relæ

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Et relæ [ ʁəˈlɛː ] ( Pl .: relæ [ ʁəˈlɛːs ]) [1] er en elektrisk betjent fjernbetjent switch med normalt to switchpositioner. Relæet aktiveres via en kontrol kredsløb og kan skifte andre kredsløb.

Omskiftningsproces af et relæ
Forskellige relæer
Telegrafrelæ fra Hasler AG . Disse relæer blev brugt til Gotthard Railway's skrive telegrafnet omkring 1900.

Arbejdsmåde

Funktionelt princip for et relæ ("arbejdsstrømrelæ")

Et mekanisk relæ fungerer for det meste efter princippet om elektromagneten . En strøm i excitationsspolen genererer en magnetisk flux gennem den ferromagnetiske kerne og en bevægeligt monteret, ligeledes ferromagnetisk anker fastgjort til den. En kraft udøves på ankeret ved et luftspalte, hvilket får det til at skifte en eller flere kontakter . Ankeret returneres til sin oprindelige position med fjederkraft, så snart spolen ikke længere er spændt.

Skematisk struktur

Et hængslet ankerrelæ med en normalt åben kontakt (også kaldet en normalt åben kontakt) er vist her som et eksempel. Det venstre billede viser relæet i hvilestilling; spolen er død, den normalt åbne kontakt er åben. På billedet til højre er der en spænding på spolen, som tiltrækker ankeret til spolens jernkerne og lukker den normalt åbne kontakt.

Relæ i hvileposition Relæ i arbejdsstilling

Betingelser

Kredsløbsdiagram repræsentation af et relæ med en omskifterkontakt

En kontakt betegnes som en normalt åben kontakt eller normalt åben kontakt, hvis den er åben, når ankeret er faldet ud, eller når excitationsspolen er deaktiveret og lukket, når ankeret eller strømførende spole tiltrækkes. En kontakt betegnes som en normalt lukket kontakt eller normalt lukket kontakt, hvis den afbryder kredsløbet, når relæet er i strømtilstand. En kombination af normalt lukkede og normalt åbne kontakter kaldes en kontakt eller en kontakt. Et relæ kan have en eller flere sådanne kontakter.

Et relæ er "relæ med lukket kredsløb", når det er i inaktiv tilstand, der strømmer igennem det og tiltrækkes for eksempel til at overvåge strømafbrydelse eller ledningsbrud. I det andet og fremherskende tilfælde, hvor det er frakoblet i inaktiv tilstand, betegnes det som et "driftsstrømrelæ".

I kredsløbsdiagrammet tegnes relæer altid i strømløs tilstand, selvom de fungerer som relæer med lukket kredsløb . Kun i sjældne undtagelsestilfælde vises den aktive tilstand, som derefter er specielt markeret.

brug

Relæer er elektromekaniske komponenter. De bruges hovedsageligt til følgende anvendelsessager:

  • Samtidig og isoleret omskiftning af flere belastningskredsløb med kun et styrekredsløb
  • Skift af høj elektrisk effekt med lav effekt (switchforstærker)
  • Til galvanisk adskillelse mellem kredsløbet, der skal styres, og kredsløbet, der skal skiftes
  • For at opnå lav omskiftning modstand i den lukkede tilstand af kontakten med samtidig meget høje kontaktmodstand i den åbne tilstand.
  • Fejlreguleret relæ, et relæ, der er forbundet i serie med et andet relæ, og hvor for lidt spænding falder til at blive aktiveret; kun når det andet relæ er blevet overført, tager relæet én op (f.eks. punktmonitor hos DB Netz AG).

Fordele og ulemper ved elektromekaniske relæer

Elektromekaniske relæer er blevet erstattet af elektroniske switche, der arbejder med transistorer i mange applikationer på grund af deres ulemper. Relæer har også fordele i forhold til halvlederkontakter, hvorfor de ikke kan udskiftes overalt

