Magnetismus in der Praxis – Relais-Basiswissen, Teil 3

Im dritten Teil unserer Serie zu den technischen Grundlagen von Relais betrachten wir den Steuerkreis eines elektromechanischen Relais und sehen uns die Magnetsysteme genauer an.

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MEV Elektronik Service GmbH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Panasonic Industry Europe GmbH

TE Connectivity

Das Magnetsystem ist ein elementarer Teil von elektromechanischen Relais. In der Fachsprache wird es auch Motor genannt.

Das Kontaktsystem von Relais wird durch eine mechanische Feder in der Ruhestellung gehalten. Das Magnetsystem erzeugt die Kraft, mittels derer dann das Kontaktsystem in die Arbeitsstellung bewegt wird.

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Klassifizierungsmöglichkeiten von Relais

Es gibt unterschiedliche Klassifizierungsmöglichkeiten der Magnetsysteme. Ein Merkmal ist die Bewegungsart des Ankers. Hier wird zwischen Drehanker- und Hubankersystemen unterschieden.

Die Drehanker unterteilen sich wiederum in Anker mit einseitiger Lagerung, auch Klappanker genannt und Anker mit mittiger Lagerung. Hubanker zeichnen sich durch eine lineare Bewegung aus. Eine weitverbreitete Form des Hubankers ist der Tauchanker, bei dem der Anker in den Kern der Spule eintaucht.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist der eigentliche Magnetkreis. Magnetsysteme können entweder gepolt oder ungepolt sein, sowie monostabil oder bistabil arbeiten.

Die gepolten Magnetsysteme haben einen Permanentmagneten im Magnetsystem integriert. Bei den ungepolten Systemen wird der magnetische Fluss allein durch die Spule erzeugt.

Monostabile Systeme haben einen stabilen Zustand, wenn die Spule nicht erregt wird. Fließt ein Strom durch die Spule ändert sich der Zustand in die Arbeitsstellung. Teilweise werden auch bei monostabilen Relais gepolte Systeme verwendet. Der Permanentmagnet unterstützt dann den magnetischen Fluss der Spule und ermöglicht so die Reduzierung der Verlustleistung.

Bistabile Systeme haben zwei stabile Zustände. In der Regel werden gepolte Systeme eingesetzt, bei denen der magnetische Fluss der Spule den Anker von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bewegt, der Anker dann aber von einem Permanentmagneten in der Arbeitsstellung gehalten wird.

Um den Anker wieder in die Ruhestellung zu bringen, wird der magnetische Fluss des Permanentmagneten kompensiert. Dies geschieht entweder mit einer zweiten Spule mit entgegengesetztem magnetischem Fluss (Zweispulensystem) oder der Umpolung der Spule (Einspulensystem).

Es gibt auch ungepolte bistabile Systeme, bei denen die zwei Zustände mechanisch gehalten werden (beispielsweise Kugelschreiberprinzip), sowie eine Kombination aus magnetischer und mechanischer Haltung.

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