Relais - ein Gerät zum Ein- und Ausschalten von Stromkreisen, eine der "Langlebern" unter den Funkelementen. Trotz des relativ einfachen Designs ist es sehr effizient und zuverlässig. Selbst derzeit gibt es auf einigen Geräten keine Alternative. Trotz der Existenz von Leistungshalbleiterbauelementen sind Relaiskontakte immer noch die einfachste Möglichkeit, leistungsstarke Lasten in Niedrigstromkreisen zu schalten.
Termin
Ein elementarer Stromkreis besteht aus einer Stromquelle, einem Leistungsschalter und einer Last. Idealerweise sollten alle drei Elemente in der Spannung und vor allem im Strom einander entsprechen. Dies ist eine Voraussetzung für den normalen Betrieb der Schaltung. Wenn der zulässige Strom durch den Schalter größer ist als der von der Last verbrauchte Strom, passiert nichts Schlimmes. Darüber hinaus hält ein solcher Unterbrecher viel länger. Wenn der durch den Schalter fließende Strom den maximal zulässigen Wert überschreitet, beginnen Probleme.
Sie äußern sich in der Auslösung von Kontakten, die sich letztendlich auf die Dauer ihres Dienstes auswirken. Es scheint, dass es ausreicht, einen Schalter zu installieren, der der Last entspricht, und alles wird in Ordnung sein. Es ist aber nicht immer möglich. Tatsache ist, dass die Abmessungen des Leistungsschalters umso größer sind, je höher der zulässige Strom ist. In diesem Fall kann die Last ziemlich groß sein, sie muss jedoch beispielsweise von einer Fernbedienung aus gesteuert werden, auf der kein Platz für einen großen Schalter vorhanden ist.
In diesem Fall und stellen Sie das Relais ein. Sein Einschluss erfordert einen relativ kleinen Strom. Die Lastleistung kann sehr hoch sein, während das Relais außerhalb desselben Bedienfelds bewegt und an einem Ort installiert werden kann, an dem die Abmessungen keine Rolle spielen.
Relaisgerät
Es ist sofort zu beachten, dass es eine Vielzahl von Spannungsregelgeräten gibt. In diesem Artikel wird das am häufigsten verwendete elektromagnetische Relais betrachtet. Es besteht aus folgenden Teilen:
- elektromagnetische Kernspule;
- Anker
- geschaltete Relaiskontakte;
- Rückholfeder.
Das Relais wird in einem geschlossenen, manchmal versiegelten Gehäuse hergestellt. Dies schützt seinen Mechanismus vor Staub und Feuchtigkeit. Um das Gerät an die Außenseite des Gehäuses anzuschließen, befinden sich Stiftleitungen und Spulenwicklungen.
Arbeitsprinzip
Das Schlüsselelement des Relais ist eine elektromagnetische Spule, in diesem Fall eine Wicklung. In der Konstruktion erfüllt es die Funktion eines Magneten. Wenn Strom durch die Spule fließt, entsteht ein Magnetfeld, aufgrund dessen ein Anker am Kern befestigt ist, der starr mit dem beweglichen Relaiskontakt verbunden ist. Beim Bewegen wird der Stromkreis geschlossen. Nachdem die Spannung von der Wicklung entfernt wurde, kehrt der Anker unter der Wirkung der Feder in seine ursprüngliche Position zurück und öffnet die Relaiskontakte.
Der Widerstand der Spule und damit die Anzahl der Windungen hängen hauptsächlich von der Leistung der angeschlossenen Last ab. Dementsprechend wachsen auch die Abmessungen der Wicklung und des Relais. In jedem Fall ist der von der Spule verbrauchte Strom jedoch zehn- oder sogar hundertmal geringer als der von den Kontakten geschaltete. Mit dieser Eigenschaft können Sie das Relais als Zwischenstufe verwenden. Zuerst wird das Relais selbst von einem Niedrigstromschalter gespeist und dann versorgt es den Verbraucher mit seinen Kontakten mit Spannung. Diese Verwendung des Geräts ist zur wichtigsten und am weitesten verbreiteten geworden. In diesem Fall sagen Experten, dass die Last über die Kontakte des Zwischenrelais verbunden ist. Somit entfällt die Abhängigkeit des Schalters von der Leistung des mit Strom versorgten Geräts.
Was sind Kontakte?
In Bezug auf das Relais ist dies keine müßige Frage, wie es scheinen mag. Tatsache ist, dass in diesem Fall nicht nur mechanische Kontakte im Gerät geschaltet werden. Wenn Leute über ein Relais sprechen, meinen sie alle Schlussfolgerungen, die auf seinem Fall sind. Sie können sie in zwei Typen unterteilen:
- Wickelkontakte. Manchmal befinden sich mehr als zwei davon im Relais.
- Geschaltet.
