vajavad  süstemaatilist   hooldust ,  seadistamist  ja  remonti  või  hoopiski 
väljavahetamist, 
  nad on kokkuvõttes madala töökindlusega. 
 
Selleks  et  tõsta  juhtimisskeemide  töökindlust  ja  kiiretoimelisust  on  nende  asemel 
võetud  kasutusele  mitmesugused  kontaktivabad  diskreetse  toimega  kontaktivabad 
aparaadid. 
 
Enamus kontaktivabasid aparaate on staatilised, st neil ei ole liikuvaid osasid. Nad ei 
lahuta   galvaaniliselt  elektriahelaid  ning  juhtimissignaalid  saadakse  nende  koostis-
osade  parameetrite  diskreetse  muutumise  tulemusena,  tänu  nende  mittelineaarsetele 
tunnusjoontele  ( transistorid ,   dioodid ,  türistorid  jne).  Selliste  aparaatide  hulka 
kuuluvad  mitmesugused   induktiiv -,   mahtuvus -  ja  generaatorandurid,  mitmesugused 
võimendid, fotoelektrilised elemendid, kontaktivabad loogikaelemendid jne. 
 
Kontaktivabad aparaadid on pikema tööeaga, nende teenendamine nõuab vähem aega, 
nad  on  töökindlamad  ja  kiiretoimelisemad.  Nende  puudusteks  on  tundlikkus 
välishäiringute  vastu  ning  temperatuuri  mõju  nende  stabiilsusele,  kuid  neid  puudusi 
saab kõrvaldada või oluliselt vähendada mitmesuguste võtete abil. 
 
Staatilised  kontaktivabad  aparaadid  on  elektromehaaniliste  kontaktaparaatidega 
analoogse   tegevusega .  Ka  neil  on   diskreetne   tööiseloom  (oleku  hüppeline  muutus), 
mis  on  kirjeldatav  kahe  seisundiga,  millised  vastavad  mõistetele  „sisse  lülitatud”  ja 
 
 
„välja lülitatud”. Mõiste „sisse lülitatud” all mõistetakse aparaadi sellist olekut, mille 
korral  tema  väljundis  on  kasulik   signaal ,  näiteks  pinge  täisväärtus,  signaali  (pinge) 
puudumine aga vastab seisundile  „välja lülitatud”. Matemaatiliselt kirjeldatakse neid 
seisundeid kahendsüsteemi sümbolitega „1” ja „0”. 
 
Elektriajamite  juhtimisskeemides  on  leidnud  kõige  rohkem  kasutamist  diskreetse 
toimega  kontaktivabad  loogikaelemendid.  Nende  baasil  koostatakse  juhtimisskeemi 
loogikaosa,  kus  sõltuvalt  signaalidest  elementide  sisendeil  tekivad  nende  ja  samuti 
skeemi  väljunditel  signaalid  „1”  või  „0”.  Need  signaalid  võimendatakse  ning  nad 
juhivad 
täiturelemente 
(kontaktorid, 
kontaktivabad 
türistorkommutaatorid, 
elektromagnetid   jne).  Juhtimissignaalide  kogumit,  mis  on  vajalik  kontaktivabadest 
loogikaelementidest, käsklus- ja täituraparaatidest  koosneva  skeemi toimimiseks, saab 
kirjeldada   loogikaalgebra    valemitega .  Need  valemid   kirjeldavad   kõiki  süsteemi 
elementide vahelisi  seoseid  ja sõltuvusi sõltumatute muutujate ja nende funktsioonide 
näol,   millistel   võivad  olla  väärtused  „1”  või  „0”.  Loogikaelemendid  kui 
elementaarseid  loogikafunktsioone  realiseerivad   seadmed   võivad  samuti  olla 
tähistatult loogikaalgebra sümbolitega. 
Kontaktivabad  juhtimisskeemid  võivad  olla  koostatud  elementaarseid   loogika -
funktsioone  realiseerivate    kontaktivabade  loogikaelementide  baasil,  kuid  võib  ka 
kasutada  keerukamaid  loogikafunktsioone  täitvaid  elemente,  mis  võimaldab 
vähendada  elementaarloogikafunktsioone  täitvate  elementide  arvu  ning  muudab 
juhtimisskeemi töökindlamaks ja hõlbsamalt käitatavaks. 
 
Kontaktivabad 
loogikaelemendid 
teevad 
juhtimisskeemi 
tööks 
vajalikud 
loogikatehted, kuid nad ei kommuteeri võrdväärselt elektromehaaniliste aparaatidega 
elektriahelaid.  Seega  ei  tähenda  kontaktivabade  aparaatide  kasutuselevõtt  juhtimis-
skeemides täielikku loobumist kontaktaparaatide kasutamisest. 
 
Kontaktivabade  juhtimisskeemide  loogikaelementide  arv  on  harilikult  mitu  korda 
suurem  kui  analoogseid  funktsioone  täitvate  kontaktjuhtimisskeemide  releede  arv. 
Seetõttu  tuleb  kontaktivabasid  juhtimisskeeme  koostada  loogilise  sünteesi  võtteid 
kasutades. Loogilise sünteesi all mõistetakse etteantud tingimusi rahuldava juhtimis-
skeemi algebraliste struktuurivalemite koostamist.  Sünteesi  käigus  saadakse väljund- 
ja  vahemuutujate  algebralised   avaldise ,  mis  võimaldavad  nende  alusel  koostada 
minimaalse elementide arvuga juhtimisskeemi. 
 
 
2.2. Kontaktivabad loogikaelemendid ja  
loogikaelementide süsteemid. 
 
Kontaktivaba  loogikaelement  on  suundtoimega  kontaktideta  seadis,  mis  mingi 
kahendsignaalide,  st  kahe  võimaliku  väärtusega  signaalide   kombinatsiooni   puhul 
tema sisendeil annab teatava kahendsignaali väljundis. 
 
Kontaktivabade  lülituste  projekteerimise  aluseks  on  matemaatilise  loogika  haru 
releelülituste  teooria,  mis  töötati  välja  aastatel  1920-1930  kontaktreleelülituste 
projekteerimiseks.  Kuna  kontaktivabad  loogikaelemendid  on  oma  talitlusviisilt 
 
 
lähedased elektromehaanilistele kontaktreleedele (nendelgi on ainult kaks võimalikku 
olekut),  saab  neid  projekteerimismeetodeid  hõlbsasti   kohandada   ka  kontaktivabade 
loogikalülituste projekteerimiseks.  
 
Matemaatiline  loogika  tekkis  formaalloogika  edasiarendusena.  Tänapäeva  mate-
maatilise loogika aluseks on inglise matemaatiku George  Boole ´i tööd. Tema meetod 
on  tuntud  kui  loogikaalgebra  ehk  Boole´i   algebra .  Tänapäeval  käsitletakse  Boole´i 
algebrat kui üldist matemaatilist meetodit, mille üheks esituseks on formaalloogikas ja 
selle  rakendustes  kasutatav  loogikaalgebra,  teiseks  aga  releekontaktahelate  ja 
kontaktivabade lülituste kirjeldamisel ja projekteerimisel kasutatav relee- ehk lülitus- 
algebra.  Et  mõlema  esituse  vahel  valitseb  tihe  analoogiaseos,  siis  tõlgendatakse 
piltlikkuse  huvides  tihti  releealgebra  seoseid  formaalloogikast  võetud  mõistete  ja 
terminite    najal .  Seetõttu  ei   tehta   ka  Boole´i  algebra  ja  loogikaalgebra  vahel  sageli 
selget vahet. 
 
Loogikaalgebra  matemaatiline   aparaat   on  sisuliselt  eriliiki  algebra  teheteks 
muutujatega,  millel  erinevalt   reaalarvude   algebrast  saab  olla  ainult  kaks  väärtust. 
Need  on  kahendmuutujad  ehk  Boole´i  muutujad  ja  nende  eri  väärtusi  tähistatakse 
sümbolitega  „0”  ja  „1”.  Kahendmuutujatega  Boole´i  algebra  on  universaalne  ning 
rakendatav   kõikjal,  kui  mingid  suurused,  nähtuste  või  protsesside   parameetrid   jms 
võivad omada ainult kaht üksteisest erinevat väärtust. Releelülituste kirjeldamisel on 
kahendmuutujaks  mingi  elektriahela  olek  (ahel  võib  olla  lahutatud  või  suletud), 
ahelasse  ühendatud  kontaktide  olek  (avatud  või  suletud)  või  ahelasse  ühendatud 
aparaadi  olek  (voolu  all  või  vooluvaba).  Analoogiliselt  kirjeldatakse  kontaktivabu 
releetoimega  ahelaid,  kui  „1”  ja  „0”-ga  märgitakse  vastavalt  signaali  olemasolu 
mingis ahelas või selle puudumist, samuti mingi elemendi kaht eristatavat olekut. 
 
Kahend - ehk Boole´i muutujate vahel kehtivad järgmised põhiseosed: 
                                                                                                                              _  
   eitus  ehk negatsioon ehk  inversioon . Muutuja „a” eitust tähistatakse „a” ning 
loetakse „MITTE „a””; 
   konjunktsioon  ehk loogiline korrutamine. Muutujate „a” ja „b” konjuktsiooni 
võib tähistada mitmel viisil: a & b, a b , a * b või lihtsalt ab ning loetakse „a” 
JA(NING) „b”;    
   disjunktsioon  ehk loogiline liitmine. Muutujate „a” ja „b” disjunktsiooni võib 
tähistada kas a b  või a + b ning loetakse „a” VÕI „b”.  
 
Seost,  mis  esitab  ühe  kahend-  ehk  Boole´i  muutuja  sõltuvust  ühest  või  mitmest 
kahend- ehk Boole´i muutujast nimetatakse Boole´i ehk loogikafunktsiooniks 
 
z = f(a,b,c,…). 
 
Kahendmuutujad a,b,c,… on selle funktsiooni argumendid. 
 
Boole´i  funktsioonide  hulgast  eraldatakse  nn  elementaarfunktsioonid,   millisteks   on 
kõikmõeldavad  kahemuutujafunktsioonid,  sealhulgas  inversioon,  konjunktsioon  ja 
disjunktsioon.  Kokku  on  neid  16,  kuid  osa  neist  on  sümmeetrilised,  ei  teisenda 
muutujat loogikaliselt või on tehniliselt püsiühendus või katkestuskoht ahelas. Seega 
 
 
väheneb loogilisi tehteid tegevate elementaarfunktsioonide arv ja nende sooritamiseks 
vajalike  iseseisva  tähendusega  loogikaelementide  arv  9-le.  Samuti  kuuluvad 
elementaarfunktsioonide hulka kõik rohkem kui kahe argumendi funktsioonid, milles 
argumendid on omavahel seotud kas ainult konjuktsiooni- või disjunktsioonitehtega. 
 
Loogikafunktsioone  saab  analoogiliselt  reaalarvude  algebraga  esitada  mitmel  viisil: 
algebralise  avaldisena,  oleku-  ehk  tõeväärtustabelina  või   Karnaugh ´  kaardina,  mis 
kujutab  endast  olekutabeli  graafilist  kujutust.  Neist  on  kõige  vähem  ülevaatlik 
loogikafunktsiooni  algebraline  avaldis , kuid selle järgi on lihtne koostada kas kontakt- 
või kontaktivabat juhtimisskeemi. 
 
Näide: olgu loogikafunktsiooni algebraline avaldis 
 
z = a + bc . 
 
Selle  avaldise  võib  esitada  ka  alljärgneva  oleku-  ehk  tõeväärtustabelina,  kuhu 
kantakse kõik võimalikud argumentide väärtuste kombinatsioonid. Olekutabelil on 2n 
rida, kus n on loogikafunktsiooni argumentide arv. 
 
 
 
a 
b 
c 
z 
1 
0 
0 
0 
0 
2 
0 
0 
1 
0 
3 
0 
1 
0 
0 
4 
0 
1 
1 
1 
5 
1 
0 
0 
1 
6 
1 
0 
1 
1 
7 
1 
1 
0 
1 
8 
1 
1 
1 
1 
 
 
Olekutabeli järgi on lihtne koostada ka Karnaugh´  kaarti , mis kujutab endast oleku-
tabeli graafilist esitusviisi. Karnaugh´kaardi  ruutude  arv on võrdne olekutabeli ridade 
arvuga,  st  Karnaug´kaardil  on  2n   ruutu ,  kusjuures  iga  ruut  vastab  mingile  kindlale 
argumentide  väärtuste  kombinatsioonile.  Kandilise   suluga   haaratud  ruutudes  on 
vastava argumendi väärtuseks 1, ülejäänud ruutudes 0. Karnaug´ kaardi abil on mugav 
minimeerida loogikafunktsiooni. 
 
 
 
 
 
Erinevalt  elektromehaanilistest  kontaktreleedest,  mis  ahelatesse  ühendatuna 
realiseerivad  vahetult  loogikatehteid  VÕI,  JA  ning  EI,  on  mitmesuguste  kontakti-
vabade  loogikaelementide  abil  võimalik  teha  mistahes  loogikatehteid,  st  realiseerida 
mistahes  kahe  või  enama  argumendi  loogikafunktsioone.  Loogikafunktsioonid  ja 
nende  realiseerimiseks  vajalikud  kontaktivabad  loogikaelemendid  on  koondatud  all- 
järgnevasse tabelisse 2.1. 
 
Rahvusvaheliselt tähistatakse loogikaelemente alljärgnevalt: 
 
  AND – NING (JA) – konjunktsioon; 
  OR – VÕI – disjunktsioon; 
  NO – EI – inversioon ehk eitus; 
   NAND  – NING (JA)-EI ehk Shefferi kriips; 
  NOR – VÕI-EI ehk Peirce ´i nool ; 
  EXCL NOR ehk XNOR – ekvivalentsus; 
  EXCL OR ehk XOR – välistav VÕI. 
 
Peale  selle  kuuluvad  loogikaelementide  hulka  ka  mitmesugused  mäluelemendid  – 
trigerid :  RS- triger ,  takteeritav  RS-triger,  JK-triger,  Schmitti  triger.  Trigerid  ei  tee 
mingeid loogikatehteid. Lisandub veel viiteelement ajaliste viidete tekitamiseks. 
 
Tehniliselt saaks  konstrueerida  väga palju erinevaid loogikaelemente. Huvi pakub aga 
küsimus,  millised neist on minimaalselt  vajalikud selleks, et nende abil  moodustada 
mistahes loogikalülitusi. Teoreetiliselt taandub probleem teisele küsimusele: millised 
kahe muutuja  tehted  on minimaalselt vajalikud, et nende kaudu saaks esitada mistahes 
Boole´i  funktsioone.  Seda  nõuet  rahuldavaid  Boole´i   tehete   rühmi  nimetatakse 
funktsionaalselt täielikeks loogikatehtesüsteemideks. 
 
Funktsionaalselt täieliku süsteemi moodustavad loogikatehted NING(JA), VÕI ja EI. 
Funktsionaalselt  täielikud  süsteemid  on  ka  tehted  NING  ja  EI  ning  VÕI  ja  EI,  sest 
rakendades  de   Morgani   seadusi  saab  loogikafunktsiooni  avaldises   asendada   kõik 
disjunktsioonitehted konjunktsioonitehetega või vastupidi. 
Tabel 2.1 
 
Loogikafunktsioonid ja loogikaelemendid 
 
 
 
 
Tabeli 2.1 järg 
 
 
 
 
 
On  ka  kaks  kahemuutujafunktsiooni,  mis  kumbki  üksipäini  võimaldavad  kirjeldada 
kõiki  mõeldavaid  loogikafunktsioone,  st  mis  kumbki  üksinda  moodustavad 
funktsionaalselt  täieliku  süsteemi.  Need  on  loogikatehted  NING-EI  ja  VÕI-EI. 
Järelikult saab kuitahes keeruka loogikalülituse kokku panna kas ainult  elementidest 
NAND või NOR. 
 
Signaalide iseloomu järgi liigitatakse kontaktivabad loogikaelemendid potentsiaal- ja 
impulsselementideks. 
 
Potentsiaalelementide  sisend - ja väljundsignaalideks on kahe erineva potentsiaali või 
nivooga  alalispinged.  Üks  nivoodest  vastab  loogikamuutuja  väärtusele  „1”,  teine 
 
 
väärtusele  „0”  (loogilised   nivood ).  Kui  loogilise  „1”  nivoo  on  kõrgem  kui 
loogilisel”0”-l, on tegu positiivse loogikaga, kui vastupidi – negatiivse loogikaga. 
 
