Relais sorgen für hohe Zuverlässigkeit von Geräten und Anlagen. Abhängig von der Anlagendimension gibt es sie in verschiedenen Bauformen.

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Relais für die Leiterplattenmontage Von der Antriebstechnik bis zur Solarenergie

25.02.2019

Die grundlegende Funktionsweise eines Relais als elektromagnetischer Schalter ist seit dem 19. Jahrhundert unverändert: Einerseits lassen sich mit ihm vergleichsweise hohe Lasten sicher schalten und andererseits gewährt es eine galvanische Trennung zwischen Steuerleitung und Verbraucherseite. Finder bietet Relais für unterschiedliche Einsatzgebiete: Seien es kompakte Leiterplatten oder Solarwechselrichter unter Gleichspannung.

Abhängig von der Anlagendimension sind Relais in verschiedenen Bauformen erhältlich. Große Anlagen, bei denen eine große Zahl von Relais entsprechend viele Verbraucher versorgen, werden häufig in Schaltschränken untergebracht. Hier eignen sich vor allem Relais für die Montage auf DIN-Tragschienen und die separate Verkabelung.

Für viele kleinere Anwendungen, bei denen die Steuerung nur einen geringen Platzbedarf hat, werden sogenannte Printrelais verwendet. Sie sind für den direkten Einbau auf einer Leiterplatte konzipiert. Der Vorteil: Die Montage und der elektrische Anschluss erfolgen gleichzeitig.

Anstatt Printrelais fest einzulöten, sind auch Steckverbindungen möglich – beispielsweise mit den in der Automobilelektronik gebräuchlichen Faston-Verbindern. Sollen Printrelais doch einmal auf DIN-Tragschienen montiert werden, sind Relaistypen erhältlich, die in einen passenden Sockel gesteckt werden können, über den dann auch die Kontaktierung erfolgt.

Relais für hohe Anlaufströme

Das Schalten von elektrischen Antrieben ist im Allgemeinen eine typische Relais-Anwendung. Je nach Antriebsart fließen beim Anlauf sehr hohe Ströme, die sicher geschaltet werden müssen. Geeignet dafür sind mitunter die Relais der Serie 45 von Finder. Sie sind mit einem Schließer oder einem Öffner erhältlich und können mit einem maximalen Dauerstrom von 16 A bei 250 VAC belastet werden. Während des Schaltvorgangs sind Ströme bis zu 30 A bei bis zu 400 V möglich. Die Relais gewährleisten eine sichere Trennung zwischen Spule und Kontaktsatz.

Gängige Anwendungen für die Serie sind beispielsweise Torantriebe: Beim Einschalten des Antriebs können entsprechend hohe Einschaltströme fließen. Einphasige Antriebe mit einer Leistung bis zu 0,55 kW lassen sich mit den Printrelais sicher schalten. Neben Torsteuerungen kommt die Serie auch in Saunasteuerungen oder in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen oder Wäschetrocknern zum Einsatz.

Je nach Variante arbeiten die Relais bei Umgebungstemperaturen bis zu 125 °C zuverlässig. Der Typ 45 kann direkt über die Leiterplatte kontaktiert werden. Alternativ sind auch Varianten mit Faston-250-Kontakten verfügbar.

Hohe Packungsdichte für Leiterplatten

Meistens ist der Platz für die Steuerungstechnik begrenzt. Muss etwa die komplette Automatisierungstechnik in einem kleinen Gehäuse untergebracht werden, sollte auch die Leiterplatte entsprechend kompakt aufgebaut sein. Hier eignen sich die Printrelais der Serie 34, die lediglich 5 mm breit sind. Mit ihnen sollen sich Leiterplatten mit einer hohen Packungs- und Funktionsdichte realisieren lassen.

Für Fälle, bei denen die Relais nicht direkt auf die Leiterplatte gelötet werden, stehen Fassungen für die DIN-Tragschienenmontage zur Verfügung. Diese können wahlweise mit Schraub-, Zugfeder- oder Push-in-Klemmen kontaktiert werden. Die Printrelais können einfach in die Fassungen eingesteckt werden. Ein Halte- und Demontagehebel erleichtert die Handhabung.

Typische Anwendungen für diese Art von Relais finden sich überall dort, wo kompakte Automatisierungslösungen gefragt sind. Da die Schaltspielzahl der Relais sehr hoch ist, setzt man sie auch für Anwendungen ein, bei denen die Verbraucher relativ häufig geschaltet werden müssen. Beispiele hierfür sind Lötanlagen, Heizgeräte oder -regler sowie Anlagen, in denen die Magnetventile geschaltet werden. Die Relais sind unempfindlich gegenüber Vibrationen oder Schockbelastungen und weisen kaum Kontaktprellen auf.

Gleichspannung als besondere Herausforderung

Das Schalten von Gleichspannungen stellt im Vergleich zu Wechselspannungen besondere Anforderungen an die verwendete Relaistechnik. Gerade durch den starken Ausbau von Photovoltaikanlagen im Rahmen der Energiewende besteht hier ein sehr großer Bedarf. Aber auch Ladesysteme für Akkus und Schweißgeräte arbeiten mit Gleichspannung.

Finder-Relais wie die Typen der Serie 67 werden zum Beispiel in Solarwechselrichtern verbaut. Diese Printrelais haben entweder zwei oder drei Schließer (Brückenkontakte) mit jeweils einem Kontaktöffnungsweg von ≥ 3 oder ≥ 5,2 mm. Der maximal zulässige Dauerstrom beträgt 50 A pro Kontakt bei einer Nennspannung von 400 VAC.

Die Relais können mit Nennspannungen von 5 bis 110 VDC angesteuert werden. Dies erfolgt nach Herstellerangaben besonders energiesparend, denn die Nennleistung liegt je nach Typ bei 1,7 oder 2,7 W, die Halteleistung beträgt nur 170 mW.

Die Printrelais der verschiedenen Typen erfüllen die Normen für den europäischen (IEC) und nordamerikanischen Markt (UL), verfügen aber auch über weitere länderspezifische Zulassungen. Darunter fallen etwa IMQ für Italien oder EAC für den eurasischen Wirtschaftsraum (Russland, Weißrussland, Kasachstan).

Bildergalerie

  • Relais der Serie 45 eignen sich zum Ansteuern von Stellmotoren sowie Hubmagneten und Hydraulikventilen.

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  • Komplexe Schaltungen lassen sich mit dem Relais der Serie 34 auf engstem Raum realisieren.

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  • Das Relais der Serie 67 ist speziell für Schaltaufgaben im Photovoltaik- und Wechseltrichterbereich ausgelegt.

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