Arten und Zweck eines elektromagnetischen Relais, Gerät und Funktionsprinzip, Vor- und Nachteile

Die Menschen nutzen im Alltag zunehmend Hochspannungsgeräte, zum Beispiel Generatoren als Stromquelle, Transformatoren etc. Daher ist es oft erforderlich, die Höhe des Stromflusses in der Schaltung zu kontrollieren. In dieser Steuerung liegt der Zweck des Relais.

Ein Relais ist ein elektrischer Schalter zum Verbinden und Trennen eines Stromkreises, wenn bestimmte Bedingungen geschaffen werden. Dieses Gerät gehört zur Kategorie der Geräte, die den Betrieb von gesteuerten Objekten regeln, wenn ein Signal empfangen wird. Das Relais regelt einen Stromkreis, der gesteuert wird. Und die Schaltung, durch die das Signal geht, ist die Steuerschaltung.

Relaisklassifizierung und -zweck

Es gibt eine grundlegende Klassifizierung von Relaistypen, nach der es üblich ist, sie in die folgenden Kategorien und Typen zu unterteilen.

Zweckmäßig werden die folgenden Arten von Relais unterschieden:

• Steuerrelais. Sie werden in Niederspannungsgeräten als Bauelemente sowie als eigenständige Bedienelemente eingesetzt;
• Schutzrelais. Entwickelt, um Geräte mit Thermokontakten zu schützen, z. B. Elektromotoren, Lüfter;
• Signalisierung. Sie werden in Autos, Häusern, Organisationen, zum Schutz des Territoriums des Privatsektors, in der Produktion usw. verwendet.

Nach dem Wirkprinzip sind sie unterteilt in:

• Elektromagnetisch. Sie sind komplexere Geräte und werden in Automatisierungs- und Steuerungssystemen verwendet;
• Magnetoelektrisch. Sie funktionieren nur, wenn Gleichstrom vorhanden ist;
• Induktionsrelaisgeräte arbeiten nach dem Prinzip der Wechselwirkung von magnetischen Flüssen mit induzierten Strömen;
• Thermosicherungen werden als Sicherungen in Elektromotoren zum Schutz vor Überhitzung verwendet;
• Halbleiter- oder Halbleiterrelais werden effektiv in Präzisions-Temperaturregelsystemen verwendet.

Der Regelwert kann sein:

• Strom, dh das Funktionsprinzip solcher Geräte basiert auf dem Stromfluss zu einem bestimmten Strukturelement, am häufigsten fungiert ein Anker oder eine Spule als solche;
• Stromrelais. Das Gerät arbeitet unter dem Einfluss einer bestimmten Kraft, die in einer kontrollierten Umgebung erzeugt wird;
• Geräte, die unter dem Einfluss einer beliebigen Frequenz auf die Wicklung arbeiten;
• Funktioniert unter Bedingungen einer bestimmten Spannung.

Nach der Art der Beeinflussung des Steuerelements werden sie unterschieden:

• Kontakt, wie der Name schon sagt, verwenden solche Relais Kontakte, die in Kontakt miteinander ein Kraftfeld erzeugen;
• kontaktlose Relais, bei denen der Stromkreis durch Änderung eines der Stromkreisparameter geschlossen und geöffnet wird.

Sie sind konstruktionsbedingt unterteilt in:

• elektrisch - zum Ein- und Ausschalten des Stromkreises in Geräten, die eine große Last erfordern;
• Reedschalter - in ihrer Konstruktion haben sie einen Reedschalter mit einer Spule, dh eine kleine mit Gas gefüllte Vakuumpatrone;
• elektrothermisch basiert das Funktionsprinzip solcher Relais auf der Längenausdehnung von Metallen.

Es gibt viele andere Typen, die in hoch spezialisierten Bereichen eingesetzt werden. Als Beispiel seien Zeitrelais, Spannungsrelais, Zwischenrelais und andere genannt.

Relaisdesign

Relaisgeräte einer einfachen Schaltung bestehen aus Magneten, einem Anker und Kontakten. Das Schließen des Stromkreises in einem solchen Gerät erfolgt durch Bestromung des Magneten, der dann den Anker mit dem Kontakt schließt. Das heißt, das Schließen des Stromkreises ist das Ergebnis des Schließens des Ankers. Das Öffnen des Stromkreises erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Wenn die Stromzufuhr zum Magneten abnimmt, kehrt der Anker in seinen ursprünglichen Zustand zurück, dh er öffnet und öffnet dann den Stromkreis.

Zusätzlich zu den oben aufgeführten Komponenten können Widerstände in die Konstruktion von Relaisschaltern einbezogen werden. Sie sorgen für einen genaueren und stabileren Betrieb von Geräten und wirken auch als Kondensatoren, um Funken im Kabel und plötzliche Spannungsstöße zu verhindern.

Was die Relais vom elektromagnetischen Typ betrifft, so sind sie sowohl im Funktionsprinzip als auch im Design komplexere Geräte. Sie bestehen aus folgenden Elementen:

• Kontakte;
• Anker;
• flache Feder;
• Wicklungen;
• Ader;
• Joch;
• Rahmen;
• Gründe.