Impulsselementide  sisend-  ja  väljundsignaalideks  on  pingeimpulsid.  Muutuja 
väärtusele „1” vastab  impulss , väärtusele „0” aga impulsi puudumine (või ka vastu-
pidi).  Kui  mingi  elemendi  sisendisse  saabub  impulsside  kombinatsioon,  millele 
elemendi  väljundis  peab  vastama  kahendmuutuja  väärtus  „1”,  siis  annab  element 
väljundahelasse üheainsa impulsi. Seega ei signaliseeri impulsselemendid oma olekust 
pidevalt, vaid ainult ühekordselt – uude olekusse ülemineku hetkel. 
 
Harilikult  on  impulsssüsteemid  kujundatud  sünkroonsüsteemidena.  Elemendid  ei 
genereeri  impulsse  mitte  meelevaldsetel  hetketel,  vaid  ainult  teatavatel  hetketel, 
millised  on  määratud  keskse  taktgeneraatori  või  mõne  muu  sünkroniseerimis-
seadmega . Seega on impulsssüsteemi talitlus korraldatud sammude või taktidena. 
 
 
2.3. Loogikalülituste sünteesi ja projekteerimise alused. 
 
Kontaktloogikalülituste  koostamine  ei  tekita  probleeme.  Neid  saab  lihtsalt  koostada 
tüüpsõlmedest, ühendades nad vajalikul viisil ühtseks juhtimisskeemiks. Samuti saab 
neid lihtsalt koostada loogikafunktsiooni minimeeritud avaldise alusel. Esimesel juhul 
on võimalik leida enam-vähem  parimat   lahendust  ka kogemuslikult ilma releelülituste 
teooriat tundmata. 
 
Kontaktivabade loogikaelementide baasil teostatud juhtimisskeemid erinevalt kontakt- 
juhtimisskeemidest  oluliselt nii elementide ehituse ja tööpõhimõtte kui  ka struktuuri 
poolest. Kontaktaparaadid (elektromehaanilised releed, kontaktorid) on harilikult ühe, 
harva kahe sisendahelaga (mähised) ja paljude väljundahelatega (kontaktid). Kontakti- 
vabadel  loogikaelementidel  on  palju  sisendahelaid,  millised  võivad  olla  omavahel 
elektriliselt  ühendatud  või  mitte,  ja  ainult  üks  või  kaks  inversset  (millised  aga  pole 
elektriliselt  teineteisest  eraldatud)  väljundahelat.  Nende  asjaolude  tõttu  on  need 
erinevat  liiki  juhtimisskeemid  struktuuri  poolest  lausa  vastandlikud  ning  seetõttu  ei 
saa  kontaktjuhtimisskeeme  mehaaniliselt  asendada  kontaktivabade  juhtimis-
skeemidega. 
 
Mistahes sünteesiülesande puhul tuleb kindlaks määrata optimaalsuskriteerium, mille 
alusel  võrrelda  lahendusvariante  ja  valida  neist  parim.  Kontaktjuhtimisskeemide 
korral  on   sobivaks   kriteeriumiks  enamasti  kontaktide  arv,  mis  peab  olema  nii  väike 
kui  võimalik.  Kuivõrd  kontaktivaba  juhtimisskeemi  niihästi  maksumus  kui  ka  töö-
kindlus   on  eelkõige  määratud  kontaktivabade  loogikaelementide  arvuga,  siis  oleks 
loomulik valida optimaalsuskriteeriumiks loogikaelementide minimaalne  arv. Paraku 
ei  õnnestu  seda  kriteeriumit  väljendada  küllalt   lihtsate   loogikaalgebraliste 
tingimustena.  Seepärast  kõlbab  selline  kriteerium  ainult  variantide  võrdluseks,  mitte 
aga range sünteesimetoodika aluseks. 
 
Et  mingi   kindlam   metoodiline  alus  sünteesiks  on  siiski  vajalik,  lähtutakse  tavaliselt 
järgmisest tingimusest: loogikalülituse talitlust kirjeldavas loogikaalgebra avaldises 
 
 
peab  olema  loogikamuutujaid  (argumente)  tähistavate  tähtede  arv  minimaalne. 
Kontaktivabade  loogikaelementide  puhul  vastab  avaldise  tähtede  arvule  ligikaudu 
loogikaelementide koguarv . 
 
Lihtsa  ühetaktilise  (ilma  mäluelementideta)  kontaktivaba  juhtimisskeemi  süntees 
kulgeb järgmiste etappidena: 
 
  skeemi töö sõnalise kirjelduse koostamine; 
  talitlustingimuste  esitamine  loogikafunktsiooni  algebralise  avaldise,  oleku-
tabeli või Karnaugh´ kaardi kujul; 
  loogikaavaldise  minimeerimine ; 
  juhtimisskeemi koostamine. 
 
Talitluse kirjeldamiseks loogikaalgebra terminites jagatakse ahelais esinevad signaalid 
kolme rühma: 
 
  sisendsignaalid – käsklussignaalid ja anduritelt antavad signaalid; 
  väljundsignaalid  –  täiturelemente  (kontaktorid,  elektromagnetid,  kontakti-
vabad kommutatsiooniaparaadid jne) tööle rakendavad signaalid; 
  vahesignaalid – kõik ülejäänud signaalid, milliste toime piirdub lülituse enda 
raamidega . 
 
Ülaltoodu selgitamiseks esitame ühe loogikalülituse sünteesi näite. 
 
Näide: töömasinal on kolm elektriajamit. Tehnoogilise protsessi tingimuste järgi tohib 
töötada  igal  ajahetkel  ainult  üks  neist.  Samuti  on  lubamatu,  et  ükski  elektriajam  ei 
tööta. 
 
Sünteesida  ja  koostada  kontaktivabadest  loogikaelementidest  koosnev  skeem,  mis 
väljastab signaali signaliseerimaks ülaltoodud tingimuste rikkumise korral. 
 
Sünteesi esimene etapp on sooritatud juba lähteülesande näol. Nüüd kirjeldame ülal- 
toodut  loogikaalgebra  vahenditega.  Kõige  mugavam  on  seda  teha  olekutabeli  näol, 
lähtudes seejuures töömasina elektriajamite jõuahelate joonisel 2.1 toodud skeemist. 
 
 
 
 
Joonis 2.1 
 
 
 
 
 
     
a 
b 
c 
z 
 
1 
0 
0 
0 
1 
 
 
 
2 
0 
0 
1 
0 
Nüüd saab kirjutada välja 
3 
0 
1 
0 
0 
loogikalülituse 
tööd 
kirjeldav 
4 
0 
1 
1 
1 
loogikafunktsiooni 
5 
1 
0 
0 
0 
algebraline avaldis kujul 
6 
1 
0 
1 
1 
                                          
7 
1 
1 
0 
1 
_  _    _      _                            _              
8 
1 
1 
1 
1 
_ 
  
z = a*b*c + a*b*c + a*b*c + a*b*c + a*b*c . 
 
Saadud  loogikafunktsiooni  algebralise  avaldise  minimeerimiseks  on  otstarbekas 
koostada Karnaugh´kaart kujul 
 
 
 
Nüüd  saab   asuda   loogikafuktsiooni  minimeerimisele,  haarates  Karnaugh´kaardil 
teineteisega külgnevad ruudud ühe-, kahe-, nelja- jne kaupa (joonis 2.2). 
 
 
 
Joonis 2.2 
 
Nüüd saame kirjutada minimeeritud loogikafunktsiooni algebralise avaldise kujul 
                                 _ _ _                                 _ _ _ 
z = a*b*c + a*b + a*c + b*c = a*b*c + a*(b + c) + b*c . 
 
 
 
Nüüd  on  olemas  kõik  vajalik  selleks,  et  hakata   koostama   kontaktivabat  loogika-
skeemi,  kasutades  selleks  loogikaelemente  NING,  VÕI  ja  EI.  Koostatud  skeem  on 
toodud joonisel 2.3. 
 
 
 
Joonis 2.3 
 
Kui   soovime   kasutada   loogikaskeemi    koostamiseks   loogikaelemente  VÕI-EI,  tuleb 
minimeeritud  loogikafunktsiooni  algebralist  avaldust  teisendada  sääraselt,  et  temas 
moodustuksid  disjunktsioonitehetega  seotud  grupid  ehk  teisisõnu,  kõik 
konjunktsioonitehted  tuleb  asendada  disjunktsioonitehetega.  See  on  võimalik, 
kasutades de Morgani teoreemi 
                                                            __     ____ 
a*b = a + b . 
 
Siit järeldub, et                                        
 
  
 
ja seega võime minimeeritud loogikafunktsiooni avaldise kirjutada kujul 
 
 
 
 
 
ning  koostada  loogikaskeemi  joonisel  2.4  toodud  kujul,  kasutades  ainult  loogika-
elemente VÕI-EI. 
 
 
 
 
 
Joonis 2.4  
 
Tavaliselt  on  ainult  loogikaelementidest    VÕI-EI  või  NING-EI  koostatud  loogika-
skeemide elementide arv suurem kui VÕI, NING ja EI-elementidest koostatud skeemi 
elementide arv. 
 
Paraku  ei  taga  säärane  sünteesimetoodika  lülituse  minimaalsust,  sest  me  ei  saa  olla 
kindlad,  kas  loogikaargumente  kuidagi  teisiti  rühmitades  poleks  võimalik  loogika- 
elementide arvu veelgi vähendada. 
 
Kontaktivabade 
loogikaelementidega 
juhtimisskeemidel 
kujutatakse 
ainult 
elementidevahelised  loogikasidemed,  st  ahelad,  milliseid  läbivad  juhtimissignaalid. 
Abiahelaid,  milliste  hulka  kuuluvad  loogikaelementide  toite-  ja  nihkeahelad, 
võimendite  toiteahelad  jms,  ei  kujutata,  sest  need  on  kõikidele  elementidele 
ühesugused. 
 
 
 
2.4. Elektriajamite kontaktivabade juhtimisskeemide näiteid. 
 
 
 
Lihtsaimaks  näiteks  on  mittereversseritava  asünkroonmootori  juhtimisskeem, 
kusjuures  mootor  on  kaitstud  lühise  eest  sulavkaitsmetega  F1…F3  ja  ülekoormuse 
eest bimetalltermoreleega F4. Asünkroonmootori kontaktjuhtimisskeemi on kujutatud 
joonisel 2.5.a ja teda asendavat kontaktivaba juhtimisskeemi joonisel 2.5.b. 
 
 
 
 
Joonis 2.5 
 
Kontaktivaba  juhtimisskeem  on  äärmiselt  lihtne  ja  koosneb  ainult  ühest  NING-EI 
loogikaelemendist, trigerist ja võimendist rakendamaks töösse kontaktori mähise. 
 
Lähteseisundis  puuduvad  signaalid  nii   trigeri   sisendil  S  kui  R  (nii  stoppnupu  kui 
termorelee  kontakt  on  suletud,  st  NING-EI  elemendi  väljundil  puudub  signaal). 
Järelikult puudub signaal ka trigeri väljundil ja seega on võimendi  sisendpinge  võrdne 
nulliga  ning  puudub  ka  pinge  kontaktori  KM  mähisel.  Kui  vajutada  käivitusnuppu, 
tekib signaal trigeri sisendil S, ta lülitub ümber, annab signaali võimendi sisendisse ja 
lõpptulemusena  rakendub  kontaktor  KM.  Mootor  käivitub.  Kui  nüüd  vajutada 
stoppnuppu või kui rakendub ülekoormuse tõttu termorelee F4, tekib signaal NING-EI 
elemendi  väljundil,  st  trigeri  sisendil  R  ja  viimane  taastab  oma  lähteseisundi,  st 
signaal tema väljundil kaob. Võimendi sisendil kaob pinge ja kontaktor KM tagastub. 
Mootor lülitub välja. 
 
Kontaktivaba  skeem  võib  olla  teostatud  ka  teisiti,  asendades  trigeri  kahe  tagasi-
sidestatud VÕI-EI elemendiga. Vastav skeem on toodud joonisel 2.6. 
 
 
 
 
 
Joonis 2.6 
 
Lähteseisundis (stoppnupu S1 ja termorelee avanevad kontaktid on suletud, käivitus- 
nupu  S2  sulguv  kontakt  on  avatud)  puudub  signaal  vasakpoolse  VÕI  –EI  elemendi 
ülemisel  sisendil  ja  parempoolse  VÕI-EI  elemendi  alumisel  sisendil.  Signaal 
vasakpoolse VÕI-EI elemendi väljundil on „1”, seega on signaal parempoolse VÕI-EI 
elemendi  väljundil  „0”.  Võimendi  sisendil  puudub  pinge  ja  kontaktor  KM  ei  ole 
rakendunud. Mootor ei tööta. 
 
Kui  nüüd  vajutada  käivitusnuppu  S2,  tekib  vasakpoolse  VÕI-EI  elemendi   sisendis  
signaal,  seega  tema  väljundil  signaal  kaob,  parempoolse  VÕI-EI  elemendi  väljundil 
aga tekib signaal,  võimendi  sisendil tekib pinge  ja kontaktor KM rakendub. Mootor 
käivitub. 
 
Mootor lülitub välja, kui vajutada stoppnuppu S1 või kui rakendub termorelee F4, st 
kui  kaob  üks  signaalidest  elemendi  NING-EI  sisenditel.  Selle  tulemusena  tekib 
nimetatud elemendi väljundil signaal „1” ja parempoolse VÕI-EI elemendi väljundil 
signaal kaob. Võimendi sisendil kaob pinge ning kontaktori KM mähis kaotab toite. 
Mootor lülitub välja. VÕI-EI elementide sisendeid ja väljundeid ühendava tagasiside-
ahela kaudu kandub signaali puudumine üle vasakpoolse VÕI-EI elemendi  sisendile , 
mille  tulemusena  tema  väljundil  tekib  signaal  „1”  ja  seega  on  säilub  parempoolse 
VÕI-EI elemendi väljundil signaal „0”. 
 
Toome veel näitena võimaluse teostada käivitust sõltuvalt ajast, kasutades juhtimiseks 
kontaktivabasid loogikaelemente (joonis 2.7) 
 
 
 
 
 
Joonis 2.7 
 
Joonisel  2.7.a  on  kujutatud  kontaktjuhtimisahelaid  realiseerimaks  elektriajami 
käivitamist sõltuvalt ajast. Mootori käivitamine toimub käivitusnupu S2 vajutamisega, 
mille  tulemusena  saab  toite  liinikontaktori  KM  mähis,  milline  oma  peakontaktidega 
(ei  ole  skeemil  näidatud)  ühendab  mootori  jõuahelad  toiteallikaga.  Liinikontaktori 
abikontakt  pingestab  kiirendusrelee  KA  mähise  ja  see  hakkab  lugema  viidet.  Peale 
viite lugemist suleb ta oma kontakti esimese kiirenduskontaktori KM1 mähise ahelas 
ning  see  rakendub,  lülitades  oma  peakontaktidega  (ei  ole  skeemil  näidatud) 
käivitusreostaadi  esimese  sektsiooni  välja.  Kiirenduskontaktoril  KM1  on  viitega 
sulguv kontakt, milline sulgub peale viite lugemist ja pingestab oma sulgumisega teise 
kiirenduskontsktori  KM2  mähise.  Viimane  rakendub  ja  lülitab  oma  peakontaktide 
sulgumise tulemusena lõplikult käivitusreostaadi mootori jõuahelast välja. 
  
Kontaktivaba skeemi ülemised ahelad ja nende töö kirjeldus on juba tuttavad skeemilt 
joonisel 2.5. Lisanduvad kiirenduskontaktorid KM1 ja KM2 ning neid juhtivad viite-
elemendid  DL. Peale signaali tekkimist  trigeri väljundil ja seega liinikontaktori  KM 
rakendumist  hakkab  esimene  neist  lugema  viidet  ja  pingestab  peale  selle  lugemist 
esimese  kiirenduskontaktori  KM1  mähise.  Pinge  tekkimine  esimese  viiteelemendi 
väljundil aga pingestab teise viiteelemendi ning see hakkab viidet lugema, mille järel 
pingestub teise kiirenduskontaktori KM2 mähis ja ta rakendub. Käivitus on lõppenud. 
 
