Elektromagnetisches Relais: Gerät, Kennzeichnung, Typen + Feinheiten des Anschlusses und der Einstellung

Die Umwandlung elektrischer Signale in die entsprechende physikalische Größe - Bewegung, Kraft, Schall usw. - erfolgt über Antriebe. Der Antrieb sollte als Konverter klassifiziert werden, da dieses Gerät eine Art physikalischer Größe in eine andere umwandelt.

Der Antrieb wird normalerweise durch ein Niederspannungsbefehlssignal aktiviert oder gesteuert. Es wird zusätzlich basierend auf der Anzahl der stabilen Zustände als binäres oder kontinuierliches Gerät klassifiziert. Das elektromagnetische Relais ist also ein binärer Antrieb, wenn man die beiden vorhandenen stabilen Bedingungen berücksichtigt: Ein - Aus.

In dem vorgestellten Artikel werden die Funktionsprinzipien des elektromagnetischen Relais und der Umfang der Verwendung von Geräten ausführlich erörtert.

Grundlagen des Laufwerks

Der Begriff "Relais" ist charakteristisch für Geräte, die über ein Steuersignal eine elektrische Verbindung zwischen zwei oder mehr Punkten herstellen.

Der gebräuchlichste und am weitesten verbreitete Typ eines elektromagnetischen Relais (EMR) ist das elektromechanische Design.

Es sieht aus wie ein Design aus einer Vielzahl von Produkten, die als elektromagnetische Relais bezeichnet werden. Hier ist eine geschlossene Version des Mechanismus mit einer transparenten Plexiglasabdeckung dargestellt.

Das grundlegende Steuerungsschema für jedes Gerät bietet immer die Möglichkeit zum Aktivieren und Deaktivieren. Der einfachste Weg, diese Schritte auszuführen, ist die Verwendung des Netzschalters.

Manuelle Aktionsschalter können zur Steuerung verwendet werden, haben jedoch Nachteile. Ihr offensichtlicher Nachteil ist die Einstellung der Zustände "Ein" oder "Deaktiviert" physisch, dh manuell.

Manuelle Schaltgeräte sind in der Regel große Geräte mit verzögerter Wirkung, die kleine Ströme schalten können.

Der manuelle Schaltmechanismus ist ein „entfernter Verwandter“ von elektromagnetischen Relais. Es bietet die gleiche Funktionalität - das Schalten von Arbeitsleitungen, wird jedoch ausschließlich von Hand gesteuert

Inzwischen werden elektromagnetische Relais hauptsächlich durch elektrisch gesteuerte Schalter dargestellt. Geräte haben unterschiedliche Formen, Abmessungen und werden durch die Nennleistung unterteilt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind umfangreich.

Solche Geräte, die mit einem oder mehreren Kontaktpaaren ausgestattet sind, können in einem einzigen Design größerer Leistungsaktuatoren enthalten sein - Schütze, die zum Schalten von Netzspannungs- oder Hochspannungsgeräten verwendet werden.

Grundprinzipien der Arbeit von EMR

Traditionell werden elektromagnetische Relais als Teil elektrischer (elektronischer) Schaltsteuerkreise verwendet. Gleichzeitig werden sie entweder direkt auf den Leiterplatten oder in freier Position installiert.

Allgemeine Struktur des Geräts

Die Lastströme der verwendeten Produkte werden üblicherweise von Bruchteilen eines Ampere bis 20 A oder mehr gemessen. Relaisschaltungen sind in der elektronischen Praxis weit verbreitet.

Geräte verschiedener Konfigurationen, die für die Installation auf elektronischen Leiterplatten oder direkt als separat installiertes Gerät konzipiert sind

Das Design des elektromagnetischen Relais wandelt den durch die angelegte AC / DC-Spannung erzeugten Magnetfluss in mechanische Kraft um. Dank der erhaltenen mechanischen Kraft wird die Kontaktgruppe gesteuert.

