Was ist ein Schalter ? Der Schalter ist nichts anderes als ein Gerät, mit dem das Gerät ein- und ausgeschaltet wird. Höchstwahrscheinlich handelt es sich bei diesem Gerät um elektrische Geräte wie Lüfter, Fernseher usw. Um Strom aus einem Stromkreis zu fließen, muss ein enger Pfad (Schleife) erforderlich sein. Wenn der Schalter auf OFF steht, bedeutet dies, dass der Stromkreis offen ist und kein Strom durch den Leiter fließen kann und das Gerät stromlos ist (AUS-Zustand). Um es zu aktivieren, müssen wir den Schalter einschalten, es macht einen vollständigen Stromkreis und schließt den Pfad. Es kann also Strom durch das Gerät fließen und es kann sich einschalten. Die Funktion des Schalters besteht also darin, den Stromkreis herzustellen (Schalter ist auf ON) und zu unterbrechen (Schalter ist auf OFF).
In der Steuerungstechnik spielen Schalter eine wichtige Rolle. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Schaltern - mechanische Schalter und elektrische Schalter. Mechanische Schalter erfordern für den Betrieb physischen oder manuellen Kontakt mit dem Schalter. Elektrische Schalter erfordern keinen physischen oder manuellen Kontakt, sie können den Betrieb ausführen. Elektrische Schalter arbeiten unter der Wirkung von Halbleitern.
Mechanische Schalter:
Mechanische Schalter werden basierend auf der Anzahl der Pole und Durchgänge weiter in verschiedene Arten von Schaltern klassifiziert. Pole bedeutet die Anzahl der Eingangsschaltungen (Stromkreise), die dem Schalter zur Verfügung stehen. Auslöser bedeutet die Anzahl der Ausgangsschaltungen (Anzahl der Pfade, in denen Strom fließen kann), die dem Schalter zur Verfügung stehen.
- Einpoliger Einzelwurf (SPST)
- Einpoliger Doppelwurf (SPDT)
- Zweipoliger Einzelwurf (DPST)
- Zweipoliger Doppelwurf (DPDT)
- Zwei Pole sechs Wurf (2P6T)
- Momentaner Betriebsschalter / Momentaner Steuerschalter
- Druckknopf
- Druckschalter
- Temperaturschalter
- Kippschalter
- Drehschalter
Bei einem mechanischen Schalter berühren sich zwei Metallplatten, um den Stromkreis für den Stromfluss zu vervollständigen, und trennen sich, um den Stromkreis für den Strom zu unterbrechen.
1) Einpoliger Single Throw (SPST): Dieser Schalter besteht aus zwei Klemmen; Ein Eingangsanschluss ist als Pol und ein Ausgangsanschluss als Wurf bekannt. Der Name dieses Schalters lautet also einpoliger Einzelwurf. Dieser Schalter ist das einfachste Beispiel für einen Schalter. Im Allgemeinen bedeutet dieser Schalter, der in einer Einzelschleife verwendet wird, dass die Schaltung nur einen Schließweg steuern muss. Das Symbol des einpoligen Einwegschalters ist in Abbildung 1a dargestellt. Dieser Schalter ist in Reihe mit den Geräten, Quellen oder Elementen geschaltet, wie in Abbildung 1b dargestellt.
2) Einpoliger Doppelwurf (SPDT): Dieser Schalter besteht aus drei Klemmen; eine Eingangsklemme (Pol) und zwei Ausgangsklemmen (Wurf), wie in Abbildung 2a gezeigt. Mit diesem Schalter können wir zwei Schleifen mit Strom oder Signal versorgen, wie in Abbildung 2 dargestellt. Manchmal wird dieser Schalter als Wahlschalter bezeichnet.
3) Zweipoliger Einweg (DPST): Dieser Schalter besteht aus vier Klemmen; zwei Eingangsklemmen (Pol) und zwei Ausgangsklemmen (Throw), wie in Abbildung 3a gezeigt. Dieser Schalter ist zwei SPST-Schaltern sehr ähnlich. Beide Schalter sind mit einer einzelnen Leber verbunden, sodass beide Schalter gleichzeitig arbeiten. Diese Schalter werden verwendet, wenn zwei Schaltkreise gleichzeitig gesteuert werden sollen (siehe Abbildung 3b).
