In industriellen Steuerungs- und Stromversorgungssystemen gibt es eine entscheidende, aber oft missverstandene Komponente: den Wechselstromschütz. Sie sind ihm vielleicht schon bei der Arbeit mit großen Motoren, HLK-Anlagen oder Hochleistungsbeleuchtungssystemen begegnet.
Dieser Leitfaden für Wechselstromschütze hilft Ihnen, sich schnell das Grundwissen über diese wichtige elektrische Komponente, die Fehlersymptome von Wechselstromschützen und praktische Austauschtechniken anzueignen, damit Sie Probleme mit der Stromsteuerung souverän bewältigen können.
Was ist ein AC-Schütz?
Ein Wechselstromschütz ist ein elektronischer Steuerschalter für Fernsteuerkreise, der sich besonders für das häufige Ein- und Ausschalten von Stromkreisen mit hohen Strömen eignet. Er wird hauptsächlich zum Starten, Stoppen, Beschleunigen, Bremsen und Umkehren von Wechselstrommotoren und anderen elektrischen Geräten eingesetzt.
Der Schütz ist im Wesentlichen ein elektromagnetischer Schalter. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Stromversorgung des Hauptstromkreises beim Empfang des Steuersignals schnell und zuverlässig zu verbinden (schließen) oder zu trennen (öffnen). Seine Funktion ähnelt der eines Relais, jedoch wird er üblicherweise für höhere Ströme und Spannungen eingesetzt.
Neben dem Wechselstromschütz gibt es auch den Gleichstromschütz . Gleichstromschütze nutzen Gleichstrom zum Ansteuern von Spulen und werden häufig zur Steuerung von Gleichstromverbrauchern wie Elektrofahrzeugen, Gabelstaplern und Gleichstromsystemen eingesetzt.
Worin besteht der Unterschied zwischen Wechselstrom- und Gleichstromschützen? Die Hauptunterschiede liegen in der Betriebsspannung ihrer Spulen, der Auslegung des Lichtbogenlöschsystems (Wechselstrom hat einen natürlichen Nulldurchgangspunkt, Gleichstrom hingegen nicht, daher sind die Anforderungen an die Lichtbogenlöschung bei Gleichstromschützen höher) und der Art der Last, die sie üblicherweise steuern.
Was ist das Funktionsprinzip eines Wechselstromschützes?
Das Funktionsprinzip des Wechselstromschützes beruht auf elektromagnetischer Anziehung.
Spulenbestromung (Steuerspannung) : Wenn die Steuerspannung (in der Regel ist die Steuerspannung des Wechselstromschützes viel niedriger als die Hauptstromkreisspannung, z. B. 24 V, 110 V, 220 V usw.) an die elektromagnetische Spule des Schützes angelegt wird, wird in der Spule ein Strom erzeugt.
Magnetfeld erzeugen : Durch den durch die Spule fließenden Strom wird ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugt.
Anziehungskraft : Dieses elektromagnetische Feld zieht den Anker (beweglichen Kern) im Inneren des Schützes an.
Kontaktschließung : Die Bewegung des Ankers bewirkt das Schließen des Hauptkontakts. Die Hauptkontakte sind mit dem Hauptstromkreis verbunden. Nach dem Schließen kann der Strom des Hauptstromkreises fließen und versorgt so die Last (z. B. den Motor) mit Strom.
Spulenstrom abgeschaltet : Wenn die Steuerspannung abgeschaltet wird, verschwindet das elektromagnetische Feld.
Auslösung : Durch die Einwirkung der Federkraft kehrt der Anker in die Ausgangsposition zurück und der Hauptkontakt wird getrennt, wodurch der Strom im Hauptstromkreis unterbrochen wird und die Last ihren Betrieb einstellt.
Wie wird der Wechselstromschütz bedient? Durch einfaches Ein- und Ausschalten der Spule kann der Start und Stopp der an den Hauptstromkreis angeschlossenen Geräte (z. B. des Motors) gesteuert werden.
Anzeichen für einen Ausfall des Wechselstromschützes
Das Verständnis der Fehlersymptome von Wechselstromschützen ist hilfreich, um Probleme rechtzeitig zu erkennen und zu beheben und größere Schäden an den Geräten zu vermeiden.
Ziehen oder Lösen nicht möglich : Nach dem Bestromen der Schützspule ist der Hauptkontakt nicht geschlossen (Last kann nicht gestartet werden) oder nach dem Abschalten der Spule bleibt der Hauptkontakt geschlossen (Last kann nicht gestoppt werden).