Das gebräuchlichste Design ist die Form des Produkts, die die folgenden Komponenten enthält:

• aufregende Spule;
• Stahlkern;
• Grundchassis;
• Kontaktgruppe.

Der Stahlkern hat ein festes Teil, das als Kipphebel bezeichnet wird, und ein bewegliches federbelastetes Teil, das als Anker bezeichnet wird.

Tatsächlich ergänzt der Anker den Magnetfeldkreis und schließt den Luftspalt zwischen der stationären elektrischen Spule und dem beweglichen Anker.

Detailliertes Layout des Designs: 1 - Wringfeder; 2 - Metallkern; 3 - Anker; 4 - normalerweise geschlossener Kontakt; 5 - normalerweise offener Kontakt; 6 - allgemeiner Kontakt; 7 - eine Spule aus Kupferdraht; 8 - Rocker

Der Anker bewegt sich auf Scharnieren oder dreht sich unter der Wirkung des erzeugten Magnetfeldes frei. Dies schließt die am Ventil angebrachten elektrischen Kontakte.

In der Regel bringen die zwischen dem Träger und dem Anker befindlichen Rückstellfedern die Kontakte in ihre ursprüngliche Position zurück, wenn die Relaisspule stromlos ist.

Die Wirkung des elektromagnetischen Relaissystems

Das einfache klassische Design von EMF verfügt über zwei Sätze elektrisch leitender Kontakte.

Darauf basierend werden zwei Zustände der Kontaktgruppe realisiert:

1. Normalerweise offener Kontakt.
2. Normalerweise geschlossener Kontakt.

Dementsprechend wird ein Kontaktpaar als normalerweise offen (NO) oder in einem anderen Zustand als normalerweise geschlossen (NC) klassifiziert.

Bei Relais mit normalerweise offener Position der Kontakte wird der Zustand "geschlossen" nur erreicht, wenn der Erregerstrom durch die Induktionsspule fließt.

Eine von zwei möglichen Optionen zum Festlegen einer Standardkontaktgruppe. Hier wird im stromlosen Zustand der „Standard“ -Spule eine normalerweise geschlossene (geschlossene) Position eingestellt

In einer anderen Ausführungsform bleibt die normalerweise geschlossene Position der Kontakte konstant, wenn der Erregerstrom in der Spulenschaltung fehlt. Das heißt, die Kontakte des Schalters kehren in ihre normale geschlossene Position zurück.

Daher sollten sich die Begriffe "normalerweise offen" und "normalerweise geschlossen" auf den Zustand der elektrischen Kontakte beziehen, wenn die Relaisspule stromlos ist, dh die Spannung des Relais wird getrennt.

Kontaktgruppen für elektrische Relais

Relaiskontakte werden normalerweise durch elektrisch leitende Metallelemente dargestellt, die miteinander in Kontakt stehen, den Stromkreis schließen und ähnlich wie ein einfacher Schalter wirken.

Wenn die Kontakte offen sind, wird der Widerstand zwischen normalerweise offenen Kontakten durch einen hohen Wert in Megaohm gemessen. Dies erzeugt einen Leerlaufzustand, wenn der Stromdurchgang im Spulenstromkreis ausgeschlossen ist.

Die Kontaktgruppe eines elektromechanischen Schalters im offenen Modus hat einen Widerstand von mehreren hundert Megaohm. Der Wert dieses Widerstands kann zwischen den Modellen geringfügig variieren.

Wenn die Kontakte geschlossen sind, sollte der Kontaktwiderstand theoretisch Null sein - das Ergebnis eines Kurzschlusses.

Dieser Zustand wird jedoch nicht immer notiert. Die Kontaktgruppe jedes einzelnen Relais hat im "geschlossenen" Zustand einen bestimmten Kontaktwiderstand. Ein solcher Widerstand wird als nachhaltig bezeichnet.

