Was sind elektromechanische Relais?
Elektromechanische Relais sind Geräte zum Herstellen und Unterbrechen elektrischer Verbindungen. Ein Relais verwendet normalerweise eine kleine Spannung, um eine Verbindung mit höherer Spannung oder höherem Strom zu steuern. Im Gegensatz zu einigen elektronischen Schaltern trennen elektromechanische Relais die Steuersignale elektrisch von den zu schaltenden Signalen. Diese Relais werden häufig in Fahrzeugen zum Ein- und Ausschalten von Hochstromzündungen, Motoren und Lichtern eingesetzt. Sie werden auch in der Fabrikausrüstung zur Steuerung von Ventilen, Pumpen und Motoren eingesetzt.
Bei den meisten elektromechanischen Relais bewegt ein Elektromagnet, der von einer Drahtspule um einen Eisenkern gebildet wird, einen Anker. Dies öffnet und schließt einen Satz elektrischer Kontakte, die an dem federbelasteten Anker angebracht sind. Wenn ein Relais normalerweise geschlossen ist, werden seine Kontakte angeschlossen, wenn die Relaisspule nicht erregt ist. Wenn genügend Strom durch die Spule fließt, bewegt sich der Anker und trennt die Kontakte, solange die Spule erregt ist. Ein elektromechanisches Relais mit normalerweise offenen Kontakten arbeitet in umgekehrter Weise.
Wie Schalter haben elektromechanische Relais eine Anzahl von elektrisch getrennten Kontakten oder Polen, die sich bewegen, wenn die Spule erregt wird. Einige Relais haben nur einen Pol. Viele haben zwei und andere können vier oder mehr haben. Relais können, ähnlich wie Schalter, entweder ein- oder zweifach betätigt werden.
Bei einem Wechselrelais berühren die Pole einen Kontaktsatz, wenn die Spule nicht erregt ist. Sie trennen sich von diesem Satz und berühren den anderen Satz, solange die Spule erregt ist. Ein Single-Throw-Relais hat nur einen Kontaktsatz zum Berühren. Die Pole sind entweder mit diesem Satz von Kontakten verbunden oder sie sind getrennt und berühren keine anderen.
Einige elektromechanische Relais haben Spulen, die für Wechselstrom ausgelegt sind, während andere Gleichstrom verwenden. Die Spulenspannungen sind oft relativ niedrig, von einigen wenigen Volt bis zu einigen hundert Volt. Relais können jedoch häufig viel höhere Gleich- oder Wechselspannungen schalten. Einige können bis zu 15.000 Volt und Ströme von mehreren tausend Ampere verarbeiten. Die Spule ist von den Schaltkontakten elektrisch isoliert, sodass einer mit Gleichstrom arbeiten kann, während der andere bei Bedarf Wechselstrom anschließt.
Eine elektromechanische Relaisvorrichtung weist im Vergleich zu einem Halbleiter-Halbleiterschalter typischerweise mehrere Nachteile auf. Es kann sperrig und teuer sein und viel langsamer schalten als ein Halbleiterbauelement. Ein Halbleiterrelais trennt den Steuerkreis von der Last, die mit einem Optoisolator geschaltet wird. Eine Leuchtdiode (LED) und ein Fotodetektor steuern das Schaltgerät an. Ein Transistor, ein siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR) oder eine Triode für Wechselstrom (TRIAC) schaltet die Last nicht mechanisch, sondern elektronisch.