Phoenix Contact: Interface-Technik und Schaltgeraete 2017/18

Bei einem reinen DC-Eingang kommt als wichtigstes Schaltungselement die Freilauf- diode hinzu. Sie begrenzt die induktiven Ab- schaltspannungen, die an der Spule entste- hen, auf einen Wert von ca. 0,7 V, der für eine angeschlossene Steuerelektronik unge- fährlich ist. Da die Freilaufdiode nur bei polungsrich- tigem Spannungsanschluss ihre Funktion er- füllt, wird in den Eingangskreis zusätzlich eine Verpolschutzdiode geschaltet. Für den Betrieb mit Gleich- oder Wech- selspannungen wird ein Brückengleichrich- ter in den Eingangskreis geschaltet. Die Di- oden übernehmen gleichzeitig Gleichrichtung, Freilauf- und Verpolschutz- funktion. Die Abschaltspannung der Spule wird auf ca. 1,4 V begrenzt Zum Schutz der Eingangsschaltung vor Überspannungen wird, abhängig von Typ, zusätzlich ein Varistor vor den Brü- ckengleichrichter geschaltet. Prinzipieller Aufbau Relais mit AC-Eingang Prinzipieller Aufbau Relais mit DC-Eingang Prinzipieller Aufbau Relais mit AC/DC-Eingang Allgemeines Elektromechanische Relais werden als Schnittstellen-Bausteine zwischen Prozes- speripherie und Steuer-, Melde- und Rege- leinrichtungen zur Pegel- und Leistungsan- passung eingesetzt. Grundsätzlich teilt man elektromechani- sche Relais in zwei Hauptgruppen, monost- abile und bistabile Relais, ein. Bei monostabilen Gleich- oder Wechsel- stromrelais kehren die Kontakte nach dem Abschalten der Erregung selbständig in den Ruhezustand zurück. Bei bistabilen Relais verbleiben die Kon- takte nach dem Abschalten des Erreger- stroms in der momentanen Schaltstellung. Die dokumentierten Daten von Relais ba- sieren auf den Prüfbedingungen und Ausle- gungskriterien gemäß IEC 61810. Bei der Montage von Relais auf DIN-Schienensockel oder auf Leiterplatte können sich abwei- chende, ggf. auch einschränkende Daten er- geben. Eine Vielzahl von Parametern wie z. B.: – Einschaltdauer – Laststrom – Eingangsspannung – Dichte Montageanordnung – Wärmeabfuhr an die Umgebung sowie das Layout bei Leiterplattenanwendungen bestimmen letztendlich die Daten der Gesamtanordnung. Im Lieferprogramm von Phoenix Contact stehen eine Vielzahl von fertig montierten Relaiskombinationen und Sockelkombinati- onen, teils mit zusätzlichen Eingangssteck- modulen, zur Verfügung. Diese sind unter Worst-Case-Bedingungen geprüft. Die do- kumentierten Daten gelten dann für die Kombinationen. Erregerseite Eingangsschaltungen und Spannungs- arten Abhängig vom eingesetzten Relais und der Art der Ansteuerspannung gibt es verschie- den Eingangsschaltungen. Bei Verwendung von reinen Wechselspan- nungsrelais (AC-Eingang) beschränkt sich die Eingangsbeschaltung meist auf eine opti- sche Schaltzustandsanzeige. Die Frequenz der Steuerspannung beträgt, soweit nicht anders angegeben, 50/60 Hz. Bistabile Remanenzrelais mit Doppel- wicklung werden ausschließlich mit Gleich- spannung betrieben. Erregerseitig sind diese Relaistypen mit drei Spulenanschlüssen ausgestattet. Neben einem gemeinsamen Anschluss ist jeweils ein Anschluss zum „Setzen” und ein An- schluss zum „Rücksetzen“ vorhanden und werden nur mit kurzen Impulsen angesteu- ert. Dadurch erwärmen sich die Relais prak- tisch nicht. Das gleichzeitige Ansteuern bei- der Steuereingänge ist nicht zulässig. Man unterscheidet minusschaltende (M) und plusschaltende (P) Typen, je nach Po- lung der Freilauf- und Verpolschutzdioden. Prinzipieller Aufbau bistabiles Relais, minusschaltender Typ Prinzipieller Aufbau bistabiles Relais, plusschaltender Typ I: Maximal zulässige Spannung bei 100 % Einschaltdauer (ED) und Einhaltung der Spulengrenztemperatur II: Minimale Ansprechspannung Prinzipieller Verlauf der Betriebsspannung eines Relais Störspannungen und Störströme auf der Spulenseite Der sichere Betrieb eines Relais kann durch induktive oder kapazitive Störspan- nungen, die sich auf den langen Zuleitungen der Relaisspule einkoppeln, gestört werden. Ist die eingekoppelte Spannung größer als die in der „Relaisnorm“ IEC 61810-1 gefor- derte Rückfallspannung, so kann das Relais im Extremfall nicht mehr abfallen. Diese Betriebsspannungsbereich Die Umgebungstemperatur, die am Ein- satzort herrscht, hat einen wesentlichen Einfluss auf einige Betriebsparameter der Relais. Bei steigender Umgebungstemperatur er- höhen sich durch die Erwärmung der Spu- lenwicklung die Ansprech- und Rückfall- spannungen. Gleichzeitig vermindert sich die maximal zulässige Spulenspannung, sodass der nutzbare Arbeitsbereich einge- schränkt wird. Das folgende Diagramm zeigt das prinzipi- elle Verhalten der Betriebsspannung in Ab- hängigkeit von der Umgebungstemperatur. Umgebungstemperatur in °C Betriebsspannung 286 PHOENIX CONTACT Relaismodule Grundlagen der Relaistechnik