Merkmale des Durchgangs von Lastströmen

Für die Praxis der Installation eines neuen elektromagnetischen Relais wird festgestellt, dass der Kontaktwiderstand des Einschlusses klein ist und normalerweise weniger als 0,2 Ohm beträgt.

Der Grund ist einfach: Die neuen Spitzen bleiben bisher sauber, aber mit der Zeit wird der Widerstand der Spitze zwangsläufig zunehmen.

Beispielsweise beträgt bei Kontakten unter einem Strom von 10 A der Spannungsabfall 0,2 × 10 = 2 Volt (Ohmsches Gesetz). Es stellt sich heraus, dass, wenn die der Kontaktgruppe zugeführte Versorgungsspannung 12 Volt beträgt, die Spannung für die Last 10 Volt (12-2) beträgt.

Wenn sich die Kontaktmetallspitzen abnutzen und nicht ausreichend vor hohen induktiven oder kapazitiven Belastungen geschützt sind, ist eine Beschädigung durch die Wirkung eines Lichtbogens unvermeidlich.

Ein Lichtbogen an einem der Kontakte einer elektromechanischen Schaltvorrichtung. Dies ist eine der Ursachen für Schäden an der Kontaktgruppe, wenn keine geeigneten Maßnahmen getroffen wurden.

Ein Lichtbogen, der an den Kontakten funkelt, führt zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands der Spitzen und damit zu physischen Schäden.

Wenn Sie das Relais in diesem Zustand weiterhin verwenden, können die Kontaktspitzen die physikalischen Eigenschaften des Kontakts vollständig verlieren.

Es gibt jedoch einen schwerwiegenderen Faktor, wenn die Kontakte infolge einer Beschädigung durch einen Lichtbogen schließlich schweißen und einen Kurzschlusszustand erzeugen.

In solchen Situationen ist das Risiko einer Beschädigung des vom EMI gesteuerten Stromkreises nicht ausgeschlossen.

Wenn also der Kontaktwiderstand durch den Einfluss des Lichtbogens um 1 Ohm zunimmt, steigt der Spannungsabfall an den Kontakten bei gleichem Laststrom auf 1 × 10 = 10 Volt Gleichstrom.

Hier ist die Größe des Spannungsabfalls an den Kontakten für den Lastkreis möglicherweise nicht akzeptabel, insbesondere wenn mit Versorgungsspannungen von 12 bis 24 V gearbeitet wird.

Art des Relaiskontaktmaterials

Um den Einfluss des Lichtbogens und hohe Widerstände zu verringern, werden die Kontaktspitzen moderner elektromechanischer Relais mit verschiedenen Legierungen auf Silberbasis hergestellt oder beschichtet.

Auf diese Weise ist es möglich, die Lebensdauer der Kontaktgruppe erheblich zu verlängern.

Spitzen von Kontaktplatten elektromechanischer Schaltgeräte. Hier finden Sie Optionen für versilberte Spitzen. Diese Art der Beschichtung reduziert den Schadensfaktor.

In der Praxis wird auf die Verwendung der folgenden Materialien hingewiesen, mit denen die Spitzen von Kontaktgruppen elektromagnetischer (elektromechanischer) Relais verarbeitet werden:

• Ag ist Silber;
• AgCu - Silber-Kupfer;
• AgCdO - Silber-Cadmiumoxid;
• AgW - Silber-Wolfram;
• AgNi - Silber-Nickel;
• AgPd - Silber-Palladium.

Die Erhöhung der Lebensdauer der Spitzen der Kontaktgruppen des Relais durch Verringerung der Anzahl der Formationen des Lichtbogens wird durch den Anschluss von Widerstandskondensatorfiltern, auch RC-Dämpfer genannt, erreicht.

Diese elektronischen Schaltungen sind parallel zu den Kontaktgruppen der elektromechanischen Relais geschaltet. Die Spannungsspitze, die zum Zeitpunkt des Öffnens der Kontakte bei dieser Lösung beobachtet wird, wird als sicher kurz angesehen.