Mitmesuguste  elektriajamite,  tootmismehhanismide  ja   tehnoloogiliste   protsesside 
kontaktivabade  juhtimisskeemide  koostamiseks  kasutatakse  programmeeritavaid 
juhtimisseadmeid  –  programmeeritavaid  loogikakontrollereid  (edaspidi  PLC  – 
Programmable  Logic  Controller).  PLC  täidab  loogika-  ja  loendusfunktsioone  ning 
võimaldab  teostada  kõikvõimalikke  loogilisi  juhtimisskeeme.  Elektriajami  tööd 
kirjeldav  programm  salvestatakse  PLC  püsimällu   terminali ,  arvuti  või  arvutivõrgu 
abil.  PLC   sisenditeks   on  elektriajamite   juhtimisorganid   (käivitus-  ja  stoppnupud, 
 
 
ümber-  ja  lõpplülitid,  mitmesugused   andurid ).  PLC  väljundsignaalid  juhivad  täitur-
elemente – kontaktoreid, elektromagneteid, kontaktivabasid käiviteid. PLC kontrollib 
järjekorras sisendite ja väljundite seisundeid. Sõltuvalt sisendite  seisundite  vastavusest 
programmiga fikseeritud tingimustele toimub täiturmehhanismide töösse- lülitamine. 
 
 
2.5. Türistoride kasutamine elektriajamite jõuahelates. 
 
Türistore  kasutatakse  elektriajamite  jõuahelates  mitmesugustel  eesmärkidel.  Nad  on 
mitmesuguste  jõumuundurite  (tüüritavad   alaldid ,  sagedusmuundurid,  pinge-
regulaatorid)  põhielementideks,  aga  neid  kasutatakse  ka  jõuahelate  kontaktivabaks 
kommuteerimiseks  ja  elektriajamite  mitmesuguste  talitluste  saamiseks.  Edaspidi 
vaatleme   türistoride  kasutamist  nimelt  ahelate  kontaktivabaks  kommuteerimiseks  ja 
elektriajamite mitmesuguste talitluste saamiseks. 
 
Vahelduvvooluahelate  kontaktivabaks  kommuteerimiseks  ja  asünkroonmootorite 
mitmesuguste  talitluste  saamiseks  kasutatakse  türistori  erinevust  mittetüüritavast 
pooljuhtdioodist  –  nende  avamiseks  ei  piisa  positiivsest  potentsiaalist  tema   anoodil , 
vaid  türistori  avamiseks  on  vaja  ka  juhtimissignaali.  See  iseärasus  loob  võimaluse 
luua mitmesuguseid staatilisi ümberlüliteid. Selliste ühe- ja kolmefaasiliste staatiliste 
lülitite näideid on kujutatud joonisel 2.8. 
 
Joonisel  2.8.a  on  kujutatud  ühepooluselise(- faasilise )  türistorlüliti  skeemi.  Sellise 
lüliti  avamiseks  on  vaja  vastuparalleellülituses  türistoridele  anda  juhtimissignaalid 
siis,  kui  vastava  türistori  anoodil  on  positiivne  potentsiaal.  Seega  juhivad  sellised 
vastu-paralleellülituses 
türistorid 
vahelduvvoolu 
mõlemat 
poolperioodi. 
Kolmefaasilise skeemi korral on lüliti töö analoogne ühefaasilise lüliti omaga . 
 
Joonis 2.8 
 
Türistoride  avamiseks  vajalike  juhtimisimpulsside  saamiseks  kasutatakse  nende 
anoodpinget,  kusjuures  juhtimisnurka    ei  reguleerita  või  reguleeritakse   kitsas  
vahemikus. Juhtimisimpulsside saamise lihtsaimat viisi selgitab joonis 2.9. 
 
 
 
 
 
Joonis 2.9 
 
Oletame, et klemmil U on positiivne potentsiaal. Sel juhul läbib türistori V1 juhtimis-
üleminekut (sest p-n-juhtimisülemineku dioodomadused on mitteolulised), kontakti K 
ja  takistit  R ja edasi läbi türistori V2 juhtimisülemineku klemmile X juhtimisvool ij. 
Seega  on  türistori  V2  anoodpinge  ja  juhtimisvool  positiivsed  ning  ta  avaneb,  kui 
juhtimisvool  saavutab  vajaliku  väärtuse.  Kui  türistor  V2  on  avanenud,  shunteerib  ta 
juhtimisahela ja juhtimisvool katkeb, sest türistori pärisuuna takistus on tühiselt väike 
võrreldes  juhtimisahela  takistusega.  Seega  toimub   automaatne   juhtimisimpulsi 
formeerimine. Juhtimisnurk sõltub takisti R ja koormustakisti takistustest. 
 
Skeemi  puuduseks  on  asjaolu,et  türistoride  parameetrite  erinevuse  tõttu  on  nende 
avanemisnurgad  erinevad,  mis  põhjustab  vastuparalleellülituses  türistoride  eba-
sümmeetrilise  töö  ja  selle  tulemusena  on  koormusvool  mittesiinuseline.  Selle 
vältimiseks  shunteeritakse  türistoride  juhtimisüleminekud  dioodidega  V3  ja  V4, 
millised stabiliseerivad türistoride avanemisnurgad (joonis 2.10). 
 
 
 
Joonis 2.10 
 
Türistoride asemel võib kasutada ka sümistore (joonis 2.11). 
 
 
 
 
 
Joonis 2.11 
 
Nüüd saab mootori jõuahelat kommuteerida kolme sümistori abil (joonis 2.11.a) või 
isegi  ainult  kahe  sümistori  abil,  kui  lülitada  nad  staatorimähise  tähtühenduse  korral 
mähise neutraalpunkti poole (joonis 2.11.b). 
 
Ka  türistoride  kasutamise  korral  kontaktivabade  kommutatsioonielementidena  saab 
vältida  nende  vastuparalleellülitust,  kui  lülitada  nad  mootori  staatorimähise  täht-
ühenduse korral  mähise  neutraalpunkti  poole nagu on näidatud joonisel 2.12 toodud 
skeemil. 
 
Nüüd  saame  piiruda  kolme  türistoriga.  Sellise  skeemi  puuduseks  on  aga  asjaolu,  et 
türistoridele  antavate  juhtimisimpulsside  formeerimine  ja  nende  andmise  järjekord 
muutub keerukamaks. 
 
Mootorit  saab  kommuteerida  ka  türistorlühisti  abil  (joonis  2.13).  Türistori  V7  abil 
toimub  tema  avamisel  alaldussilla  väljundklemmide  lühistamine,  mis  on võrdväärne 
kolme  kontakti  üheaegse  sulgumisega  mootori  staatorimähise  ahelas.  Sellise  skeemi 
puuduseks on asjaolu, et türistor vajab sundkommutatsiooni 
 
 
 
 
 
   Joonis 2.12   
 
 
 
 
Joonis 2.13 
 
Kui  täiendada  selliseid  staatiliste  lülitite  skeeme  täiendavate  elementidega  nagu 
täiendavad  türistorid,  dioodid,   takistid ,  induktiivsused  jne,  saame  skeemid  mootori 
erinevate talitluste realiseerimiseks. 
 
Vaatleme joonisel 2.14 toodud skeemi. 
 
 
 
 
 
Joonis 2.14 
Selle  skeemi  abil  saab  mootorit  käivitada,  teha  dünaamilist  pidurdust  ja  mootori 
sammtalitlust. Mootori käivitamiseks antakse juhtimisimpulsid türistoridele V1, V2 ja 
V3,  türistorile  V4  juhtimisimpulsse  ei   anta .  Mootori  dünaamiliseks  pidurduseks  ei 
vajata  täiendavat  alalispingeallikat.  Kui  katkestada  juhtimisimpulsside  andmine 
türistoridele V2 ja V3 ning anda juhtimisimpulsse türistoridele V1 ja V4, toidetakse 
faasimähiseid  U-X  ja  V-Y  alaldatud  vooluga  ja  toimubki  niinimetatud   induktsioon - 
dünaamiline pidurdus. 
 
Mootori  sammtalitluse  saamiseks  ei  anta  juhtimisimpulsse  türistoridele  V1  ja  V4, 
töötavad türistorid V2 ja V3. Selle tulemusena on mootori staatorimähise klemmid U 
ja V pidevalt pingestatud. Kui anda juhtimisimpulss ainult türistorile V2 ja mitte anda 
juhtimisimpulssi türistorile V3, teeb mootor ühe sammu, kui aga anda juhtimisimpulss 
türistorile  V3  ja  mitte  anda  juhtimisimpulssi  türistorile  V2,  teeb  mootor  järgmise 
sammu jne. 
 
Joonisel 2.15 kujutatud skeemi võimalused on veel suuremad. 
 
 
 
Joonis 2.15 
 
 
 
Skeemi  on  lülitatud  viis  vastuparalleellülituses  türistoride  paari,  milliste  abil  saab 
käivitada mootori otsekäivitusega  vajalikus  pöörlemissuunas, reversseerida mootorit, 
pidurdada  mootorit  vastulülituspidurdusega  või  dünaamilise  pidurdusega,  vähendada 
mootori pöörlemiskiirust ja teha sammtalitlust. 
Mootori otsekäivitamiseks edasisuunas antakse juhtimisimpulsid türistoridele V1, V2, 
V3,  V4,  V5  ja  V6,  käivitamiseks  vastassuunas  türistoridele  V1,  V2,  V7,  V8,  V9  ja 
V10.  Mootori  reversseerimiseks  edasisuunast  katkestatakse  juhtimisimpulsside 
andmine türistoridele V3, V4, V5 ja V6 ning antakse nende asemel juhtimisimpulsid 
türistoridele  V7,  V8,  V9  ja  V10.  Sama  võtet  kasutatakse  ka  mootori  vastulülitus- 
pidurduseks, kuid sel juhul katkestatakse peale mootori peatumist juhtimisimpulsside 
andmine  kõigile  türistoridele.  Mootori  dünaamiliseks  pidurduseks  antakse 
juhtimisimpulsid  ainult  türistoridele  V3  ja  V9.  Staatorimähise  voolu  ja  seega 
pidurdava  momendi  reguleerimiseks  on  staatorimähise  ahelasse  lülitatud  takisti  R. 
Mootori töötamisel mootoritalitluses on see takisti shunteeritud töötavate türistoridega 
V1 ja V2 ning ta ei mõjuta mootori normaalset tööd. Dünaamilise pidurduse ajal aga 
türistoridele  V1  ja  V2  juhtimisimpulsse  ei  anta,  nad  on  suletud  ja  seega  läbib 
türistoride V3 ja V9 poolt alaldatud vool takistit R. 
 
Mootori  kiiruse  vähendamiseks  reguleeritakse  töötavate  türistoride  juhtimisnurka. 
Seega  hakkab  skeem  töötama  türistorpingeregulaatorina,  andes  mootori  staatori-
mähisele madaldatud pinget. Seda ei ole aga otstarbekas teha avatud juhtimissüsteemi 
korral, sest pinge madaldamine põhjustab mootori poolt arendatava momendi olulise 
vähenemise. 
 
Sammtalitlus toimub järgmiselt. Juhtimissüsteem annab juhtimisimpulsid türistoridele 
V1 ja V6. Seejärel mingi viitega katkestatakse juhtimisimpulsside andmine türistorile 
V1 ja hakatakse andma juhtimisimpulsse türistorile V3.  Rootor  teeb sammu. Seejärel 
jälle  mingi  viitega  katkestatakse  juhtimisimpulsside  andmine  türistorile  V3  ja 
ülalkirjeldatud protsess hakkab korduma. Analoogselt toimub sammtalitlus ka mootori 
vastassuunalise töö korral, ainult nüüd töötavad ülalkirjeldatud viisil türistorid V1, V7 
ja V10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Elektriajamite suletud juhtimissüsteemid 
 
III. Elektriajamite suletud juhtimissüsteemide 
elemendid 
 
3.1. Põhiteadmisi suletud juhtimissüsteemide elementidest. 
 
Suletud juhtimissüsteemiga elektriajami jõuosa on tavaliselt üles ehitatud süsteemina 
„jõumuundur  –  mootor”,  kus  põhiliseks  juhttoimeks  mootorile  on  alalisvoolu-
mootorite  korral  pinge,  asünkroonmootorite  korral  sagedus  ja/või  pinge.  Põhiliselt 
kasutatakse  mitmesuguseid  staatilisi  pooljuhtmuundureid  tänu  nende  headele 
energeetilistele näitajatele ja töökindlusele. 
 
Suletud  juhtimissüsteemiga  elektriajamite  üheks  iseloomulikuks  tunnuseks  on  veel 
see,  et  nendes  kasutatakse  nii  jõu-  kui  juhtimisahelais  põhiliselt  kontaktivabasid 
elemente  ja  seadmeid.  Kontaktaparaate  kasutatakse  piiratud  ulatuses  –  toitepinge 
kommuteerimiseks, kaitse-, blokeerimis- ja signalisatsiooniahelates. 
 
Jõumuunduri  poolt  realiseeritavate  mootori  juhtimise  seaduspärasuste  välja-
töötamiseks kasutatakse mitmesuguseid juhtimiselemente: 
 
   etteande (programm-)seadmed,  millised  määravad  reguleeritava  koordinaadi 
muutumise iseloomu ja nivoo; 
  regulaatorid  ja  funktsionaalsed  muundurid,  millised  töötavad  etteande 
(programm-)seadmete  ning  koordinaatide  ja  parameetrite  andurite  signaalide 
alusel välja juhttoimesignaali(d); 
  reguleeritavate koordinaatide ja tehnoloogiliste parameetrite andurid, millised 
annavad infot elektriajami tööst ja tehnoloogilise protsessi kulgemisest; 
  sobituselemendid,  milliste  abil  saab  ühendada  ühisesse  skeemi  kõik 
ülalloetletud elemendid, sobitades omavahel nende sisend- ja väljundsignaalid  
vooluliigi, signaalide iseloomu ja nivoo jne järgi. 
 
Kaasaegse  elektriajami  juhtimisseadmete  tehniline   teostus   võib  olla  väga  mitme-
sugune.  Juhtimisseadmed  võivad erineda kasutatud elementide, vooluliigi, võimsuse, 
konstruktiivse lahenduse ja paljude teiste tunnuste poolest. Üheks oluliseks tunnuseks 
 
 
juhtimisseadmete liigitamisel  on signaali muundamise iseloom ja selle tunnuse järgi 
liigitatakse nad  analoog - ja diskreetseteks seadmeteks. 
 
Analoogseadmetele  on  iseloomulik  nende  sisend-  ja  väljundsignaali  vaheline 
lineaarne või mittelineaarne funktsionaalne sõltuvus, kusjuures väljundsignaal võib 
olla  erinevate  väärtustega.  Sellisteks  jõuanaloogseadmeteks  on  tüüritavad  alaldid  ja 
sagedusmuundurid,  milliste  väljundpinge  või  –sagedus  võivad  muutuda  suurtes 
piirides sõltuvalt sisend(juhtimis-)signaali  suurusest . 
Diskreetseadmetel on ainult kaks väljunsignaali nivood –  nullnivoo  ja maksimum-
nivoo,  milline  tekib  või  kaob,  kui  sisendsignaal  saavutab  määratud  väärtuse. 
Diskreetseadmete näideteks on elektromehaanilised releed ja kontaktivabad loogika-
elemendid. Diskreetelementidest koostatakase elektriajamite arvjuhtimisskeemid. 
 
 
3.2. Etteandeseadmed. 
 
Etteande-  ehk  käsklusseadmeteks  võib  kasutada  erinevaid  eriotstarbelisi  elektri-
masinaid,  elektroonikakomponente  jne.  Vaatleme  esimese  näitena  selsüünkäsklus-
aparaati (joonis 3.1). 
 
 
  
Joonis 3.1 
 
Selsüünil  on  kaks  mähist  –  staatori  magnetsüdamikule  paigutatud  ergutusmähis  ja 
rootori  magnetsüdamikule  paigutatud  sünkroniseerimismähis.  Kui  lülitada  ergutus-
mähis vahelduvvooluvõrku, tekitab mähises voolav ergutusvool pulsseeriva vahelduv-
magnetvälja.  Selles  pulsserivas  magnetväljas  asuva  rootori  mähises  indutseeritakse 
emj, mille suurus sõltub rootori asendist staatori suhtes ehk rootori pöördenurgast  . 
Saadud   vahelduvpinge   alaldatakse  alaldussilla  V  abil  ja  saamegi  sellise  selsüün-
käsklusaparaadi väljundsignaali Uvälj1.  
 
 
 
Sellise selsüünkäsklusaparaadi puuduseks on asjaolu, et väljundsignaal ei anna meile 
infot  selsüüni  rootori  pöördumise  suuna  kohta.  Sellest  puudusest  saab  aga  üle,  kui 
alaldada  rootorimähises  indutseeritud  emj  faasitundliku   alaldi   FA  abil  [vt  ka 
väljundpingete diagrammi Uvälj = f ()].   
 
Väga lihtsad on ka mitmesugused potentsiomeetrilised käsklusaparaadid (joonis 3.2). 
 