4) Zweipoliger Doppelwurf (DPDT): Dieser Schalter besteht aus sechs Klemmen; zwei Eingangsklemmen (Pol) und zwei Klemmen für jeden Pol, also insgesamt vier Ausgangsklemmen (Wurf), wie in Abbildung 4a gezeigt. Die Bedienung dieses Schalters ähnelt der der beiden separaten SPDT-Schalter, die gleichzeitig arbeiten. Bei diesem Schalter sind zwei Eingangsklemmen (Pol) mit einem Satz (zwei) Ausgang (Wurf-1) in Position-1 des Schalters verbunden. Wenn wir die Position des Schalters ändern, wird dieser Eingang mit dem zweiten Ausgangssatz (Klemme 2) verbunden, wie in Abbildung 4b gezeigt. Nehmen wir hier, wie im Beispiel gezeigt, an, dass sich in Position 1, wenn sich der Motor im Uhrzeigersinn dreht, wenn wir in Position 2 wechseln, der Motor gegen den Uhrzeigersinn dreht.
5) Zwei Pole sechs Wurf (2P6T): Diese besteht aus vierzehn Anschlüssen; zwei Eingangsklemmen (Pole) und sechs Klemmen für jeden Pol, also insgesamt zwölf Ausgangsklemmen (Wurf), wie in Abbildung 5a gezeigt. Im Allgemeinen wird diese Art von Schalter zum Umschalten in einer Schaltung mit einem gemeinsamen Eingangsanschluss verwendet.
6) Momentschalter:
- Druckknopfschalter: Wenn Sie den Schalter drücken, werden die Kontakte des Schalters geschlossen und der Stromkreis geschlossen, um den Strom fließen zu lassen. Wenn Sie den Druck vom Knopf entfernen, sind die Kontakte des Schalters offen und unterbrechen den Stromkreis. Dieser Schalter ist also ein Momentkontaktschalter, der die Schaltung steuern kann, indem er seinen Kontakt herstellt und unterbricht. Wenn Sie beim Druckknopfschalter den Druck vom Schalter abbauen, ist eine Anordnung von Federn zum Öffnen des Kontakts vorhanden.
- Druckschalter: Dieser Schaltertyp besteht aus einer C-förmigen Membran. Je nach Druck zeigt diese Membran Druck an. Diese Schalter werden verwendet, um den Druck von Luft, Wasser oder Öl in industriellen Anwendungen zu erfassen. Dieser Schalter funktioniert, wenn der Druck des Systems vom Sollwert erhöht oder verringert wird.
- Temperaturschalter: Diese Art von Schaltern besteht aus Temperaturfühlern wie RTD (Resistance Temperature Device). Dieser Schalter arbeitet entsprechend dem Wert der gemessenen Temperatur.
- Kippschalter: Diese Art von Schalter wird üblicherweise in Haushaltsanwendungen zum Ein- und Ausschalten von Elektrogeräten verwendet. Es hat einen Hebel, mit dem wir nach oben oder unten zu EIN- und AUS-Geräten wechseln können.
- Drehschalter: Mit diesem Schaltertyp wird eine Leitung mit einer der vielen Leitungen verbunden. Beispiele für diesen Schaltertyp sind die Multimeter-, Kanalwähler- und Entfernungswähler-Messgeräte-Bandwähler in Kommunikationsgeräten. Dieser Schalter ist der gleiche wie der einpolige Mehrfachschalter. Die Anordnung dieses Schalters ist jedoch anders.
Elektrische Schalter:
Elektrische Schalter sind nichts anderes als ein Halbleiterbauelement. Diese Schalter sind aufgrund ihrer geringen Kosten, geringen Größe und Zuverlässigkeit nützlicher. In diesem Schalter werden Halbleitermaterialien wie Silizium (Si), Germanium (Ge) usw. verwendet. Im Allgemeinen wird dieser Schaltertyp in integrierten Schaltkreisen (ICs), Elektromotorantrieben, HLK-Anwendungen und auch häufig als digitaler Ausgang (DI) verwendet. der Steuerung.
