Elektromagnetische Relais

Allgemeine technische Angaben

Das schnelle Vordringen der elektronischen Bauteile, insbesondere der integrierten Schaltkreise im letzten Jahrzehnt, führte nicht – wie vielfach vorausgesagt – zu einem Rückgang der Nachfrage der Relais.
Vielmehr ging der Trend dahin, die Vorzüge der scheinbar konkurrierenden Bauteile, Relais und Halbleiter, in Schaltungen optimal zu vereinen.
Durch die Halbleitertechnik wurden in vielen Fällen Relais ersetzt, gleichzeitig ergaben sich mit dem Fortschreiten der Elektronik völlig neue Anwendungsmöglichkeiten, die sich auf die Relaisentwicklung mit auswirkten.
Dies führt in erster Linie zu einer weiteren Miniaturisierung und zu Relais, deren Systeme gegen Umwelteinflüsse dicht abgeschlossen sind.
Mit Rücksicht auf Umwelteinflüsse besteht auch Bedarf an dichten Relais und Relais mit gasgeschützten Kontakten, die durch ihren Aufbau eine höhere Operationsgeschwindigkeit zulassen.

Vorzüge von Relais

Das Relais zeichnet sich durch eine Reihe von Eigenschaften aus, die die Voraussetzung für eine universelle Verwendung in allen Bereichen der Elektrotechnik bieten.
Die Vorzüge von Relais vollständig zu beschreiben, würde im Rahmen diese Seite zu weit führen, jedoch sollen die wesentlichsten erläutert werden:

Gliederung nach Funktionen

Für welche Art von Relais sich der Anwender entscheidet, hängt von der jeweiligen Anwendung, insbesondere von der Art der Ansteuerung und der Aufgabe, die das Relais zu erfüllen hat, ab.
Vom Relais her bieten sich viele Möglichkeiten an, wie aus einer Gliederung ähnlich nach DIN  41215 in der nachfolgenden Tabelle zu erkennen ist.

Elektromagnetische Relais

monostabile Relais bistabile Relais
monostabile neutrale Relais monostabile gepolte Relais Wechselstrom-Relais bistabile gepolte Relais Remanenz-Relais

Erläuterungen zu den oben verwendeten Begriffen

Elektromagnetische Relais
Ein Elektromagnetisches Relais ist ein Bauteil, bei dem eine elektromagnetisch erzeugte Kraft unmittelbar oder über Zwischenglieder Relaiskontakte betätigt.
Es hat maximal drei Schaltstellungen und dient vorwiegend dazu, elektrische Informationen miteinander zu verknüpfen oder auszuwerten.

Monostabiles Relais
Relais, das nach dem Abschalten des Erregerstromes in die Ruhestellung zurückfällt.

Bistabiles Relais
Relais, das nach dem Abschalten des Erregerstromes in der zuletzt erreichten Schaltstellung verbleibt.

Neutrales Relais
Relais, bei dem der Übergang von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung von der Richtung des Erregerstromes unabhängig ist.

Monostabiles neutrales Relais
Monostabiles Relais, das unabhängig von der Richtung des Erregerstromes arbeitet.

Bistabiles neutrales Relais
Bistabiles Relais, bei dem der Übergang von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung von der Richtung des Erregerstromes unabhängig ist.
Anmerkung: Das Beibehalten der eingenommenen Schaltstellung kann durch mechanisches Mittel oder durch magnetische Effekte (Remanenz) bewirkt werden.

Gepoltes Relais
Relais, bei dem der Übergang von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung von der Richtung des Erregerstromes abhängig ist.
Anmerkung: Es gibt gepolte Relais, bei denen eine Übererregung nicht zum Verlassen der eingenommenen Schaltstellung führt, und solche, bei denen eine Übererregung dazu führt, dass eine andere Schaltstellung, z.B. die Ruhestellung, eingenommen wird.

