книги / Электрические аппараты

срабатывание (точки С РУ—СР3) и отпускание (точки 0777j—ОТПъ). Первое срабатывание происходит в точке СР3.

Если ось намагничивания магнита перпендикулярна оси МК (рис. 11.13,6), то при движении магнита в указанном стрелкой направлении происходит двукратное срабатыва­ ние геркона, который реагирует на нормальную составляю­ щую Вп напряженности поля.

Для устройств, управляемых постоянным магнитом, ос­ новными параметрами являются:

а) координата срабатывания г/ср, определяющая рас­ стояние между магнитом и герконом в момент срабаты­ вания;

Рис. 11 14. Дифференциал хода d и зона включенного состояния Ду геркона

б) координата отпускания у0тп, определяющая расстоя­ ние между магнитом и герконом при отпускании;

в) дифференциал хода d, представляющий собой раз­ ность координат d —yотп—ÿcp;

г) зона включенного состояния Ду, составляющая Ау = ь—УОТП+Уср = 2уср+Л.

Перечисленные выше характеристики поясняются рис. 11.14. В точке А геркон 1 срабатывает, а в точке Б — от­ пускает при реверсивном перемещении управляющего эле­ м ента— постоянного магнита N (рис. 11.14, а) и при шеугствии реверса (рис. 11.4,6). Величины d и Ау в большинст­ ве случаев должны быть минимальны, так как большая величина d увеличивает зону нечувствительности контроль­ но-измерительной аппаратуры. При большом количестве герконов они могут быть установлены по окружности (рис. 11.15, а). Постоянный магнит 1 укреплен на вращающемся рычаге и поочередно замыкает герконы 3, 2, 4. Для умень-

Рис. 11.15. Работа герконов в многоконтактных переключателях:

а —расположение герконов и постоянного магнита; б—зависимость зоны включснного состояния (угла До^) от толщины экрана Д

Рис. 11.16. Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана:

шения зоны включенного состояния Ааг герконы помещены в магнитные экраны 5. Влияние толщины экрана на работу геркона показано на рис. 11.15, б.

Следует отметить, что при наличии постоянного магни­ та управление герконом может производиться за счет пе­ ремещения ферромагнитного экрана (рис. 11.16).

Простейшее герконовое реле с магнитной памятью по­ казано на рис. 11.17, а. Два элемента магнитной памяти (ЭМП) 1 и 1' примыкают к КС геркона 3. ЭМП выполня­ ются из так называемых реманентных материалов. Эти ма­ териалы характеризуются прямоугольностью петли гисте­ резиса, достаточно высокой остаточной индукцией и боль­ шой магнитной энергией. В отличие от магнитотвердых сплавов, используемых для изготовления постоянных маг­ нитов, реманентные материалы обладают очень малым вре-

Рис. 11.17. Герконовые реле с магнитной памятью

менем перемагничивания, находящимся в пределах 10— 50 мкс. Остаточный магнитный поток, создаваемый ЭМП, может быть использован для удержания герконов в замк­ нутом состоянии после обесточивания обмоток управления. Реле с магнитной памятью часто называют ферридами. При появлении управляющего импульса и согласном включении обмоток 2 и 2 ' создаваемый ими магнитный поток проходит через КС и оба ЭМП, которые намагничиваются. После прохождения импульса КС притягиваются за счет потока остаточной индукции ЭМП. Для отключения реле в обмот­ ку 2 подается импульс тока той же полярности и амплиту­ ды, а в обмотку 2' — той же амплитуды и обратной поляр­ ности. За счет разности МДС обмоток происходит размаг­ ничивание ЭМП и уменьшение магнитного потока в зазоре между КС, и они размыкаются. Для надежного управле­ ния длительность импульса тока срабатывания берется равной 100—300 мкс.

Для уменьшения минимально необходимого импульса МДС отпускания устанавливается магнитомягкий шунт 4 в зоне рабочего зазора геркона (рис. 11.17,6). При подаче разнополярных импульсов в обмотки 2 и 2 ' магнитный по­ ток замыкается через КС, магнитный шунт 4 и ЭМП, ми-

Рис. 11.18. Зависимости длительности t„,ср импульса МДС срабатыва­ ния (а), количества электричества Q и потребляемой энергии А (б) от амплитуды МДС Fmax

нуя рабочий зазор геркона. При подаче импульса на сра­ батывание реле происходит намагничивание ЭМП, сбли­ жение КС. После их соударения начинается вибрация кон­ тактов, которая длится 0,5—2,5 мс. Общее время срабаты­ вания реле с памятью 1—Змс. У гезаконов (рис. 11.20) оно меньше (1—2 мс).

