Магнитоуправляемые герметизированные контакты (герконы)

Страницы работы

Содержание работы

МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ герметизированные КОНТАКТЫ (ГЕРКОНЫ)

Отредактировано частично. Как можно так подготовить файл, что формулы практически не поддаются правке, можно только догадываться.

2007г.

Рис. 1. Герконы сзамыкающими (а) и переключающими (б) контактами

Контакты обычных реле находятся в среде атмосферного воздуха. Они загрязняются пылью, парами металлов, покрываются окислами, возникающими при химических реакциях под воздействием электрической дуги, подвергаются влиянию различных атмосферных агрессивных газов, водяных паров и т. д. Все это понижает надежность контактов и их износоустойчивость. Влияние указанных факторов на контакты реле можно значительно ослабить, если поместить их в инертный газ или вакуум. Такие условия создаются в герконах - герметизированных или магнитоуправляемых контактах.

На рис. 1, а изображено устройство простейшего геркона. В стеклянную капсулу 3, заполненную инертным газом, впаяны токоведущие пружинящие ферромагнитные пластинки 1 и 2. Магнитный поток Ф, созданный током в катушке w, намотанной снаружи капсулы 3, проходит по пластинам 1 и 2 и создает электро­магнитную силу притяжения в воздушном зазоре между концами пластин. Пластины 1 и 2 смыкаются и образуют цепь тока. Если снять ток в катушке, то под действием упругих сил пружины 1 и 2 возвратятся в исходное положение и цепь тока через контакты разорвется. Таким образом, в герконах контактный зазор является и рабочим магнитным зазором, а пластинчатые пружины 1 и 2 проводят магнитный поток и электрический ток.

На рис. 1, б изображено устройство геркона с замыкающим ферромагнитным шариком. При подаче тока в управляющую катушку 2 шарик электромагнитной силой притягивается к контактным выводам 4 и замыкает их. Если подать ток в катушку 1, то замыкаются контакты 3.

Существует разновидность герконов с ртутными контактами. В небольшом объеме ртути, содержащемся в герметизированной капсуле, размещена ферромагнитная деталь. Под действием магнитного поля от управляющей катушки эта деталь погружается в ртуть и поднимает ее уровень до замыкания неподвижных контактных стержней. При снятии магнитного поля уровень ртути понижается и контакты размыкаются. Таким образом, слой ртути в герконе осуществляет функции подвижного контакта.

Токи, коммутируемые контактами герконов, обычно не превышают 0,5ё1А при напряжении сети в десятки вольт. Произведение этих величин (коммутируемая мощность) составляет лишь десятки ватт, поэтому размеры герконов малы: длина i (рис. 1.1, а) - несколько см, а диаметр D стеклянной капсулы - несколько мм. Контактный зазор в герконах мал (десятые доли мм), контактирующие поверхности покрываются благородными металлами (Pt, Au, Ag и др.). Этот контактный слой из немагнитных металлов является «немагнитной прокладкой», предотвращающей залипание контактов от остаточного магнитного потока. Контактное сопротивление в герконах лежит в пределах  0,03 ё 0,2 Ом и отличается стабильностью.

Рис. 2. Контактные пластины

Износостойкость герконов достигает десятков и сотен миллионов срабатываний, а при бестоковой коммутаций - миллиарда срабатываний. Благодаря отсутствию массивных элементов, пружин и т. д. герконы являются быстродействующими устройствами по сравнению с обычными электромагнитными реле. Время срабатывания герконов 0,5ё2,0 мс.

Герконы - высокочувствительные аппараты. Намагничивающая сила срабатывания обычных герконов 10-200 А. Под нею понимается произведение числа витков управляющей катушки на ток срабатывания. Если же создать «организованную» магнитную цепь, т.е. применить стальные магнитопроводы для замыкания магнитного потока вне капсулы геркона, то чувствительность герконов можно сделать еще более высокой.

В рабочем состоянии пластины геркона (рис. 2) находятся под воздействием двух сил: электромагнитной силы притяжения и упругой силы.

Если намагничивающая сила катушки остается неизменной, то рабочий поток ФD(х) между контактами-полюсами при срабатывании геркона будет изменяться в результате перераспределения рабочего потока и потоков рассеяния в герконе, которое проис­ходит вследствие уменьшения расстояния и магнитного сопротив­ления между контактами-полюсами в зоне их перекрытия. Поэтому зависимость тяговой силы Fэ от зазора надо рассчитывать с учетом этого перераспределения магнитных потоков. Если перекрытие пластин значительно меньше длины пружины (а<<l), то зависимость от величины зазора x силы

Fэ=Fэ0/(1+Kx)                                                                      (1)

Похожие материалы

Информация о работе