Das Gerät schaltet sich ein, wenn ein elektrischer Strom an die Wicklung angelegt wird. Wenn die Strommenge erreicht ist, die zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle erforderlich ist, beginnt sich die Feder zur Oberfläche des Jochs zu bewegen, während sich die Feder unter dem Einfluss der magnetischen Welle leicht biegt. Die Aktion des Ankers treibt den Kontakt an, der den externen Kontakt beeinflusst. Und es kommt mit dem Leiter in Kontakt und der Stromkreis wird geschlossen.

Der stabile Betrieb des Relais hängt direkt von der Stromstärke ab, die der Wicklung zugeführt wird. Wenn es nicht ausreicht, kann sich die magnetische Welle nicht bilden, und ohne sie kann der Anker nicht funktionieren. Daher funktioniert das Gerät selbst bei einer leichten Reduzierung der Stromversorgung nicht mehr und schaltet sich aus.

Einige dieser Geräte sind mit mehreren Kontaktpaaren ausgestattet, sodass mehrere Stromkreise gleichzeitig hergestellt und unterbrochen werden können.

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Anwendung in der Produktion und im Alltag

Elektromagnetische Schaltgeräte sind am gebräuchlichsten. Sie werden häufig im Bereich der Stromerzeugung eingesetzt. Sie schützen Hochspannungsleitungen und sorgen für einen ausfallsicheren Betrieb aller angeschlossenen Geräte.

Die Bedienelemente der Relaisausführung ermöglichen das Arbeiten mit hohen Spannungen bis zu mehreren hunderttausend Volt.

Die Popularität elektromagnetischer Relais erklärt sich wie folgt:

• Elemente, die Teil der Struktur sind, haben eine lange Lebensdauer;
• eine sofortige Reaktion auf Abweichungen der Parameter der angeschlossenen Geräte von der Norm haben;
• kann unter Bedingungen von Hochspannungsmagnetfeldern funktionieren und die Bildung von Fremdpotentialen ausschließen.

Elektromagnetische Schalter werden verwendet, um Stromleitungen zu sichern und den beschädigten Abschnitt aus dem Netz zu entfernen. Relaisgeräte, nämlich der Schutz, den sie heute bieten, gelten als die effektivsten.

Sie werden auch in Fördersystemen zur Produktionssteuerung eingesetzt. Denn in solchen Systemen bilden sich oft parasitäre Potentiale hoher Leistung, die Halbleiterrelais und andere daran angeschlossene Geräte leicht beschädigen können. Halbleitersysteme versagen aufgrund hoher statischer Elektrizität, die Schäden verursachen kann. Daher wurden sie durch elektromagnetische Relais ersetzt und sind neutral gegenüber statischer Elektrizität.

Geräte des elektromagnetischen Schalttyps werden effektiv in Geräten mit Fernbedienung und sogar Computern als Elemente verwendet, die elementare logische Operationen ausführen. Dank der Verwendung solcher Schalter übertrafen Computer die Zuverlässigkeit der Computer, die später auftauchten.

Beispiele für die Verwendung von Relais können aus dem Leben zitiert werden. Alle Menschen benutzen bei ihren Aktivitäten Haushaltsgeräte, Kühlschränke, Waschmaschinen, Fernseher und andere Geräte. Ihr Funktionsprinzip basiert auf dem Betrieb elektromagnetischer Relais.

Vor- und Nachteile von Switches

Die weit verbreitete Verwendung elektromagnetischer Relais in verschiedenen Tätigkeitsbereichen ist auf das Vorhandensein einer Reihe von Vorteilen gegenüber Halbleitern und anderen Typen zurückzuführen. Zu den Vorteilen zählen:

• die Fähigkeit, Stromkreise mit einer Gesamtleistung von nicht mehr als 4 Kilowatt und einem Volumen von nicht mehr als 10 Kubikzentimetern zu schließen und zu öffnen;
• beständigkeit gegen die Bedingungen einer starken Änderung des Spannungsniveaus in den Netzen, die durch eine Blitzentladung oder beim Arbeiten mit Hochspannungsgeräten auftreten können;
• ein Konstruktionsmerkmal, das eine elektrische Isolierung bietet,
• die Fähigkeit, bei niedriger Spannung eine geringe Wärmemenge zu erzeugen;
• sind viel billiger als Halbleiterrelais.

Zu den Nachteilen zählen:

• niedrige Arbeitsgeschwindigkeit;
• das Vorhandensein von Beschränkungen in Bezug auf die Ressource, sowohl mechanisch als auch elektrisch;
• die Entstehung von Interferenzen in Funkwellen bei Schaltvorgängen;
• das Vorhandensein schwerwiegender Probleme beim Schließen und Öffnen von Hochspannungs- und induktiven Gleichstromkreisen.

Elektromagnetische Relais werden bei der Steuerung von Produktionslinien, Förderbändern, in Bereichen mit erhöhten parasitären Potentialen verwendet, in denen Halbleiterelemente nicht verwendet werden können.