Mit RC-Dämpfern kann der Lichtbogen, der sich an den Kontaktspitzen bildet, unterdrückt werden.

Typisches EMR-Kontaktdesign

Zusätzlich zu den klassischen normalerweise offenen (NO) und normalerweise geschlossenen (NC) Kontakten erfordert die Mechanik des Relaisschaltens auch eine Klassifizierung basierend auf der Aktion.

Merkmale der Ausführung der Verbindungselemente

Die elektromagnetischen Relaiskonstruktionen in dieser Ausführungsform ermöglichen einen oder mehrere separate Schaltkontakte.

So sieht ein für SPST technologisch konfiguriertes Gerät aus - unipolar und unidirektional. Andere Optionen sind ebenfalls verfügbar.

Die Ausführung von Kontakten ist durch folgende Abkürzungen gekennzeichnet:

• SPST (Single Pole Single Throw) - unipolar unidirektional;
• SPDT (Single Pole Double Throw) - unipolar bidirektional;
• DPST (Double Pole Single Throw) - bipolar unidirektional;
• DPDT (Double Pole Double Throw) - bipolar bidirektional.

Jedes solche Verbindungselement wird als "Pol" bezeichnet. Jeder von ihnen kann angeschlossen oder zurückgesetzt werden, während gleichzeitig die Relaisspule aktiviert wird.

Feinheiten der Verwendung von Geräten

Trotz der Einfachheit des Aufbaus elektromagnetischer Schalter gibt es einige Feinheiten in der Praxis der Verwendung dieser Geräte.

Experten empfehlen daher kategorisch nicht, alle Relaiskontakte parallel zu schalten, um den Lastkreis auf diese Weise mit hohem Strom zu pendeln.

Schließen Sie beispielsweise eine Last von 10 A durch Parallelschaltung von zwei Kontakten an, von denen jeder für einen Strom von 5 A ausgelegt ist.

Diese Feinheiten der Installation sind darauf zurückzuführen, dass sich die Kontakte mechanischer Relais niemals zu einem bestimmten Zeitpunkt schließen oder öffnen.

Dadurch wird in jedem Fall einer der Kontakte überlastet. Und selbst unter Berücksichtigung der kurzfristigen Überlastung ist ein vorzeitiger Ausfall des Geräts in einer solchen Verbindung unvermeidlich.

Ein unsachgemäßer Betrieb sowie das Anschließen des Relais außerhalb der festgelegten Installationsregeln endet normalerweise mit diesem Ergebnis. Fast der gesamte Inhalt ist im Inneren ausgebrannt

Elektromagnetische Produkte können als Teil elektrischer oder elektronischer Schaltkreise mit geringem Energieverbrauch als Schalter für relativ hohe Ströme und Spannungen verwendet werden.

Es wird jedoch grundsätzlich nicht empfohlen, unterschiedliche Lastspannungen durch die benachbarten Kontakte desselben Geräts zu leiten.

Schalten Sie beispielsweise eine Wechselspannung von 220 V und eine Gleichspannung von 24 V ein. Verwenden Sie für jede Option immer separate Produkte, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Rückspannungsschutztechniken

Ein wichtiger Bestandteil jedes elektromechanischen Relais ist eine Spule. Dieser Teil bezieht sich auf eine Lastkategorie mit hoher Induktivität, da er eine Drahtwicklung aufweist.

Jede drahtgewickelte Spule hat eine Impedanz, die aus der Induktivität L und dem Widerstand R besteht, wodurch eine Reihenschaltung LR gebildet wird.

Während Strom durch die Spule fließt, wird ein externes Magnetfeld erzeugt. Wenn der Stromfluss in der Spule im "Aus" -Modus stoppt, steigt der Magnetfluss (Transformationstheorie) an und es tritt eine hohe Sperrspannung EMF (elektromotorische Kraft) auf.

Dieser induzierte Wert der Sperrspannung kann um ein Vielfaches größer sein als die Schaltspannung.