Um Verwechslungen zu vermeiden, werden diese Pins häufig als Relaisverbindungsstifte bezeichnet. Manchmal kann ihre Anzahl 10 erreichen. Aufgrund der fehlenden Standardisierung ist jedoch nicht immer klar, wo welcher Stromkreis angeschlossen werden soll. Die Pinbelegung der Relaiskontakte, die fast immer auf den Körper angewendet wird, hilft Ihnen dabei, dies herauszufinden. Wenn nicht, müssen Sie nach einer Beschreibung suchen. Die Kontakte der Wicklung sind direkt mit ihren Klemmen verbunden. Sie werden mit Spannung versorgt, von der aus das Relais aktiviert wird. Es kann mehrere Wicklungen geben und jede hat ihr eigenes Kontaktpaar. Manchmal können Spulen durch Leiter miteinander verbunden werden, wenn ein bestimmter Algorithmus für ihren Betrieb bereitgestellt werden muss.
Geschaltetes Kontaktmaterial
Die Lebensdauer einiger Relais beträgt mehrere zehn Jahre. Gleichzeitig sind alle Teile starken Belastungen ausgesetzt, insbesondere Kontakte. Erstens erfahren sie mechanische Spannungen, die mit der Bewegung des Ankers verbunden sind. Zum anderen werden sie durch große Lastströme negativ beeinflusst. Daher müssen die Relaiskontakte die folgenden Anforderungen erfüllen:
- Hohe Leitfähigkeit. Bietet geringen Spannungsabfall.
- Gute Korrosionsschutzeigenschaften.
- Hoher Schmelzpunkt.
- Kleine Erosion. Die Kontakte müssen gegen Metallübertragung beständig sein, was bei ständigem Schließen und Öffnen unvermeidlich ist.
Alle diese Eigenschaften hängen direkt vom verwendeten Material ab. Betrachten Sie die Hauptmetalle, aus denen das Relais hergestellt wird:
- Kupfer erfüllt die gestellten Anforderungen mit Ausnahme der Korrosionsbeständigkeit vollständig. Daher wird es häufig in Relaiskontakten mit einem abgedichteten Gehäuse verwendet. Darüber hinaus hat Kupfer ein weiteres Plus - im Vergleich zu anderen Metallen relativ niedrige Kosten. Der einzige Nachteil ist die Neigung zur Oxidation bei längerem Gebrauch. Daher wird es verwendet, wenn beispielsweise in den Kontakten der Kurvenrelais eine Kurzzeitbetriebsart vorgesehen ist.
- Silber hat eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit. Es verursacht keine Funkenbildung beim Schalten von induktiven Lasten. Gleichzeitig haben Silberkontakte keinen ausreichenden Lichtbogenwiderstand und können daher nicht zur Steuerung von Lasten mit erheblicher Leistung verwendet werden. Darüber hinaus haben sie ziemlich hohe Kosten. Daher haben die Kontakte ein kombiniertes Design - Kupfer mit Versilberung.
- Wolfram hat eine große Haltbarkeit und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen. Die daraus hergestellten Kontakte können sehr hohe Ströme (zig Ampere) schalten.
Neben dem Material unterscheiden sich die Relaiskontakte in der Art des Schaltens.
Normalerweise geöffnet
Es sind diese Kontakte, die bisher berücksichtigt wurden. In der neutralen Position, d. H. Wenn die Relaisspule nicht mit Strom versorgt wird, sind sie offen. Nach dem Einschalten der Spannung wird der Anker vom Kern angezogen und die Kontakte schließen. Normalerweise werden offene Kontakte am häufigsten in verschiedenen Stromkreisen verwendet, hauptsächlich als Zwischenkontakte.
Normalerweise geschlossen
Der Algorithmus ihrer Arbeit ist genau das Gegenteil. Die Kontakte sind geschlossen, wenn das Relais stromlos ist, und werden getrennt, wenn Spannung an der Wicklung auftritt. Dies wird bei der Implementierung verschiedener Verriegelungen und in Signalisierungsschaltungen verwendet. Ein typisches Beispiel für die Verwendung normalerweise geschlossener Kontakte ist ein mechanischer Relaisregler. Wir werden im Folgenden kurz auf seine Arbeit eingehen.
Über normalerweise geschlossene Kontakte wird die Feldwicklung mit Spannung versorgt. Dementsprechend erzeugt der Generator beim Lösen des Ankers einen elektrischen Strom. Der Akku wird aufgeladen. Sobald die Spannung im Bordnetz den eingestellten Wert überschreitet, wird der Anker angezogen, die Kontakte des Relaisreglers werden freigegeben, die Feldwicklung wird abgeschaltet. Infolgedessen nimmt die Spannung am Ausgang des Generators ab.
Übrigens, trotz der Tatsache, dass elektronische Relaissteuerungen seit langem auftauchen, haben Besitzer alter Autos es nicht eilig, sie anstelle von mechanischen zu setzen. Dies ist auf den störungsfreien Betrieb des letzteren über viele Jahre zurückzuführen. Dies ist die Frage der Zuverlässigkeit.
Schalten
In diesem Fall hat das Relais sowohl normalerweise geschlossene als auch offene Kontakte. Und alle sind nicht vier, wie es scheinen mag, sondern drei. Tatsache ist, dass einer von ihnen häufig ist. Insgesamt befinden sich 5 Kontakte am Relaisgehäuse (zwei Wicklungsleitungen und drei geschaltete). Aufgrund seiner Vielseitigkeit werden radiotechnische Elemente dieses Typs am häufigsten verwendet. Daher haben die meisten modernen Relais Schaltkontakte, manchmal sogar mehrere Gruppen.
