Sind Relais für lange Zeit zuverlässig?

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Ich entwickle ein Hausautomationsprojekt, bei dem ich Relais zur Steuerung von Geräten verwende. Ich muss Geräte mit einer Nennspannung von 220 V und 6 A steuern.

Sollte ich Relais verwenden, um diese Geräte als langfristige Lösung zu steuern?

Das von mir verwendete Relais ist mechanisch und hat eine Nennspannung von 220 V, 7 A. Wenn ich es eingeschaltet halte, um z. B. einen Lüfter für mehr als ein paar Stunden täglich zu steuern, verursacht das Relais dann Probleme? Wenn ja, welche anderen möglichen Lösungen gibt es?

Suraj Bhawal
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Dies hängt von der Relaisspezifikation ab. Die Frage sollte geschlossen sein - zu vage.
Leon Heller
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Nein, es ist eine gute Frage, ich frage mich immer, was besser ist A1 oder A2?! für die lange Nutzung
narzan
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Ich denke, das ist eine gute Frage. Es ist nichts Falsches daran, nach dem durchschnittlichen Lebenszyklus eines Geräts zu fragen.
2.
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@LeonHeller: Ich bin mit dem Aufruf zum Schließen nicht einverstanden. Das OP stellte seine Frage knapp und eindeutig und lieferte genügend Daten, damit eine informierte Person die eine oder andere Frage beantworten konnte, um die Spezifikation zu treffen. Ist es nicht das, wofür die Kommentare gedacht sind?
EM Fields
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Überprüfen Sie das Datenblatt. Es sollte eine Bewertung für die Anzahl der Zyklen oder die Spulenstunden haben. Haben Sie die Teilenummer des Relais zur Verfügung?
Matt Clark

Antworten:

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Relais sind in gutartigen Umgebungen in der Regel recht zuverlässig, haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer. Normalerweise etwa 50.000 bis 100.000 Vorgänge bei voller Nennlast. Bei leichteren Lasten erhöht sich die Lebensdauer, in der Regel bis zu vielen Millionen Arbeitsgängen mit einer vernachlässigbaren Belastung (die sogenannte mechanische Lebensdauer).

Alle diese Informationen werden in jedem anständigen Datenblatt deutlich angegeben. Die Markierungen auf dem Relais sind nur Grenzwerte für Sicherheitsbehörden und haben wenig mit der Lebensdauer des Relais zu tun.

Nicht in allen Datenblättern ist die Lebensdauer im Vergleich zum Schaltstrom angegeben, selbst bei ohmschen Lasten. Daher müssen Sie möglicherweise Proben testen, um diese Eigenschaft zu bestimmen, wenn Sie sagen, dass Sie ein 30-A-Relais zum Schalten von maximal 5 A verwenden. Induktive Lasten, Glühlampen und Motorlasten verkürzen ebenfalls die Lebensdauer.

Festkörperalternativen zu Relais haben keinen einfach zu definierenden Verschleißmechanismus. Sie können jedoch aufgrund von Spannungsspitzen, Stromspitzen (einschließlich vorübergehender Kurzschlüsse) und Temperaturschwankungen plötzlich absterben. Sie sind auch weniger hitzebeständig und neigen dazu, viel davon zu erzeugen (eine Ballpark-Zahl beträgt 1 W pro Ampere Laststrom).

Die meisten ferngesteuerten Steckdosen und ähnlichen Verbrauchergeräte (an die der Verbraucher alles anschließen kann) verwenden Relais. Wenn die Last relativ leicht und genau definiert ist (möglicherweise eine Lampe), ist der Festkörper möglicherweise eine überlegene Lösung.

Spehro Pefhany
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was ist damit? "Auch wenn ich ein Relais eingeschaltet halte, um beispielsweise einen Lüfter für mehr als ein paar Stunden täglich zu steuern. Wird ein Relais Probleme verursachen?" ?
Narzan
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Nein, die Lebensdauer eines mechanischen Relais wird im Allgemeinen nur durch Schaltvorgänge beeinflusst. Theoretisch mag es nur 100 Jahre statt 500 Jahre dauern, weil die Spule heißer ist, aber das ist wahrscheinlich kein unmittelbares Problem.
Spehro Pefhany
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Einige Halbleiterrelais sind auch mit Nulldurchgangserkennung erhältlich. Sehr schön, wenn Sie während der Aktivierung eine geringe Störung wünschen.
Dejvid_no1
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Ich hatte eine ähnliche Frage und suchte sogar nach Festkörperschaltoptionen wie der Verwendung von Optotriern der Serie MOC304x. Aber dann fand ich, dass diese Trottel ein Vermögen kosten, wo ich lebe :( Vielen Dank für Ihre Antwort. Dies half.
Vinit Shandilya
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Dies ist ein alter Posten, aber ich bin ein Steuerungsingenieur, der Industriemaschinen programmiert, sodass ich 2 Cent habe. Ich habe eine Maschine, die täglich 20.000 Zyklen durchführt, und ich muss Halbleiterrelais verwenden, auch wenn sie in einer Kurzschlusssituation ausfallen und ersetzt werden müssen.