Ulemper ved elektromekaniske relæer
  • Isoleringskapacitetens afhængighed af lufttrykket eller højden over havets overflade (undtagen ved hermetisk lukket relæhus)
  • Følsomhed over for vibrationer og stød
  • Støjudvikling ved skift
  • Høj respons- og faldtid (millisekunder sammenlignet med mikrosekunder og nanosekunder for halvledere, dvs. tre til seks kræfter på ti )
  • Afhængigt af kontaktmaterialet kan kontaktmodstanden ændre sig med levetiden afhængigt af den skiftede belastning
  • Grundlæggende slid (elektrisk og mekanisk), det vil sige det maksimalt opnåelige antal operationer skal altid sammenlignes med modulets levetid
  • Skiftebuer opstår, når der tændes og slukkes
  • Oprettelse af selvinduktionsspændinger, når spolen er slukket - opfanges normalt af et beskyttende kredsløb
Fordele ved elektromekaniske relæer
  • Lav kontaktmodstand i milliohm -området med samtidig lav kapacitans for koblingsvejen
  • Høj tilkoblingseffekt eller høj overbelastningskapacitet
  • Omskiftersti behøver ikke at være beskyttet mod induktionsstrømme for den koblede belastning med et beskyttende kredsløb.
  • Høj isolationsmodstand og høj omvendt spænding på koblingsvejen (sikker galvanisk adskillelse )
  • Relæer kræver ikke køling, ligesom solid-state-relæer ved høje belastninger
  • Relæer kan skifte de mindste signaler op til højfrekvente effekter og vise ringe tendens til krydstale
  • Afhængigt af kontaktmaterialet og kortslutningsstrømmen kan relæer også skifte kortslutninger uden at miste deres funktion
  • Skiftestatus kan ofte ses med det blotte øje
  • Interferensimmunitet på grund af udtalt hystereseadfærd og spolens robusthed, den accepterer overspænding et par gange uden skader ( EMC og ESD )

Relæ typer

Relæ, støvhætte fjernet

Der er et meget stort antal forskellige typer og designs af relæer. Derudover kan relæer typiseres i henhold til forskellige aspekter, for eksempel i henhold til antallet af skiftende tilstande, der er mulige i strømløs tilstand, alt efter konstruktion, størrelse, anvendelsesområde, type eller materiale af kontakterne, koblingskapacitet eller funktionelt princip. Et relæ kan derfor ofte klassificeres som tilhørende forskellige typer.

Hovedtyperne er:

Lille relæ

Udtrykket lille relæ, som er noget uklart defineret, omfatter et stort antal relæer, der for det meste bruges i lavspændingsområdet, som ofte er beregnet til installation på printkort ("trykte relæer"). Yderligere eksempler er DIL- relæer, kamstyrede relæer eller SMD- miniaturerelæer.

Kontaktor

Et relæ til betydeligt højere output i tungstrømsteknik kaldes en kontaktor . Strømstyrken og elektrisk spænding i belastningskredsløbet kan være mange gange større end i spolen. Kontaktorer har en trækstang, hvis styring kræver en lidt højere effekt, og de har normalt flere kontaktkontakter af samme type, som er nødvendige for at skifte trefasede forbrugere. Der findes også såkaldte hjælpekontaktorer, som igen tjener til at styre de førnævnte hovedkontaktorer.

Solid state relæ

Solid state relæer
Triac halvlederrelæ til skift af AC -spændinger

Solid-state-relæer (Engl. Solid-state- relæ, SSR, derfor kaldes Germanized og solid-state-relæer ) er ingen relæer, men elektroniske enheder, der skifter uden at flytte kontakter.

Halvlederrelæer implementeres med transistorer eller thyristorer eller triacs . De er meget holdbare, velegnede til høje skiftefrekvenser og ugunstige miljøforhold (fugt, aggressive eller eksplosive gasser).

Med halvlederrelæer er det muligt at skifte vekselstrøm under nulovergangen ( nulkrydsningsafbryder ), hvorved forstyrrende impulser kan undgås. Der er også halvlederrelæer, der skifter på toppen af ​​netspændingen eller umiddelbart når de aktiveres, dvs. kortvarigt. Peak switches bruges til at skifte induktanser, der har ringe eller ingen restmagnetisering og derfor ingen hysterese .

En galvanisk adskillelse mellem styrekredsløbet og belastningskredsløbet opnås med halvlederrelæer ved hjælp af optokoblere integreret i komponenten. Sammenlignet med mekaniske relæer har halvlederrelæer større tab i belastningsstrømbanen og skal derfor ofte monteres på en kølelegeme .

