Was ist ein AC-Schütz? Funktionsweise und Aufbau

Das AC-Schütz ist ein nützliches Gerät in vielen Hochspannungs-Wechselstromsystemen. Dabei kann es sich um Hochleistungsmotoren, Industrieausrüstungen, große Beleuchtungsanlagen und so weiter handeln. Hier erklären wir, was diese Art von Schütz ist und wie es funktioniert. Außerdem werden wir es mit dem Gleichstromschütz vergleichen, sowohl in Bezug auf den Aufbau als auch auf das Funktionsprinzip.

Was ist ein AC-Schütz

Das Wechselstromschütz ist ein elektrisches Gerät, das mit Hilfe eines Niederspannungsstromkreises Systeme mit hoher Leistung ein- und ausschalten kann. Es verwendet im Wesentlichen eine elektromagnetischer Mechanismus die, wenn sie unter Strom gesetzt werden, das Schließen von Hochenergiekontakten bewirken.

AC bedeutet, dass das Schütz mit einem Wechselstromkreis arbeitet. Dies steht im Gegensatz zu Gleichstromschützen, die für den Einsatz in Gleichstromnetzen gedacht sind. Wie Sie sehen können, ist dies ein gängiges Schaltgerät, wenn das Netz zur Versorgung von Hochspannungsanlagen verwendet wird. elektrische Verbraucher.

Was macht ein AC-Schütz?

Die Hauptfunktion von Wechselstromschützen besteht darin, Geräte oder Systeme mit hohem Energieverbrauch von ihren Steuerkreisen zu trennen. Auf diese Weise erfolgt der Schaltvorgang sicher, ohne die empfindlichen Steuerungskomponenten zu beschädigen.

Bei der Verwendung mit einem Elektromotor schützt der Schalter beispielsweise die PLC und seine Teile gegen die hohe Energiezufuhr, die den Motor antreibt. Außerdem kann der Bediener damit den Motorbetrieb sicher überwachen.

AC-Schützteile
AC-Schützteile
Ressource: https://www.researchgate.net

AC-Schützteile

Im Inneren des Wechselstromschützes befinden sich Teile, die seine Funktion ermöglichen. Dazu gehören vor allem: die Spule und ihr Kern (Elektromagnet), die Leistungs- und Hilfskontakte, die Anschlüsse und das Gehäuse.

Schützspule

Die AC-Schützspule ist verantwortlich für die Erzeugung der Magnetfeld der die Bewegung und das Schließen der Stromkontakte bewirkt. Er ist um einen E-förmigen Magnetkern gewickelt und wird vom Steuerkreis mit Strom versorgt.

Bei Erregung erzeugt die Spule einen magnetischen Fluss. Dieser Fluss wird dann durch den Magnetkern verstärkt. Dies wiederum erzeugt eine Magnetkraft, die einen Anker anzieht, um die Hauptkontakte zu schließen. Die Spule ist in der Regel kunstharzgebunden, um sie vor den Auswirkungen von Feuchtigkeit und anderen Schäden zu schützen.

Schützkontakte

Dies sind Teile, die sich schließen oder öffnen, um den Stromfluss zu schalten oder zu unterbrechen, und die entweder als statisch oder beweglich eingestuft werden. Bewegliche Kontakte werden an der Armatur befestigt und bewegen sich, wenn die Spule unter Strom gesetzt wird. Statische Kontakte bleiben stationär.

In der Regel ist auch ein Hilfskontakt vorhanden. Dieser dient als Rückmeldekontakt. Seine Funktion besteht darin, der Steuerungshardware zu helfen, den Zustand und die Funktion des Schützes zu überwachen. Mit anderen Worten: Er stellt sicher, dass der Schaltvorgang wie gewünscht erfolgt.

Schütz-Klemmen

Ihr AC-Schützschalter verfügt über Klemmen oder Anschlusspunkte, an denen Sie die Drähte befestigen, die in den Schalter eingeführt werden. Diese sind in der Regel beschriftet, damit sie anhand ihrer Funktion identifiziert werden können. Ein typisches Schütz dieser Art hat diese Klemmen:

  • A1 und A2: zum Anschluss der Stromversorgung, auch Spulenklemmen genannt.
  • LI, L2, und L3: Sie schließen die Hochspannungsversorgung an diese Klemmen an.
  • T1, T2 und T3: Hier schließen Sie das Gerät an, das mit Strom versorgt werden soll.

