Das Funktionsprinzip und die Arten von elektrischen Relais

Ein spezielles Gerät wird für Haushalts- und Industriestromnetze, ICE-Steuerung und Beleuchtung verwendet. Ein Relais ist ein elektromagnetischer oder elektrischer Unterbrecher, der durch einen mechanischen, elektronischen oder elektrischen Impuls ausgelöst wird. Das Verständnis der Funktionsprinzipien und Konstruktionsmerkmale des Geräts hilft Ihnen, eine Reihe von Problemen in der Elektrotechnik selbstständig zu lösen.

Entstehungsgeschichte

Einige Quellen berichten, dass der russische Wissenschaftler P. Schilling (1830-1832) das Relais als Klingelelement im Telegraphen installiert hat. Es gibt eine andere Meinung, die die Urheberschaft der Regulierungsbehörde J. Henry zuschreibt. Ein amerikanischer Physiker entwickelte 1835 ein Kontaktgerät mit elektromagnetischem Funktionsprinzip.

Wenn wir die Bedeutung des Wortes betrachten, wird "Staffel" aus dem Französischen als die Übergabe des Staffelstabs beim Wettbewerb oder das Ersetzen von Postpferden übersetzt. Erstmals wurde der Regulator als eigenständiges Element von S. Morse erwähnt, dem Erfinder des Telegraphen.

Die Theorie der Relais-Geräte begann sich in den Jahren 1925-1930 zu entwickeln, aber danach in den Jahren 1936-1938. V. Shestakov, A. Nakashima und K. Shannon verwendeten mathematische Logik, um das Relaisproblem zu lösen, und die theoretische Grundlage wurde gelegt.

Auf internationalen Symposien wurden immer wieder die Probleme des theoretischen Wertes eines Relaisschalters, endlicher Automaten, angesprochen. Die erste Konsultation fand 1957 in den USA statt, die zweite in der UdSSR (1962).

Besonderheit der Relaiselemente of

Unter einem Relaiselement wird eine Menge von Knoten und Verbindungen verstanden, die sich bei Beeinflussung der Eingabe in Form von Sprüngen ändert. Aus diesem Grund werden zur Charakterisierung der Elemente die Kriterien für Einflüsse auf Output und Input herangezogen:

• Triggerung - am Eingang ist die Wirkung minimal, sie nimmt langsam zu, was zu einer Zustandsänderung des Elements und einer gleichzeitigen Wirkung auf den Ausgang führt.
• Loslassen - Verringern der minimalen Eingabeaktion, damit das Element in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
• Return ist ein Parameter, der den maximalen Einfluss der Aktion bei einer Erhöhung bestimmt, bei dem der Relaisknoten in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
• Geschwindigkeit - hängt vom Verhältnis der Reaktionszeit zur Rückkehr- oder Freigabezeit ab.

Ein elektrisches Relais ist ein Element, dessen Wirkungsweise vom Stromfluss oder der Leitfähigkeit abhängt.

So funktioniert der Schalter

Relais ist ein Schaltgerät, das einen Stromkreis bei Schwankungen der Stromparameter verbindet oder trennt. Das Gerät wird aktiviert, wenn die Grenze des Zustandswertes (Spannung oder Strom) erreicht wird, indem die Leitung geschlossen oder geöffnet wird.

Um das Funktionsprinzip des Relais zu verstehen, müssen seine Baugruppen geklärt werden. Das Design des Geräts umfasst eine Induktivität, einen Anker und Kommutierungskanäle. Beim Anschluss an einen Stromkreis in Induktoren mit einem magnetisierten Draht tritt eine EMF der Selbstinduktion auf, d.h. Phase hinkt der Spannung hinterher. Bei der Bestromung der Spule zieht das Element einen Anker mit Kontakten an, der den Stromkreis schließt.

Das Gerät verfügt über zwei Arten von Stromkreisen:

• kontrolliert - im Moment der Auslösung durch einen Anker geschlossen;
• Steuerung - durch sie fließt der Strom zur Spule.

Die Regelung großer Ströme im Regelkreis erfolgt über einen stromarmen Regelanschluss.

Die Relaisvorrichtung des elektromagnetischen Typs arbeitet nach dem Hystereseprinzip - Aktivierung einige Zeit nach dem Eintreffen des Stromimpulses. Der Strom in der Spule steigt in einer Schleife an und erreicht den erforderlichen Wert. Aufgrund der Hysterese werden Relaisgeräte nicht für schnell ansprechende Geräte verwendet.

Steuer- und Steuerkontakte, zulässige Spannungs- und Stromparameter sind auf dem Gehäuse angegeben.

Empfindlichkeitsoptionen

Empfindlichkeit - das Funktionsprinzip des Relais, bei dem das Gerät selbst auf geringfügige Abweichungen der Anzeigen reagiert und schnell in den Standardmodus zurückkehrt.

Hochempfindliche Modelle nehmen Werte unter 10 mW wahr, normal - von 1 bis 5 W, geringe Empfindlichkeit - von 10 bis 20 W.

Sorten von Relais

Um praktische Probleme zu lösen, werden Relaistypen verwendet, die sich in den Eigenschaften der Aktion, des Einschaltens und des Vorhandenseins eines Schutzes unterscheiden.

