Was ist ein Relais?
Was ist ein Relais?
Definition: Ein Relais ist ein Gerät, das Kontakte öffnet oder schließt, um die Steuerung anderer elektrischer Schaltungen zu ermöglichen. Es erkennt unzulässige oder unerwünschte Zustände in einem bestimmten Bereich und gibt Befehle an den Schalterschutz, um den betroffenen Bereich abzutrennen. Dadurch wird das System vor Schäden geschützt.
Funktionsprinzip des Relais
Es arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Anziehung. Wenn der Relaisschaltkreis den Fehlerstrom erkennt, wird das elektromagnetische Feld angeregt, was ein temporäres Magnetfeld erzeugt.
Dieses Magnetfeld bewegt den Relaisanker, wodurch Verbindungen geöffnet oder geschlossen werden. Ein Relais mit geringer Leistung hat in der Regel nur eine Kontaktgruppe, während ein Relais mit hoher Leistung zwei Kontaktgruppen zum Öffnen des Schalters hat.
Die interne Struktur des Relais ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Es verfügt über einen Eisenkern, um den eine Steuerspule gewickelt ist. Die Spannungsversorgung für die Spule erfolgt über die Kontakte der Last und des Steuerschalters. Wenn Strom durch die Spule fließt, wird ein Magnetfeld um sie herum erzeugt.
Unter dem Einfluss dieses Magnetfeldes zieht der obere Arm des Magneten den unteren Arm an, wodurch der Schaltkreis geschlossen und der Strom durch die Last fließen kann. Wenn die Kontakte bereits geschlossen sind, bewegt sich der Anker in die entgegengesetzte Richtung und öffnet die Kontakte.
Pole und Wurf
Pole und Wurf beziehen sich auf die Konfigurationen des Relais. Hierbei repräsentiert der Pol den Schalter, und der Wurf zeigt die Anzahl der Verbindungen an. Ein Einpol-Einfachwurf-Relais ist die einfachste Art, da es nur einen Schalter und eine mögliche Verbindung hat. Ebenso hat ein Einpol-Doppelwurf-Relais einen Schalter, aber zwei mögliche Verbindungsvarianten.
Aufbau des Relais
Ein Relais funktioniert sowohl elektrisch als auch mechanisch. Es besteht aus einem elektromagnetischen Teil und Kontaktsätzen, die die Schaltoperation durchführen. Der Aufbau eines Relais kann hauptsächlich in vier Gruppen eingeteilt werden: Kontakte, Lager, elektromechanisches Design und Verbindungen und Gehäuse.
Kontakte – Kontakte sind der wichtigste Teil eines Relais, da sie erheblich seine Zuverlässigkeit beeinflussen. Hochwertige Kontakte bieten einen geringen Kontaktwiderstand und reduzierten Kontaktverschleiß. Die Wahl des Kontaktmaterials hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Natur des zu unterbrechenden Stroms, der Größe des Unterbrechungsstroms, der Betriebsfrequenz und der Spannung.
Lager – Lager können verschiedene Arten haben, einschließlich Einzelkugellager, Mehrkugellager, Drehzapfenlager und Edelsteinlager. Ein Einzelkugellager wird für Anwendungen verwendet, die hohe Empfindlichkeit und geringe Reibung erfordern. Mehrkugellager bieten dagegen geringe Reibung und größere Stoßfestigkeit.
Elektromechanisches Design – Das elektromechanische Design umfasst das Design des magnetischen Kreises und die mechanische Befestigung des Kerns, des Yokes und des Ankermanns. Um die Effizienz des Kreises zu verbessern, wird der magnetische Widerstand des Pfades minimiert. Der Elektromagnet besteht in der Regel aus weichem Eisen, und der Spulenstrom beträgt normalerweise 5A, während die Spulenspannung auf 220V eingestellt ist.
Verbindungen und Gehäuse – Die Montage des Ankermanns mit dem Magneten und der Basis erfolgt mithilfe einer Feder. Die Feder ist durch formgepresste Blöcke vom Ankermann isoliert, die die maßstabsgetreue Stabilität sicherstellen. Die festen Kontakte werden in der Regel punktgeschweißt auf den Terminalen angebracht.