Såkaldte OptoMOS- eller PhotoMOS-relæer ligner strukturelt optokoblere . På kontrolsiden fungerer de som en optokobler med en infrarød LED og har i modsætning til de ovenfor beskrevne halvlederrelæer ingen triacs eller tyristorer på belastningssiden, men MOSFET'er, hvormed de kan skifte direkte og skiftevis spænding. De kan kun skifte små strømme, behøver ikke at blive afkølet og have et lavere spændingsfald end halvlederrelæer, men viser typisk en højere " kontaktmodstand " end mekaniske signalrelæer. De fungerer uden at hoppe og slides og med skiftehastigheder på et par mikrosekunder.

fordele
  • ufølsom over for vibrationer
  • Lav koblingskapacitet mellem input og output
  • Lav koblingsforsinkelse
  • Ingen kontaktpresning
  • Ingen mekanisk slid, derfor er et stort antal koblingscyklusser muligt
  • Ingen interferens fra magnetfelter, ingen emission af magnetfelter
ulempe
  • Med strømapplikation falder højere spænding i udgangskredsløbet end ved relæer eller kontaktorer
  • I sammenligning med relæer er input- og outputkredsløb mere følsomme over for overbelastnings- og interferenspulser

Bistable relæer

Bistable relæer er kendetegnet ved deres egenskab, at de kan anvende to forskellige stabile omskiftningstilstande, når de er afbrudt. De bistabile relæer omfatter:

Impulsrelæ (impulskontakt)
Impulsrelæer (også kendt som impulsafbrydere inden for elektrisk installationsteknologi) skifter til den anden koblingstilstand, når en strømpuls modtages, og opretholder denne status indtil den næste impuls. Vedligeholdelse af staten garanteres af en mekanisk lås.
Låsende relæ
Latchrelæer, også kendt som remanence -relæer, bruger remanensen til at forblive i energitilstand, efter at excitationsstrømmen er blevet slukket. For at skifte til den anden koblingstilstand skal enten en spænding med samme polaritet påføres en anden vikling med den modsatte viklingsretning (dobbelt spole relæ), eller i tilfælde af låserelæer med kun en vikling, en spænding af modsat retning polaritet skal anvendes på den.
Backup relæ
Støtterelæer er mekanisk låst i den kontrollerede position. For at skifte til den anden koblingstilstand skal enten en spænding med samme polaritet påføres en anden vikling med den modsatte viklingsretning (dobbelt spole relæ), eller i tilfælde af relæer med kun en vikling en spænding med modsat retning polaritet anvendes på den. Backuprelæer bruges ofte til at lagre tilstande, selv i tilfælde af strømsvigt og til at spare strøm, når skifteprocesser ikke har ændret sig i lang tid.
Dobbelt spole relæ på modelbanen
Dobbelt spole relæer bruges også i modelbaner . Disse bruger normalt ikke remanens, og de er heller ikke mekanisk låst. Disse dobbeltspolingsrelæer har ofte en grænseafbryder. Endestopkontakten forhindrer overophedning af undersized spoler, som ellers ville brænde ud under konstant belastning. Sådanne dobbeltspolingsrelæer bruges blandt andet til at styre signaler .

Polariseret relæ

Der er to typer relæer, der kræver polaritet:

  • med polariserede relæer er polariteten af ​​den excitationsspænding, der skal påføres, fast. Polariserede relæer har en integreret permanent magnet, hvis felt yderligere er lagt oven på excitationsspolens. Dette reducerer stramningsspændingen og øger stramningsfølsomheden.
  • I tilfælde af relæer med en integreret frihjulsdiode kan spændingen kun påføres i den modsatte retning af dioden. Denne variant findes hovedsageligt med relæer i DIL -huset.

Relæer i motorkøretøjer

Motorkøretøjsrelæer er robust bygget relæer, der kan modstå de øgede krav i motorkøretøjer med hensyn til stødmodstand og temperaturområde. De arbejder med indbygget spænding på 12 V eller 24 V og kan skifte højere strømme. Som regel har de forbindelser med 6,3 mm flade stik . Ofte indeholder de allerede komponenter (modstand, diode) i huset for at begrænse den indbyrdes induktionsspænding af spolen.

Særlige funktioner

Venstre: regnsensorrelæ, højre: åbent EGR -relæ

“Relæerne”, der er installeret som plug-in-enheder i motorkøretøjers sikringsbokse, er ofte relæer med ekstra funktioner eller elektroniske enheder eller små styreenheder .

Eksempler

Mange af disse små styreenheder indeholder faktisk stadig et mekanisk relæ, men udtrykket relæ for hele enheden er mere historisk. I moderne biler er de fleste funktioner integreret i større centrale styreenheder - så i dag genereres den typiske lyd fra blinkrelæet ofte enten af ​​højttalere eller med et relæ, der ikke skifter nogen belastning.

