Elektrische Schutzschalter und Schrittmotoren: Typen, Funktion und Aufbau

Leistungsschalter und Schutzmechanismen

Thermoschalter (Thermische Auslöser)

Dies sind automatische Schalter, die auf einen Überstrom reagieren, der etwas höher ist als der Nennstrom. Um eine rechtzeitige Abschaltung zu gewährleisten, nutzen sie die Verformung eines Bimetalls, das auf die durch den Stromfluss erzeugte Wärme reagiert. Die Auslösekurven werden als Funktion der erzeugten Wärme durch den Strom definiert.

Magnetschalter (Magnetische Auslöser)

Dies sind Schalter, die auf sehr hohe Überströme (Kurzschlüsse) reagieren. Sie schalten in sehr kurzer Zeit ab, um weder das Netzwerk noch die angeschlossenen Geräte zu beschädigen. Um die Abschaltbewegung auszulösen, dient ein Eisenkern in einem Magnetfeld, das proportional zum Wert des zirkulierenden Stroms ist.

Magneto-Thermoschalter (Kombinierte Leistungsschalter)

Ein Magneto-Thermoschalter ist ein Leistungsschalter, der den elektrischen Strom in einem Stromkreis unterbricht, sobald bestimmte Grenzwerte überschritten werden. Seine Funktionsweise basiert auf zwei Effekten, die durch den elektrischen Stromfluss erzeugt werden: dem magnetischen und dem thermischen (Joule-Effekt).

Das Gerät besteht daher aus zwei Hauptkomponenten: einem Elektromagneten und einer Bimetallplatte. Beide sind in Reihe geschaltet und werden vom Strom durchflossen, bevor dieser zur Last gelangt.

Fehlerstromschutzschalter (RCD/FI-Schalter)

Diese automatischen Schalter vermeiden gefährliche Ströme durch den menschlichen Körper. Die potenziell gefährlichen Auswirkungen, die auftreten können, hängen von der Stromstärke und der Dauer der Ableitung ab.

Schrittmotoren (Stepper Motors)

Der Schrittmotor (PaP Motor)

Ein Schrittmotor ist ein elektromechanisches Gerät, das eine Reihe elektrischer Impulse in diskrete Winkelbewegungen umwandelt. Das heißt, er ist in der Lage, sich je nach Steuereingang um eine bestimmte Anzahl von Grad (Schritten) zu bewegen.

Der Schrittmotor fungiert somit als Digital-Analog-Wandler und kann durch Impulse aus logischen Antriebssystemen gesteuert werden. Er bietet die Vorteile hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Positionierung. Zu den wichtigsten Anwendungen zählen digital gesteuerte Systeme, Robotik und Präzisionsantriebe.

Es existieren 3 Grundtypen von Schrittmotoren:

• Variable Reluktanzmotor
• Permanentmagnetmotor
• Hybridschrittmotor

Variable Reluktanzmotoren

Der Variable Reluktanzmotor ist ein Schrittmotortyp, dessen Betrieb auf dem variablen magnetischen Widerstand (Reluktanz) basiert. Er besitzt einen gezahnten Rotor aus Weicheisen, der dazu neigt, sich an den Polen der Statorwicklungen auszurichten. Mit diesem Typ können sehr kleine Schritte erzielt werden.

Permanentmagnetmotoren (PMSM)

Der Permanentmagnetmotor ist ebenfalls ein Typ von Schrittmotor. Er ist auch als PMSM (Permanentmagnet-Synchronmotor) bekannt. Diese Motoren werden häufig in elektrischen Servoantrieben für die Positionierung, in der Robotik, in Werkzeugmaschinen und in Aufzügen eingesetzt.

Hybridschrittmotoren

Der Hybridschrittmotor ist ein Schrittmotortyp, dessen Funktionsweise auf der Kombination der beiden anderen Arten basiert: dem Variable Reluktanzmotor und dem Permanentmagnetmotor.