Röle, magnetik ya da elektromagnetik olarak çalışan, elektrikli bir anahtardır. En yaygın tür olanelektromagnetik rölelerde, dış devreden gelen akım, içinden geçtiği bobinin elektromıknatıs özelliği göstermesini sağlar. Oluşan magnetik alan, «yumuşak» demir bir armatürü çeker. Bu armatür de, rölenin tipine göre bir ya da daha çok bağlantıyı kapatır ya da açar. Elektrik devrelerine uzaktan kumanda edilmesi gereken uygulamalarda röleler çok önemlidir. Magnetik röleler, sürekli bir mıknatısın çok yakınında çalıştıklarından, bunları, «magnetik anahtar» diye adlandırmak daha doğru olur.
Elektromagnetik rölelerin yapımı sırasında düşünülmesi gereken etmenler, rölenin çalışacağı akım türü (alternatif ya da doğru akım), kontakların geçirebileceği eh büyük akım, bunların sayısı ve çalışma hızlarıdır.
Alternatif ve doğru akımla kumanda: Rölenin bobininden akım geçtiği zaman, bobinin çevresinde akı çizgileri oluşur. Bu akının etkisinde kalan bölgede bulunan yumuşak demir armatür, magnetik devrenin relüktansmı (magnetik direncini) en aza indirecek biçimde hareket eder (Bk. MAGNETİZMA). Bu yüzden kumanda akımının doğru ya da alternatif akım olması bir fark yaratmaz ve armatür her'zaman.magnetik devrenin relüktansmı azaltacak yönde hareket eder. Ancak, alternatif akım kullanıldığı zaman oluşacak FOUCAULT AKIMLARl'nı azaltmak için, elektromıknatısın demir çekirdeğinin levhalar halinde yapılması gerekir. Bunun iki nedeni vardır: Foucault akımlarının istenmeyen bir ısı etkisi yaratmaları; düzeneğin çalışma hızını azaltmaları.
Kontaklar: Kontakların büyüklüğü ve biçimi ile bunların hangi maddeden yapılacağı,' denetlenecek devrenin niteliklerine bağlıdır. Sözgelimi, yüksek güçlü anahtarlarda oluşan ark, birbirine değen yüzeyleri bozar ve kontakların birbirine yapışmasına neden olur. Bu yüzden, bu tür uygulamalara özen göstermek gerekir (Bk. SİGORTALAR ve DEVRE KESENLER).
Öte yandan, alçak gerilim uygulamalarında kontak direnci önemli bir etmendir. Röle kullanılan elektronik devrelerde, kontak titreşimi sorun yaratabilir. Kontak titreşimi, kontakların, bütünüyle kapanmadan önce, birkaç kez açılıp kapanmasıdır. Bütünüyle elektromagnetik sistemlerde, çalışma hızları genellikle titreşim hızından daha yavaş olduğundan, bunun önemi yoktur; ama çok daha hızlı çalışan elektronik devrelerde, titreşim kendini belli eder.
Alternatif akımlı denetim devrelerinde, her çevrim içinde akım ve bunun sonucunda da çekme gücü, iki kez sıfır olur. Kontaklar sert metalden yapılmışsa, bu koşullar altında sürekli titreşmeleri kaçınılmazdır. Bu yüzden kontaklar, gerilim altında birbirine değen yaylı pabuçlardan yapılır.
Kontakların düzenlenişi, gereken işıemlerin sırasına göre ayarlanır. Sözgelimi, kapatma, açma, değiştirme, açmadan önce kapatma, kapatmadan önce açma gibi işlemler, uygun sırayla birbirini izler. Karmaşık TELEFON santrallarında kullanılan telefon rölelerinde bulunan bu kontak türleri, bir rölenin aynı anda altı kontağı birden açıp kapatmasını sağlayacak biçimde yapılır.
Normal koşullarda, kontakların yüzeyleri bakırdan yapılır. Ama, güvenilir ve uzun ömürlü olmaları istenilen yerlerde, gümüş ya da altın yüzeyler kullanılır. Cıvalı devre açıp kapatıcı rölelerde, az miktarda cıva içeren cam bir tüp içine iki elektrot yerleştirilir. Röle,
armatürün üstünde yeralır ve böylece, röle hareket sttikçe, iki elektrodu saran cıva, elektrik iletkenliğini sağlar.
Armatür yapısı: Ampul röle ile armatürü yaylı rölelerde, kontak ve armatür işlevleri birleştirilmiştir. Magnetik açıdan yumuşak bir çelikten ya da alaşımdan yapılan yayın, aynı zamanda akım geçirdiği için iyi bir iletken olması gerekir. Bobinden akım geçtiği zaman relüktansın en az olduğu konumu alan yay, kontakları açar ya da kapatır. Röleyi çalıştıran akım kesildiği zaman, yay eski konumuna döner.