Kommunikationsrelæ

Flade relæer og runde relæer i et telefonsystem fra 1975

Relæer har været meget udbredt i de elektromekaniske centraler og telefonsystemer . De blev brugt til den logiske flowkontrol ved opsætning og sletning af opkaldsforbindelserne. Relæer blev permanent tildelt abonnenterne i abonnentkredsløbet og koblingsnetværket , som for det meste bestod af vælgere . De vigtigste repræsentanter for denne type relæ, som kun findes meget sjældent i dag, omfatter fladrelæet , det runde relæ, ESK -relæet og, som relæer med særlige opgaver, f.eks. B. testrelæet 55 .

AC relæ

Skraveret polrelæ til 42 V / 50 Hz aktiveringsspænding (pil: kortslutning), producent EAW

Elektromagnetiske relæer kan ikke let betjenes med vekselstrøm, da det magnetiske felt, der skal holde ankeret, konstant vender dets polaritet og derfor er for svagt eller nul i mellemtiden. Selvom ankeret generelt optager ved spændinger med liniefrekvens, rasler det og præcis omskiftning af kontakterne er ikke sikret. Følgende relæer kan betjenes med vekselstrøm:

  • DC -relæ med en opstrøms ensretter (som lejlighedsvis er indbygget i relæhuset).
  • Fase relæ er et relæ med to viklinger på separate jernben, hvorved strømmen i en af viklingerne er faseforskudt med ca. 90 grader ved hjælp af en kondensator forbundet i serie. Som følge heraf er den ene spole altid fuldt spændt, når excitationsstrømmen i den anden passerer gennem nul.
  • Skraverede polrelæer med en skyggefuld pol har en kortslutningsvikling. Strømmen induceret i kortslutningssløjfen, som er ude af fase med styrestrømmen, opretholder holdekraften, mens styrestrømmen har sin nulovergang.

Moving coil relæ

Det bevægelige spole -relæ er et specielt relæ til lav effekt, polariseret med en permanent magnet . Strukturen svarer til en mekanisme til bevægelig spole med en drejeligt monteret spole, eksterne permanente magneter og en returfjeder. I stedet for en markør foran en displayskive udløser det bevægelige spolerelæ kontakter i bestemte rotationsvinkler for den bevægelige spole. På grund af princippet om den permanente magnet kan bevægelige spole -relæer kun detektere direkte mængder som f.eks. Jævn spænding, hvorfor de kombineres med bro -ensrettere i vekselstrømsapplikationer.

Svingspolen relæ blev anvendt i forskellige former for elektriske net beskyttelse i elektriske energinet såsom afstand beskyttelse relæ . Hvis visse på forhånd fastlagte grænseværdier på relæet i bevægeligt spole blev overskredet, blev tilsvarende advarsels- og nedlukningskontakter automatisk udløst, hvilket i transformerstationerne udløser de tildelte afbrydere .