Schützgehäuse

Das Gehäuse ist die Umhüllung des Schützes. Es bildet die Schutzhülle, die die genannten Teile abschirmt, und muss stabil genug sein, um Beschädigungen zu vermeiden.

Da das Gerät mit hohen Spannungen und hohen Strömen arbeitet, ist das Gehäuse ebenfalls aus einem isolierenden Material gefertigt und sicher abgedichtet. In der Regel handelt es sich dabei um Nylon 6, Duroplast, Polycarbonat und andere ähnliche Materialien.

AC-Schütz-Schaltplan
AC-Schütz-Schaltplan
Ressource: https://www.youtube.com/watch?ehaVaGvIzQk

Wie funktioniert ein AC-Schütz?

Das Funktionsprinzip des Wechselstromschützes beruht auf der Wirkung eines Elektromagneten oder des magnetischer Fluss, den eine Spule erzeugt wenn es Strom leitet. Dadurch kann das Gerät als mechanischer Schalter verwendet werden, der Hochleistungsschaltungen ein- oder ausschaltet.

AC-Schütz in Betrieb

Nachdem wir nun sein Funktionsprinzip verstanden haben, werden im Folgenden die Arbeitsschritte des Schützes genauer beschrieben, vom Drücken des Einschaltknopfes bis zur Abschaltung des Hochstromkreises.

  • Um das Schütz einzuschalten, wird ein Knopf gedrückt. Dadurch wird Strom an die Spule geleitet.
  • Die Spule wird erregt und erzeugt ein Feld, das den Kern magnetisiert.
  • Der magnetisierte Kern zieht einen Anker an.
  • Der Anker ist mit einer Reihe von beweglichen Kontakten verbunden.
  • Seine Bewegung führt dazu, dass sich die beweglichen und unbeweglichen Kontakte treffen.
  • Die Verbindung schließt einen hochenergetischen Stromkreis
  • Ein energiereiches Gerät oder System erhält Strom und beginnt zu arbeiten.
  • When the current to the contactor is switched off, the opposite happens.
  • The closed contacts open, and the device or system that was being powered stops working.

Can AC Contactor be Used for DC?

Although you could, it’s not advisable to practically use AC contactors in electrical systems that use direct current. AC based contactors are specifically rated for alternating currents, and do not require elaborate arc extinguishing features since the AC current does that.

Their contacts and coil are not rated for DC currents either, and are mostly rated higher than those of direct current contactors. With these differences in mind, you can expect a contactor that is meant for AC not to work properly in a direct current or DC system. It could even cause safety concerns or get damaged.

24 volt ac contactor
24 volt ac contactor
Resource: https://www.contractortalk.com

DC Contactor vs. AC Contactor

AC contactors operate with AC electrical systems, while DC contactors are used in DC systems. This is the main feature that distinguishes the two types of devices. Other differences between the two types of the device include the following;

  • Since it operates using alternating current, the AC based contactor is prone to energy losses by Eddy currents. In order to prevent that, its core is normally shaped like an E and composed of single steel sheets,
  • On the other hand, the DC contactor core is a solid U shaped electromagnet. That’s because no eddy currents are generated when the device is in use.
  • An AC electrical contactor can naturally extinguish arcs and doesn’t require a pronounced mechanism for arc suppression.
  • In contrast, the DC type has an elaborate arc extinguishing components consisting of a blowout coil and arc chute.
  • Direct current contactors are also usually rated lower for similarly sized contactors of the AC type, both in terms of voltage and current.

Schlussfolgerung

Die AC contactor is the most common type of contactor, seeing that may high voltage equipment and systems use AC power. As we have seen, it features an electromagnetic mechanism to work, which makes it rugged and reliable. These devices are mostly used to turn on and control the running or large motors, fans, and any high energy system such as those used in large lighting and industrial circuits.

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