- Relais
- Bipolartransistor
- Leistungsdiode
- MOSFET
- IGBT
- SCR
- TRIAC
- DIAC
- GTO
1) Relais: Das Relais arbeitet nach dem Prinzip der Elektromechanik, daher wird dieser Schalter auch als elektromechanischer Schalter bezeichnet. Wenn Strom durch eine Spule fließt, erzeugt er ein Magnetfeld um die Spule. Diese Menge an Magnetfeld hängt von der Menge an Strom ab, die durch die Spule fließt. Die Anordnung der Kontakte erfolgt so, dass bei einem Anstieg des Stroms mit der Vorhangbegrenzung die Kontakte erregt werden und ihre Position ändern. Manchmal verwendet das Relais einen Bimetallstreifen, um die Temperatur aus Sicherheitsgründen zu erfassen. Relais sind in einem weiten Spannungs- und Strombereich erhältlich. Im Stromnetz spielt das Relais eine wichtige Rolle bei der Fehlererkennung. Auch in der Industrie werden Relais als Schutzvorrichtung eingesetzt. Überprüfen Sie hier die vollständige Funktionsweise des Relais.
2) Bipolartransistor: Bipolartransistor hat drei Anschlüsse; Basis, Emitter und Sammler. Transistoren arbeiten in drei Regionen; Abschaltung, Sättigung und aktiver Bereich. Das Symbol des Transistors ist in Abbildung 6 dargestellt. Zum Umschalten wird der aktive Bereich nicht verwendet. Wenn am Basisanschluss eine ausreichende Strommenge verfügbar ist, tritt der Transistor in den Sättigungsbereich ein und der Strom fließt durch den Kollektor-Emitter-Pfad und der Transistor wirkt als EIN-Schalter. Wenn der Basisstrom nicht ausreicht, ist der Stromkreis offen und es kann kein Strom durch den Kollektor-Emitter fließen, und der Transistor tritt in den Abschaltbereich ein. In diesem Bereich wirkt der Transistor als AUS-Schalter. Transistoren werden als Verstärker in elektronischen Anwendungen verwendet und sie werden auch verwendet, um ein Gate wie AND herzustellen, NICHT in digitalen Schaltungen, und Transistoren werden auch als Schaltvorrichtung in integrierten Schaltkreisen verwendet.Transistoren sind bei Hochleistungsanwendungen nicht nützlich, da sie im Vergleich zu MOSFETs einen höheren Widerstandsverlust aufweisen.
3) Leistungsdiode: Leistungsdiode hat zwei Anschlüsse; Anode und Kathode. Die Diode besteht aus p- und n-Halbleitermaterial und bildet einen pn-Übergang, der als Diode bekannt ist. Das Symbol der Leistungsdiode ist in Abbildung 7 dargestellt. Wenn sich die Diode in Vorwärtsvorspannung befindet, kann Strom durch die Schaltung fließen und in Rückwärtsvorspannung den Strom blockieren. Wenn die Anode in Bezug auf die Kathode positiv ist, ist die Diode in Vorwärtsrichtung und wirkt als EIN-Schalter. In ähnlicher Weise ist die Diode in Sperrrichtung vorgespannt und wirkt als AUS-Schalter, wenn die Kathode in Bezug auf die Anode positiv ist. Leistungsdioden werden in Leistungselektronikanwendungen wie Gleichrichter, Spannungsvervielfacherschaltung und Spannungsklemmschaltung usw. verwendet.
4) MOSFET: MOSFET-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor. Der MOSFET hat drei Anschlüsse; Tor, Abfluss und Quelle. MOSFET arbeitet mit zwei Grundformen; Erschöpfungstyp und Erweiterungstyp. Wenn die Gate-Source-Spannung (V GS) nicht ausreicht, arbeitet der MOSFET als Verarmungstyp und der Verarmungsmodus des MOSFET ähnelt dem AUS-Schalter. Wenn die Gate-Source-Spannung (V GS) ausreichend ist, arbeitet der MOSFET als Anreicherungstyp und der Anreicherungsmodus von MOSFTE ähnelt dem EIN-Schalter. Der Schaltbereich des MOSFET beträgt zehn Neonsekunden bis einige hundert Mikrosekunden. MOSFET, der in linearen Spannungsreglern, Zerhackern und Audiofrequenz-Leistungsverstärkern usw. verwendet wird. Hier finden Sie MOSFET-Schaltungen.
