Relaisgrundlagen und industrielle Anwendungen

Ein Relais ist eine elektrische Komponente, die durch Änderungen der Eingangssignale eine automatische Schaltkreissteuerung erreicht. Wenn die Eingangsgröße einen festgelegten Zustand erreicht, kann sie den Schaltvorgang im Ausgangskreis abschließen, indem sie entweder den Stromkreis verbindet, trennt oder ändert. Es wird häufig in Automatisierungssteuerungen, Energiesystemen, Industrieanlagen, neuen Energiegeräten, Kommunikationsgeräten und Automobilelektronik eingesetzt und ist ein wichtiger Bestandteil industrieller Steuerungssysteme.

 

Im Wesentlichen ist ein Relais eine Art „automatischer Schalter“, der einen kleinen Strom verwenden kann, um den Betrieb eines Hochstromkreises zu steuern und so Funktionen wie automatische Einstellung, Sicherheitsschutz, Signalumwandlung und Fernbedienung zu erreichen. In modernen Industrieanlagen umfassen Relais typischerweise einen Relais-Eisenkern, einen Elektromagnetkern und einen Relaisspulenkern aus magnetischen Materialien mit hoher -Permeabilität, um die magnetische Permeabilität und die Betriebsempfindlichkeit zu verbessern.

 

 

 

Ein Relais besteht typischerweise aus einem Magnetkreissystem, einem Antriebssystem und einem Kontaktsystem, das hauptsächlich einen Eisenkern, eine Spule, einen Anker, eine Kontaktbaugruppe und einen Rückstellmechanismus umfasst.

 

Wenn die Spule mit Strom versorgt wird, wird im Inneren der Spule ein Magnetfeld erzeugt. Diese Magnetkraft zieht den Anker an, wodurch er sich bewegt und die Kontakte schaltet, wodurch der Stromkreis ein- oder ausgeschaltet wird. Wenn die Spule stromlos ist, verschwindet das Magnetfeld und die Kontakte kehren unter der Wirkung der Federkraft in ihren ursprünglichen Zustand zurück.

 

In der industriellen Relaisfertigung werden üblicherweise reine Eisenkerne und weichmagnetische Eisenkerne für Relais im Magnetkreis verwendet. Zu ihren Hauptmerkmalen gehören:

 

Stabile magnetische Permeabilität

Geringer Hystereseverlust

Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit

Geringer Restmagnetismus

Gute Ermüdungsbeständigkeit

 

DT4C-Eisenkern und DT4C-AC-Relais-Eisenkern sind typische weichmagnetische Reineisenmaterialien, die für AC-Relais und hochfrequente Betriebsumgebungen geeignet sind.

 

 

Der Arbeitsprozess eines Relais kann in zwei Phasen unterteilt werden: Aktivierung und Deaktivierung.

 

Nachdem die Spule ihre Nennspannung erhalten hat, erzeugt das Magnetfeld eine elektromagnetische Anziehungskraft, die den Anker in Bewegung versetzt, wodurch die normalerweise offenen Kontakte geschlossen und die normalerweise geschlossenen Kontakte geöffnet werden. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, verschwindet das Magnetfeld und der Anker kehrt unter der Wirkung der Rückholfeder in seine ursprüngliche Position zurück, und die Kontakte kehren in ihren Ausgangszustand zurück.

 

Dabei wirken sich die magnetischen Eigenschaften des Kerns des elektromagnetischen Relais direkt auf die Betriebszeit, Stabilität und Lebensdauer des Relais aus. Hochwertige Relaiskerne aus reinem Eisen reduzieren effektiv magnetische Verluste und verbessern die Betriebskonsistenz.

 

Einige Industrierelais verfügen außerdem über eine Vernickelung des Relaiskerns mit Kupfergrundierung, um die Korrosionsbeständigkeit und Dimensionsstabilität zu verbessern, sodass sie für feuchte, hohe {0}Temperaturen und komplexe Industrieumgebungen geeignet sind.

 

 

1. Erweiterung des Kontrollbereichs

Relais können mehrere Stromkreise mit einem einzigen Steuersignal schalten, mehrere Geräte gleichzeitig steuern und spielen eine entscheidende Rolle in Automatisierungssystemen.