Andre relætyper

Faldklaprelæ Mauell MR11
Kviksølvkontakt (pil) i et pulsrelæ
Nedsænkningsankerrelæ i den påkrævede lodrette betjeningsposition
Kviksølvrelæ, bistabil
  • Bimetalrelæer virker ikke elektromagnetisk, men bruger den termiske effekt af strømmen. De bruges til tidsforsinket omskiftning. En bimetalstrimmel indpakket med en varmeleder opvarmes langsomt, bevæger sig igennem den og skifter derefter en kontakt.
  • Differentialrelæer har to viklinger med de samme elektromagnetiske egenskaber og reagerer på små strømforskelle mellem viklingerne . Fejlstrømsafbrydere fungerer for eksempel efter princippet om evaluering af strømdifferencer.
  • Koaksrelæer bruges til at skifte højfrekvente signaler og har en defineret linjeimpedans (f.eks. 50 ohm) mellem kontaktbanen og skærmen.
  • Ud over de skiftekontakter, signaling relæer har en inspektion klap, som i tilfælde af dråben flap relæ, bevarer sin stilling, indtil den bekræftes. Den mekanisk-optiske rapporteringsfunktion har også elektriske kontakter. På denne måde kan signalrelæer med aktuelle spoler gemme engangsstrømoverskridelser og vise dem indtil bekræftelse [2]
  • Pole-venderelæer har to spoler og to omskiftningskontakter, der er internt forbundet til en H-bro for at vende DC-motorers rotationsretning. Disse relæer blev også brugt til at styre slaveurlinjer i ursystemer .
  • Kviksølvrelæer bruger metalkviksølv , som er flydende ved stuetemperatur og er placeret i et glasrør under beskyttelsesgas, til at skifte kontakten. I nogle ældre automatisk trappelys blev et sådant glasrør ( kviksølvkontakt ) vippet elektromagnetisk. Nedsænkningsankerrelæer (også nedsænkningsrelæer) havde en magnetarmatur flydende på kviksølvet, som ligesom en trækmagnet blev trukket ind i kviksølvet med en strømførende spole og derved øget dens niveau i en sådan grad, at kviksølvniveauet nåede et kontakt over den. Der var også et design, hvor en magnetisk fastholdt kontaktstift falder ned i kviksølvet, når magnetfeltet falder - brugt i elektriske hegn . Et andet design var termiske kviksølvrelæer, hvor et varmeelement arbejdede på en gasmængde, hvis termiske ekspansion resulterede i en ændring af kviksølvets position, hvorved det åbner eller lukker kontakter. Naturligvis reagerede de ret langsomt, hvilket dog ikke var en ulempe ved den ofte almindelige anvendelse i temperaturregulatorer eller endda blev brugt som en tidsforsinkelse. Termiske kviksølvrelæer har ofte været brugt i forbindelse med kontakttermometre . Kviksølvrelæer blev også brugt som impulsrelæer takket være deres geniale mekanik.
Rørrelæ i DIP -hus
  • Rørrelæer har en kontakt, der er omgivet af inaktiv gas, og som også er en magnetanker.
  • Et signalrelæ i jernbanesikkerhedsteknologi er et relæ, der skal opfylde særlige designkrav, så det kan bruges til sikkerhedsrelaterede kredsløb.
  • Signalrelæer i elektronik har guld- eller palladiumkontakter og er specielt og kun velegnede til små strømme og spændinger. Effektrelæer har imidlertid z. B. sølv-cadmium- eller sølv-wolframkontakter og er velegnede til at skifte højere strømme.
  • Strømrelæer har en særlig lavmodstandsspole, så de kan forbindes i serie med en elektrisk forbruger, hvis strømning skal overvåges.
  • Telegrafrelæer er yderst følsomme, polariserede relæer, der spillede en vigtig rolle i telex -skift.
  • Tællerelæer tæller resultater. For at gøre dette tilføjer eller fratrækker de pulser og skifter som en kontakt, når den aktuelle faktiske værdi er større end eller lig med en øvre tærskelværdi - setpunktværdien.
  • Hybridrelæ
  • Lastrelateret relæ
  • Batteri-afbryderrelæ

Relæ i bredere forstand

Trinrelæ åbent

Disse relæer er også forsynet med mere eller mindre kompleks mekanik eller elektronik.

Trapperelæer blev brugt til at styre historiske telefonsystemer, lyskryds eller endda vaskemaskiner.

Tidsrelæer fås i elektroniske eller elektromekaniske versioner; de bruges til tidskontrol i maskiner og enheder.

En form for tidsrelæet er pulsrelæet. Efter at have modtaget en aktiveringspuls, skifter den kontakten i et defineret tidsrum, så den fungerer på samme måde som en monostabil multivibrator . Et typisk eksempel er en trappeopgangskontakt.

Et viskerrelæ (se også viskerkontakt ) er et puls- eller bistabilt relæ, der reagerer specifikt på meget korte ("aftørrede") impulser.

Overvågningsrelæer bruger en sensor til at rapportere, når visse forudindstillede værdier overskrides eller ikke nås. F.eks. Kan temperaturer, væskeniveauer, spændinger, asymmetrier i trefasede netværk overvåges ved hjælp af asymmetri-relæer eller enhver anden fysisk målbar variabel.

Karakteristiske værdier

Følgende tabel viser de vigtigste karakteristiske værdier, ved hjælp af hvilke et relæ er angivet. Derudover er en dimensionstegning, forbindelsesopgave osv. Naturligvis også af interesse. Eksemplerne vedrører et typisk 12 V køretøjsrelæ. [3]

