Ein Überblick wird gegeben über elektromechanische Relais. Dieser erstreckt sich auf die Anwendungen, die Anforderungen und die Konstruktionslösungen der Relais sowie auf deren Schaltverhalten, auf die verwendeten Werkstoffe und auf die Entwicklungstrends. Der Überblick schließt auch eine Beschreibung der Lebensdauertests zur Optimierung der Zuverlässigkeit der Relais ein. Er ist auf Relais im mittleren Leistungsbereich (Telekom- Relais), auf General-Relais und auf Relais in der Autoelektronik beschränkt. Der Entwicklungstrend läuft in Richtung auf eine Miniaturisierung und eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Relais. Dabei gibt es werkstoffseitig neue Lösungen für die Kontakte (Silber-Metalloxide); verfahrens- und gestaltungsseitig stehen die modernen Verfahren der Finiten-Element-Methode (FEM) und des rechnerunterstützten Konstruierens zur Verfügung. Von den vier Phasen des Schaltvorgangs sind die Einschaltung des Stromflusses und die Unterbrechung des Stromkreises kritisch. Beim Einschalten kann ein Prellen der Kontakte zu deren Verschweißung führen; in jedem Fall wird die Lebensdauer vermindert. Bei der Stromunterbrechung sollte die Brenndauer eines Gleichstromlichtbogens unter 10 ms und eines Wechselstromlichtbogens unter der Hälfte der Stromperiode liegen. Die Kontaktsysteme werden für die Telekom-Relais als Zwillingskontakte mit Kontaktkräften von über 1 cN sowie für die General- und Autoelektronik-Relais als Einzelkontakte mit Kontaktkräften von über 20 cN gestaltet. Die Lebensdauertests werden in rechnerüberwachten Anlagen durchgeführt. Die Auswertung der Versagensfälle erfolgt mit Hilfe der Weibull-Statistik. Als Lebensdauer ist dabei in Übereinstimmung mit dem VDE-Standard 0660 die Anzahl der Belastungszyklen festgelegt, bei der 90 % der untersuchten Relaisproben funktionsfähig bleiben. In einem Beispiel zeigen Kontakte aus feinkörnigem Ag für Autoelektronik-Relais im Vergleich zu AgCdO und Ag-Legierungen als Kontaktwerkstofen die beste Lebensdauer.
Switching contacts in relays
Schaltkontakte in Relais
1998
7 Seiten, 16 Bilder, 13 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
elektromechanisches Relais , Kontaktkraft , Schaltvermögen , Schaltvorgang , Schalter , Kontaktwerkstoff , Telekommunikation , Kraftfahrzeugelektrik , Miniaturisierung , Silber , Metalloxid , Methode der finiten Elemente , rechnerunterstützter Entwurf , Prellen , Lebensdauer , Schaltlichtbogen , Dauerversuch , Weibull-Verteilung , Silberlegierung , VDE-Vorschrift , Rasterelektronenmikroskop , Verschleiß , Cadmiumoxid
Electrical contacts in automotive relays
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