Joonisel  3.2.a  on  kujutatud  lihtsaimat  potentsiomeetrilist  käsklusaparaati,  mille 
väljundsignaali  väärtus  sõltub  liuguri  asendist,  st  tema  liikumisulatusest  L.  Sellise 
käsklusaparaadi  puuduseks  on  ühepolaarsus  –  väljundsignaali  polaarsus  ei  sõltu 
liuguri liikumise  suunast . 
 
 
 
Joonis 3.2 
 
Ülaltoodud  puudusest  on  vaba  joonisel  3.2.b  kujutatud   potentsiomeetriline   käsklus- 
aparaat.  Sellel  käsklusaparaadil  võetakse  väljundsignaal  potentsiomeetri  liuguri  ja 
potentsiomeetri keskpunkti vahelt. Seega sõltub nii väljundsignaal Uvälj kui tema märk 
mitte ainult liuguri käiguulatuset L, kui ka liuguri liikumissuunast. 
 
Joonisel  3.2.c  on  kujutatud  rõngaspotentsiomeetri  kasutamist  käsklus(etteande-)-
aparaadina.  Nüüd  sõltub  etteandesignaali  suurus  potentsiomeetri  liuguri  pöörde-
nurgast  .  Loomulikult  saab  ka  rõngaspotentsiomeetri  baasil  ehitada  suunatundliku 
etteandeaparaadi. 
 
 
 
Etteandeseadmeid  saab  kohandada  ka  tööks  intensiivsuse  etteanduritena,  st 
seadmetena,  milliste  abil  saab  muuta  etteandesignaali  muutumiskiirust.  Lihtsaim 
selline intensiivsuse etteandur on R-C-ahel (joonis 3.3). 
 
Sellise lihtsa intensiivsuse etteanduri skeemi on kujutatud joonise 3.3.a, toimuvat aga 
joonisel 3.3.b. Tõepoolest, andes intensiivsuse etteanduri sisendile pinge U, saavutab 
tema väljundpinge väärtuse U ajavahemiku 
 
t = (3…4)

möödumisel, kus  on R-C-ahela ajakonstant 
 
 = R * C . 
 
 
Joonis 3.3 
 
Selsüün-  või  potentsiomeetriline  käsklus(etteande-)aparaat  võib  samuti  töötada 
intensiivsuse  etteandurina,  kui  hakata  selsüüni  rootorit  või  potentsiomeetri  liugurit 
liigutama mingi reguleeritava kiirusega ajami, näiteks elektriajami abil. 
 
 
3.3. Regulaatorid ja funktsionaalsed muundurid. 
 
Regulaatori põhielemendiks on operatsioonivõimendi. Operatsioonivõimendi on suure 
võimendusteguriga negatiivse tagasisidega haaratud alalisvooluvõimendi (joonis 3.4). 
 
 
 
 
 
Joonis 3.4 
 
Operatsioonivõimendil võib olla rohkem kui üks sisend Usis ja üks inversne väljund. 
Sisendahelatesse ja  tagasisideahelasse  on lülitatud  aktiiv -mahtuvuslikud takistid Zsis,i 
ja Z . Operatsioonivõimendi muundab sisendsignaale seaduspärasuse
ts
 
 
Uvälj = - Zts * Usis,i / Zsis,i ) 
 
järgi. 
Lihtsaimal  juhul,  kui  eksisteerib  ainult  üks  sisendsignaal  ning  kui  nii  sisend-  kui 
tagasisideahelasse on lülitatud aktiivtakistid R1 ja Rts, muundatakse sisendsignaali all- 
järgnevalt: 
 
Uvälj = - Rts * Usis / R1 = - k * Usis , 
 
st  sisendsignaali  korrutatakse   teguriga   k  =  R
,  samuti  muutub  signaali  märk 
ts  /  R1
vastupidiseks. Kui Rts = R1 ja seega k = 1, toimub ainult signaali inverteerimine. 
 
Kui  nii  sisend-  kui  tagasisideahelasse  on  lülitatud  aktiivtakistid,  siis  summeerib 
operatsioonivõimendi  sisendite  signaalid  ja  korrutab  nad  samaaegselt  vastava 
teguriga: 
 
Uvälj = - (Usis,i * ki) , 
 
kus  
 ki = Rts / Rsis,i . 
 
Kui sisendahelasse ja tagasisideahelasse lülitada takistite asemel kondensaatoreid või 
takistite  ja  kondensaatorite  kombinatsioone,  muundab  operatsioonvõimendi  sisend-
signaale  mitmesuguste  teiste  seaduspärasuste  järgi  ning  tema  väljundsignaali  saab 
kasutada elektriajami erinevate juhttoimete saamiseks. Selliseid operatsioonivõimendi 
baasil  teostatud  skeeme  nimetatakse  regulaatoriteks.  Regulaatori  nimetus  tuleneb 
tema poolt tehtava sisendsignaali  funktsionaalse muundamise iseloomust. 
 
 
 
Proportsionaalset    regulaatorit  (P-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel  3.5  (a  -
regulaatori skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
 
Joonis 3.5 
 
Proportsionaalne   regulaator   muudab  võrdeliselt  teguriga  k  =  Rts  /  R1  sisendsignaali 
U . Regulaatorit iseloomustavad tema ülekandefunktsioon
sis
 
 
Uvälj = k * Usis 
 
ja ülekande(võimendus-)tegur 
 
k = Rts / R1. 
Samaaegselt signaali muundamisega toimub ka signaali inverteerimine, kuid see ei ole 
muundamise  põhimõtteliseks  tunnuseks.  Joonisel  3.5.b    kujutatud  ülekande-
funktsiooni  diagrammilt   selgub ,  et  hüppeliselt  muutuvale  sisendsignaalile  ehk  nii-
nimetatud ühikhüppele reageerib regulaator väljundsignaali hüppega ülekandeteguriga 
määratud väärtusele. 
 
Integraalset  regulaatorit  (I-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel  3.6  (a  –  regulaatori 
skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
Joonis 3.6 
 
 
 
Integraalse  regulaatori  väljundsignaal  on  määratud  sisendsignaali  integraliga. 
Regulaatorit iseloomustavad tema ülekandefunktsioon 
 
Uvälj = (1/∫Usis dt 
 
ja ajakonstant 
 = R1 * Cts . 
 
Nagu  selgub  joonisel  3.6.b  toodud  diagrammilt,  reageerib  regulaator  sisendpinge 
ühikhüppele väljundsignaali lineaarse kasvuga. 
 
Diferentsiaalset  regulaatorit  (D-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel  3.7  (a  – 
regulaatori skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
 
Joonis 3.7 
Diferentsiaalse  regulaatori  väljundsignaal  kujutab  endast  idealiseeritult  lõpmatusele 
läheneva amplituudiga ja  nullile  läheneva kestvusega pingeimpulssi. Regulaatorit ise- 
loomustavad tema ülekandefunktsioon 
 
Uvälj = dUsis/dt  
 
ja ajakonstant 
 = Rts * C1. 
 
Aperioodilist  regulaatorit  (A-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel  3.8  (a  –  regulaatori 
skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
 
 
 
Joonis 3.8 
 
Aperioodilise  regulaatori  väljundpinge  hakkab  sisendsignaali  ühikhüppe  korral 
kasvama  eksponentsiaalse  seaduspärasuse  järgi.  Regulaatorit  iseloomustavad  tema 
ülekandefunktsioon 
 
Uvälj = k * Usis + (1/) ∫Usis dt, 
 
ülekandetegur 
k = Rts / R1 
 
ja ajakonstant 
 = Rts * Cts . 
 
Proportsionaal-integraalset  regulaatorit  (PI-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel  3.9 
(a – regulaatori skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
Proportsionaal-integraalne  regulaator  kujutab  endast  proportsionaalse  ja  integraalse 
regulaatori  kombinatsiooni  ja  muundab  kompleksselt  sisendsignaali.  Nagu  selgub 
jooniselt  3.9.b,  vastab  sisendsignaali  ühikhüppele  väljundsignaali  hüpe  väärtuseni 
Uvälj  =  k  *  U
ja  seejärel  tema  lin
sis 
eaarne  kasv.  Regulaatorit  iseloomustavad  tema 
ülekandefunktsioon 
 
Uvälj = k * [ Usis + (1/) ∫Usis dt], 
 
ülekandetegur 
k = Rts / R1 
 
ja ajakonstant 
 = Rts * Cts. 
 
 
 
 
 
 
Joonis 3.9 
 
 
Proportsionaal-diferentsiaalset  regulaatorit  (PD-regulaatorit)  on  kujutatud  joonisel 
3.10 (a – regulaatori skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
 
Joonis 3.10 
 
Proportsionaal- diferentsiaalne  
muundur  
kujutab 
endast 
proportsionaalse 
ja 
diferentsiaalse  regulaatori  kombinatsiooni  ja  muundab  kompleksselt  sisendsignaali. 
Nagu selgub jooniselt 3.10.b, vastab sisendsignaali ühikhüppele lõpmatusele läheneva 
amplituudiga  ja  nullile  läheneva  kestvusega  pingeimpulss  ja  seejärel  tekib 
regulaatorisse  väljundsignaal  Uvälj  =  k  *  U .  Regulaatorit  iseloomustavad  tema  üle
sis
kandefunktsioon 
 
Uvälj = k * (Usis +  dUsis / dt), 
 
ülekandetegur 
k = Rts / R1 
ja ajakonstant 
 = R1 * C1. 
 
 
 
Proportsionaal- integraal -diferentsiaalregulaatorit  (PID-regulaatorit)  on  kujutatud 
joonisel 3.11 (a – regulaatori skeem, b – ülekandefunktsiooni diagramm). 
 
 
 
Joonis 3.11 
 
Proportsionaal-integraal-diferentsiaalne  regulaator  kujutab  endast  proportsionaalse, 
integraalse  ja  diferentsiaalse  regulaatori  kombinatsiooni  ja  muundab  sisendsignaali 
kompleksselt.  Nagu  selgub  jooniselt  3.11.b,  vastab  sisendsignaali  ühikhüppele 
kõigepealt  lõpmatusele  läheneva  amplituudiga  ja  nullile  läheneva  kestvusega  pinge-
impulss, seejärel hakkab väljundsignaal väärtuselt Uvälj = k * Usis lineaarselt kasvama. 
Regulaatorit iseloomustavad tema ülekandefunktsioon 
 
Uvälj = k * [ U
) ∫U
sis * (1 + ) + dUsis / dt + (1 / 1
sis dt], 
 
ülekandetegur 
k = Rts / R1 , 
 
tagasisideahela ajakonstant 
1 = Rts * Cts 
 
ja sisendahela ajakonstant 
 = R1 * C1. 
 
Funktsionaalsed  muundurid  baseeruvad  samuti  ühel  või  mitmel  operatsiooni-
võimendil  ja  nende  abil saab  teha  analoogsignaalidega  mitmesuguseid  matemaatilisi 
tehteid nagu näiteks tõsta sisendsignaali ruutu või võtta temast ruutjuur, korrutada ja 
jagada sisendsignaale või eraldada sisendsignaalist tema  moodul . Samuti saab nende 
abil  luua  mitmesuguseid  sisend-  ja  väljundsignaalide  vahelisi  mittelineaarseid 
sõltuvusi. Vaatleme mõningaid neist. 
 
Signaalipiirik. Väljundsignaali piiramiseks on proportsionaalse regulaatori tagasiside-
ahelasse lülitatud rööbiti takistiga Rts kaks vastulülituses stabilitroni V1 ja V2 (joonis 
3.12.a). 
 
 
 
 
Joonis 3.12 
 
Seni kuni väljundpinge on väiksem kui stabilitronide läbilöögipinge, töötab skeem kui 
tavaline proportsionaalne regulaator, st sisendpinge kasvamisele vastab väljundpinge 
lineaarne  kasvamine.  Kui  aga  väljundpinge  saavutab  stabilitroni  läbilöögipinge 
väärtuse, toimub stabilitroni läbilöök, tema takistus muutub praktiliselt nulliks, seega 
muutub tagasisideahela takistus samuti nulliks ning ülekandetegur 
 
k = Rts / Rsis 
 
muutub  samuti  nulliks.  Selle  tulemusena  signaalipiiriku  sisendsignaali  edasisel 
suurenemisel  tema väljundsignaal enam ei kasva – väljundsignaali suurus on piiratud 
(joonis  3.12.b). Kahe vastulülituses stabilitroni kasutamine kindlustab pingepiirikule 
sümmeetrilise  tunnusjoone . 
 
Releetoimeline 
funktsionaalmuundur. 
Sellise 
mittelineaarse 
tunnusjoonega 
funktsionaalse muunduri  skeemi on kujutatud joonisel 3.13.a. 
 
Operatsioonivõimendi  tagasisideahelasse  on  lülitatud  jadamisi  kaks  vastulülituses 
stabilitroni  V1  ja  V2.  Kui  väljundsignaali  väärtus  on  väiksem  stabilitroni  läbilöögi-
pingest ,  on  tagasisideahela  takistus  lähedane  lõpmatusuurele  ja  seega  läheneb 
operatsioonivõimendi  ülekandetegur  lõpmatusele.  Kui  nüüd  anda  operatsiooni- 
võimendi sisendisse sisendsignaal, toimub stabilitroni läbilöök, operatsioonivõimendi 
väljundil tekib stabilitroni läbilöögipingega võrdne väljundsignaal, mis sisendsignaali 
edasisel  kasvamisel  ei  muutu,  sest  nüüd  on  tagasisideahela  takistus  ja  seega  ka 
operatsioonivõimendi  ülekandetegur  nullilähedane..  Kahe  vastulülituses  stabilitroni 
kasutamine kindlustab releetoimelisele funktsionaalmuundurile sümmeetrilise tunnus-
joone. 
 
 
 
 
Joonis 3.13 
 
Sellisele  releetoimelisele  funktsionaalmuundurile  on  iseloomulik  releedele  omase 
tundetustsooni puudumine. 
 
Terves  reas  signaalide  mittelineaarse  muundamise  skeemides  kasutatakse 
stabilitronide asemel dioode ja tugipinge potentsiomeetrit (joonis 3.14). 
 
 
Joonis 3.14 
 
Dioodid V1 ja V2 on lülitatud nii, et tugipinged +Ut, mida saame potentsiomeetrilt R, 
sulevad  nad,  sest  nad  tekitavad  nende  anoodidel  madalama  potentsiaali  kui 
katoodidel.  Seetõttu,  kuni  Usis    Ut
operatsioonivõimendi väljundis tekib pinge, mis sisendsignaali edasisel suurenemisel 
hakkab lineaarselt kasvama ülekandeteguriga k = Rts / Rsis. 
 
 
 
Muutes tugipinge ja ülekandeteguri  väärtusi,  saame muuta tundetuse tsooni  laiust ja 
tunnusjoonte tõusu. 
3.4. Analoogandurid.  
 
Elektriajamite  suletud  juhtimissüsteemides  kasutatakse  elektriajamite  staatiliste  ja 
dünaamiliste tunnusjoonte formeerimiseks mitmesuguseid tagasisidesid pinge, voolu, 
kiiruse,  asendi  jne  järgi.  Sellised  tagasisided  realiseeritakse  mitmesuguste  vastavate 
andurite  abil.  Andurid  võivad  olla  kas  analoogse  või  diskreetse  toimega.  Analoog-
anduritelt  saadav  kasulik  elektriline  signaal  on  pidev  ja  mingis  funktsionaalses 
sõltuvuses kontrollitavast suurusest. Vaatleme analoogjuhtimisskeemides kasutatavaid 
andureid. 
 
3.4.1. Pingeandurid. 
 
Alalisvooluajamites  kasutatakse  pingeandurina  potentsiomeetrit,  milline  ühendatakse 
alalisvoolumootori ankruklemmidele (joonis 3.15.a). 
 
 
 
Joonis 3.15 
 
Vahelduvvooluajami  korral  alaldatakse  trafo  T   sekundaarpinge   alaldussilla  V  abil  ja 
tagasisidesignaal saadakse potentsiomeetrilt R (joonis 3.15.b). 
 
Tagasisidesignaali  Uts,U  nivood  ja  seega  tagasisidetegurit  saab  reguleerida  potentsio-
meetri liuguri nihutamisega. 
 
3.4.2. Vooluandurid. 
 
Alalisvooluajamites  kasutatakse  vooluandurina  alalisvoolumootori  ankruahelasse 
lülitatud  shunti  R  (joonis  3.16.a),  mille  pingeklemmidelt  võetakse  ankruvooluga 
võrdeline signaal 
 
Uts,i = Ia * R . 
 