Karakteristisk værdi Forklaring eksempel
Køkkenvask
nominel spænding Nominel driftsspænding (arbejdsområde), relæspolens strømtype 12 V (10 ... 16 V) DC
Spolestrøm eller modstand Spolestrøm ved nominel spænding 117 mA / 103 Ω
Pick-up spænding Typisk spænding, som ankeret tager op 3… 7 V
Frafaldsspænding Typisk spænding, ved hvilken ankeret falder. Det er lavere end startstrømmen eller startspændingen. Dette tillader et relæ z. B. forblive tiltrukket (utilsigtet) selv med ekstern strømforsyning med lavere spænding. 1.2 ... 4.2 V
kontakter
Kontaktudførelse Antal og type kontaktpersoner 1 × Til (SPST)
Skiftestrøm Strøm, der kan tændes / slukkes afhængigt af belastningen og typen af ​​strøm 100 [4] / 40 A
Kontinuerlig strøm Strøm, der får lov til at flyde kontinuerligt, når den er tændt (termisk kontinuerlig strømbelastningskapacitet) er normalt højere end afbrydelsesstrømmen 40 A.
Skift spænding Den maksimale spænding, der kan skiftes, afhængigt af belastningsadfærden og strømtypen ca. 35 V DC @ 10 A
Omgivelsestemperatur Temperaturområde, hvor relæet kan betjenes −40 ... + 85 ° C
Test spænding Maksimal spænding mellem spolekredsløbet (viklingen) og kontaktkredsløbet 500 V AC
Elektrisk liv Antal skifteoperationer, som kontakterne kan modstå ved en bestemt belastning i overensstemmelse med de elektriske parametre 100.000 ved 20 ° C / 14 V DC / 40 A
Mekanisk liv Antal skifteoperationer, som mekanikerne kan modstå i et bestemt miljø 1.000.000 ved 20 ° C
Spændingsfald eller kontaktmodstand Maksimalt spændingsfald ved en bestemt strøm eller kontaktmodstand på tværs af kontaktkontakterne 2 mΩ (i begyndelsen)
Kontaktmateriale Kontaktmateriale, hovedsageligt legeringer (høj koblingskapacitet) eller ædle metaller (signalformål) Sølvlegering
Overordnet system
responstid Typisk / maksimal tid mellem aktivering af aktiveringsspændingen og lukning af kontakterne 6,5 / 15 ms
Tilbagefaldstid Typisk / maksimal tid mellem at falde under holderstrømmen og åbning af kontakterne 2/15 ms
Skiftefrekvens Maksimal driftsfrekvens for relæet ikke specificeret
Vibrationer og stødmodstand Acceleration i tilfælde af stød / vibration (frekvensområde), hvor relæet ikke lider nogen mekanisk skade, funktionen bevares, og kontakterne forbliver pålideligt i den respektive position 20 g / 4,5 g (10 ... 100 Hz)

Identifikation af et relæ

Identifikation af forbindelserne

Info: De eksisterende og fremstillede forskellige typer relæer og deres nationale og internationale anvendelse under forskellige driftsbetingelser fremsætter anbefalinger om standardiseringer, der ikke kan standardiseres ved numerisk / tekstlig fortolkning af symboler i PC / mikrokontroller / PLC -programmer

For eksempel er følgende almindelige:

  • A1 / A2 : spole; ... / A3 : plus centerhane med bipolar spole; i tilfælde af en DC -kontaktor skal A1 eller A + skiftes til det mere positive potentiale og A2 eller A– til det mere negative potentiale; en vekselstrømskontaktor har en intern diode og kan funktionelt tilsluttes efter behov: sædvanligvis A1 til en ydre leder L, L1, L2 eller L3 og A2 til centerlederen N.
  • 1/2, 3/4, 5/6 : faktisk forældede, men stadig i brug betegnelser for 3 hovedafbryderelementer (normalt åbne kontakter) som "3-faset trefaset" tilslutninger; da pc-programmer tæller bit for bit: 1, 10, 11, 12,…, 19, 2, 20, 21,… (DIN EN 50011: 1978-05) er 1-cifret i princippet vildledende; da en kontaktor kun har (hoved) koblingselementer (kontaktkrone lavet af sølvlegering [5] ) for høje strømme i ampereområdet og hjælpekontakter (guldlegering) bruges til små strømme, signalstrømme, logiske strømme, kobler kontaktoren mekanisk sammen som er designet til signalstrømme i milli / mikro-ampereområdet
  • 01/02, 03/04 og 05/06 : Normalt åbne kontakter som såkaldte "hovedafbryderelementer" for 3-faset ydre leder U / V / W eller L1 / L2 / L3 (stadig almindelig kontaktmærkning på udstyr, kommer i Konflikt med omskiftekontakter 2. skifteelement!)
  • 11 / 12… 91/92 : NC kontakter 1. til 9. switchelement ("normalt lukket kontakt"; NC = normalt lukket)
  • 13/14… 93/94 : normalt åbne kontakter 1. til 9. skifteelement (kontakt lukker når spændingen tilsluttes spolen: "arbejdskontakt"; NO = normalt åben)
  • 95/96/97/98 : omskifterkontakt 1. koblingselement (tildeling af kontakter ikke ensartet: se producentens datablad, da hver omskifterkontakt er en NO/NC -kombination med en fælles (internt tilsluttet eller eksternt tilsluttet) COM -port 96/98 kan se; uspecificeret omstillingsadfærd, f.eks .: 95/97 bro eller afbrydelse)

Betydning af 1. ciffer og 2. ciffer: [6]

  • 2 1/2 2 og 2 3/2 4: 2 kontakt (koblingselement)
  • 3 1/3 af 2 eller 3 3/3 4: 3 kontakt (koblingselement)
  • osv.: til 9 1/9 2 eller 9 3/9 4: 9 kontakt (koblingselement)
  • 95/96/97/98 : 1. omskiftningselement
  • 05/06/07/08 : 2. omskiftningskontaktelement

For at være på den sikre side, studer det valgte relæ med dets datablad og referencer!