Nach dem Prinzip der Arbeit

Zu diesen Relaistypen gehören:

• Elektromagnetisch - Modelle des elektromechanischen Typs, die mit dem Magnetfeld des auf den Anker wirkenden Wicklungsstroms arbeiten. Ein elektromagnetischer Schalter kann mit einer Reaktion auf Stromparameter neutral und mit einer Reaktion auf Stromstärke und Polarität polarisiert sein.
• Elektronisch - funktioniert unter schweren Lasten. Das Design wird durch Halbleiterelemente zum Zuführen und Abschalten von Spannung repräsentiert.
• Reedschalter werden in Form eines Zylinders mit einer Vakuumspule oder einer mit einem Inertgas gefüllten Spule hergestellt. Der Reedschalter befindet sich in der Mitte des Magneten oder ist einem Feld ausgesetzt. Dieser Typ wird aktiviert, wenn Strom an die Wicklung angelegt wird. Nach Aufbau eines magnetischen Flusses und Magnetisierung der Federn schließen die Kontakte.
• Elektrothermisch - arbeiten auf der Grundlage des Unterschieds des Ausdehnungskoeffizienten beim Erhitzen von Bimetallplatten. Die Art der Relaiszuordnung wird durch die Anzahl der Netzphasen bestimmt.

Elektrothermische Modelle eignen sich für die Produktion oder als Elektromotor.

Durch die Art der Aufnahme des wahrnehmenden Elements

Es gibt Modifikationen:

• Primär - mit dem Elementstromkreis verbunden. Sie können ohne Messwandler, Kabel, Quellen schneller Ströme verwendet werden.
• Sekundär - über Transformatoren verbunden, die auf Strom- und Spannungsschwankungen reagieren.
• Intermediate - als Hilfsgerät platziert, verstärken oder transformieren Sie die Signale von Sekundärmodellen.

Die Art des Sensorelements hängt vom Relaisgerät ab. Es kann ein Elektromagnet, ein magnetoelektrisches, ein Induktions- oder ein elektrodynamisches System sein.

Durch Belichtung

Je nachdem, wie der Betätiger auf den Kontrollanzeiger wirkt, gibt es Geräte:

• direkte Aktion - der Aktor wirkt direkt auf den Steuerkreis;
• indirekte Wirkung - Hilfsgeräte werden verwendet, um die Kette zu beeinflussen.

Als Betätigungselement für elektromechanische Geräte wird ein aktives Kontaktsystem verwendet.

Schutzgeräte

Die Automatisierung wird durch Schwankungen von Widerstand, Leistung und Spannung ausgelöst. Es gibt solche Arten von Relais:

• maximaler Stromschutz - Überstromschutz wird ausgelöst, wenn der Strom den eingestellten Grenzwert erreicht;
• richtungsschutz - zusätzlich zum Strom wird die Leistung überwacht;
• Differentialschutz - Geräte reagieren, wenn sich die Spannung der Geräte stark ändert oder auf Fehler im Netz selbst;
• entfernte Geräte - Der Schutz wird mit Standard- und Hochfrequenz durchgeführt, wenn ein Widerstandsabfall oder Kurzschlüsse erkannt werden;
• Differenzphasengeräte - DFZ steuern die Phasen von beiden Enden der Stromversorgungsleitung.

Unter häuslichen Bedingungen ist die Verwendung von MTZ-Geräten des elektromagnetischen Typs zulässig.

Bezeichnung auf den Diagrammen

Internationaler Klassifikator ermöglicht es Ihnen, Geräte zu reparieren oder zu entwerfen. Das Schema wird durch alphanumerische Markierungen unterschieden:

• ein Rechteck mit horizontalen Linien an den Seiten, gekennzeichnet mit den Buchstaben A und A1 - Magnetspulenwicklung mit Stromkabeln; manchmal durch den Buchstaben K gekennzeichnet;
• Schaltkontakte - Stabilisatorkontakte;
• ein Rechteck mit einem fetten Punkt auf einem Stift oder der Buchstabe P innerhalb der Figur ist eine polarisierte Modifikation;
• ein Rechteck mit zwei schrägen Linien - das Vorhandensein von zwei Wicklungen.

Die Bezeichnungsdiagramme des Haushaltsrelais zeigen auch die Art der Kontakte, Öffnungsmerkmale und das Vorhandensein einer Selbstrückkehr an.

Einsatzgebiete

Das Kontaktgerät wird verwendet für:

• steuerung von elektrischen Systemen - Sie können einen Stabilisator für DC, AC oder Schutz liefern;
• Verhinderung des Einflusses von Spannungsspitzen auf die Knoten von Haushaltsgeräten - der Schalter schafft eine stabile Art der Verbindung;
• ununterbrochener Betrieb von Industrie- und Produktionsanlagen;
• Automatisierung von Elektrogeräten des täglichen Lebens;
• Verstärkung der Steuersignale in den Diagrammen.

Das Schaltgerät ist vom Hersteller so eingestellt, dass es in bestimmten Situationen ausgelöst werden kann.

Stabilisatoranforderungen

Unabhängig von der Expositionsmethode, dem Einschalten und dem Vorhandensein eines Schutzes müssen Sie bei der Auswahl die technischen Eigenschaften berücksichtigen:

• Reaktionszeit - der Zeitraum vom Empfang des Steuersignals am Eingang bis zum Zeitpunkt der Beeinflussung der Netzwerkparameter;
• Schaltleistung - die zulässige Leistungsgrenze für das Gerät oder das Netzwerk;
• Auslöseleistung - die Mindestanzeige, bei der das Gerät zu arbeiten beginnt;
• setpoint ist ein variabler Parameter, der die Höhe des Betriebsstroms angibt.

Modelle moderner Hersteller haben einen einfachen Bautyp oder sind mit Mikroprozessoren, Steuerungen, Sensoren ausgestattet.

Unter Beachtung der Auswahlkriterien und Kenntnis des Anwendungsbereichs des Relais ist es einfach, einen unterbrechungsfreien Betrieb des Stromnetzes bei Spannungs- und Leistungsschwankungen zu gewährleisten.