 

2. Schaltungsverstärkung

Relais können größere Leistungslasten mit kleinen Eingangssignalen steuern und ermöglichen so die Niederspannungssteuerung von Hochspannungssystemen.

 

3. Automatische Steuerung und Verriegelung

Relais können mit SPS, Sensoren, Schützen und anderen Komponenten automatisierte Steuerkreise bilden, um Logiksteuerung, Verriegelungsschutz und Zustandsumschaltung zu erreichen.

 

4. Sicherheitsschutz

Relais bieten Überstrom-, Überspannungs-, Unterspannungs-, Zeitverzögerungs- und Überhitzungsschutz und werden häufig in Sicherheitssystemen für Industrieanlagen eingesetzt.

 

 

Obwohl Relais und Schütze nach ähnlichen Prinzipien funktionieren, unterscheiden sich ihre Anwendungen.

 

Relais werden hauptsächlich in Steuerkreisen und Signalsteuerungen verwendet und eignen sich für Niederstrom- oder Logiksteuerungssysteme. Schütze werden hauptsächlich zur Hauptstromkreissteuerung verwendet und eignen sich zum häufigen Ein- und Ausschalten von Hochleistungslasten.

 

Allgemein gesprochen:

Relais haben eine geringere Kontaktkapazität. Schütze haben eine größere Kontaktkapazität. Bei Relais steht die Präzision der Steuerung im Vordergrund. Schütze betonen die Belastbarkeit.

 

Bei der industriellen Steuerung wirkt sich die Leistung des Eisenkerns für industrielle Steuerungsrelais direkt auf die Reaktionsgeschwindigkeit und Stabilität des Relais aus.

 

 

 

Nennbetriebsspannung

Dies bezieht sich auf die Spannung, die die Relaisspule für den Normalbetrieb benötigt, und kann in Wechsel- und Gleichstromtypen unterteilt werden.

Ziehen-Spannung ein und Spannung freigeben

Die Anzugsspannung ist die Mindestspannung, die erforderlich ist, damit das Relais den Betrieb aufnimmt. Die Auslösespannung ist der Spannungswert, wenn das Relais in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Kontaktkapazität

Dies bezieht sich auf die maximale Spannung und den maximalen Strom, die das Relais führen kann, und bestimmt so seine Steuerfähigkeit.

Spulenwiderstand

Der Gleichstromwiderstand der Spule beeinflusst den Stromverbrauch und die Wärmeableitung.

Mechanische Lebensdauer vs. elektrische Lebensdauer

Die mechanische Lebensdauer bezieht sich auf die Anzahl der Vorgänge unter -Lastbedingungen; Die elektrische Lebensdauer bezieht sich auf die Betriebslebensdauer unter Lastbedingungen.

 

 

Elektromagnetische Relais

Elektromagnetische Relais sind der in der Industrie am weitesten verbreitete Typ und zeichnen sich durch ihre einfache Struktur, schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und einfache Wartung aus.

Ihr Kernmagnetkreis verwendet typischerweise weichmagnetische Eisenkerne für Relais und Spulenkerne für elektromagnetische Relais, um die magnetische Reaktionseffizienz zu verbessern.

Derzeit werden in der Präzisionsrelaisfertigung häufig Kaltschmiedeverfahren für Relaiskerne und DT4C-Relais-Eisenkerne eingesetzt, wodurch die Maßhaltigkeit und die Chargenkonsistenz effektiv verbessert werden.

 

Zwischenrelais

Zwischenrelais werden hauptsächlich zur Signalverstärkung, Logikumwandlung und Kontakterweiterung verwendet und sind in SPS-Steuerungssystemen weit verbreitet.

Zu ihren Merkmalen gehören:

Anzahl der Kontakte
Feinfühlige Bedienung
Kleine Größe
Zuverlässige Kontrolle

Einige Produkte verwenden Relaiskerne aus Stahl und Relaiskerne aus reinem Eisen, um die Stabilität unter häufigen Betriebsbedingungen zu verbessern.

 

Aktuelles Relais

Stromrelais arbeiten auf der Grundlage von Stromänderungen und werden hauptsächlich zum Überstrom- und Unterstromschutz eingesetzt.

Ihre Spulen sind typischerweise im Hauptstromkreis in Reihe geschaltet, um den Strom in Echtzeit zu überwachen.

