Электромагнитные реле и контакторы, страница 5

Некоторые язычковые герконы позволяют коммутировать токи 10^-10-10^-12 А и напряжения до 10^-6 В, являясь перспективными элементами для коммутации сигналов очень низких уровней.

Рассмотренный простейший геркон с замыкающими контактами может управляться не только обмоткой, питаемой постоянным током, но и полем постоянного магнита (рис. 7.7,а).

В отличие от его последовательной магнитной системы у геркона, показанного на рис. 7.7, б, она параллельная и позволяет реализовать размыкающие контакты: оба контактных сердечника намагничиваются в одном направлении и на их концах возникают одноименные взаимно отталкивающиеся полюсы. На рис. 7.7, в изображен геркон с последовательно-параллельной, или смешанной магнитной системой. Она реализует переключающие контакты при наименьшей МДС срабатывания, поскольку подвижный контактный сердечник 6 испытывает отталкивающее от контактного сердечника 7 и притягивающее к контактному сердечнику 5 усилия.

Сухие язычковые герконы в общем характеризуются следующими эксплуатационными параметрами: максимальное время срабатывания при полуторной—двойной МДС срабатывания с учетом времени дребезга 0,8-3мс; максимальное время отпускания 0,3—2,5 мс; виброустойчивость при воздействии частот 200—3000 Гц и ускорений 5—25g; масса 0,2—4 г; рабочий диапазон температур окружающей среды —60°-+150°С; МДС срабатывания при помещении в соленоид 15—200 А.

Кроме рассмотренных последовательной, параллельной и смешанной в герконных реле применяют дифференциальные и мостовые магнитные системы; с помощью нескольких обмоток на герконах реализуют различные логические функции; разработаны разнообразные схемы силовых герконов (герсиконов), герконов с памятью, запоминанием (гезаконов), многоконтактных герконов, герконов, управляемых с помощью магнитных шторок, порошковых герконов, герконов для передачи световых потоков и др.

В отличие от условия срабатывания обычного электромагнитного реле для начала движения контактных сердечников геркона не нужно, чтобы тяговое усилие превосходило противодействующее в точке наибольшего, начального зазора δ_н: движение контактных сердечников начинается с появления тока в обмотке. Возникающее тяговое усилие, преодолевая силу упругости контактных сердечников, сближает их. Для трех различных значений тока I₁, I₂ > I₁ и I₃ = I_срб > I₂ в обмотке геркона на рис. 7.7, г показаны устойчивые положения δ₁, δ₂ и δ_срб контактных сердечников, определяемые равенством тягового Q_T и противодействующего Q_мex усилий. До δ = δ_срб происходит предварительное сближение контактных сердечников, а при δ < δ_срб тяговая характеристика Q_T(δ) даже при неизменном токе I₃ = I_срб проходит выше механической Q_мех(δ), касаясь ее при «зазоре срабатывания» δ = δ_срб. Происходит резкий переход от δ_срб к δ_к, называемый «срывом».

Герконные (герконовые, с магнитоуправляемыми контактами, безъякорные, язычковые) реле в общем случае могут иметь несколько контактов и обмоток, внешние магнитопроводы, поляризующие постоянные магниты, экраны от воздействия внешних магнитных полей и другие конструктивные элементы. Широко распространены реле с магнитоуправляемыми контактами, расположенными внутри катушки, обтекаемой постоянным током. Внутреннее расположение герконов целесообразно, если их не больше семи, так как увеличение размеров и массы катушки, вызывая повышенный расход меди, практически не увеличивает ее МДС. В таком случае применяют внешнее расположение герконов, которое может быть пакетным (в одной плоскости) и кольцевым. Иногда обмотки герконных реле выполняют напылением. Одним из способов увеличения надежности реле служит герметизация его обмотки.

На базе герметизированных магнитоуправляемых контактов помимо реле создано множество переключателей, программно-временных и распределительных устройств, датчиков, цифровых устройств и преобразователей постоянного тока в переменный.

Ферриды. Ферриды — это герметизированные магнитоуправляемые контакты с элементами магнитной памяти. В отличие от герконов, выполняющих функцию памяти с помощью постоянных магнитов и управляющих сигналов длительностью десятые доли — единицы миллисекунд, в ферридах длительность последних уменьшена до десятков микросекунд.

Все многообразие схемных и конструктивных исполнений ферридов можно разделить на две группы: ферриды с внешним и внутренним элементами памяти (последние называют гезаконами). Внешним элементом памяти служит ферромагнитный сердечник, расположенный вне трубки геркона, а внутренними— контактные сердечники или их части, выполняемые из материалов с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) и высоким значением Н_с. В ферридах обеих групп, исключая управляемые с помощью постоянных магнитов, операции с памятью производятся  импульсами, подаваемыми в обмотки.

Простейший последовательный феррид с одной обмоткой, управляемый разнополярными импульсами, представлен на рис. 7.8, а. Подача импульса включения, достаточного для замыкания контактов, приводит к намагничиванию внешнего элемента памяти (сердечника) и сохранению достигнутого состояния и после окончания импульса. Контакты размыкаются под воздействием импульса выключения противоположной полярности, размагничивающего элемент памяти (управление реверсируемым током). Такой феррид критичен к значению МДС отпускания: если оно меньше требуемого, то сердечник размагничивается недостаточно и контакты остаются замкнутыми, если же больше необходимого, то сердечник перемагничивается в противоположном направлении и контакты опять-таки не смогут разомкнуться.  Чтобы предотвратить это, ферриды- выполняют с последовательной или параллельной системами элементов магнитной памяти и двумя управляющими обмотками либо применяют дифференциальное управление.

На рис. 7.8, б, в, где буквой Ш обозначен магнитный шунт, и на рис. 7.8,г, д показаны ферриды соответственно с последовательной и параллельной системами элементов магнитной памяти. Здесь используется аддитивное, или суммирующее, управление: каждая обмотка создает магнитный поток, недостаточный для срабатывания, но действие двух обмоток обеспечивает достаточный поток. Срабатывание и отпускание происходит при разной полярности сигнала I_р. Функцию тока I_п может выполнять постоянный магнит.