Hvis relæer har flere aktiveringsspoler, er de andre spoler mærket A3 / A4 osv. Det første ciffer i kontaktbetegnelsen øges numerisk for et relæ med flere kontakter, det sidste angiver typen af ​​relækontakt. Såkaldt z. B. 53/54 det 5. koblingselement, hvis kontakt fungerer som en normalt åben kontakt.

I det (tyske) telekommunikationssystem er følgende regulering almindelig (DIN 41220): Den ene betegner:

  • arrangementet i kontaktsættet med romertal
  • de tilhørende kontakter med de tilsvarende små bogstaver
  • Spoler med store bogstaver

Almindelig betegnelse for kontaktkontakterne

Engelske forkortelser for antallet af kontakter og positioner findes ofte i datablade og sammenligningstabeller for relæer:

  • Antal kontaktpunkter:
Den enkleste switch har et kontaktpunkt; einer der Leiter ist direkt mit dem beweglichen Schaltelement verbunden:
SM – Single Make (Arbeitskontakt)
SB – Single Break (Ruhekontakt)
SM-SB – Wechselkontakt
Es gibt auch Schalter mit zwei Kontaktstellen, wobei das bewegliche Schaltglied die Verbindung zwischen beiden Leitern entweder herstellt oder trennt (bei Schützen üblich):
DM – Double Make (Arbeitskontakt)
DB – Double Break (Ruhekontakt)
DB-DM – Wechselkontakt
  • P Pole – Anzahl der Schalt kontakte ( S ingle, D ouble, …)
  • Reihenfolge der Abkürzungen:
Eine Kontaktanordnung wird folgendermaßen gekennzeichnet:
  1. Polzahl (Poles)
  2. Schaltstellungen (Throws)
  3. Ruhezustand (Normal Position)
Gelegentlich folgt noch eine Break-Make-Angabe (meist weggelassen)
  • Ruhe-, Arbeits- und Wechselkontakte:
NC – Normally Closed = Ruhekontakt; auch: Break
NO – Normally Open = Arbeitskontakt; auch: Make
CO – Change Over = Wechselkontakt; auch: Break - Make (BM)
  • T Throw – Anzahl der Schalt positionen ( S ingle, D ouble)

Einige Beispiele:

SPST NO = S ingle P ole, S ingle T hrow, N ormally O pen – Einpoliger Schalter mit Arbeitskontakt
SPDT – Einpoliger Umschalter (auch: SP CO)
DPST NO – Zweipoliger Einschalter
DPDT – Zweipoliger Umschalter (auch: DP CO)

Schalten von Relais mit Transistoren

Ansteuerschaltungen für Relais

Bei der Ansteuerung der Relaisspule mit einem Transistor ist zu beachten, dass durch Selbstinduktion beim Abschalten des Stromes durch die Spule des Relais eine hohe Spannung mit entgegengesetzter Polarität entsteht. Diese Spannung überschreitet die Nennspannung des Relais deutlich und kann durch Überschreiten der maximalen Sperrspannung des Transistors diesen zerstören.

Um die Zerstörung des Schalttransistors (T1 in der Abbildung) zu verhindern, schließt man diese Gegenspannung durch eine Freilaufdiode (D1 in der Abbildung) kurz bzw. begrenzt sie auf die Vorwärtsspannung der Diode. Allerdings führt das dazu, dass das Magnetfeld in der Spule langsamer zusammenbricht und sich die Schaltzeit des Relais deutlich verlängert.

Die Nachteile hinsichtlich der Schaltzeit der Variante A löst man durch Hinzufügen einer Zenerdiode (ZD 1 in der Abbildung, Variante B), deren Zenerspannung als Richtwert ungefähr der Nennspannung des Relais entsprechen sollte – das Magnetfeld in der Spule kann deutlich schneller zusammenbrechen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Sperrspannung des Schalttransistors immer noch größer als Betriebsspannung plus Zenerspannung sein muss, um seine Zerstörung zu verhindern.

