3.6.3. Электромагнитные реле.

Электромагнитные реле приводятся в действие электромагнитами постоянного и переменного тока. Наиболее часто на электромагнитном принципе выполняются токовые и промежуточные реле. Обмотки промежуточных реле включаются на полное напряжение, так называемые параллельные или шунтовые обмотки, такие обмотки имеют сравнительно высокое сопротивление (сотни и тысячи Ом). Обмотки токовых реле включаются последовательно с основным сопротивлением нагрузки, такие обмотки называются последовательными или сериесными. Они должны иметь сопротивление значительно ниже сопротивления той цепи, куда они включаются.

Дистанционные переключатели аналогичны, по принципу действия, электромагнитным реле. Они имеют два спаренных электромагнита с автономными катушками на каждом из них. При подаче напряжения на одну из них происходит переключение в одно положение, при подаче на другую – в другое. Фиксация якоря электромагнита происходит при обесточенной катушке.

В автоматике часто приходится выбирать одну цепь из нескольких. Для этого служат шаговые искатели, которые последовательно переключают ряд цепей до нахождения искомой, рис. 3.25.

Рис. 3.25 Шаговый искатель

При подаче импульса тока на обмотку 1 электромагнита якорь 8 притягивается, поворачивая деталь 6 по часовой стрелке вокруг оси О₂. При этом ролик, укрепленный на детали 5, переместится вниз и западет на новый зуб храпового механизма. При исчезновении тока и тяговой силы в электромагните храповое колесо 4 повернется вокруг оси О₁ на один зуб за счет силы пружины 7. При этом подвижный контакт 3 повернется на соответствующий угол и замкнется с новой токоведущей ламелью 2. Каждому импульсу тока в катушке 1 соответствует переход контакта 3 на новую ламель. Номер позиции определяется количеством поданных импульсов. Количество ламелей на одном поле (в одной плоскости) обычно бывает от 11 до 50, скорость обхода составляет от 1 до нескольких десятков шагов в секунду.

Возможен вариант построения шаговых искателей и на магнитоуправляемых контактах (герконах). По окружности располагается ряд герконов. Около них с определенной скоростью перемещается постоянный магнит. Когда постоянный магнит окажется около того или иного геркона, его магнитное поле заставляет сработать этот геркон. Когда постоянный магнит уйдет от геркона, контакты его разомкнутся и геркон перейдет в исходное состояние.

3.6.4. Герметичный магнитоуправляемый контакт

Контакты обычных реле находятся в среде атмосферного воздуха. Они загрязняются пылью, покрываются окислами, возникающими при химических реакциях под воздействием электрической дуги, подвергаются воздействию различных агрессивных атмосферных газов, водяных паров. От указанных недостатков свободны герметические магнитоуправляемые контакты (герконы), контакты которых помещены в среду инертного газа или вакуум.

Геркон представляет собой стеклянную капсулу с впаянными токоведущими, ферромагнитными, пружинящими пластинками. Магнитный поток, созданный намотанной снаружи капсулы катушкой или постоянным магнитом, замыкается через пластины и создает электромагнитную силу притяжения в воздушном зазоре между концами пластин. Таким образом, в герконах контактный зазор является и рабочим воздушным зазором, а пластинчатые пружины проводят магнитный поток и электрический ток Изображение геркона представлено на рис. 3.26.

Рис. 3.26. Симметричный геркон

В стеклянную капсулу 3, заполненную инертным газом, впаяны токоведущие пружинящие ферромагнитные пластинки 1 и 2. Магнитный поток , 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. При снятии тока в катушке, пластины размыкаются под действием упругих сил.

Ток коммутируемый контактами герконов обычно не превышает 0,5…1,0 А при напряжении в десятки вольт, коммутируемая мощность составляет лишь десятки ватт, поэтому размеры герконов малы – длина несколько сантиметров, диаметр – несколько миллиметров.

Контактный зазор составляет десятые доли миллиметра, контакты покрываются благородными металлами (платина, золото, серебро). Этот контактный слой из немагнитных металлов является «немагнитной прокладкой», которая предотвращает залипание контактов от остаточного магнитного потока.

Контактное сопротивление геркона лежит в пределах 0,03…0,2 Ом и отличается стабильностью.

Износостойкость герконов достигает десятков и сотен миллионов срабатываний, а при бестоковой коммутации – миллиарда срабатываний.

Благодаря отсутствию массивных элементов, герконы, в отличие от обычных электромагнитных реле, являются быстродействующими устройствами, время срабатывания герконов 0,5…2,0 мс.

Переключающий геркон имеет встроенный нормально-замкнутый (НЗ), нормально-разомкнутый (НР) и переключающий контакт (П), рис. 3.27.

Рис. 3.27. Переключающий геркон

Существует разновидность переключающего геркона с ферромагнитным шариком и двумя катушками, изображенная на рис. 3.28.

Рис. 3.28. Переключающий геркон с 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.

Возможен вариант построения шаговых искателей и на магнитоуправляемых контактах. По окружности располагается ряд герконов. Около них с определенной скоростью перемещается постоянный магнит. Когда постоянный магнит окажется около того или иного геркона, его магнитное поле заставляет сработать этот геркон. Когда постоянный магнит уйдет от геркона, контакты его разомкнутся и геркон перейдет в исходное состояние.