 
 
Saadud  signaali  võib  teatava  veaga  lugeda  ka  mootori  poolt  arendatava  momendiga 
võrdeliseks  signaaliks,  sest  alalisvoolumootori  moment  on  võrdeline  tema  ankru-
vooluga. 
Vahelduvvooluajamites  ühendatakse  staatorivooluga  võrdelise  signaali  saamiseks 
staatoriahelasse  voolutrafo  T,  mille  sekundaarmähisel  tekkiv  pinge  alaldatakse 
alaldussilla V abil (joonis 3.16.b). 
 
 
 
Joonis 3.16 
 
Vooluga  võrdelise  tagasisidesignaali  võib  võtta  ka  alalisvoolumootori  lisapooluse 
mähiselt. 
 
Viimastel aastatel on kasutusele võetud ka Halli tajuril põhinevad vooluandurid / 7/. 
 
3.4.3. Kiiruseandurid. 
 
Kiiruse  analoogandurina  võib  kasutada  kas  tahhomeetrilist  silda  või  mitmesuguseid 
tahhogeneraatoreid. 
 
Tahhomeetriline   sild  kujutab endast staatilist kiiruseandurit ja ta on kasutatav alalis-
voolumootori  kiirusega  võrdelise  tagasisidesignaali  saamiseks.  Tahhomeetrilise  silla 
skeemi on kujutatud joonisel 3.17. 
 
 
 
 
Joonis 3.17 
Tahhomeetrilise silla takistite R1 ja R2 takistused peavad olema palju suuremad ankru- 
mähise  takistusest.  Lisapooluse  kasutamise  asemel  silla  ühe  õla  takistina  võib  tema 
asemel lülitada skeemi ka muu takisti. 
 
Kui valida R1 ja R2 selliselt, et oleks täidetud tingimus 
 
R1 * Ra = R2 * Rlp , 
 
on sild tasakaalustatud ja tema diagonaali pinge (pinge punktide A ja B vahel) ei sõltu 
ankruvoolust Ia, st mootori koormusest ja on 
 
Uts, = R1 * k * n *  / (R1 + R2) = Ctms *  , 
 
kus 
Ctms – tahhomeetrilise silla ülekandetegur. 
 
Tahhomeetrilist  silda  saab  kasutada  ainult  alalisvoolumootori  pöörlemiskiirusega 
võrdelise tagasisidesignaali saamiseks. 
 
Juhul  kui  kiiruse  tagasisidesignaalilt  ei  nõuta  suurt  täpsust,  võib  mootori  kiirusega 
võrdelise  signaali  võtta  vahetult  mootori  harjadelt,  kuid  sel  juhul  ei  sõltu  saadud 
signaal mitte ainult kiirusest, vaid ka mootori ankruvoolust, st tema koormusest. 
 
Alalisvoolu  tahhogeneraator    kujutab  endast  väikesevõimsuselist  eelistatavalt  püsi- 
magnetergutusega  alalisvoolugeneraatorit  (joonis  3.18),  mille  võll  ühendatakse 
elektrimootori või töömasina võlliga. 
 
 
 
 
 
Joonis 3.18 
 
Juhul  kui  tahhogeneraatori   magnetvoog   on   konstantne ,  on  tema  ankrumähises 
indutseeritud emj võrdeline ankru pöörlemiskiirusega: 
 
Ea = k * *ce * , 
 
kus 
ce – tahhogeneraatori ülekandetegur ( ce = k * ); 
 
k – tahhogeneraatori konstruktsioonitegur. 
 
Täiendavat  teavet  alalisvoolu  tahhogeneraatori  kohta  võib  saada   elektrimasinate  
õpikutest, näiteks /5/. 
 
Asünkroontahhogeneraator  sarnaneb  oma  ehituselt  õõnesrootoriga  asünkroontäitur- 
mootoriga .  Oluline  erinevus  seisneb  õõnesrootori  valmistamiseks  kasutatavas 
materjalis  –  asünkroontahhogeneraatori  õõnesrootor  valmistatakse  suure  eritakistuse 
ja  väikese  takistuse  temperatuuriteguriga  sulamist  (konstantaan,  manganiin  vms). 
Tahhogeneraatori  staatori  magnetsüdamiku  uuretesse  paigutatakse  kaks  teineteise 
suhtes 90º võrra nihutatud mähist – ergutusmähis ja  generaator (mõõte-)mähis (joonis 
3.19). 
 
 
 
 
 
 
Joonis 3.19 
 
Kui  lülitada  ergutusmähis  vahelduvvooluvõrku,  tekitab  ergutusvoolu  Ie  põhjustatud 
piki(d-d-)teljesuunaline  mmj  Fd  tahhogeneraatori  magnetahelas  d-d-teljesuunalise 
pulsseeriva  magnetvoo   .  Rootori  pöörlemisel  indutseeritakse  selle  magnetvälja 
d
toimel generaatormähises emj 
 
Eg = 4,44 * C* f1 * wg * km,g * Ctg * 

kus 
Cmagnetvoo 2q ja rootori pöörlemiskiiruse võrdelisuse tegur; 
 
f1 – toitesagedus; 
 
wg – generaatormähise keerdude  arv; 
 
km,g –  generaatormähise mähise tegur, mis arvestab generaatormähises 
 
 
indutseeritud emj vähenemist mähise konstruktsiooni iseärasuste tõttu; 
 
Ctg – tahhogeneraatori ülekandetegur. 
 
Kui  nüüd  ühendada  generaatormähisega  koormustakisti  Zk,  voolab  tekkinud  suletud 
vooluahelas   vool  I .  Tavaliselt  on  koormustakisti  takistus  suur  ja  seetõttu  ei  teki 
g
generaatormähisel olulist pingelangu ja seega 
 
Uvälj ≈ Eg = Ctg * . 
 
Siiski  tekivad  tahhogeneraatoris  kiiruse,  temperatuuri  ja  sageduse  viga,  milliste 
vähendamiseks  kasutatakse  mitmesuguseid  võtteid.  Samuti  on  tahhogeneraatori 
välistunnusjoon  ebasümmeetriline,  mille  põhjuseks  on  jääkemj  –  liikumatu  rootori 
korral  generaatormähises  indutseeritud  emj.  Jääkemj  vähendamiseks  kasutatakse 
samuti mitmesuguseid võtteid. 
 
Asünkroontahhogeneraatori eeliseks võrreldes alalisvoolu tahhogeneraatoriga on tema 
töökindlus,  puuduseks  aga  suuremad  mõõtmed,  mis  on  tingitud  suurest  mitte-
magnetilisest pilust ja sellest tingitud suurest magneetimisvoolust. 
 
Täiendavat teavet asünkroontahhogeneraatori kohta vt /5/. 
 
Sünkroontahhogeneraator    kujutab  endast  väikesevõimsuselist  ühefaasilist  püsi- 
magnetergutusega sünkroongeneraatorit. Tema  staator  koosneb magnetsüdamikust 1, 
mille  uuretesse  on  paigutatud  generaator(mõõte-)mähis  2.  Staatori  sees  asub 
paljupooluseline püsimagnetrootor 3 (joonis 3.20). 
 
 
 
 
 
Joonis 3.20 
 
Kui rootor pöörleb  nurkkiirusega  , siis tema poolt tekitatud alalismagnetvälja  jõu- 
jooned  lõikuvad  generaatormähise  juhtmetega  ning  indutseerivad  generaatormähises 
rootori pöörlemiskiirusega võrdelise vahelduvemj 
 
Eg =  4,44 * p * * wg *  * km,g / (2) = Ctg * 

kus 
p – rootori pooluspaaride arv; 
 
wg – generaatormähise keerdude arv; 
 
 - alalismagnetvoog; 
 
km,g – generaatormähise mähise tegur, mis arvestab mähises indutseeritud 
 
          emj vähenemist mähise konstruktsiooni iseärasuste tõttu; 
 
Ctg – tahhogeneraatori ülekandetegur. 
 
Sünkroontahhogeneraatori  väljundtunnusjoon  Uvälj  =  f()  on  mittelineaarne,  sest 
generaatormähise emj sageduse muutumine põhjustab generaatormähise ja koormus-
takisti  induktiivtakistuse  muutumise.  Seetõttu  on  sünkroontahhogeneraatori 
kasutamine  automaatjuhtimissüsteemides  raskendatud.  Tavaliselt  kasutatakse  teda 
kiiruse  mõõtmiseks,ühendades  tema  generaatormähisega  kiiruse  mõõtmiseks  ümber- 
gradueeritud voltmeetri. 
 
Täiendavat teavet sünkroontahhogeneraatori kohta vt /5/. 
 
3.4.4. Asendiandurid. 
 
Asendiandureid  kasutatakse  tavaliselt  elektrimootori  või  tööorgani  võlli  pöörde-
nurgaga   võrdelise  signaali  saamiseks.  Asendianduritena  kasutatakse  mitmesuguseid 
eriotstarbelisi elektrimootoreid, aga ka elektroonikakomponente. 
 
 
 
Pöörlev  trafo  kujutab  endast  väikesevõimsuselist  induktsioontüüpi  elektrimasinat. 
Kõige  sagedamini  leiavad  kasutamist  kahepooluselised  pöörlevad   trafod ,  millel  on 
kaks  paari  ühesuguseid  teineteisega  risti  asetsevaid  mähiseid:  üks  nendest  paaridest 
paikneb  rootori,  teine  staatori  magnetsüdamikul.  Ühte  paari  kuuluvad  ergutus-  ja 
kompensatsioonimähis, teise paari mõõtemähised (joonis 3.21). 
 
 
 
Joonis 3.21 
 
Ergutusmähist  w1  toidetakse  ühefaasilisest  vahelduvvooluvõrgust.  Ergutusmähises 
voolav vool tekitab õhupilus pulsseeriva magnetvoo, mis indutseerib rootorimähistes 
w2 ja w3 emj, mille tulemusena koormustakistitel Zk1 ja Zk2 tekivad pinged  
 
U2 = U2m * sin

ja 
 
 
 
        U3 = U3m * cos

kus 
 - pöörleva trafo rootori pöördenurk. 
 
Kompensatsioonimähis  wk  on  ette  nähtud  mõõtemähistes  voolava  voolu  poolt 
tekitatud magnetvoo  mõju vähendamiseks ergutusmagnetvoole ja ta kas lühistatakse 
või ühendatakse temaga takisti. 
 
Eristatakse  siinuselis-koosinuselist  pöörlevat  trafot  (skeem  joonisel  3.21.a)  ja 
lineaarset  pöörlevat  trafot  (skeemid  joonisel  3.21.b  ja  c).  Lineaarsel  pöörleval  trafol 
on rootorimähise väljundpinge võrdeline rootori pöördenurgaga. 
 
Lähemat teavet pöörleva trafo kohta vt /5/. 
 
 
 
Selsüün kujutab endast eriotstarbelist väikesevõimsuselist asünkroonmasinat ja ta on 
kasutatav  peale  etteandeseadmena  ka  muudeks  otstarveteks,  näiteks  tema  rootori 
pöördenurgast  sõltuva  pinge  saamiseks,  st  asendiandurina.  Tavaliselt  töötavad 
selsüünid  paaris:  selsüünandur  SA  ja  selsüünvastuvõtja  SV.  Levinum  on  selsüünide 
trafolülitus (joonis 3.22) ja kõige sagedamini kasutatakse sellist lülitust järgivajamites.   
 
 
 
Joonis 3.22 
 
Selsüünanduri ergutusvool tekitab temas pulsseeriva magnetvoo, mis indutseerib tema 
rootorimähises  emj,  mille  suurus  sõltub  rootori  asendist  staatori  suhtes,  st  rootori 
pöördenurgast   .  Seega  sõltub  selsüünanduri  ja  selsüünvastuvõtja  rootorimähistes 
sa
voolav  vool  Isünk  ja  selsüünvastuvõtjas  selle  voolu  poolt  tekitatud  magnetvoog 
pöördenurgast  . See magnetvoog indutseerib selsüünvastuvõtja ergutusmähises emj 
sa
ja mähise klemmidel tekib pinge 
 
Uvälj = Uvälj,m * sin 
sa

mida saab kasutada näiteks kõrvalekaldesignaalina. 
 
Magnesüün  kujutab  endast  kontaktivabat  elektromehaanilist  pöördenurga   andurit . 
Tema ehitus on lihtsam kui selsüünil või pöörleval trafol, ta on väiksemate mõõtmete 
ja massiga ja ta tagab küllaltki hea mõõtmistäpsuse (2,5º ja vähem). 
 
 
Magnesüüni on kujutatud joonisel 3.23. 
 
 
 
 
Joonis 3.23 
 
Magnesüünil  on  uureteta  rõngassüdamik  2,  millele  on  mähitud  spiraalne  mähis  3. 
Mähisel on klemmid C1 ja C2 tema ühendamiseks ühefaasilisse vahelduvvooluvõrku 
ja  klemmid  C3  ja  C4,  mis  on  teineteisest  nihutatud  120º  võrra  ja  nendelt  võetakse 
väljundpinge.  Magnesüüni  rootoriks  on  silindriline  püsimagnet  1,  mis  ühendatakse 
mootori  või  töömasina  võlliga.  Andes  klemmidele  C1  ja  C2  toitepinge  U1,  tekib 
klemmidel C3 ja C4 väljundpinge Uvälj, mis sõltub magnesüüni rootori pöördenurgast. 
 
Induktosüün  kujutab  endast  trükkmähistega  elektrimasinat.  Pöördliikumisega 
induktosüün (joonis 3.24) koosneb paigalseisvast staatorist ja pöörlevast rootorist.  
 
 
 
Joonis 3.24 
 
Masina mähised on valmistatud trükimeetodil ja kujutavad endast siksakilist vaskriba. 
Staatoril   paikneb  tavaliselt  ergutusmähis,  rootoril  kaks  mitmesse  sektsiooni  jaotatud 
mõõtemähist,  aga  võib  olla  ka   vastupidine   mähiste   paigutus .  Kaks  mõõtemähist  on 
 
 
vajalikud liikumissuuna määramiseks ning need on teineteise suhtes ¼ perioodi võrra 
nihutatud. Vastavalt sellele nimetatakse neid siinus - ja koosinusmähisteks. 
 
Induktosüüni  mähiste  sobiva  kuju  ning  lülituse  korral  tekib  induktosüünanduri 
väljundis tema rootori pöördenurgast sõltuv pinge 
 
U = Um * sin

või 
 
 
 
         U = Um * cos

Kasutatakse ka kulgliikumisega induktosüüne (joonis 3.25) 
 
 
 
Joonis 3.25 
 
Kulgliikumisega  induktosüüni  liikuvat  osa  nimetatakse  liuguriks.  Suure  ulatusega 
kulgliikumise  mõõtmiseks kasutatakse üksikutest lineaarsetest moodulitest koostatud 
induktosüüne, mille pikkus võib ulatuda  mitme meetrini. 
 
Trükitud  mähiste  asetuse,  kuju,   laiuse   ja  poolusjaotuse  õige  valikuga  saavutatakse 
staatori ja liuguri mähiste vastastikuse induktiivsuse ja järelikult ka indutseeritud emj 
siinuseline muutumine sõltuvalt liuguri asendist staatori suhtes.  
 
Asendianduritena  võib  kasutada  ka  lineaarpotentsiomeetreid,  milliste  liugkontakt  on 
ühendatud liikuva mehhanismiga. 
 
 
 
 
 
 
3.4.5. Momendiandurid. 
 
Masinate  pöördemomendiandurite  töö  põhineb  kalibreeritud   elastsusega   mõõtevõlli 
väändenurga  mõõtmisel.  Mõõtevõll  ühendatakse  momendi  ülekandeahelasse,  nt 
mootori  ja  töömasina  võllide  vahele.  Raskete  töötingimuste  tõttu  tuleb  momendi-
anduri  valmistamisel  ning   paigaldamisel   erilist  tähelepanu  pöörata  täpsusele  ja  töö- 
kindlusele. Seetõttu on momendiandurid keeruka ehitusega ja nende töökindlus jätab 
soovida , mistõttu nad leiavad harva kasutamist. 
 
Täpsemat teavet momendiandurite kohta vt / 7/. 
 
 
3.5. Diskreetandurid. 
 
Diskreetandurite väljundsignaal on kas  binaarne , st kirjeldatav seisunditega „1” ja „0” 
või  kujutab  endast  ühepolaarsete  impulsside  kogumit.  Diskreetandureid  kasutatakse 
kiiruse ja asendi mõõtmiseks. 
 
3.5.1. Kiiruseandurid. 
 
Elektromehaaniline   kiiruse  kontrolli  relee  (joonis  3.26)  töötab  induktsioonmootori 
põhimõttel. 
 
