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.
  • Wenn der Strom zum Schütz abgeschaltet wird, geschieht das Gegenteil.
  • Die geschlossenen Kontakte öffnen sich, und das Gerät oder System, das mit Strom versorgt wurde, funktioniert nicht mehr.

Kann ein AC-Schütz für DC verwendet werden?

Obwohl es möglich wäre, ist es nicht ratsam, Wechselstromschütze in elektrischen Systemen zu verwenden, die mit Gleichstrom arbeiten. Wechselstromschütze sind speziell für Wechselströme ausgelegt und benötigen keine aufwendigen Lichtbogenlöschfunktionen, da der Wechselstrom dies übernimmt.

Auch die Kontakte und die Spule sind nicht für Gleichstrom ausgelegt und haben meist einen höheren Nennwert als die von Gleichstromschützen. Angesichts dieser Unterschiede können Sie davon ausgehen, dass ein Schütz, das für Wechselstrom gedacht ist, in einem Gleichstrom- oder Gleichspannungssystem nicht richtig funktioniert. Es könnte sogar Sicherheitsbedenken hervorrufen oder beschädigt werden.

24-Volt-Wechselstromschütz
24-Volt-Wechselstromschütz
Ressource: https://www.contractortalk.com

DC-Schütz vs. AC-Schütz

Wechselstromschütze arbeiten in Wechselstromsystemen, während Gleichstromschütze in Gleichstromsystemen eingesetzt werden. Dies ist das Hauptmerkmal, das die beiden Gerätetypen voneinander unterscheidet. Weitere Unterschiede zwischen den beiden Gerätetypen sind die folgenden;

  • Da es mit Wechselstrom betrieben wird, ist das AC-basierte Schütz anfällig für Energieverluste durch Wirbelströme. Um dies zu verhindern, hat der Kern normalerweise die Form eines E und besteht aus einzelnen Stahlblechen,
  • Andererseits ist der Kern des Gleichstromschützes ein massiver U-förmiger Elektromagnet. Das liegt daran, dass beim Betrieb des Geräts keine Wirbelströme entstehen.
  • Ein elektrisches AC-Schütz kann Lichtbögen auf natürliche Weise löschen und benötigt keinen ausgeprägten Mechanismus zur Lichtbogenunterdrückung.
  • Im Gegensatz dazu verfügt der Gleichstromtyp über eine aufwendige Lichtbogenlöschkomponente, die aus einer Blasspule und einem Lichtbogenschacht besteht.
  • Auch Gleichstromschütze haben in der Regel einen niedrigeren Nennwert als ähnlich große Wechselstromschütze, sowohl in Bezug auf die Spannung als auch auf den Strom.

Schlussfolgerung

Die AC-Schütz ist die häufigste Art von Schütz, da viele Hochspannungsgeräte und -systeme mit Wechselstrom betrieben werden. Wie wir gesehen haben, arbeitet es mit einem elektromagnetischen Mechanismus, der es robust und zuverlässig macht. Diese Geräte werden meist zum Einschalten und Steuern von großen Motoren, Lüftern und anderen Systemen mit hohem Energieverbrauch verwendet, wie z. B. in großen Beleuchtungs- und Industriesystemen.

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