 

Spannungsrelais

Spannungsrelais arbeiten auf der Grundlage von Spannungsänderungen und bieten Überspannungs-, Unterspannungs- und Nullspannungsschutz.

Aufgrund der Notwendigkeit einer Echtzeit-Spannungsüberwachung weisen ihre Spulen normalerweise eine hohe Impedanz auf.

 

Zeitrelais

Zeitrelais ermöglichen eine verzögerte Steuerung und werden häufig zur Zeitsteuerung in automatisierten Produktionsanlagen verwendet.

Aufgrund ihrer Struktur können sie wie folgt kategorisiert werden:

Elektromagnetisch
Elektronisch
Luft-gedämpft
Digital

Moderne Industriesysteme verwenden in der Regel elektronische Zeitrelais, um die Steuerungsgenauigkeit zu verbessern.

 

Thermorelais

Thermorelais werden hauptsächlich zum Motorüberlastschutz eingesetzt. Ihr Kernprinzip basiert auf der Verformung eines Bimetallstreifens durch Hitze, wodurch die Kontakte betätigt werden.

Sie verhindern wirksam:

Motorüberlastung

Einphasiger-Betrieb

Längerer Überstrom

 

Geschwindigkeitsstaffel

Geschwindigkeitsrelais werden hauptsächlich zur Motorbremssteuerung und Geschwindigkeitserkennung eingesetzt.

Wenn die Motorgeschwindigkeit den eingestellten Wert erreicht, werden die Relaiskontakte aktiviert, wodurch eine Verriegelungssteuerung oder eine Rückwärtsbremsung erreicht wird.

 

Flüssigkeitsstandrelais

Flüssigkeitsstandrelais ermöglichen eine automatische Steuerung durch die Erkennung von Änderungen des Flüssigkeitsstands und werden häufig eingesetzt in:

Wasseraufbereitungssysteme
Ausrüstung zur Lagerung von Flüssigkeiten
Industrielle Kühlsysteme

Druckrelais

Druckrelais werden hauptsächlich in hydraulischen und pneumatischen Systemen eingesetzt, um eine Druckerkennung und automatische Steuerung zu erreichen.

Wenn der Druck den eingestellten Wert erreicht, schalten die Kontakte automatisch um und stellen so eine Geräteverknüpfung her.

 

 

Die magnetische Leistung und Lebensdauer eines Relais hängen weitgehend vom Kernmaterial ab.

Moderne Industrierelais verwenden typischerweise:

 

Reiner Eisenkern
Elektriker Reiner Eisenkern
Weichmagnetische Eisenkerne für Relais
Relaisstahlkern

Diese Materialien verfügen über eine hohe Permeabilität und niedrige Koerzitivfeldstärke und verbessern effektiv:

Betätigungsgeschwindigkeit
Aktivierungsstabilität
Geringer Stromverbrauch
Hoch-Frequenzgang

 

Im Hinblick auf die Herstellungsverfahren verbessern die Prozesse Kaltstauchen des Relaiskerns und Kaltschmieden des Relaiskerns die Maßhaltigkeit und mechanische Festigkeit des Produkts und machen es für die automatisierte Massenproduktion geeignet.

 

Darüber hinaus beeinflussen präzise Strukturkomponenten wie Kernstifte und Relaisstifte auch die Montagegenauigkeit und die Langzeitstabilität von Relais.

 

 

 

Mit der Entwicklung der industriellen Automatisierung, neuer Energie, Elektrofahrzeugen und intelligenter Fertigung entwickeln sich Relais in die folgenden Richtungen:

 

Miniaturisierung
Hohe Zuverlässigkeit
Hochfrequenz
Geringer Stromverbrauch
Intelligenz
Lange Lebensdauer

 

Insbesondere bei Fahrzeugen mit neuer Energie, Hochspannungssteuerungssystemen und industriellen Automatisierungsgeräten ist die Nachfrage nachReiner Eisenkern, Eisenkern-Relaisteile und -leistungsstarke weichmagnetische Materialien nehmen weiter zu.

 

In Zukunft werden hochpräzise weichmagnetische Kerne der DT4C-Serie, präzise Kaltstauchtechnologie und hochstabile elektromagnetische Strukturen wichtige Entwicklungsrichtungen für Industrierelais sein.