Grundlagen der industriellen Steuerung: Einführung in elektrische Relais

Ich habe Wissenschaft immer als großartig angesehen. Zurück in der 5th Klasse Ich erinnere mich, dass ich liebevoll mein naturwissenschaftliches Lehrbuch durchgeblättert habe und gespannt darauf war, dass unsere Klasse die Experimente durchführt, aber wir haben es nie getan. Aus irgendeinem Grund hat sich mein Lehrer nie die Zeit genommen, etwas zu beweisen. Unerschrocken ging ich alleine weiter.

Ich erinnere mich an ein besonders gutes Experiment, bei dem ich einen großen Stahlnagel nahm und ihn mit Draht umwickelte. Wenn ich eine Batterie an die Drähte angeschlossen habe, wie in Abbildung 1 unten gezeigt, floss elektrischer Strom von der Batterie durch die Spule des Drahtes. Dies erzeugte ein Magnetfeld im Stahlnagel, wodurch ein Elektromagnet erzeugt wurde. Mein Elektromagnet war stark genug, um Clips aufzunehmen, und ich war sehr erfreut, sie wiederholt anzuheben und dann zu beobachten, wie sie sich lösten und schnell herunterfielen, als die Kabel von der Batterie getrennt wurden.

Abbildung 1

Wenig wusste er damals, dass der von ihm erzeugte Elektromagnet einem wichtigen Teil ähnelte, der in elektrischen Relais zu finden war, die in vielen industriellen Steuerungssystemen verwendet wurden. Ein Beispiel für eines dieser Relais ist in Abbildung 2 dargestellt.

Figur 2

Also, was ist in dem kleinen Plastikeimer? Nun, ein Relais ist im Grunde ein elektrischer Schalter, ähnlich dem, den wir in den letzten Wochen besprochen haben. Der Hauptunterschied besteht darin, dass es nicht direkt von Menschenhand betätigt wird. Sie wird vielmehr von einem Elektromagneten betrieben. Sehen wir uns an, wie dies funktioniert, indem wir ein grundlegendes elektrisches Relais untersuchen (siehe Abbildung 3).

Figur 3

Das Diagramm in Abbildung 3 zeigt ein grundlegendes elektrisches Relais, das aus einem Stahlkern mit einer umwickelten Drahtspule besteht, ähnlich dem Elektromagneten, den ich in meinem 5 gebaut habeth Klassenexperiment. Wenn die Spulenleitungen nicht an eine Stromquelle, z. B. eine Batterie, angeschlossen sind, fließt kein elektrischer Strom durch diese. Wenn kein Strom vorhanden ist, sind die Spule und der Stahlkern nicht magnetisch. Für die Zwecke unserer Darstellung und in Übereinstimmung mit der industriellen Steuerungssprache wird dies als “Normalzustand” dieses Relais bezeichnet.

Neben dem Stahlkern befindet sich ein beweglicher Stahlanker, eine Art Hebel, der an einer Feder befestigt ist. An einem Ende des Ankers befindet sich ein Drehpunkt, am anderen Ende befindet sich ein Satz elektrischer Schaltkontakte. Wenn sich das Relais im Normalzustand befindet, hält die Federspannung den Anker gegen den “normalerweise geschlossenen” oder Öffnerkontakt. Wenn in diesem Zustand elektrischer Strom an den Draht angelegt wird, der zum Drehpunkt im Anker führt, fließt dieser kontinuierlich durch den Anker und den Öffner und dann durch den Draht, der aus dem Öffner austritt. . In unserer Abbildung wird ein Luftspalt erzeugt, der verhindert, dass elektrischer Strom durch den Ankerkontakt fließt, da der Anker den Schließerkontakt nicht berührt.

Nächste Woche werden wir sehen, wie diese Teile in einem Relais ins Spiel kommen, wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt und sie in einen Elektromagneten verwandelt.

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