Ungewöhnliche Geräusche : Brummende oder ungewöhnliche Geräusche des Schützes im Betrieb können durch einen lockeren Eisenkern, Beschädigungen des Kurzschlussrings, schlechten Kontakt oder eine falsche Spannung verursacht werden. Ungewöhnliche Geräusche und Erwärmung treten häufig gemeinsam auf, und übermäßige Erwärmung kann die Lebensdauer von Schützen beeinträchtigen.
Kontaktverschweißung oder -verbrennung : Die Kontakte sind stark erhitzt, riechen verbrannt oder weisen sichtbare Brandspuren auf. Dies wird üblicherweise durch Überlastung, häufige Betätigung oder unzureichenden Kontaktfederdruck verursacht.
Regelkreisproblem : Das Steuersignal wurde gesendet, aber der Schütz reagiert nicht.
Wie lässt sich feststellen, ob der Wechselstromschütz beschädigt ist? Durch die Untersuchung der oben genannten Symptome in Kombination mit den folgenden Testschritten zur Bestätigung.
Wie testet man einen AC-Schütz?
Vor jeglichen Tests oder Wartungsarbeiten am Wechselstromschütz muss unbedingt die gesamte Stromzufuhr unterbrochen werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.
1. Überprüfen Sie die Zündspule.
Ziel: Überprüfung der Unversehrtheit der elektromagnetischen Spule.
Methode: Verwenden Sie den Widerstand des Multimeters, um den Widerstand an beiden Enden der Spule zu messen.
Beurteilung: Der gemessene Widerstand sollte nahe am auf dem Typenschild des Produkts angegebenen Spulenwiderstandswert liegen. Ist der Widerstandswert unendlich (unendlich), ist die Spule beschädigt.
2. Überprüfen Sie den Hauptkontakt
Ziel: Die Leitfähigkeit der Kontakte in verschiedenen Zuständen zu überprüfen.
Methods:
- Freilaufzustand (Spule ist nicht erregt)Messen Sie den Widerstand an beiden Enden des Hauptkontakts (üblicherweise des normalerweise offenen Kontakts, NO). Diese sollten sich im getrennten Zustand befinden (Widerstand unendlich).
- Angezogener Zustand (Spule bestromt oder manuelle Betätigung)Wie prüft man die Leitfähigkeit des Wechselstromschützes im angezogenen Zustand? Drücken Sie den Anker manuell an, um ihn anzuziehen, und messen Sie erneut den Widerstand an beiden Enden des Hauptkontakts. Sie sollten leitend sein (Widerstand nahe 0 Ohm).
3. Überprüfen Sie den Hilfskontakt.
Ziel: Überprüfung der Schaltfunktion von Hilfskontakten (wie z. B. normalerweise geschlossener NC und normalerweise offener NO).
Methoden: Im Loslass- und Anziehzustand wurden die Widerstände der Hilfskontakte jeweils gemessen, um sicherzustellen, dass sie zuverlässig zwischen den Zuständen wechseln können.
Hinweis: Die sicherste Methode zum Testen des Wechselstromschützes ist der Test im stromlosen Zustand. Sollte eine Prüfung der Spulenspannung erforderlich sein, lassen Sie diese bitte von einem Fachmann durchführen.
Wie tauscht man den Wechselstromschütz aus?
Wenn festgestellt wird, dass der Schütz beschädigt ist, muss ein Wechselstrom-Schütz ausgetauscht werden.
1. Vorbereitende Arbeiten
- Power offVor Beginn der Arbeiten muss die Stromversorgung des Hauptstromkreises und des Steuerstromkreises vollständig abgeschaltet und ein Leistungstest durchgeführt werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.
- Aufzeichnungsverdrahtung: Machen Sie ein klares Foto des alten Schützes oder zeichnen Sie einen detaillierten Schaltplan für den Wechselstrom-Schütz. Notieren Sie die Position und Farbe aller Anschlussleitungen, einschließlich der Hauptleitung und der Steuerleitung.
- Kauf neuer Schütze: Stellen Sie sicher, dass die neuen Schütze hinsichtlich Nennstrom, Nennspannung, Spulenspannung und Kontakttyp (z. B. unipolare Wechselstromschütze oder andere Pole) vollständig mit den alten Schützen übereinstimmen.
2. Entfernen Sie den alten Schütz.
Nachdem alle Drähte markiert wurden, entfernen Sie vorsichtig die Drähte, die mit den Hauptkontakten und den Spulenanschlüssen verbunden sind.
Lösen Sie die Befestigungsschraube oder entfernen Sie den alten Schütz von der DIN-Schiene.
3. Installieren Sie einen neuen Schütz
Installieren Sie den neuen Schütz an der entsprechenden Stelle.