Es gibt noch weitere Schutzschaltungen, zum Beispiel mit parallelem Schutzwiderstand oder mit auf die Induktivität der Spule abgestimmtem RC-Glied ( snubber ). Diese Maßnahmen arbeiten polaritätsunabhängig und sind auch für Relais mit Wechselspannungs-Betätigung geeignet.

Einige Relaistypen haben bereits eine Freilaufdiode oder einen Schutzwiderstand eingebaut.

Weiterhin gibt es spezielle, zum Schalten induktiver Lasten geeignete Schalttransistoren, die ihrerseits eine Begrenzerdiode eingebaut haben (z. B. der Darlington-Transistor 2SD1843).

Historisches zum Relais

Telegraphie

Um das Jahr 1820 herum fokussierte sich die Forschung zur elektronischen Datenübertragung auf den Elektromagnetismus. Frühe Modelle wurden von André-Marie Ampère, Pierre-Simon Laplace und vielen anderen entworfen. Bekannt wurde z. B. Joseph Henry 1835, der die Nachrichtenübermittlung von seinem Labor zu seinem Haus selbst entwickelte, oder Charles Wheatstone , der 1837 zusammen mit William Fothergill Cooke die Eisenbahntelegraphie in England einführte. Samuel Morse verbesserte nach Korrespondenz mit J. Henry das Relais so, dass es auch auf schwächere Impulse reagierte und setzte es als Signalverstärker ein. Die Idee eines Telegraphen existierte zwar schon seit Mitte des 18. Jahrhunderts, aber das Relais war letztendlich der Schlüssel zum Erfolg. Es musste alle 30 km in den Signalweg der Telegraphenleitungen eingefügt werden, um die ankommenden schwachen Signale wieder zu regenerieren. Damit war die Grundlage geschaffen, Impulse über weite Strecken zu übertragen. Die erste Demonstration des Telegraphen fand 1844 zwischen Washington, DC und Baltimore statt. In Anlehnung an die Relaisstationen der Post, wo die Postreiter ihre Pferde gegen frische tauschen konnten, taufte man das neue Gerät Relais .

Fernsprechvermittlung

Ein wesentlicher Impuls zur weiteren Verbreitung des Relais war die Einführung der Teilnehmerselbstwahl in der Fernsprechvermittlungstechnik Ende des 19. Jahrhunderts. Die erste Selbstwähleinrichtung in Deutschland wurde am 10. Juli 1908 in Hildesheim für den Ortsverkehr mit 900 Teilnehmern in Betrieb genommen. Der nationale Fernsprechverkehr wurde ab 1923 nach und nach automatisiert und wäre ohne den massiven Einsatz der Relaistechnik nicht denkbar gewesen.

Relais am Beginn der Computerentwicklung

Das Relais ermöglichte auch die Entwicklung des Computers , der erstmals 1941 von Konrad Zuse unter dem Namen „ Z3 “ mit 2.000 Relais für das Rechenwerk und den Speicher gebaut wurde.

Relais wurden in der Computertechnik allerdings schon Mitte der 1940er Jahre weitgehend durch Elektronenröhren ersetzt. Später wurde die Funktion von Transistoren und Integrierten Schaltkreisen (IC) übernommen.

Siehe auch

Literatur

  • Werner M. Köhler: Relais Grundlagen, Bauformen und Schaltungstechnik . 2. Auflage. Franzis-Verlag, München 1978, ISBN 3-7723-1602-6 .
  • Harry Dittrich, Günther Krumm: Elektro-Werkkunde . Band 5: Berufspraxis für Fernmeldeinstallateure, Fernmeldeelektroniker, Fernmeldemechaniker und Fernmeldehandwerker mit Fachrechnen und Fachzeichnen. 5. Auflage. Winklers Verlag, Darmstadt 1973.
  • Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik . 18. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9 .

Weblinks

Commons : Relais – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Relais – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Relais, das. In: Duden . Abgerufen am 16. Juni 2021 .
  2. Melderelais RA70 , auf relko.cz
  3. Typ CB1a-12V. Panasonic, abgerufen am 19. Oktober 2019 (englisch).
  4. panasonic-electric-works.de Einschaltstrom, nicht spezifiziert, jedoch getestet, siehe Seite 6
  5. Erich Schenk: Omron: Anforderungen an Relais: Wichtig ist nicht allein das Kontaktmaterial. Abgerufen am 23. Februar 2021 .
  6. Eaton Schaltungsbuch 06/110-1000Das Eaton Schaltungsbuch: Schütze und Relais , auf moeller.net, abgerufen am 23. Februar 2021