Амплитуда импульса МДС срабатывания Fmax зависит от его длительности (рис. 11.18, а). Чем больше амплитуда F т ах, тем меньше потребная длительность импульса tu,ср. На рис. 11.18,6 представлена зависимость энергии А и ко­

Для каждого реле с памятью существует оптимальное значение амплитуды импульса F0тп, при котором энергия А и количество электричества Q имеют минимальное значе­ ние. Эти величины особенно важны при питании феррида

обмотки управления 2\ и 22. При согласном включении об­ моток и подаче на них импульсов одинаковой полярносш

Рис 11 19 Многоцепевое герконовое реле с магнитной памятью

магнитный поток, созданный ЭМП 1 и Д, проходит через КС герконов 3\ и 32, и они замыкаются. По КС герконов Зз и 34 магнитный поток не проходит, так как в месте их расположения магнитные потоки от ЭМП 1 я 1' встречны. После прохождения управляющего импульса герконы 31 и 3% остаются замкнутыми, а и 34— разомкнутыми. При подаче на обмотку 2\ импульса того же знака, а на обмот­ ку 22 такого же импульса обратного знака происходит из­ менение направления намагничивания ЭМП Д При этом магнитные потоки проходят через рабочие зазоры герко­ нов <?3, 34 и не проходят через рабочие зазоры герконов 31 и 32, которые размыкаются благодаря упругим свойствам КС.

В герконовом реле, показанном на рис. 11.19,6, возмож­ ны 16 комбинаций замкнутых и разомкнутых герконов в зайисимости от того, какие обмотки включены. Например, ес­ ли все обмотки включены так, что создаваемые ими потоки "направлены от центра к периферии, то все герконы будут разомкнуты.

Реле с магнитной памятью могут быть построены на базе специальных герконов, в которых ЭМП частично или полностью расположены внутри баллона. Такие герконы иногда называются гезаконами (герметичными запоминаю­ щими контактами). Возможные исполнения гезаконов по­ казаны на рис. 11.20. Для исполнения по рис. 11.20, а кон­ тактные сердечники 1 и 2 изготавливаются из реманентных материалов 35К.Х12, 35КХ15, 40КНБ (сплавы кобальта и хрома) и выполняют функции ЭМП. Соединительные пластины 6 соединяют выводы геркона с КС / и 2. В испол-

Рис. 11.20. Конструкция гезаконов:

1 2 8—контактные сердечник»*; 3 —баллон; 4 5—выводы; 6 —соединительная пластина; 7 —постоянный магнит; 9 10 —ЭМП

нении по рис. 11.20,6 из реманентного материала выполнен только КС 2. На баллоны гезаконов устанавливаются две обмотки управления. При согласном включении обмоток КС намагничиваются и замыкаются. Для размыкания необхо­ димо при последующем включении изменить полярность импульса в одной из обмоток, что приводит к размагничи­ ванию КС.

В случае рис. 11.20, в управление происходит от одного источника разнополярных импульсов. Через вывод 1 замы­ кается поток поляризующего постоянного магнита 7. При подаче управляющего импульса, создающего магнитное по­ ле, согласное с магнитным полем постоянного магнита, эти поля складываются и КС замыкаются. При подаче встречного импульса КС размагничиваются и размыка­ ются.

Переключающий гезакон (рис. 11.20, в) имеет две об­ мотки управления. При согласном включении обмоток КС

1 и 2 намагничиваются согласно и КС 8 притягивается к КС 2. При изменении полярности импульса в одной из обмоток меняется направление намагниченности одного из КС и КС 8 притягивается к КС /.

В гезаконе на рис. 11.20, г ЭМП выполнены в виде тру­ бок 9, 10, надеваемых на КС 1 и 2. При согласном вклю­ чении обмоток управления трубки ЭМП 9 и 10 намаг­ ничиваются согласно и КС замыкаются. Для отключе­ ния геркона в одной из обмоток надо поменять полярность импульса.

