Elektromechanische Relais

Selbsthaltende Relais werden häufig in Anwendungen mit niedrigem Stromverbrauch oder hohen Temperaturen verwendet, bei denen das Anlegen der Spulenspannung über eine lange Zeit aufgrund des Stromverbrauchs oder der Selbsterwärmung der Spule nicht verantwortet werden kann. Anstatt eine kontinuierliche Spannung an die Spule anzulegen, wird sie daher mit kurzen Spannungsimpulsen betrieben. Selbsthaltende Relais ändern die Kontaktposition, wenn eine Spulenspannung angelegt wird, und bleiben in dieser Position, auch wenn die Spannung abgeschaltet wird. (Für den Betrieb eines selbsthaltenden Relais ist der Begriff SET üblich). Zum Zurücksetzen eines selbsthaltenden Relais muss ein weiterer Spannungsimpuls angelegt werden. Erfahren Sie mehr über die beiden grundlegenden Designs für selbsthaltende Relais auf dem Markt: Mechanische selbsthaltende Relais und magnetische selbsthaltende Relais.

Industrierelais funktionieren ähnlich wie Standardrelais, sind aber zusätzlich für den zuverlässigen Betrieb in rauen Industrieumgebungen ausgelegt. Diese Relais werden fernbetätigt, um den elektrischen Stromfluss zu steuern, indem sie einen Stromkreis entweder unterbrechen oder schließen.

Dieser Anwendungshinweis behandelt Probleme hinsichtlich der Methoden, mit denen elektromagnetische Relaisspulen entregt werden, speziell bei Verwendung eines Halbleiterschalters, sowie deren Auswirkung auf die Lebensdauer des Relais. Er befasst sich in erster Linie mit dem Abschaltzyklus des Relais und erörtert folgende Themen: 1) Die Anker- und Schaltdynamik des Relaissystems bei der Entregung der Spule 2) Das Auftreten von spuleninduzierten Spannungen 3) Techniken zum Schutz des Festkörperschalters 4) Die nachteilige Auswirkung einer einfachen Spulenunterdrückungsdiode auf die Schaltdynamik von Relais und die Kontaktlebensdauer 5) Das typische „Kleben“ zwischen Gegenkontakten und die reduzierte Fähigkeit zu öffnen, wenn Diodenunterdrückung verwendet wird 6) Wie die Zugabe einer Zenerdiode zu einer gewöhnlichen Diode sowohl Spannungsunterdrückung als auch zuverlässige Schaltleistung bieten kann Die Relais-Abschaltung oder der „Abfall“ in typischen Klapperrelais entwickelt sich normalerweise wie folgt: Wenn die Spulenversorgung unterbrochen wird, nimmt der magnetische Fluss bis zu dem Punkt ab, an dem die abnehmende magnetische Haltekraft (die versucht, den Anker in seinem Sitz zu halten) unter die Federkräfte (die versuchen, den Anker zu lösen) fällt, und die Ankeröffnung beginnt. Mit fortschreitender Ankeröffnung nehmen die Federkräfte entsprechend der Ankerposition ab; die Gegenmagnetkraft nimmt jedoch sowohl mit der Ankerposition als auch mit dem Abfall des Spulenstroms ab (beides reduziert den Spulenmagnetfluss). Wenn der elektrische Strom in einer Relaisspule unterbrochen wird, kann ein induzierter Spannungsübergang in der Größenordnung von Hunderten oder sogar Tausenden von Volt über dieser Spule erzeugt werden, da ihr magnetischer Fluss, der durch die Spulenwindungen verbunden ist, zusammenbricht. Diese induzierte Spannung erscheint zusammen mit der Spulenversorgungsspannung über dem Spulen-Unterbrechungsschalter in einem einfachen Reihenschaltkreis.