 
       Joonis 3.26 
 
Relee  rootoriks  on  püsimagnet  1,  mis  ühendatakse  elektrimootori  või  töömasina 
võlliga. Rootor on paigutatud alumiiniumsilindrisse 5, mis kujutab endast relee lühis-
mähist. Silinder saab pöörduda oma pikitelja suhtes mingisuguse väikese nurga võrra. 
 
 
 
Kui  relee  rootor  ei  pöörle  (mootor  ei  tööta),  on  silinder  5  neutraalasendis  ja  relee 
kontaktid  4  lähteasendis.  Kui  mootor  käivitub,  indutseerib  rootoriga  kaasapöörlev 
magnetväli  alumiiniumsilindris  emj  ja  voolu.  Alumiiniumsilindri  voolu  ja  rootori 
magnetvälja  koostoimest  tekkiv  moment  pöörab  alumiiniumsilindrit  mingi  nurga 
võrra ja selle tulemusena lülitab kang 3 kontaktid 4 ümber. Kui mootor välja lülitada 
või  pidurdada, siis nullilähedasel  kiirusel  naaseb silinder  5 lähteasendisse ning relee 
kontaktid  tagastuvad.  Kiirust,  mille  juures  toimub  relee  rakendumine,  reguleeritakse 
seadistuskruvidega 2. 
 
Sellist  kiiruse  kontrolli  releed  võib  edukalt  kasutada  mootori  vastulülituspidurduse 
automatiseerimiseks,  st  mootori  võrgust  väljalülitamiseks  peale  tema  kiiruse 
vähenemist nullilähedaseks. 
 
Induktsioonimpulssandur  (joonis 3.27) koosneb hammaskettast 1 (primaarelement), 
mis  ühendatakse  mootori  või  töömasina  võlliga.  Hammaste  vastas  asub   induktor   2, 
mis  kujutab  endast  püsimagnetit  temale  paigutatud  mõõtemähisega  3,  millist 
toidetakse alalispingega U.  
 
 
 
Joonis 3.27 
 
Mähiselt  võetav  pinge  antakse  läbi  kondensaatori  C  võimendi  sisendisse.  Võimendi 
täidab samaaegselt ka impulsside formeerimise ülesannet.  Hammasketta pöörlemisel 
muutub  õhupilu  suurus  hammasketta  hammaste  ja  induktori  pooluste  vahel.  Selle 
tulemusena  muutub  järsult  õhupilu  magnetiline  takistus  ja  magnetvoog.  Muutuv 
magnetvoog indutseerib mähises 3 emj sagedusega 
 
f =  * N / (2 , 
 
kus 
N – hammasketta hammaste arv; 
 
 - hammasketta  nurkkiirus . 
 
 
 
Selle  emj  poolt  tekitatud  vahelduvpinge  Usis  antakse  läbi  kondensaatori  C  võimendi 
sisendisse,  mis  võimendab  selle  signaali  ning  formeerib  sellest  üksteisele  järgnevad 
täisnurksed   impulsid ,  milliste  sagedus  on  võrdeline  mõõdetava  kiirusega.  Nende 
impulsside edasisel töötlemisel muundatakse nad kahendarvuks, loendades neid mingi 
ajavahemiku jooksul ja salvestades selle arvu mällu kuni järgmise ajaintervalli lõpuni. 
 
Vajaduse korral võib selle muutuva sagedusega signaali muundada ka alalispingeks, 
näiteks integreeriva operatsioonivõimendi abil. 
 
Induktsioonimpulssandurit  saab  kasutada  ka  võlli  pöördenurga  mõõtmiseks,  see 
tähendab  diskreetasendiandurina,  kui  hakata  loendama  hammasketta  pöördumisel 
tekkinud impulsside arvu. 
 
Fotoelektriline impulsskiirusandur  (joonis 3.28) koosneb valgusvoo allikast, näiteks 
valgusdioodist, modulatsioonikettast ja fototajurist, näiteks fotodioodist.  
 
 
Joonis 3.28 
 
Modulatsiooniketas  kujutab  endast  optiliselt  läbipaistvate  piludega   ketast ,  mis 
kinnitatakse  mootori  või  töömasina  võllile  ja  mis  pöörlemisel  sulgeb  perioodiliselt 
valgusvoo pääsu fototajurile ning tekitab viimases perioodiliselt muutuva voolu, mille 
pulsatsiooni  sagedus  on  võrdeline   ketta   pöörlemiskiirusega.  Anduri  täpsus  sõltub 
impulsside arvust ühe pöörde kohta. Valgusvoo pulsatsioonisageduse  suurendamiseks  
kasutatakse  lisaks  modulatsioonikettale  mitmesuguse  mustriga  rasterplaate  (vt  /  7  /), 
mille  pilud  on  modulatsiooniketta  piludega  võrreldes  kaldu.  Sel  juhul  läbib 
valgusvoog  nii modulatsiooniketta kui ka rasterplaadi ning ühe  pilu  möödumisel tekib 
fototajuril  mitu  valgusvoo   maksimumi   ja  miinimumi.  Täpsetelt  fotoelektrilistelt 
impulssandureilt saadakse 103…104 ja rohkemgi impulssi  ketta ühe pöörde kohta. 
 
3.5.2. Asendiandurid. 
 
Diskreetasendianduritena  võib  kasutada  mitmesuguseid  kontakt-  ja  kontaktivabasid 
teekonna-  ja  lõpplüliteid.  Neid  kasutatakse  näiteks  tsüklilise  programmjuhtimise 
 
 
süsteemides  ja  nad  annavad  ühekordse  diskreetse  signaali  töömasina  mingi  osa  või 
muu liikuva keha jõudmisel nendeni . 
 
Läbitud  tee  või  võlli  pöördenurga  pidevaks  mõõtmiseks  kasutatakse  mitmesuguseid 
asendiandureid,  millised  annavad  diskreetseid  signaale,  milliste  hulk  sõltub  läbitud 
teest. 
 
Eelpoolkirjeldatud  fotoelektrilist  andurit  saab  kasutada  ka  fotoelektrilise  impulss-
asendiandurina  mootori või  töömasina võlli  pöördenurga mõõtmiseks,  kui  loendada 
modulatsiooniketta pöördumisel tekkivate impulsside arvu. 
 
Omaette   probleemiks  selliste  impulssasendiandurite  korral  on  liikumissuuna 
määramine.  Selleks  tehakse  impulssandurid  kahekanalilistena  (joonis  3.29.a),  nii  et 
need annavad teineteise suhtes ¼ perioodi võrra nihutatud impulsse. Kahe impulsijada 
võrdlemisel määrab vastav loogikalülitus liikumissuuna (joonis 3.29.b). 
 
 
 
Joonis 3.29 
 
Impulssasendianduril lisandub veel kolmas  kanal ,  millelt  saadakse modulatsiooniketta 
iga  pöörde  kohta  üks  indeksiimpulss.  Seda  impulssi  kasutatakse  anduri 
kalibreerimiseks lähteasendi suhtes. 
 
Fotoelektriline koodasendiandur (joonis 3.30) sarnaneb oma ehituselt fotoelektrilise 
impulssasendianduriga. Vahe on modulatsiooniketta ehituses. 
 
 
 
 
Joonis 3.30 
Fotoelektrilise koodasendianduri modulatsioonikettal on mitu kontsentrilist rada, mis 
koosnevad segmendikujulistest optiliselt läbipaistvatest ja mitteläbipaistvatest osadest. 
Kõige sisemisel rajal on kaks osa – üks läbipaistev ja teine mitteläbipaistev, järgmisel 
rajal kaks läbipaistvat ja kaks mitteläbipaistvat osa jne. Seega on modulatsiooniketas 
kodeeritud   8421 -kahendkoodis, kusjuures sisemine rada annab kahendkoodis esitatud 
arvu   vanima   järgu,  kõige  välimine  aga  noorima  järgu.  Modulatsiooniketas  võib  olla 
kodeeritud ka Gray  koodis , mis on samuti  kahendkood , kuid erineb 8421-koodist selle 
poolest, et kaks järjestikulist kahendkoodis arvu ei erine teineteisest rohkem kui ühe 
koha võrra. Gray koodi kasutamine tagab tavalise kahendkoodiga võrreldes anduri ja 
juhtimissüsteemi  suurema  töökindluse,  sest  koodi  muutumisest  tingitud  loogika-
lülituste ümberlülitumiste arv on minimaalne. 
 
Elektriline signaal saadakse järgmiselt (joonis 3.31.a). 
 
 
 
Joonis 3.31 
 
 
 
Fotodiood  V  on  lülitatud  operatsioonivõimendi  sisendisse.  Operatsioonivõimendi 
töötab  releelise  elemendina.  Lähteasendis  on  ta  tänu  negatiivsele  tugipingele  Ut 
suletud. Kui fotodioodile langeb valgusvoog, siis ta avaneb ning tema väljundis tekib 
elektriline  signaal,  mis  vastab  kahendarvu  mingi  järgu  väärtusele  „1”.  Selliseid 
kanaleid on iga raja (kahendarvu järgu) jaoks üks. 
 
Igale modulatsiooniketta asendile ühe pöörde ulatuses vastab üheselt määratud „0” ja 
„1”  kombinatsioon  võimendite  väljundites,  st  modulatsiooniketta  pöördenurga 
kindlaksmääratud  arvuline  väljendus.  Käesoleva  näite  korral  vastavad  ketta  ühele 
pöördele  kahendarvud   00000   kuni  11111.  Kümnendsüsteemis  vastab  see  arvudele  0 
kuni 31. 
 
Anduri diskreetsus(täpsus, lahutusvõime) on määratud avaldisega 
 
 = 360º / 2n , 
 
kus 
n – modulatsiooniketta radade (kahendarvu järkude) arv. 
 
Käesoleva näite korral   = 360º / 25 = 11º 15´ . 
 
IV. Alalis- ja vahelduvvooluajamite suletud 
juhtimissüsteemid 
 
Elektriajamite  suletud  juhtimissüsteeme  kasutatakse  siis,  kui  on  vaja  tagada  töö-
organite  liikumise  kõrged  kvaliteedinäitajad  –  suur  kiiruse  reguleerimise   diapasoon , 
reguleerimise stabiilsus, peatumise täpsus, siirdeprotsesside etteantud kulgemine, aga 
samuti  tehnoloogiliste  seadmete  ning  elektriajami  enda  töö  ökonoomsus  ning 
optimaalne   toimimine .  Suletud  juhtimissüsteemide  põhitunnuseks  on  elektriajami 
selline   automaatjuhtimine   ilma  inimese  osavõtuta  juhtimisprotsessis,  mille  korral 
elektriajam  täidab  oma  ülesandeid  parimal  võimalikul  viisil  kõikvõimalike  juht-
toimete ning välishäiringute korral. 
 
 
4.1. Elektriajamite suletud juhtimissüsteemide struktuurid. 
 
Elektriajamite  suletud  juhtimissüsteemide  struktuurid  koostatakse  kas  häiringute 
või kõrvalekallete kompenseerimise põhimõttel. 
 
Vaatleme  enimlevinud  välishäiringu,  koormusmomendi  Tst  kompenseerimise  põhi-
mõtet  kiiruse  stabiliseerimisel.  Sellise  elektriajami  suletud  juhtimissüsteemi  põhi-
tunnuseks  on  ahela  olemasolu,  mille  kaudu  antakse  elektriajami  sisendisse  koos 
kiiruse etteandesignaaliga koormusmomendiga võrdeline signaal Xh (joonis 4.1.a). 
 
 
 
 
 
Joonis 4.1 
 
Võrdlussõlme  suunatakse  reguleeritava  koordinaadi,  näiteks  kiiruse  etteandesignaal 
Xe ja häiringuga, näiteks koormusmomendiga võrdeline signaal 
 
Xh = kh * h. 
 
Võrdlussõlmes nad summeeritakse ja elektriajamit juhitakse signaaliga 
 
Xj = Xe + Xh , 
 
milline  muutub  koormusmomendi  muutumisel  automaatselt  vajalikus  suunas, 
kindlustades  juhtimissüsteemi  abil  elektriajami  kiiruse  hoidmise  etteantud  väärtusel. 
Seda efektiivset juhtimissüsteemi kasutatakse harva, sest puuduvad lihtsa ehitusega ja 
seega töökindlad momendiandurid. 
 
Enamik  elektriajamite  suletud  juhtimissüsteemidest  on  üles  ehitatud  kõrvalekalde 
kompenseerimise  põhimõttel.  Selliseid  süsteeme  iseloomustab  tagasisideahela 
olemasolu, mis ühendab omavahel elektriajami sisendi ja väljundi (joonis 4.1.b). 
 
Nüüd  suunatakse  võrdlussõlme  reguleeritava  koordinaadi,  näiteks  kiiruse  etteande-
signaal Xe ja reguleeritava koordinaadiga võrdeline tagasisidesignaal 
 
Xts = kts * Y. 
 
Võrdlussõlmes nad summeeritakse ja elektriajamit juhitakse signaaliga 
 
Xj = Xe + Xts . 
 
Seega  mõjutab  reguleeritava  koordinaadi  kõrvalekaldumine  etteantud  väärtusest 
juhtimissüsteemi kaudu elektriajamit kõrvaldamaks tekkinud kõrvalekallet. Järelikult 
toimub liikumise juhtimine juhtimistulemust arvesse võttes. 
 
 
 
Kasutatavad  tagasisidede  liigid  jaotatakse  positiivseteks  ja  negatiivseteks, 
lineaarseteks ja mittelineaarseteks, jäikadeks ja paindlikeks (elastseteks). 
 
Positiivne tagasiside  on selline tagasiside, mille signaal  on  etteandesignaaliga sama- 
suunaline , st etteandesignaal ja tagasisidesignaal liituvad. 
 
Negatiivne tagasiside on selline tagasiside, mille signaal on etteandesignaaliga vastas- 
suunaline, st tagasisidesignaal lahutub etteandesignaalist. 
 
Lineaarset  tagasisidet  iseloomustab  reguleeritava  koordinaadi  ja  tagasisidesignaali 
vaheline võrdelisus. 
 
Mittelineaarse  tagasiside  korral  võrdeline  seos  reguleeritava  koordinaadi  ja 
tagasisidesignaali vahel puudub. 
 
Jäik tagasiside toimib nii elektriajami väljakujunenud talitluses kui siirdetalitlustes. 
 
Paindlik  tagasiside  toimib  ainult  elektriajami  siirdetalitlustes  ning  kindlustab 
siirdetalitluste  etteantud  kvaliteedi,  näiteks  liikumise  stabiilsuse,  lubatava  üle-
reguleerimise jne.  
 
Sõltuvalt  reguleeritavast  koordinaadist  kasutatakse  elektriajamite  suletud  juhtimis- 
süsteemides kõiki ülaliseloomustatud tagasisidesid kiiruse, asendi, voolu,  pinge, emj 
ja magnetvoo järgi. 
 
Selleks  et  tagada  tehnoloogilise  protsessi  ettenähtud  kulgemine  ja  kvaliteet, 
kasutatakse  elektriajamite  juhtimiseks  peale  ülalkirjeldatud  nn  „sisemiste”  tagasi-
sidede  sageli  ka  tehnoloogilistelt  anduritelt  saadavaid  tagasisidesignaale  lõikejõu, 
rõhu,  temperatuuri,  nivoo  jne  järgi.  Sel  juhul  moodustab  elektriajam  koos 
tehnoloogilist  protsessi  või  operatsiooni  läbiviiva  masina  või  mehhanismiga 
automaatreguleerimissüsteemi.  Tehnoloogiliste  tagasisidesignaalide  kasutamist 
iseloomustab joonisel 4.2 toodud näide. 
 
 
 
 
 
Joonis 4.2 
 
Nüüd  on  elektriajam  jõureguleerimisseadmeks,  mille  väljundkoordinaat  Y  (näiteks 
kiirus  )  on  juhttoimeks  töömasinale  ning  kindlustab  tehnoloogilise  protsessi  ette-
nähtud  kulgemise  nii  etteandesignaali  Xt,e  kui  häiresignaali  h2  muutumisel.  Elektri- 
ajami  etteandesignaaliks  Xe  on  tehnoloogilise  parameetri  etteandesignaali  Xt,e  ja 
tehnoloogilise tagasisidesignaali Xt,ts summa või vahe. Selliseid tehnoloogilisi tagasi- 
sidesignaale  võib  olla  mitu  ning  elektriajami  etteandesignaali  moodustamiseks  võib 
kasutada mikroprotsessorit või arvutit. 
 