Eine allgemeine Faustregel für mich in meiner Grundausbildung vor vielen Jahren ist, dass wenn es mehr als 100 Mal am Tag ein- und ausgeschaltet wird, es sich in einem festen Zustand befindet. In der Regel sind mechanische Relais billiger, daher wähle ich sie standardmäßig aus.

Sie müssen auch den Ausfall des Halbleiterrelais berücksichtigen, wenn dieser Faustregel ein Kurzschluss hinzugefügt werden muss.

Außerdem sagte jemand, dass mechanische Relais zwischen 50.000 und 100.000 leben ... Das ist falsch. Ich bin mir ziemlich sicher, dass die meisten Datenblätter, die ich mit meinen mechanischen Relais gesehen habe, zwischen 500.000 und 1.000.000 liegen. Die Relais, die ich jetzt verwende, haben eine Lebensdauer von 2x10 ^ 7, also sage ich normalerweise 1 Million Lebenszyklen, aber das hängt davon ab, was Sie kaufen. Meine sind Industrierelais der unteren Preisklasse.

JeremyA
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Willkommen auf EE.SE! Ich habe Ihre Antwort abgelehnt, weil es nicht wirklich scheint, etwas hinzuzufügen, das in den vorhandenen Antworten nicht bereits besprochen wurde. Ihr letzter Absatz eignet sich besser als Kommentar zu der Antwort, auf die Sie sich beziehen. Es ist keine Entschuldigung, um eine Antwort hinzuzufügen, wenn Sie nicht den Ruf haben, Kommentare zu schreiben.
Mels
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Abgestimmt habe ich etwas gelernt.
David K
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Mein Unternehmen verwendet aus mehreren Gründen Relais in unseren HLK-Produkten.

1) Sie sind zuverlässig. Aufgrund früherer und aktueller Erfahrungen erwarte ich, dass sie Jahrzehnte dauern werden.

2) Relais sind in der Regel wesentlich günstiger als Triacs und ihre Treiber.

3) Sie verschwenden weniger Energie als Wärme als Festkörpergeräte wie Triacs.

Dies ist aus mehreren Gründen wichtig:

1) überschüssige Wärme loszuwerden ist teuer.

2) Energie, die in den Steuerungen verschwendet wird, verschlechtert die zulässige „grüne“ Energieklasse des Geräts.

Im Allgemeinen hatte ich weit mehr Triac-Ausfälle als Relais-Ausfälle.

Wir verwenden Qualitätsrelais von namhaften Herstellern.

Dwayne Reid
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Normalerweise wird das Relais durch die Anzahl der Kontaktvorgänge spezifiziert. Abgesehen von mechanischem Verschleiß können die Kontakte aufgrund der Art der Last (induktiv, kapazitiv oder ohmsch), die geschaltet wird, vorzeitig abgenutzt sein.

Die mittlere Ausfallzeit (MTF) der meisten Geräte folgt einer „Badewannenfunktion“ - hohe Ausfallrate zu Beginn der Lebensdauer (aufgrund fehlerhafter Herstellung, mangelhafter Montage usw.), dann eine Periode mit geringem Ausfall und dann ein zunehmender Ausfall Rate aufgrund von Verschleiß, Hitzeermüdung und so weiter. {siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Bathtub_curve }

Der Ausfall elektronischer Geräte ist in der Regel ein plötzlicher Tod (funktioniert, dann nicht). Relais neigen dazu, vor dem Versagen ein bisschen "klebrig" zu werden (eine vorübergehende Heilung ist ein "Tipp" an der richtigen Stelle).

Es ist eine dieser Fragen im Sinne von "Wie lang ist ein Stück Schnur?" Daher gibt es keine genaue Antwort auf Ja oder Nein. Alles, was ich sagen kann, ist, dass Relais seit einigen Jahren in Geräten recht erfolgreich eingesetzt werden.

