Was ist ein Schütz?
Schütz, auch elektromagnetischer Schütz genannt, ist eine Art von Steuergerät, das als Stößelrelais bezeichnet wird.
Ein Stößelrelais ist eine Art Mechanismus mit einem zylindrischen, federbelasteten beweglichen Teil. Im Inneren der zylindrischen elektromagnetischen Spule befindet sich ein beweglicher Eisenkern, der als Relais fungiert, und die Bewegung des Eisenkerns sorgt für die elektrische Ein-/Aus-Steuerung.
Stößelrelais zeichnen sich durch die große Schaltkapazität ihrer elektrischen Kontakte und ihre ausgezeichnete dielektrische Festigkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie häufig als Steuergeräte zum Ein- und Ausschalten von Geräten verwendet, die große Ströme benötigen.
Zu den Stößelrelais gehören neben den elektromagnetischen Schütz auch elektromagnetische Schalter, die als Magnetschalter bezeichnet werden. Elektromagnetische Schalter bestehen aus einer Kombination von Schützen und Thermorelais.
Anwendungen von Schützen
Schütze werden in einer Vielzahl von elektrischen Geräten zum Unterbrechen oder Verbinden von Stromkreisen mit großen Stromstärken verwendet, z. B. zum Unterbrechen von Stromkreisen, zum Öffnen und Schließen von Heizungen und zum Ein- und Ausschalten von Motorströmen.
Viele Gegenstände führen relativ große Ströme und elektrische Industrieausrüstungen, verschiedene Fahrzeuge einschließlich Elektrofahrzeugen, Schiffe und Flugzeuge gehören zu den Anwendungen, in denen sie eingesetzt werden. Da die Kontaktstellen elektromagnetisch kontaktiert werden, können sie mit einem geringen Betriebsstrom betrieben werden und große Ströme steuern und bedienen.
Das wichtigste Merkmal der Schütze ist, dass sie durch elektrische Signale ein- und ausgeschaltet werden können und nicht durch die menschliche Hand ein- und ausgeschaltet werden müssen.
Funktionsweise von Schützen
Die Funktionsweise der Schütze besteht darin, dass das Schalten der Kontakte eines Stromkreises in Übereinstimmung mit dem mechanischen Kontakt des Eisenkerns erfolgt, der (wie ein elektromagnetisches Relais) durch die Kraft des Magnetfeldes betätigt wird, das durch den in der Elektromagnetspule fließenden Strom erzeugt wird.
Im Allgemeinen besteht ein Schütze aus einem Kontaktteil, einem Elektromagnetteil und einem externen Anschlussteil:
1. Kontaktteil
Das Kontaktteil stellt durch einen mechanischen Kontakt einen Zustand der elektrischen Durchgängigkeit oder Nichtleitfähigkeit her.
2. Elektromagnetteil
Der Elektromagnetteil erzeugt mit Hilfe einer elektromagnetischen Spule ein Magnetfeld und bringt den beweglichen Eisenkern mit dem festen Eisenkern in Kontakt.
3. Externer Anschluss
Zu den externen Anschlüssen gehören die Klemmen, die mit der Außenseite des Schützes verbunden sind.
Das Prinzip des Öffnens und Schließens des Schützes ähnelt dem eines elektromagnetischen Relais: Der feste Eisenkern wirkt wie ein Elektromagnet und zieht den beweglichen Eisenkern an. Wenn die Spule nicht betätigt wird, bewirkt die Federkraft, dass der bewegliche Eisenkern in seine ursprüngliche Position zurückkehrt und in einen elektrisch nicht leitenden Zustand zurückkehrt. Durch diesen Vorgang wird ein elektrisch leitender oder nicht leitender Zustand hergestellt.
Schützanschlüsse lassen sich grob in die folgenden drei Typen Haupt-, Hilfskontakte und Spulen einteilen:
- Hauptkontakt
Dies sind Klemmen, die z. B. mit einer Last verbunden sind. - Hilfskontakte
Sie werden verwendet, um den Betriebszustand usw. des Schützes an die Steuereinheit zu übermitteln. - Spule
Die Klemme ist mit der Spule verbunden, die zum Betrieb des elektromagnetischen Schützes verwendet wird.
Weitere Informationen zu Schützen
1. Unterschiede zwischen Unterbrechern, Schützen und Magnetschaltern
Unterbrecher, wie sie auch in normalen Haushalten verwendet werden, dienen dem Schutz vor hohen Strömen (das Zehnfache der Nennleistung oder mehr) oder dem Schutz von Stromkreisen, in denen Überströme oberhalb der Nennleistung weiterfließen. Zu diesem Zweck wird der Stromkreis ein- und ausgeschaltet, wobei das Ein- und Ausschalten auch manuell erfolgen kann.
Schützen hingegen haben keine manuelle Ein- und Ausschaltfunktion und arbeiten nur mit elektrischen Signalen. Außerdem haben Schützen in der Regel keine Schutzfunktion und können im Falle eines Kurzschlusses keine hohen Ströme bewältigen, die ihre Leistung weit übersteigen.
Ein Magnetschalter besteht aus einem Schütz mit einem Thermorelais. Der Hauptunterschied zu einem Schütz besteht darin, dass er über ein Thermorelais eine Überlastungsschutzfunktion hat, um z. B. den Motor zu schützen. Im Gegensatz zu Unterbrechern können die meisten von ihnen jedoch keine hohen Augenblicksströme im Falle eines Kurzschlusses bewältigen.
2. Schütze für Elektrofahrzeuge
Schütze werden auch in der Motorsteuerung von Elektrofahrzeugen eingesetzt, weisen aber spezielle Merkmale für diese auf.
Um eine hohe Zuverlässigkeit für Anwendungen im Fahrzeug zu gewährleisten, werden die beweglichen Kontaktstellen der Schütze mit speziellen Gasen wie Wasserstoffgas versiegelt, um zu verhindern, dass die Zuverlässigkeit im Laufe der Zeit durch Oxidation der Kontaktstellen beeinträchtigt wird.
Einige Hersteller entwickeln und vermarkten auch robuste Konstruktionen, die den Stößen und Vibrationen von Elektrofahrzeugen standhalten können, sowie spezielle Elektromagnete, die mit den verschiedenen Polaritätsumkehrungen zurechtkommen, die bei Elektrofahrzeugen während der Lichtbogenbildung beim Laden und Entladen auftreten.