Tööorgani  liikumise  juhtimiseks  tuleb  mõnikord  reguleerida  mitut  elektriajami 
koordinaati, näiteks tema kiirust ja voolu ( momenti ). Sel juhul on võimalik kasutada 
erinevaid struktuuriskeeme. 
 
Ühise  võimendiga  skeem  (joonis  4.3)  võimaldab  reguleerida  kahte  elektriajami 
koordinaati – kiirust ja voolu (momenti).  
 
 
 
Joonis 4.3 
Tagasisidesignaalid  kiiruse  ja  voolu  järgi  Uts,ja  Uts,i  antakse  koos  kiiruse 
etteandesignaaliga  Ue,  juhtimissüsteemi  JS  sisendisse,  kus  nad  summeeritakse 
algebraliselt ja sel viisil moodustatud juhtimissignaaliga Uj muudetakse jõumuunduri 
väljundparameetrit, näiteks pinget U või sagedust f, st mõjutatakse elektrimootori EM 
elektrilist  osa  El.  Lõpptulemusena  muutub  elektrimootori  mehaanilise  osa  Meh,  st 
tema võlli pöörlemiskiirus 

Skeemi  eeliseks  on  tema  lihtsus,  kuid  ta  ei  võimalda  reguleerida  kiirust  ja  voolu 
(momenti) teineteisest sõltumatult. Siiski, kui kasutada mittelineaarseid tagasisidesid, 
saab  mingis  koordinaatide  väärtuste  vahemikus  neid  reguleerida  ka  teineteisest 
sõltumatult. 

Alluvkontuuridega skeemi on kujutatud joonisel 4.4. 
 
 
 
 
 
Joonis 4.4 
 
See  skeem  erineb  eelmisest  põhimõtteliselt  teistsuguse  ülesehituse  poolest.  Iga 
koordinaadi reguleerimine toimub omaette regulaatoriga, millised koos vastava tagasi- 
sidega moodustavad omaette suletud kontuuri. Kiiruse reguleerimise  kontuur  koosneb 
kiiruseregulaatorist  KR  ja  kiiruse  tagasisideseadmest  kts,.  Kiiruseregulaatori  KR 
sisendisse  antakse  kiiruse  etteandesignaal  Ue,  ja  kiiruse  tagasisidesignaal  Uts,. 
Kiiruseregulaatori  väljundsignaal  Ue,i  on  voolu  reguleerimiskontuurile  etteande-
signaaliks.  Voolu  reguleerimise  kontuur  koosneb  vooluregulaatorist  VR  ja  voolu 
tagasisideseadmest kts,i ja tema sisendisse antakse voolu etteandesignaal Ue,i ja voolu 
tagasisidesignaal  U .  Skeemilt  selgub  et  kiiruse  reguleerimise  kontuur  on  väli
ts,i
ne  ja 
voolu  reguleerimise  kontuur  sisemine.  Kuna  voolu  reguleerimise  kontuuri  etteande- 
signaaliks  on  kiiruseregulaatori  väljundsignaal,  on  voolu  reguleerimise  kontuur 
allutatud kiiruse reguleerimise kontuurile – kiirus on sellise suletud juhtimissüsteemi 
põhikoordinaadiks. 
 
Skeemi  põhiväärtus  on  selles,  et  on  olemas  võimalus  mõlema  koordinaadi 
reguleerimise  optimaalseks  häälestamiseks.  Seetõttu  kasutatakse  alluvkontuuridega 
skeemi sageli. Peale selle, voolukontuuri alluvus kiirusekontuurile võimaldab lihtsate 
vahenditega  piirata  voolu  ja  seega  momenti.  Selleks  on  vaja  piirata  vajalikul   nivool  
kiiruseregulaatori väljundsignaali, sest see on ju voolunivoo etteandesignaaliks. 
 
Vaadeldud  skeemid  kirjeldavad  üksikute  eraldi  töötavate  töömasinate  elektriajamite 
struktuuri. Paljud  tehnoloogilised  protsessid nõuavad aga sageli mitmete töömasinate 
ja  mehhanismide  ühendamist  ühisesse  kompleksi  nii,  et  nad  tegutseksid  vajalikul 
viisil kooskõlastatult. Sellise ühtse tehnoloogilise kompleksi töö annab aga parimaid 
tulemusi  siis,  kui  ta  on  automatiseeritud,  kusjuures  põhilist  osa  mängib  seejuures 
nende  elektriajamite  töö   automatiseerimine .  Elektriajamite  vastava  juhtimisega 
kindlustatakse  kõigi  tehnoloogiliste  operatsioonide  vajalik  järjekord,  tagatakse  nii 
seadmete  kui  elektriajamite  optimaalne  talitlus  ning  teostatakse  kõik  vajalikud 
blokeeringud ja kaitse. 
 
Selliste  tehnoloogiliste  komplekside  juhtimiseks  kasutatakse  arvuteid,  millised 
võimaldavad kiiresti töödelda tehnoloogilise protsessi  kulgu  iseloomustavat infot ning 
anda  juhtimissignaale  töömasinate  elektriajamitele  vastavalt  etteantud  programmile. 
Eriti sobivaid võimalusi loob mikroprotsessortehnika kasutamine, mis võimaldab nii 
 
 
keerukate  tehnoloogiliste  protsesside  automatiseerimist   tervikuna   kui  tema  üksikute 
operatsioonide ja tsüklite automatiseerimist. 
 
 
4.2. Alalisvooluajami suletud juhtimissüsteem negatiivse 
tagasisidega kiiruse järgi. 
 
Selleks et saada suurt kiiruse reguleerimise diapasooni ja kõrget reguleerimistäpsust, 
peavad  elektriajami  tunnusjooned  olema  jäigad.  Avatud  juhtimissüsteemiga  elektri-
ajamiga   jõuosa  struktuuriga  „jõumuundur-mootor”  seda  ei  ole  võimalik  saavutada, 
kuna  ajami  tunnusjooned  ei  ole  piisavalt  jäigad.  Peale  selle  ei  kindlusta  avatud 
süsteemi  tunnusjooned  voolu  ja  seega  momendi  täpset  reguleerimist  või  piiramist. 
Probleemi saab lahendada suletud juhtimissüsteemi abil. 
 
Selle  näiteks  vaatleme  alalisvooluajami  suletud  juhtimissüsteemi  negatiivse  tagasi-
sidega kiiruse järgi (joonis 4.5). 
 
 
 
Joonis 4.5 
 
Ajami  jõuosa  koosneb  võõrergutusega  alalisvoolumootorist  M  ja  kolmefaasilisest 
tüüritavast alaldist JM. Tagasisidesignaal kiiruse järgi saadakse püsimagnetergutusega 
tahhogeneraatorilt  B  ja  suunatakse  koos  kiiruse  etteandesignaaliga  Ue,  juhtimis-
süsteemi JS võrdlussõlme. 
 
Selleks  et  tuletada  ajami  tunnusjoonte  võrrandid  suletud  juhtimissüsteemi  korral, 
lähtume  ajami  elektromehaanilise  ja  mehaanilise  tunnusjoone  võrranditest  avatud 
juhtimissüsteemi korral 
 
Ejm /(k  (Ra + Rjm) * Ia /(ka  a ;         (1) 
 
 
 
 
 = Ejm /(k  (Ra + Rjm) * T /(ka  a ;         (2) 
 
ja lisaseostest   
 
 
Uts = * ; 
 
 
 
       (3) 
 
 
 
Usis = Ue,Uts ;



 
 
Uj = kjs * Usis ; 




Ejm = kjm * Uj .   
 
 
        (6)



Kasutatud tähised on: 
 
 
Ejm – jõumuunduri emj; 
 
Rjm – jõumuunduri sisetakistus ; 
 
kjs – juhtimissüsteemi ülekande(võimendus-)tegur; 
 
k –
jm   jõumuunduri ülekande(võimendus-)tegur; 
 
a – ideaalne tühijooksukiirus avatud süsteemi korral; 
 
a – staatiline kiiruslang avatud süsteemi korral; 
 
tahhogeneraatori ülekandetegur. 
 
Peale  (3),  (4),  (5)  ja  (6)  asendamist  valemitesse  (1)  ja  (2)  ning  vajalikke  teisendusi 
saame suletud süsteemi tunnusjoonte võrrandid 
 
kjs * kjm * Ue, / [k(1 + ksüst)] – (Ra + Rjm) * Ia / [k(1 + ksüst)] = s  s 
 
 
 
 
 
 
 
kjs * kjm * Ue, / [k(1 + ksüst)] – (Ra + Rjm) * T / [(k(1 + ksüst)] = s  s, 
 
kus 
ksüst = kjs * kjm *  - suletud juhtimissüsteemi ülekande(võimendus-)tegur; 
 
s – ideaalne tühijooksukiirus suletud süsteemi korral; 
 
s – staatiline kiiruslang suletud süsteemi korral. 
 
Avatud ja suletud juhtimissüsteemide tunnusjoonte jäikuse võrdlemiseks vastandame 
nende staatilised kiiruslangud 
 
a = (Ra + Rjm) * Ia /(k
 
 
ja 
 
 
 s = (Ra + Rjm) * Ia / [k(1 + ksüst)]. 
 
Lihtne on näha, et 
 
s = a / (1 + ksüst). 
 
Kuna ksüst > 0, siis 
ja järelikult on suletud süsteemi tunnusjooned jäigemad 
s   Il
negatiivne  tagasiside  voolu  järgi  ja  tunnusjooned  muutuvad  pehmemaks.  Voolu 
edasisel  suurenemisel  ja  kiiruse  vähenemisel  väärtuseni    sv.  Järelikult  ei  sobi  tavaline  aseskeem 
asünkroonmootori käivitus- ja pidurdustalitluste arvutamiseks. 
 
Lühisrootoriga  asünkroonmootori  töö  täpsemaks  kirjeldamiseks  kasutatakse 
täpsustatud  aseskeeme.  Joonisel  6.4.a  on  kujutatud  tavalist  T- kujulist   aseskeemi, 
joonisel  6.4.b  aga  üht  võimalikku  täpsustatud  aseskeemi,  millel  rootoriahelat 
kirjeldatakse mitme aktiiv- ja induktiivtakistuse järjestikparalleelühendusena. 
 
 
 
Joonis 6.4 
 
Täpsustatud aseskeemid arvestavad täielikumalt voolu väljatõrjumise efektist tingitud 
rootorimähise  takistuse  sõltuvust  libistusest.  Voolude  jagunemine  rootoriahela  kahe 
haru vahel ning voolude jaotuse muutumine sõltuvalt libistusest imiteerib analoogilist 
voolu väljatõrjumise efektist tingitud voolude ümberjaotumise protsessi rootorimähise 
varrastes.  Täpsustatud  aseskeemid  võimaldavad  küllaldase  täpsusega  välja  arvutada 
mootori mehaanilise tunnusjoone, mis erineb mõningal määral tunnusjoonest, mis on 
arvutatud tavalise aseskeemi alusel (joonis 6.5). 
 
 
 
Asünkroonmootori  skalaarmudel  on  aluseks  tema  harilike  juhtimissüsteemide 
loomisel. Skalaarmudeli alusel arvutatakse kõiki olekumuutujaid lihtsate algebraliste 
võrranditega,  ainult  mootori  nurkkiiruse    arvutamiseks  kasutatakse  elektriajami 
liikumise üldvõrrandit, st esimest järku diferentsiaalvõrrandit. 
 
 
 
 
Joonis 6.5 
  
Dünaamika-  ehk  vektormudelid:  kirjeldavad  asünkroonmootori  dünaamilisi 
talitlusi  ja  olekumuutujate  hetkväärtusi.  Pinge-,  voolu-  ja  magnetvoo  vektoreid 
käsitletakse kui ajas muutuvaid suurusi. Staatori ja rootori pinged ja  voolud , õhupilu 
magnetvoog ning mehaanilised suurused nagu pöördemoment, nurkkiirus ja mootori 
võlli  pöördenurk  seotakse  omavahel  mittelineaarsete  diferentsiaalvõrrandite 
süsteemiga.  Sageli  kasutatakse  asünkroonmootori  dünaamika  matemaatilise 
kirjeldamise   lihtsustamiseks  kolmefaasilise  masina  asemel  temaga  ekvivalentse 
kahefaasilise  masina  mudelit.  Vektormudeleid  saab  kasutada  asünkroonmootori 
dünaamiliste talitluste uurimiseks, aga ka tema vektorjuhtimiseks, kus vektormudelite 
abil hinnatakse mootori tegelikke olekumuutujaid. 
 
Kolmefaasilise  asünkroonmootori  staatorimähise   faasipingete   hetkväärtused 
arvutatakse  üldtuntud  valemitega  ja  nende  summeerimise  tulemusena,   eeldusel   et 
need  pingevektorid  on  ruumis  120º  võrra  nihutatud,  saame  kolmefaasilise  pinge 
ruumivektori 
 
u1(t) = u1U(t) * cos + u1V(t) * cos(/3) + u1W(t) * cos( /3), 
 
kus u1(t) on vektori moodul ajahetkel t ning selle nurk pöörlemistasandil. 
 
Sama võrrandi saab esitada ka komplekskujul alljärgnevana: 
 
 
 
u1(t) * ejt = u1U(t) + u1V(t) * ej2u1W(t) * ej4/3 .

Analoogiliselt võib kirjutada ka staatorivoolu vektori võrrandi 
 
i1(t) * ejt = i1U(t) + i1V(t) * ej2i1W(t) * ej4/3 
 
polaarkoordinaadistikus  või  kahe  ristuva,   reaal -  ja  imaginaarkomponendi  abil   rist - 
koordinaadistikus.  Vektorit  saab esitada ka kombineeritult, mooduli ning kahe suunda 
määrava  ristsuunalise  suunavektori  abil.  Nendeks  võivad  olla  näiteks  ühikvektori 
siinus- ja koosinuskomponendid. Kaks teineteisega ristuvat, siinus- ja koosinuskõvera 
järgi  ajas  muutuvat  vektori  komponenti  kirjeldavad  ruumis  teatud  nurkkiirusega 
pöörlevat vektorit. Selle väite näitlikustamiseks tuletame meelde, kuidas tekib pöörlev 
magnetväli kahefaasilises mootoris. Selleks on vaja faasimähised nihutada ruumis 90º 
võrra  ning  toita  neid  90º  võrra  nihutatud  vooludega,  st  ühes  mähises  muutub  vool 
siinus-,  teises  koosinuskõvera  järgi.  Just  sellist  siinus-koosinusühikvektorite  võtet 
kasutataksegi sageli vektorjuhtimisel. 
 
Suvalise  faasimähiste  arvuga  ning  nende  voolude  ajalise  nihutatusega  pöörleva 
väljaga   elektrimasina   võib  suhteliselt  lihtsate  võtetega  taandada  ekvivalentseks 
kahefaasiliseks  masinaks.  Selle  teisenduse  põhiideeks  on  see,  et  kõigepealt  leitakse 
pöörleva  välja  kompleksvektor  polaarkoordinaadistikus,  mis  seejärel  lahutatakse 
ristsuunalisteks  komponentideks.  Võimalik  on  ka  vastupidine  teisendus.  Tänu 
teisendustele  saab  suvalise  faaside  arvuga  pöörleva  magnetväljaga  elektrimasinaid 
ning  nendes  toimuvaid  füüsikalisi  protsesse  uurida  ekvivalentse  kahefaasilise 
elektrimasina mudeli abil. 
 
Asünkroonmootori  dünaamikamudeli  koostamist  alustatakse  tema  ühefaasilisest  ase- 
skeemist, mille põhjal kirjutatakse välja staatori- ja rootoriahela emj-de hetkväärtuste 
diferentsiaalvõrrandid.  Nendele  lisanduvad  veel  elektriajami  liikumise  üldvõrrand 
(samuti diferentsiaalvõrrand!) ja võrrand 
 
d/ dt = 

Seega  koosneb  lähtevõrrandisüsteem  neljast  diferentsiaalvõrrandist.  Selle  võrrandi-
süsteemi  lahendamist  raskendab  asjaolu,  et  muutujateks  pole  skalaarsuurused,  vaid 
staatori-  ja  rootorivoolu   vektorid ,  milliseid  tuleb  vaadelda  kompleksmuutujatena 
pöörlevas  koordinaadistikus.  Kui  lähtuda  pöörlevast  pingevektorist,  siis  võib  ka 
staatori- ja rootorivoolu vektoreid defineerida pöörlevates koordinaatides. Võrrandite 
edasisel teisendamisel võetakse kasutusele ka staatori ja rootori magnetvoo vektorid, 
mis lihtsustavad lähtevõrrandeid. 
 