JIm Dearden
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@Agent_L Das ist deine Meinung. Wie kann es sein völlig falsch (ein absoluter Begriff) oder sind Sie anderer Meinung Sie einfach in bestimmten Fällen? dh die Ausnahmen von dieser "allgemeinen" Regel (von denen es einige gibt). Meine Autoreparaturen sind überwiegend mechanisch und nicht elektrisch und entsprechen daher dieser Regel. Die allgemeine Regel gilt für jede Art von mechanischem Gerät (dh etwas mit beweglichen Teilen), nicht nur für ein Relais. Ich führe die spezifischen Vorteile von Festkörpern gegenüber Relais nicht auf (oder argumentiere) (wie Ihr Kommentar zu implizieren scheint), weise jedoch darauf hin, dass ein Fehler für jedes Gerät einem gut beschriebenen (Badewannen-) Pfad folgt.
JIm Dearden
@JImDearden wie um alles in der Welt denkst du, ist das überhaupt von der Meinung abhängig ?
Hobbs
@ JimDearden: Mechanische Geräte sind in der Tat anfälliger für Verschleiß ... aber Sie sagten, Fehler im Allgemeinen, und Agent_L ist richtig, dass Solid-State-Geräte auch Fehlermodi haben, die je nach Anwendung zu einer viel höheren Ausfallrate führen können.
Ben Voigt
@JImDearden Es handelt sich um Geräte, die entweder elektromechanisch oder fest eingebaut werden können. Ihr Auto ist kein gültiges Beispiel, alle Subsysteme sind singulär. Als Beispiel schlage ich vor, dass Amtrak seine Rotationskonverter aus den 1930er Jahren überholt, nur weil es noch heute wirtschaftlich nicht machbar ist, ihre vorübergehende Fehlerresistenz mit Festkörpern zu replizieren. Die Aufgabe des Ingenieurs ist es, die beste Technologie für eine bestimmte Anwendung zu erkennen und keine zusammenfassenden Urteile abzugeben. Und für die Anwendung von OP: Kann jemand garantieren, dass Benutzer nicht gelegentlich einen 2,5-kW-Haartrockner an eine 6-A-Steckdose anschließen?
Agent_L
@JImDearden Ich habe meinen Kommentar entfernt und abstimmen lassen.
Agent_L
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Insgesamt ist die Beratung im Allgemeinen gut.
Relais sind "schwer zu schlagen", wenn man den Bewertungen die gebührende Aufmerksamkeit schenkt.
Beachten Sie, dass ohmsche gegenüber reaktiven Lasten (L oder C) einen großen Unterschied machen und die Herstellerspezifikationen sorgfältig zu beachten sind.
Beachten Sie auch (in diesem Fall nicht zutreffend), dass DC im Vergleich zu AC sehr anspruchsvoll ist. Die Hersteller geben DC-Nennspannungen an, die viel niedriger sind als bei AC.

Beachten Sie den Kommentar von Dwayne zur Verwendung von Qualitätsbauteilen eines bekannten, seriösen Herstellers. Bei einer ernsthaften Anwendung MÜSSEN Sie ein Produkt bekannter Qualität verwenden. Unbekannte Marken und Geräte, deren "Herkunft" ungewiss ist (dh möglicherweise Fälschungen oder Teile, die nicht den Spezifikationen entsprechen), DÜRFEN NICHT verwendet werden.

Besonderheiten: Ein Relais mit einer Nennleistung von 7 A bei einer Last von 6 A ist wahrscheinlich in Ordnung, insbesondere bei niedrigen Schaltraten, aber wenn möglich würde ich ein Relais mit einer höheren Nennleistung verwenden und / oder die Spezifikationen sorgfältig prüfen. Wenn sie sagen, es ist 7A bewertet, spezifizieren sie ohmsche oder induktive Last oder andere Bedingungen?

Russell McMahon
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es besagt 220V 7A für induktive Lasten .... was sind die Unterschiede in diesen beiden Typen überhaupt ... Entschuldigung, ich habe nur sehr geringe Kenntnisse im elektrischen Bereich.
Suraj Bhawal
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@SurajBhawal resistiv (zB Heizung) = einfach zu schalten. Induktiv (z. B. Motor, Transformator) oder kapazitiv (Computer) = wegen Lichtbogenbildung schwer zu schalten. Die Nennwerte für induktiv sind niedriger als für resistiv. Wenn es sich um 7 A induktive Lasten handelt, brauchen Sie sich keine Sorgen mehr zu machen. Aber ja, Überingenieur, um die Lebensdauer zu verlängern.
Agent_L