5) IGBT: IGBT- Bipolartransistor mit isoliertem Gate. IGBT ist eine Kombination aus BJT und MOSFET. IGBT hat eine hohe Eingangsimpedanz und hohe Schaltgeschwindigkeiten (charakteristisch für MOSFET) sowie eine niedrige Sättigungsspannung (charakteristisch für BJT). IGBT verfügt über drei Terminals. Tor, Emitter und Sammler. IGBT kann mit dem Gate-Terminal steuern. Sie kann durch Auslösen und Deaktivieren des Gate-Terminals ein- und ausgeschaltet werden. IGBT kann sowohl positive als auch negative Spannungen wie GTO blockieren. IGBT wird in Wechselrichtern, Traktionsmotorsteuerungen, Induktionsheizungen und Schaltnetzteilen verwendet.
6) SCR: SCR - Silicon Controlled Rectifier. SCR hat drei Terminals; Tor, Anode und Kathode. Das Arbeiten des SCR ist dasselbe wie das der Diode, aber das SCR startet die Leitung, wenn es in Vorwärtsrichtung ist (Kathode ist negativ und Anode ist positiv) und ein positiver Taktimpuls am Gate ist ebenfalls erforderlich. Wenn in Vorwärtsvorspannung der Takt des Gatters Null ist, wird der SCR durch erzwungene Kommutierung ausgeschaltet und in der Rückwärtsvorspannung bleibt der SCR im AUS-Zustand wie die Diode. SCRs werden in der Motorsteuerung, bei Leistungsreglern und beim Dimmen von Lampen verwendet.
7) TRIAC: TRIAC entspricht zwei SCRs, die umgekehrt parallel zum angeschlossenen Gate geschaltet sind. TRIAC ist ein bidirektionales Gerät. TRIAC verfügt über drei Terminals. Hauptklemme 1 (MT), Hauptklemme 2 (MT2) und Gate. Die Klemmen MT1 und MT2 sind mit einer Schaltung verbunden, die wir steuern möchten, und das Gate steht zum Auslösen eines Impulses durch positive oder negative Spannung zur Verfügung. Wenn der MT2-Anschluss in Bezug auf den MT1-Anschluss eine positive Spannung aufweist und das Gate ebenfalls positiv ausgelöst wird, wird SCR-1 von TRIAC ausgelöst. Wenn der MT1-Anschluss in Bezug auf den MT2-Anschluss eine positive Spannung aufweist und das Gate ebenfalls positiv ausgelöst wird, wird SCR-2 von TRIAC ausgelöst. TRIAC kann für beide Wechselstrom- und Gleichstromquellen verwendet werden. Im Allgemeinen wird TRIAC jedoch in Wechselstromanwendungen wie Motorsteuerung, Einschalten von Lichtern (Industrie und Haushalt) usw. verwendet. Überprüfen Sie hier den Triac-Dimmer-Schaltkreis.
8) DIAC: DIAC-Dioden-Wechselstromschalter. DIAC verfügt über zwei Terminals. Dieser Schalter kann in beide Richtungen arbeiten. Das DIAC-Symbol ist in Abbildung 12 dargestellt. DIAC arbeitet in zwei Regionen; Vorwärtssperr- oder Rückwärtssperrbereich und Lawinenumbruchbereich. Wenn die angelegte Spannung kleiner als die Durchbruchspannung ist, arbeitet DIAC im Vorwärtssperr- oder Rückwärtssperrbereich. In diesem Bereich fungiert DIAC als AUS-Schalter. Wenn die angelegte Spannung größer als die Durchbruchspannung ist, tritt ein Lawinendurchbruch auf und DIAC wirkt als EIN-Schalter. DIAC kann im Vergleich zu TRIAC und SCR bei Niederspannungs- und Niedrigstromanwendungen nicht scharf schalten. DIAC zur Lichtdimmung, Steuerung des Universalmotors und des Wärmeregelkreises.
9) Gate-Ausschalt-Thyristor: GTO hat drei Anschlüsse; Tor, Anode und Kathode. Wie der Name schon sagt, kann dieses Gerät über die Gate-Klemme ausgeschaltet werden. Das Symbol von GTO besteht aus zwei Pfeilen am Gate-Anschluss, die den bidirektionalen Stromfluss durch den Gate-Anschluss anzeigen. Dieses Gerät kann durch Anlegen eines kleinen positiven Gate-Stroms eingeschaltet und durch einen negativen Impuls vom Gate-Anschluss ausgeschaltet werden. GTO für Wechselrichter, AC- und DC-Antriebe, Induktionsheizgeräte und SVC (statische VAR-Kompensation). GTO kann ohne Hilfe der Dämpfungsschaltung nicht zum Ausschalten induktiver Lasten verwendet werden.