Kõigi ülalkirjeldatud ja veel teiste teisenduste tulemusena saadakse asünkroonmootori 
dünaamika arvutamiseks vajalik  kompleksmuutujatega mittelineaarsete   diferentsiaal -
võrrandite  süsteem.  Selleks  et  üle  minna  reaalmuutujatega  võrranditele,  tuleb  neist 
eraldada reaal- ja imaginaarosad, st magnetvoo vektorid tuleb lahutada pingevektoriga 
paralleelseteks ja ristsuunalisteks komponentideks. 
 
 
 
Lõpptulemusena  saame  kümnest  diferentsiaalvõrrandist  koosneva  võrrandisüsteemi, 
mis  ongi  asünkroonmootori  matemaatiline  dünaamikamudel.  Selle  alusel  saab 
koostada   arvutile   struktuuriskeemi  ning  arvutada  mitmesuguseid  asünkroonmootori 
siirdetalitlusi  nagu  käivitamine,  voolu  ja  kiiruse  muutumine  koormuse  järsul 
suurenemisel või vähenemisel jne. 
 
 
 
6.3. Asünkroonajamite vektorjuhtimise olemus. 
 
Asünkroonajamite  vektorjuhtimine  erineb   tavalisest   skalaarjuhtimisest  põhiliselt 
selle  poolest,  et  juhtimisel  võetakse  arvesse  asünkroonmootori  elektriahelates 
toimuvad  dünaamilised  protsessid,  kusjuures  mootori  olekumuutujatena  toimivaid 
vahelduvvoolu suurusi käsitletakse hetkväärtustena. 
 
Nimetus  „vektorjuhtimine”  on  kasutusele  võetud  seetõttu,  et  olekumuutujate 
hetkväärtusi  on  mugav  esitada  ruumis  pöörlevate  vektoritena.  Kuna  põhiliseks 
asünkroonmootori olekut iseloomustavaks muutujaks on pöörleva magnetvälja  vektor , 
siis  nimetatakse  vektorjuhtimist  ka  väljasuunistuseks  (field  orientation).  Seega  on 
vektorjuhtimise peamiseks ülesandeks mootori magnetvälja vektori juhtimine nii, et 
oleks  tagatud  mootori  soovitud  pöördemoment  ja  kiirus  ning  rahuldatud  teatud 
kvaliteedikriteeriumid nagu näiteks toimekiirus, suur kasutegur vms. 
 
Asünkroonmootori  pöördemoment  tekib  staatorimähise  pöörleva  magnetvälja  ja 
rootorimähises  indutseeritud  voolude  vastastikuse  toime  tulemusena.  Maksimaalne 
pöördemoment  saavutatakse  juhul  kui  magnetvälja   vektor   on  rootorimähises 
indutseeritud vooluvektoriga risti. Kuna mootor on nii elektriliselt kui mehaaniliselt 
inertne,  siis  saab  magnetvälja  vektori  ja  voolu  vektori  ristasendi  tagada  üksnes 
mootori  dünaamilisi  omadusi  arvestades  ning  tema  dünaamilist  olekut  juhtides. 
Meenutagem, et mootori elektriline inerts on tingitud tema magnetväljas salvestunud 
energiast ning mehaaniline inerts rootoris salvestunud kineetilisest energiast. Mootori 
dünaamiliste  omaduste  arvestamiseks  ning  tema  dünaamika  juhtimiseks  koostatakse 
mootori  dünaamikamudel,  mida  seal  kasutatavate  vektormuutujate  tõttu  nimetatakse 
ka mootori vektormudeliks. 
 
Vaatamata näilisele lihtsusele on vektorjuhtimise korral tegemist keeruka ülesandega, 
mille  lahendamiseks  on  välja  töötatud  mitmeid   meetodeid .  Nende  realiseerimiseks 
kasutatakse erinevaid matemaatilisi ja tehnilisi vahendeid. 
 
Asünkroonajamite  vektorjuhtimist  on  otstarbekas  kasutada  selliste  ajamite  korral, 
millised  töötavad  sagedaste  käivituste,  elektriliste  pidurduste,  sügava  kiiruse 
reguleerimise jne tingimustes. 
 
 
6.4. Asünkroonajamite vektorjuhtimise moodused. 
 
 
 
Eristatakse kolme põhilist vektorjuhtimise moodust: 
 
  otsene vektorjuhtimine; 
  kaudne vektorjuhtimine; 
  loomulik vektorjuhtimine. 
 
6.4.1. Otsene vektorjuhtimine. 
 
Otsene  vektorjuhtimine  põhineb  mootori  õhupilu  magnetvoo  ja  staatorivoolu 
vahetul mõõtmisel või nende hindamisel mootori dünaamikamudeli järgi. 
 
Otsese vektorjuhtimisega asünkroonajami plokkskeemi on kujutatud joonisel 6.6. 
 
 
 
Joonis 6.6 
 
Ajam   võimaldab  juhtida  teineteisest  sõltumatult  mootori  pöördemomenti  etteande- 
suuruse  Ts  abil  ning  õhupilu  magnetvoogu  etteandesuuruseΨms  abil.  Negatiivse 
tagasisidega  hoitakse  mootori  õhupilu  magnetvoog  konstantsena  ning  mootorit 
juhitakse  etteandemomendi  Ts  abil  nagu  alalisvoolumootorit  ankruvooluga.  Mootori 
juhtimiseks  antakse  ette  kaks  ristsuunalist  staatorivoolu  komponenti  isq  ja  isd.  Kuna 
regulaatoritest  K1  ja  K2  ette  antud  suurused  on  alalisvoolusignaalid  paigalseisvas 
koordinaadistikus,  siis  tuleb  nad  kõigepealt  teisendada  pöörlevasse  kahefaasilisse 
koordinaadistikku ning seejärel pöörlevasse kolmefaasilisse koordinaadistikku, milles 
töötab  reaalne  mootor.  Mootori  õhupilu  magnetvoo  stabiliseerimiseks  tuleb  mõõta 
selle suurust vahetult mootori õhupilusse paigutatud anduritega, näiteks Halli tajurite 
või mõõtemähistega. Andurid paigutatakse mootori magnetahela ristuvatele telgedele, 
et  mõõtetulemiks  oleks  magnetvoo  piki-  ja  ristikomponendid,  mis  tuleb  omakorda 
lahutada  magnetvoo  vektori   mooduliks   ning  selle  pöörlemist  määravateks  siinus-
 
 
koosinusühikvektoriteks. Vektori moodulit kasutatakse tagasisideks magnetvoo järgi, 
ühikvektoreid  aga  koordinaatide  muunduri  käivitamiseks.  Seega  määrab  ühikvektori 
pöörlemissagedus ka mootori toitemuunduri töösageduse. 
 
Magnetvoo vahetu mõõtmise puuduseks on tehnilised raskused andurite paigaldamisel 
ja  mõnikord  osutub  nende  paigaldamine  hoopiski  võimatuks.  Samuti  on  sellised 
andurid  madala  töökindlusega,  põhjuseks  eriti  rasked  töötingimused  (kõrge 
temperatuur,   vibratsioon )  mootori  õhupilus.  Seetõttu  osutub  otstarbekamaks  leida 
magnetvoo vektori moodul ja selle pöörlemist määravad siinus-koosinusühikvektorid 
asünkroonmootori mudeli abil (joonis 6.7). Mudeli sisendsuurusteks on staatorivoolud 
i
,  väljundsuurusteks  aga  magneetimisvoolu  moodul  ning  siinus
1U,  i1V  ja  i1W
koosinusühikvektorid.  Lisaks  sellele  saadakse  mudelist  ka  infot  libistussageduse, 
seega  rootori  pöörlemiskiiruse,  ning  mootori  pöördemomendi  kohta.  Mudeli 
kasutamisel   tuleb  mõõta  mootori  staatorimähise  faasivoole  ning  sisestada  vastavad 
signaalid mudelisse. 
 
 
 
Joonis 6.7 
 
Mudeli  väljundeid  kasutatakse  mootori  õhupilu  magnetvoo  stabiliseerimiseks  ning 
koordinaatide  muunduri  käivitamiseks.  Mootori  mudel  sisaldab  samuti  kahte 
muundurit  –  kolmefaasilise  süsteemi  muundamiseks  kahefaasiliseks  ning  pöörlevate 
koordinaatide  muundamiseks  paigalseisvateks.  Kõiki  neid  teisendusi  tehakse 
operatsioonivõimenditel põhinevate elektriliste lülitustega. 
 
Kuna vektormuutujaid käsitletakse nii rist- kui polaarkoordinaadistikus, siis vajatakse 
lisaks loetletutele veel muundureid, mis teisendavad muutujaid ristkoordinaadistikust 
polaarkoordinaadistikku  ning vastupidi.  Niisuguste muundurite hulka kuulub  näiteks 
vektori moodulimääraja. Kõigi selliste teisenduste realiseerimiseks on võimalik valida 
programmilisi,  analoogriistvara  või  diskreetriistvara  vahendeid.  Kõige  mugavam  on 
muidugi kasutada programmilisi vahendeid, kuid arvestades vektorjuhtimisseadmetelt 
nõutavat suurt toimekiirust, kasutatakse praktikas sageli kombineeritud vahendeid.  
 
Otsese  vektorjuhtimise   rakendamise   probleemiks  on  asünkroonmootori  dünaamika-
mudeli arvutamine, st mootori simuleerimine juhtimiseks piisava kiirusega. 
 
 
 
6.4.2. Kaudne vektorjuhtimine. 
 
Asünkroonmootori momendi võib tema tööpiirkonnas lugeda võrdeliseks libistusega, 
st  teatud  lihtsustuste  korral  loetakse  mehaaniline   tunnusjoon   mootori  tööpiirkonnas 
lineaarseks.  Niisugusest  järeldusest  tuleneb,  et  mootori  momenti  saab  juhtida  tema 
libistuse 
 
s = (
 
 

kaudu. 
 
Pöörleva magnetvälja nurkkiirust võime vaadelda koosnevana kahest  komponendist : 
 
s , 
 
kus  
s = s * 

on  rootori  libistuskiirus,  st  kiirus,  millega  rootorimähise   vardad   lõikuvad  pöörleva 
magnetvälja jõujoontega. 
 
Libistuse  juhtimisel  antakse  ette  soovitud  libistuskiirus  s,  mis  summeeritakse 
kiiruseandurist  saaadava  signaaliga  Leitud  summa  on  mootori  toitemuundurile 
etteantav seadesagedus, sest 
 
f1 / p , 
 
millest  
 
 
           f1 = p / 

Kui oletada, et mootori libistus mingil põhjusel, näiteks koormuse suurenemise tõttu, 
suureneb,  st  rootori  nurkkiirus  väheneb,  siis  väheneb  ka    ning  vastavalt  lähte-
valemile  libistus  s  väheneb.  Seega  toimib  libistuse  reguleerimisel  negatiivne 
tagasiside  ning  mootori  libistus  hoitakse  konstantsena.  Kuna  asünkroonmootori  töö- 
piirkonnas  on  libistuse  absoluutväärtus  ning  ka  selle  muutused  väikesed  võrreldes 
kogu  kiiruse  mõõtmise  diapasooniga,  peab  libistuse  määramiseks  kasutatav  kiiruse-
andur   olema  väga  täpne.  Enamikel  juhtudel  sobivad  selleks  diskreetsed  foto-
elektrilised impulssandurid. 
 
Juhtimist  konstantse  libistusega  kasutatakse  asünkroonmootori  skalaarjuhtimisel. 
Kaudne  vektorjuhtimine  on  võrreldav  asünkroonmootori  libistuse  skalaar-
juhtimisega,  kusjuures  erinevuseks  on  see,  et  kui  libistuse  skalaarjuhtimisega 
saavutatakse  mootori  õhupilu  magnetvoo   konstantsus   ainult  püsitalitluses,  siis 
kaudse vektorjuhtimisega säilitatakse õhupilu magnetvoo konstantsus ka siirde-
talitlustes.  Nende  kahe  meetodi  erinevus  tuleneb  toitemuunduri  juhtimise  ise-
ärasustest.  Libistuse  skalaarjuhtimise  korral  muudetakse  korraga  muunduri  kõigi 
faaside pinget ja sagedust, kaudse vektorjuhtimise korral juhitakse õhupilu magnetvoo 
ja  staatorivoolu  vektorite  vahelist  faasinurka.  Selleks  arvutatakse  vastavas 
arvutusplokis  (vt  joonis  6.8)  staatorivoolu  ristkomponendid  ids  ja  iqs  ning  rootori 
libistuskiirus s. 
 
Joonisel 6.8 on kujutatud kaudse vektorjuhtimisega asünkroonajami plokkskeemi.  
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 6.8 
 
 
6.4.3. Loomulik vektorjuhtimine. 
 
Loomulik  vektorjuhtimine  põhineb  hüpoteesil,  et  asünkroonmootori  võib  taandada 
ekvivalentseks  alalisvoolumootoriks  ning  et  teda  kirjeldavad  alalisvoolumootori 
omadega  sarnased  võrrandid.  Staatorivoolu  vektori  magnetvoosuunalist  komponenti 
vaadeldakse  sel  juhul  ergutusvooluna  ning  sellega  ristsuunalist  komponenti  mootori 
ankruvooluna.  Mootori  maksimaalne  pöördemoment  saadakse  juhul  kui  mootori 
magnetahel  on  küllastuse   piiril   ning  magneetimisvool  (ergutusvool)  hoitakse 
konstantsena. Mootori kiiruse võib siis leida järgmise valemiga: 
 
E / ( I* L

Mootori  emj  saab  arvutada  staatoripinge  ja  staatorivoolu  kaudu,  kui  lahutada 
toitepingest  staatorimähise  pingelang.  Näiliselt  lihtsad  arvutused  muudab  keerukaks 
asjaolu, et tegemist on vektormuutujatega ning pöörleva mitmefaasilise süsteemiga. 
 
Loomuliku vektorjuhtimisega asünkroonajami plokkskeemi on kujutatud joonisel 6.9. 
 
Loomuliku  vektorjuhtimise  rakendamise  probleemideks  on  staatoripingete  ja  –
voolude  piisavalt  kiire  ja  täpne  mõõtmine,  samuti  elektromotoorjõu  vektori  kiire 
arvutamine 
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 6.9 
 
Kokkuvõtteks võib öelda, et asünkroonajamite vektorjuhtimine on nii matemaatiliselt 
kui  tehniliselt  teostuselt  keerukas  ülesanne  ja  eeldab  kiiretoimelise  ja  võimsa 
arvutustehnika kasutamist. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kirjandus 
 
1.  Elektriajamite  juhtimine:  laboratoorsete  tööde  juhendid.   Koostanud   R.  Kask. 
TPT energeetika õppesuund. Tln, 2003. 63 lk. 
2.  Elektriku kalender 1995. TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut. Tln., 
1994. 
3.  Elektriku  kalender  1999.  TTÜ  elektriajamite  ja  jõuelektroonika  instituut  ja 
Eesti  Moritz   Hermann Jacobi Selts. Tln., 1998. 
4.  Jürjenson, K.,  Lepa , J. Elektriskeemide tingmärke. Valgus, Tln., 1994. 78 lk. 
5.  Kask,  R.   Eriotstarbelised   elektrimasinad:  õppevahend  TPT  energeetika  õppe- 
suuna õpilastele. TPT energeetika õppesuund. Tln., 2006. 45 lk. 
6.  Laugis, J.,  Lehtla , T. Asünkroonajamite sagedusjuhtimine. TTÜ elektriajamite 
ja jõuelektroonika instituut. Tln., 1994. 91 lk. 
7.  Lehtla, T. Andurid. TTÜ elektriajamite ja jõuelektroonika instituut. Tln., 1996. 
124 lk. 
8.  Tiismus,  H.,  Lootus,  J.,   Lahtmets ,  R.  Elektriajamite  juhtimine.  Valgus,  Tln., 
1976. 348 lk. 
9.  Katsman,  M.  M.  Elektricheskije  mashinõ  i  elektroprivod  avtomaticheskih 
ustroistv. Võsshaja Shkola, Moskva , 1987. 335 s. (vene k). 
10. Moskalenko, V. V. Elektricheski privod. Võsshaja Sckola, Moskva, 1991. 430 
s. (vene k). 
11. Vasin,  V.  M.  Elektricheski  privod.  Võsshaja  Shkola,  Moskva,  1984.  231  s. 
(vene k). 
12. Zimin,  J.  N.  i  dr.  Elektrooborudovanije  promõshlennõhh  predprijatii  i 
ustanovok. Energoizdat, Moskva, 1981. 552 s. (vene k). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