Ticari rölelerin birçoğunda armatür, ayrı bir yaya bağlı bir eklem üstüne takılır. Armatür, magnetik açıdan yumuşak bir maddeden, yani bobinden geçen akım kesildiği zaman üstünde artık mıknatıslık kalmayan bir maddeden yapılmalıdır. Telefon rölelerinde, üstünden akım geçen bobinin bir ucuna takılmış L biçiminde, yaylı ve hareketli bir kol (armatür) vardır. Bobinden akım geçtiği zaman, bu kolun kısa parçası bobine doğru çekilir ve öteki uç yukarı kalkarak asıl devreyi açar ya da kapatır.
Çalışma hızı: Rölede kaç tane açıp kapatıcı kontak bulunacağı, elektromıknatısın çekme gücüne bağlıdır. Düzeneğin çalışma hızını belirleyen etkenlerden biri de budur. Yüksek çalışma hızı gerektiren yerlerde, bütün hareketli parçalar hafifletilir ve bobinin İNDÜKTANS'ı azaltılır. İndüktans sarım sayısına bağlı olduğundan, azalması için bobinin daha az sarımlıyapılması gerekir. Buna karşılık çekme gücü, sarım sayısıyla birlikte artar. Yüksek çalışma hızı için, denetim akımının da artırılması gerekir.
Bazı durumlarda da, çalışma hızının yavaş olması istenir. Bu amaçla sarım sayısı artırılır ve bobine, seri olarak bir irıdüktör ya da paralel olarak bir kondansatör eklenir. Başka bir yöntem de, devreye geciktirici bir bobin ya da geciktirici zaman rölesi eklenmesidir. Geciktirici bobin, aynı demir çekirdek üstüne yerleştirilen birkaç sarımdan oluşmuş, ayrı bir bobindir.
Kilitlemeli röleler: Geleneksel.rölelerde akım geçtiği zaman bir işlem, geçmediği zaman da başka bir işlem gerçekleşir. Bazı durumlardaysa, denetim amacıyla akım sinyalleri kullanılır. Bir 'sinyal, rölenin durumunu değiştirir; ikinci bir sinyal de, eski durumuna dönmesini sağlar. Bu tür r.ölelere. kilitlemen röle denir.
Kilitlemen rölenin yaygın türlerinden birinde, iki bobin ve iki armatür bulunur. Röle çalışırken, bobine alışılmış biçimde akım verilir. Armatür hareket ederek kontağı kapatınca, buna dik olarak duran öteki armatür yukarı doğru kalkar ve yayın etkisiyle kapalı durumda kalır. Kontağı yeniden açmak için, öteki bobine akım verilir. İkinci armatür aşağı doğru inince, ana armatür serbest kalır ve kontak açılır.
Ampul röle: Atmosfer etkisi, açılıp kapanan kontakların aşınmasını hızlandırır. Kontaklar üstündeoluşan ince tabakalar, kontak direncini değiştirir. Bu nedenle röle, koruyucu bir kutunun içine yerleştirilebilir, ama bu işlem de eskimeyi bütünüyle önleyemez. Elektronik rölenin gelişmesi (transistor ile tiristör), son derece hızlı, alçak güçle çalışan, uzun ömürlü devre öğelerinin yapılmasını sağlamıştır. Ancak, bu öğelerin önemli sakıncaları, açık durumdaki dirençlerinin «sonsuz»dan küçük, kapalı durumdaki dirençlerininse «sıfır»dan büyük olmasıdır.
Ampul röle, söz konusu kusurları giderilmiş olan elektromagnetik röle türüne bir örnektir. Hareketli parçaları tepkimeye girmeyecek bir ortam (genellikle arı, kuru azot) içinde bulunduğundan, atmosferle etkileşme olmaz.
Yumuşak kromdemir alaşımından yapılan iki tel, gerekli bükülmeyi ve esnekliği sağlayacak biçimde hazırlanır ve kontak yüzeylerine, kontak direncini azaltma atmacıyla altın kaplanır. Daha sonra bu yüzeyler, bir cam tüp içine yerleştirilir ve tüp, atmosfer basıncında azotla doldurarak kapatılır. Kontak yüzeylerinin arasındaki uzaklık, normalde 100 mikron kadardır. Tüpün dışında belirli güçte bir magnetik alan bulunduğu zaman, kontaklar birbirine yaklaşır. Böyle bir alan, kontak yüzeyleri ekseni üstünde yeralacak biçimde, tüpün dışına yerleştirilen bir bobinle sağlanabilir.


Kaynak:4-cilt:6

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »