Mittwoch, 21. März 2012

Relais und Schütz II

 http://www.schaltbau-gmbh.com/files/zwangsoeffnung.gif

 Kontakte
  • Schließer (Arbeitskontakte)
  • Öffner (Ruhekontakte)
  • Wechsler (Umschaltkontakte)
  • Folgewechsler (unterbrechungsfreie Umschaltkontakte) 
 http://www.elestarelays.com/image/tech_info/relaisaufbau.jpg
  • 1) Arbeitskontakt (Schliesser)
  • 2) Umschaltkontakt (Wechsler)
  • 3) Ruhekontakt (Öffner)
  • 4) Anker
  • 5) Spulenkern
  • 6) Joch
  • 7) Relaisspule
Kammrelais
http://www.katharinen.ingolstadt.de/inf7/RelaisLudwig,Kilian,Ulrich/Relais%20innen.bmp
Schalter 
  • a Schalter allgemein, Schließer allgemein, Schließer als Taster
    • b Schließer im betätigtem Zustand (Doppelpfeil)
    • c Schließer als Rastschalter (Stellschalter)
    • d Öffner im betätigtem Zustand (Doppelpfeil)
    • e Öffner als Taster (selbsttätiger Rückgang in die Grundposition)
    • f Schließer, voreilend (zeitliche Kontaktfoge)
    • g Schließer 1 schließt vor Kontakt 2
    • h Öffner als Rastschalter (nichtselbsttätiger Rückgang in die Grundposition)
    • i Schließer, nacheilend
    • j Wechsler (Umschalter) schaltet mit Unterbrechung
    • k Öffner, voreilend
    • l Schließer, schließt verzögert aber öffnet sofort bei Betätigung
    • m Schließer, schließt und öffnet verzögert
    • n Wechsler ohne Unterbrechung (Folgewechsler) z.B. Abblendschalter
    • o Öffner, nacheilend
    • p Öffner, schließt verzögert
    http://mitglied.multimania.de/Autoelektrik/iiaihd.gif
    • q Zweiwegschließer mit Mittelstellung, allgemein
    • r Dreistellenschalter, bestehend aus einem unverzögertem Schließer, einem Schließer mit Schließverzögerung und einem Öffner mit Schließverzögerung
    • s Zweiwegschließer mit Mittelstellung, mit Angabe des Drehpunkts
    • t Thermoschalter, thermische Wirkung
    • u Thermoschalter, thermische Betätigung
    • v Schließer-Öffner
    • w Öffner mit thermischer Betätigung
    • x Öffner mit thermischer Betätigung mit Angabe der Auslösetemperatur
    • y Zwillingsschließer
    • z Zwillingsöffner
    • A Thermokontakt, widerstandsbeheizt (z.B. Thermozeitschalter für Kaltstartventil)
    • B Öffner-Zwillingsschließer
    • C nockenbetätigter Öffner (z.B. Rückfahrlichtschalter im Getriebe)
    • D nockenbetätigter Öffner
    • E druckbetätigter (pneumatisch oder hydraulisch) Schließer (Bremslichtschalter)
    • F druckbetätigter (pneumatisch oder hydraulisch) Öffner

    Ein Relais ist ein elektrisch gesteuerter Schalter

    http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/online_material/e_lehre_1/stromwirk/relaisani.gif

    Funktionsweise
    • Ein Schließer (im Ruhezustand geöffnet) schließt den Stromkreis.
    • Ein Öffner (im Ruhezustand geschlossen) unterbricht den Stromkreis.
    • Strom durch Erregerspule => Anker zieht an => betätigt mechanisch die angebauten Schaltkontakte
    http://www.strippenstrolch.de/grafiken/relais%20ani.gif

    Relais und Schütze haben Ähnlichkeiten
    • Erregerspule mit Eisenkern
    • beweglicher Anker
    • ein oder mehrere Kontakte

    Zuses geniale Rechenmaschine nur mit Relais

    http://www.sn.schule.de/~ms16l/virtuelle_schule/informatik/binaere_logik/zuse_w.gif

    Cave: Falsche Spannung

    Wechselstromrelais an Gleichspannung
    • Relaisspule wird zerstört, da nur geringer ohmscher Wicklungswiderstand den Strom begrenzt
    Gleichstromrelais an Wechselspannung
    • Der zum Schalten notwendige Strom kann nicht fließen.
     => Relais und Schütze müssen nach Spulenspannung, Stromart und nach ihrer Kontaktbelastung ausgewählt werden.
    Relais:
    • haben eine geringere Schaltleistung als Schütze
    • können bis 250 V und bis 10 Ampere schalten
    • Spulenspannungen von 1,5 V - 230 V
    • Einsatz im Bereich der Kommunikationstechnik
    • galvanische Trennung (Potentialtrennung) zwischen elektronischer Steuerung und Leistungsteil
    Relaisarten:
    • Monostabil
    • Bistabil
    • Zungenkontaktrelais
    • Stromstoßschalter + Zeitrelais (mech. Verklinkung)

    Reed Relais

    http://www.bibianatroost.de/Webcard/elektronik/bauteile/relais/reedrelais/reedrelais.gif
    bibianatroost.de

    Zungenkontaktrelais / Reedrelais
    • Kontakzungen aus Nickel-Eisen-Legierung
    • in Glasröhrchen mit Schutzgas zum Schutz gegen Verunreinigung
    • Spule => Magnetisierung => Kontaktzungen => ungleiche Pole => Schließen und Öffnen des Kontaktes
    • Schaltleistungen bis etwa 10 W
    • Spulenstrom = Spulenspannung / Spulenwiderstand 
    Kamm- und Rundrelais (Ovalrelais)
    • Federkontaktsätze
    • Ansprechzeit (Einschaltzeit): 10 ms
    • Rückstellzeit (Abschaltzeit): 3ms
    http://ftec.cfasp.de/bre/Schaltbild.gif

    Induktionsspannung
    • Schalten von induktiven Sromkreisen => Induktionsspannungen => Kontaktbrand + Schädigung elektronischer Bauteile => Schutzbeschaltung erforderlich
    Freilaufdiode

     http://www.as-workshop.de/grundlag/freilauf.gif

     ... die Spule stellt für Ströme mit niedriger Frequenz einen Kurzschluß dar, für Ströme mit hoher Frequenz einen sehr hohen Widerstand ... (=> Induktivitäten: Spannung vor Strom) ...

    Bistabiles Relais mit Verpolungsschutz (D2) + Freilaufdiode (D1)

     http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/12062514.gif
    elektronik-kompendium.de

    Der Verpolungsschutz soll verhindern, dass eine polungsabhängige Schaltung, bei der die Anschlüsse für Plus und Minus (Polarität) definiert sind, bei einer Falschpolung Schaden nimmt. 
    • In der Regel ist ein Verpolungsschutz immer dann notwendig, wenn die Schaltung oder das Gerät mit einer Gleichspannung beschaltet werden muss. 
    Bei Schaltungen oder Geräte, die mit Wechselspannung beschaltet werden, gibt es keine Polung und damit auch keine Polungsabhängigkeit. Somit ist bei Wechselspannung kein Verpolungsschutz erforderlich.

    http://www.8ung.at/elektrotechnik/bilder/schutz/ueSpg3.gif

    ... Die Induktionsspannung wird über die parallel geschaltete Diode abgebaut. (Polung beachten!)
    • Die Sperrspannung UR der Diode muss dabei wenigstens 50% über der Versorgungsspannung USp liegen.
     Sicherheitsschleife mit Selbsthaltekontakt

    http://www.8ung.at/elektrotechnik/bilder/Relais/1m4.gif

    In dieser Schaltung befinden sich wesentliche Grundelemente.
    • Das Relais merkt sich sozusagen den einmaligen Tastendruck
    In diesem Fall dient er dem "Scharfmachen" ( = Initailisierung) der Alarmanlage.
    • Wenn der Steuerstromkreis an irgend einer Stelle unterbrochen wird, meldet sich sofort die Sirene.
     Maßnahmen zur Begrenzung der  Induktionsspannung
    • Gleichstromkreis: Freilaufdiode oder Varistor
    • Wechselstromkreis: Varistor oder RC-Schaltung

     Schaltungen zum Schutz von Thyristoren
    http://www.8ung.at/elektrotechnik/bilder/Halbleiter/Thyristor6.gif
    8ung.at


    Durch das Energiespeicherverhalten des Magnetkernes kommt es bei Spannungsunterbruch zu hohen Induktionsspannungsspitzen.


    Schaltzustand nach Abfall des Erregerstroms
    • Monostabile Relais kehren nach der Unterbrechung des Spulenstromes selbsttätig in ihre Ruhelage zurück (=> durch Federkraft)
    • Bistabile Relais behalten nach ihrem Ansteuerimpuls ihren Schaltzustand bei (=> Restmagnetismus, Remanenz des Eisenkerns)


      Galvanische Trennung von Steuer- und Hauptstromkreis:
      • zwei voneinander getrennte Netze
      • hier eignen sich Relais als Schnittstelle zwischen Kommunikationstechnik und dem Energieversorgungsnetz
      * * *

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