Monostabiles gepoltes Relais
Monostabiles Relais, das bei einem Erregerstrom bestimmter Richtung die Arbeitsstellung einnimmt.

Bistabiles gepoltes Relais
Bistabiles Relais, das bei einem Erregerstrom bestimmter Richtung die eine und bei einem Erregerstrom entgegengesetzter Richtung die andere Schaltstellung einnimmt.

Gliederung nach konstruktiven Merkmalen

Nach konstruktiven Merkmalen unterscheidet man hauptsächlich vier Gattungen:
Staubgeschützte Relais sind mit einer meist durchsichtigen Kappe zum Schutz gegen Beschädigung und Eindringen von Staub in das Relaisinnere versehen.
Waschdichte Relais sind solche, deren Relaissystem mit einer Kunststoffkappe geschützt und mit Gießharz abgedichtet ist.
Relais mit gasgeschützten Kontakten sind solche, deren Kontakte in einem mit Schutzgas gefüllten Glasrohr eingesmolzen sind, oder in einer Metallgehäuse untergebracht sind.
Vakuumrelais sind prinzipiell ähnlich wie die Relais mit gasgeschützten Kontakten aber anstatt Schutzgas ist Vakuum.

Abschaltverhalten

Gebrauchskategorie nach EN  60947-4-1 und EN 60947-5-1 :

Kategorie Stromart /
Phasen
Anwendung
AC 1 AC/1 ~
AC/3 ~
Ohmsche Last.
Nichtinduktive oder nur schwach induktive Last.
AC 3 AC/1 ~
AC/3 ~
Anlassen von Käfigläufermotoren.
Drehrichtungsumkehrung nur nach vorangegangener Ausschaltung.
Es ist eine Pause von ca. 50ms erforderlich, um bei Drehstrom den Phasenschluss über den Lichtbogen und bei Kondensatormotoren von ca. 300ms den Stromstoss beim Umpolen des Kondensators zu vermeiden.
AC 4 AC/3 ~ Anlassen von Käfigläufermotoren.
Tippen. Gegenstrombremsen. Reversieren.
AC 14 AC/1 ~ Steuern elektromagnetischer Last (< als 72 VA), Hilfsstromschalter, Leistungsschütze, Magnetventile und Elektromagnete.
AC 15 AC/1 ~ Steuern elektromagnetischer Last (> als 72 VA), Hilfsstromschalter, Leistungsschütze, Magnetventile und Elektromagnete.
DC 1 DC/ = Ohmsche Last.
Nichtinduktive oder nur schwach induktive Last.
DC 13 DC/ = Steuern von Hilfsstromschalter, Leistungsschütze, Magnetventile und Elektromagnete.

 

Elektronische Lastrelais (ELR)

Elektronische Lastrelais (ELR) sind Relais auf Halbleiterbasis mit galvanischer Trennung zwischen Steuerkreis und Schaltkreis.
Der Steuerkreis besteht aus einem optoelektronischen Koppelelement, welches die galvanische Trennung bewirkt.
Der Eingang ist TTL-kompatibel.
Im Schaltkreis übernimmt ein Triac bzw. zwei antiparallele Thyristoren die Lastschaltung.
Beim Anlegen der Steuerspannung wird der Triac bzw. die Thyristoren im Schaltkreis gezündet, d.h. Es handelt sich um einen Schließer.
Die Relais eignen sich zum Schalten von ohmschen und induktiven Lasten.
Ein eingebauter Nullpunktschalter bewirkt das Einschalten der Last bei Spannungsnulldurchgang.
Alle Ausführungen schalten im Stromnulldurchgang ab.
Sämtliche Elektronische Lastrelais sind im Ausgang mit einer RC-Kombination versehen.
Bei erhöhten Transienten (du/dt) ist ggf. ein zusätzliches RC-Glied, bei hohen Überspannungen in der Netzspannung ein Metalloxyd-Varistor parallel zum Ausgang zu schalten.

Die wichtigsten Merkmale der Elektronischen Lastrelais sind:

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