Schließen Sie alle Drähte gemäß Ihrem aufgezeichneten Schaltplan für den Wechselstrom-Schütz wieder an. Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest und zuverlässig sind. Insbesondere die Verkabelung des Hauptstromkreises muss fest angezogen werden, um eine Überhitzung durch schlechten Kontakt zu vermeiden.
4. Test
Zunächst wird es an das Steuerstromnetzteil zum Leerlauftest (ohne Anschluss der Hauptstromkreislast) angeschlossen, um zu bestätigen, dass die Anzieh- und Ablösefunktionen normal funktionieren.
Nach Bestätigung der Korrektheit wird es zur Lastprüfung an das Hauptstromnetzteil angeschlossen.
Kostenübersicht : Der Austauschpreis eines Wechselstromschützes variiert je nach Modell, Nennstrom, Marke und Arbeitskosten. Es wird empfohlen, ein Angebot von einem ortsansässigen Elektriker einzuholen.
Wie wählt man den richtigen Wechselstromschütz aus?
| Betrachtungsfaktoren | Erläuterung |
|---|---|
| Bemessungsbetriebsspannung (Ue) | Die maximale Spannung, die der Hauptkontakt des Schützes aushalten kann, muss größer oder gleich der Lastspannung sein. |
| Bemessungsbetriebsstrom (Ie) | Der Strom des Hauptkontakts des Schützes, der unter den vorgegebenen Bedingungen über einen längeren Zeitraum arbeiten kann, muss größer sein als der tatsächliche Betriebsstrom der Last und einen Sicherheitszuschlag aufweisen. |
| Spulenspannung | Dies ist die Steuerspannung dieses Wechselstromschützes. Sie muss mit der Versorgungsspannung Ihres Regelkreises übereinstimmen (z. B. 24 V DC, 220 V AC). |
| Lastart und Nutzungskategorie | Der passende Schütz wird je nach Lasttyp ausgewählt (z. B. AC-1 für nichtinduktive oder mikroinduktive Lasten, AC-3 für den Anlauf und die Abschaltung von Kurzschlussläufermotoren während des Betriebs). |
| Anzahl und Art der Kontakte | Stellen Sie sicher, dass die Anzahl der Hauptkontaktpole (z. B. unipolare Wechselstromschütze, Trioden) und die erforderlichen Hilfskontakte (normalerweise offen/normalerweise geschlossen) den Steuerungsanforderungen entsprechen. |
| Betriebsfrequenz | Häufiger Betrieb beeinträchtigt die Lebensdauer des Wechselstromschützes. Bei sehr häufigem Betrieb sollten verschleißfeste und langlebige Schütze ausgewählt werden. |
Fazit
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FAQ
Wie lange ist die Lebensdauer eines Wechselstromschützes?
Die Lebensdauer des Schützes unterteilt sich in mechanische und elektrische Lebensdauer. Die mechanische Lebensdauer (nicht-elektrischer Betrieb) kann üblicherweise Millionen von Schaltzyklen erreichen; die elektrische Lebensdauer (Betrieb unter Last) hängt von der Art der Last und der Betriebsfrequenz ab und liegt im Allgemeinen zwischen Zehntausenden und Hunderttausenden von Schaltzyklen. Häufiges Schalten mit hohen Strömen verkürzt die elektrische Lebensdauer erheblich.
Wie lässt sich feststellen, ob ein Wechselstrom-Schütz beschädigt ist?
Durch Beobachtung auf ungewöhnliche Geräusche oder Brandgeruch lässt sich feststellen, ob der Hauptstromkreis nicht ein- oder ausgeschaltet ist. Die zuverlässigste Methode ist die Überprüfung des Spulenwiderstands und der Leitfähigkeit der Kontakte im ein- und ausschaltenden Zustand mit einem Multimeter.
Kann ein Gleichstromschütz für Wechselstrom verwendet werden?
Im Allgemeinen nicht empfehlenswert. Obwohl einige Gleichstromschütze unter Wechselstromlast mitunter widerwillig funktionieren, sind ihr Lichtbogenlöschsystem, ihre Spulenkonstruktion und ihr Kernaufbau auf Gleichstrom ausgelegt. Bei Verwendung mit Wechselstrom können sie starke Spulenerhitzung, unzuverlässiges Schließen, laute Geräusche und schnelle Beschädigung verursachen.
Hat der Wechselstrom-Schütz Auswirkungen auf die Heizung?
Ja. Im Normalbetrieb erzeugen Hauptkontakt und Spule durch den Stromfluss Wärme, diese sollte jedoch innerhalb des zulässigen Temperaturbereichs liegen. Beeinflusst der Wechselstromschütz die Erwärmung? Ja, und eine übermäßige Erwärmung deutet in der Regel auf einen Fehler hin, beispielsweise auf einen schlechten Kontakt oder eine Fehlanpassung der Spulenspannung.