Dementsprechend besteht die Gefahr einer Beschädigung von Halbleiterkomponenten neben dem Relais. Zum Beispiel ein Bipolar- oder Feldeffekttransistor, der verwendet wird, um eine Relaisspule mit Spannung zu versorgen.

Schaltungsoptionen, aufgrund derer der Schutz von Halbleitersteuerelementen bereitgestellt wird - Bipolar- und Feldeffekttransistoren, Mikroschaltungen, Mikrocontroller

Eine Möglichkeit, eine Beschädigung eines Transistors oder eines schaltenden Halbleiterbauelements, einschließlich Mikrocontrollern, zu verhindern, besteht darin, eine in Sperrrichtung vorgespannte Diode an die Relaisspulenschaltung anzuschließen.

Wenn ein Strom, der unmittelbar nach einer Auslösung durch die Spule fließt, eine induzierte Gegen-EMK erzeugt, öffnet diese Sperrspannung die in Sperrrichtung vorgespannte Diode.

Die akkumulierte Energie wird durch den Halbleiter abgeleitet, wodurch eine Beschädigung des Steuerhalbleiters - Transistor, Thyristor, Mikrocontroller - verhindert wird.

Ein Halbleiter, der häufig in einer Spulenschaltung enthalten ist, wird auch genannt:

• Schwungraddiode;
• Shunt-Diode;
• Sperrdiode.

Es gibt jedoch keinen großen Unterschied zwischen den Elementen. Alle von ihnen erfüllen eine Funktion. Neben der Verwendung von Dioden mit Sperrvorspannung werden auch andere Bauelemente zum Schutz von Halbleiterkomponenten verwendet.

Die gleichen Ketten von RC-Dämpfern, Metalloxid-Varistoren (MOV), Zenerdioden.

Kennzeichnung von elektromagnetischen Relaisgeräten

Technische Bezeichnungen mit Teilinformationen zu den Geräten sind normalerweise direkt auf dem Chassis des elektromagnetischen Schaltgeräts angegeben.

Diese Bezeichnung sieht aus wie eine abgekürzte Abkürzung und ein numerischer Satz.

Jedes elektromechanische Schaltgerät ist traditionell gekennzeichnet. Auf dem Gehäuse oder Gehäuse werden ungefähr die gleichen Zeichen und Zahlen angewendet, die bestimmte Parameter angeben

Ein Beispiel für die Körpermarkierung elektromechanischer Relais:

RES32 RF4.500.335-01

Diese Aufzeichnung wird wie folgt entschlüsselt: elektromagnetisches Niedrigstromrelais, Serie 32, entsprechend der Ausführung gemäß dem Pass der Russischen Föderation 4.500.335-01.

Solche Bezeichnungen sind jedoch selten. Häufigere abgekürzte Optionen ohne explizite Angabe von GOST:

RES 32 335-01

Außerdem ist das Produktionsdatum und die Chargennummer nicht das Gehäuse (auf dem Gehäuse) des Geräts. Weitere Informationen finden Sie im Produktdatenblatt. Jedes Gerät oder jede Charge wird mit einem Reisepass versehen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video spricht im Volksmund darüber, wie die elektromechanische Schaltelektronik funktioniert. Die Feinheiten der Strukturen, die Merkmale der Verbindungen und andere Details werden deutlich hervorgehoben:

Elektromechanische Relais werden seit geraumer Zeit als elektronische Bauteile eingesetzt. Diese Art von Schaltgeräten kann jedoch als veraltet angesehen werden. Mechanische Geräte werden zunehmend durch modernere Geräte ersetzt - rein elektronisch. Ein solches Beispiel ist Halbleiterrelais.

Haben Sie Fragen, finden Sie Fehler oder haben Sie interessante Fakten zu diesem Thema, die Sie den Besuchern unserer Website mitteilen können? Bitte hinterlassen Sie Ihre Kommentare, stellen Sie Fragen und teilen Sie Ihre Erfahrungen im Linkbereich unter dem Artikel.