11.6. ГЕРКОНЫ С БОЛЬШОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТЬЮ

С целью увеличения коммутируемого тока и коммути­ руемой мощности в конструкцию герконов можно ввести дугогасительные контакты (рис. 11.21, а). В стеклянном корпусе 6 укреплены подвижный КС 1 и неподвижный КС 2. Пластина 5, выполняющая функцию дугогасительно­ го контакта, упирается в КС 1, благодаря чему создается ее упругая деформация. При включении вначале замыкают­ ся дугогасительные контакты 3 и 4, причем контактное на-

Рис. 11.21. Силовые герконы

жатие на них появляется сразу благодаря предварительной упругой деформации пластины 5. При этом снижается виб­ рация контактов 3 я 4. Затем замыкаются главные кон­ такты 1 и 2. При отключении вначале размыкаются глав­ ные контакты 1 и 2, а затем дугогасительные 3 я 4. Дуго­ гасительные контакты выполняются из эрозионно-стойкого материала (вольфрама и др.).

В другом варианте конструкции силового геркона (рис. 11.21, б) функции главных контактов выполняются КС 1 и 2. Отверстие 7 в КС 2 приводит к быстрому насыщению ма­

В настоящее время разработаны и внедрены так назы­ ваемые герсиконы (герметичные силовые контакты) [11.3]. На рис. 11.22 показан контактор на основе герсикона типа КМГ-12. Токоведущая цепь герсикона состоит из токоподводов 1 и 2, гибкой связи 3, подвижного контакта 4 и регу­ лируемого неподвижного контакта 5. Электромагнитный узел состоит из сердечника 6, обмотки 7, полюсов 8, 9, на­ бора ферромагнитных пластин 10 и упора 11. Пластины 10 крепятся к полюсу 8 с помощью винта 12. Коммутирующая часть аппарата находится внутри герметичного керамиче­ ского корпуса 13, заполненного инертным газом. Нажатие контактов регулируется в процессе сборки путем измене­ ния положения неподвижного контакта 5. После регулиров­ ки контакт 5 пропаивается.

максимальная мощность двигателя, который может запус­ каться в режиме АС-3 при напряжении 380 В, равна 3 кВт при частоте включения до 1200 в час. Механическая и ком­

и напряжении 220 В коммутационная износостойкость до­ стигает 3-106 циклов. Время срабатывания не более 20 мс. Как показали исследования, максимальный ток герсиконов может быть доведен до 100 А при напряжении 380 В. Высо­ кая надежность и простота конструкции делают герсиконы весьма перспективными для применения в коммутационных электрических аппаратах.

Важнейшим параметром геркона, который приводится в его паспорте, является МДС срабатывания Fcp, по значе­ нию которой можно определить параметры обмотки. Рас­ четная МДС обмотки

где A f= 1,2-т-2 — коэффициент запаса, учитывающий тех­ нологические разброс параметров геркона, допустимые ко­ лебания питающего напряжения и изменение сопротивле­ ния обмотки при нагреве; kn — коэффициент, учитывающий

взаимное влияние совместно установленных герконов. По g _

опытным данным, kn = V п , где п — число герконов в реле. Рассмотрим случай, когда обмотка питается от источ­ ника напряжения. Диаметр неизолированного провода dnр

денный диаметр dnp округляется до стандартной величины. Число витков обмотки

w К к К Л

Коэффициент заполнения обмотки медью £3;М берется по табличным данным для принятого [11.3].

Расчет превышения температуры т обмоток для устано­ вившегося режима ведется по формуле

К и т е учетом коэффициента заполнения k3,u■Если обмот­ ка работает в режиме кратковременного включения, то до­ пустимое время включения

Ки:л — Т In Тр/(трбдор + бокр),

где тР — допустимое превышение температуры; Т — посто янная времени нагрева обмотки.

Согласно (§ 2.5) имеем

С(я^р/4 )[(2d. + 2hK)/2\y

Т — cG/(kT S0XJI) —

лЬт (dB~|~ 2hK) /к

где с — удельная теплоемкость материала провода [для ме­

Нагрев геркона при повторно-кратковременном режиме рассчитывается по методике § 2.5.

11.8. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ГЕРКОНОВ. ГЕРКОНЫ ВЫПУСКАЕМЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ1

1. Благодаря полной герметизации герконы обладают следующими преимуществами: возможность работы в ус­ ловиях повышенной влажности, запыленности и т. п. при низком переходном сопротивлении в замкнутом положении