o Полупроводниковые
3.От вида поступающего параметра, реле делятся на:
o |
Тока |
o |
Мощности |
o |
Частоты |
o |
Напряжения |
4.По принципу воздействия на управляющую часть:
o |
Контактные |
o |
Безконтактные |
В зависимости от создания магнитного поля различают следующие виды
реле:
1.Нейтральное реле постоянного тока
2.Поляризованное реле постоянного тока
3.Реле переменного тока
По характеру перемещения подвижной части различают:
1.Реле с угловым перемещением якоря (поворотные)
2.С линейным перемещением
Реле классифицируются также:
по форме магнитной цепи
по количеству обмоток
по характеру расположения обмоток (подвижные и неподвижные)
по характеру действия тяговых усилий, создаваемых обмоткой (система прямого и дифференциального действия)
5.3Герконы
Наименее надежным узлом электромагнитного реле является контактная система. Существенным недостатком также является наличие трущих металлических деталей, износ которых приводит к снижению работоспособности реле.
Перечисленные недостатки привели к созданию герметических магнитно управляемых контактов, которые называются герконы.
Принцип действия герконов
Принцип действия герконов основан на использовании сил взаимодействия, возникающих в магнитном поле между ферромагнитными телами. При этом силы вызывают деформацию и перемещение ферромагнитных токопроводов электронов.
Магнитоуправляемый контакт (геркон) представляет собой электрический аппарат, изменяющий состояние электрической цепи посредством механического размыкания или замыкания ее при воздействии управляющего магнитного поля на его элементы, совмещающие функции контактов, пружин и участков электрической и магнитной цепей (рисунок 5.6).
82
Рисунок 5.6 - Принцип работы геркона
Внастоящее время на базе герконов создано большое количество герконовых реле, кнопок, тумблеров, переключателей, распределителей сигналов, датчиков, регуляторов, сигнализаторов и т. д. Во многих отраслях техники для контроля положения подвижных деталей целессобразно использование герконовых датчиков, счетчиков готовой продукции.
Простейшее герконовое реле с замыкающими контактами состоит из двух контактных сердечников с высокой магнитной проницаемостью (пермаллой), размещенных в стеклянном герметичном баллоне, заполненном либо инертным газом, либо чистым азотом, либо сочетанием азота с водородом. Давление внутри баллона герконового реле 0.4¸0.6*10^5 Па.
Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников. Стеклянный баллон герконового реле устанавливается внутри обмотки управления, питаемой постоянным током. При подаче тока в обмотку герконового реле возникает магнитное поле, которое проходит по контактным сердечникам через рабочий зазор между ними и замыкается по воздуху вокруг катушки управления. Создаваемый при этом магнитный поток при прохождении через рабочий зазор образует тяговую электромагнитную силу, которая, преодолевая упругость контактных сердечников, соединяет их между собой.
Для создания минимального переходного сопротивления контактов, поверхности касания герконов покрывают золотом, радием, паладием или (на худой конец) серебром.
При отключении тока в обмотке электромагнита герконового реле сила исчезает, и под действием сил упругости контакты размыкаются.
Вгерконовых реле отсутствуют детали, подвергающиеся трению, а контакты сердечника многофункциональны, так как при этом выполняют одновременно функцию магнитопровода, пружины и токопровода.
Для уменьшения размеров намагничивающей катушки увеличивают
допустимую плотность тока, используя для намотки теплостойкий
83
эмалированный провод. Все детали изготавливаются штамповкой, а соединяются сваркой или пайкой. Для уменьшения зоны включенного состояния в герконах применяются магнитные экраны.
Пружины герконов не имеют предварительных натягов, поэтому включение их контактов происходит без периода трогания.
Если в герконах наряду с электромагнитом используется постоянный магнит, то герконы из нейтральных переходят в поляризованные.
В отличии от электромагнитных реле обычного типа, у которых контактное нажатие зависит от параметров контактных пружин, контактное нажатие герконовых реле зависит от МДС обмотки и увеличивается с ее ростом.
Из-за технологической погрешности коэффициента возврата герконовые реле имеют большой разброс от 0,3 до 0,9. С целью увеличения коммутационного тока и номинальной мощности герконовые реле имеют дополнительные дугогасительные контакты. Такие реле называются герметичные силовые контакты или герсиконы. Промышленностью выпускаются герсиконы от 6,3 до 180 А. Частота включений в час достигает
1200.
С помощью герсиконов осуществляется пуск асинхронных двигателей мощностью до 3 кВт.
Особый класс герконов – реле на ферритах, которые обладают свойством памяти. В таких реле для переключения в катушку необходимо подать импульс тока обратной полярности с целью размагничивания ферритного сердечника. Они называются герметизированные запоминающие контакты или гезаконы.
Достоинства герконовых реле
1.Полная герметизация контакта позволяет их использовать герконовые реле в различных условиях влажности, запыленности и т. д.
2.Простота конструкции, малая масса и габариты.
3.Высокое быстродействие, что позволяет использовать герконовые реле при высокой частоте коммутаций.
4.Высокая электрическая прочность межконтактного промежутка.
5.Гальваническая развязка коммутируемых цепей и цепей управления герконовых реле.
6.Расширенные функциональные области применения герконовых реле.
7.Надежная работа в широком диапазоне температур (-60¸+120°С).
Недостатки герконовых реле
1.Низкая чувствительность у МДС управления герконовых реле.
2.Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер по защите от внешних воздействий.
3.Хрупкий баллон герконовых реле, чувствительный к ударам.
4.Малая мощность коммутируемых цепей у герконов и герсиконов.
5.Возможность самопроизвольного размыкания контактов герконовых реле при больших токах.
6.Недопустимое замыкание и размыкание коатактов герконовых реле при питании переменным напряжением низкой частоты.
84
Управление герконом может осуществляться двумя способами:
постоянным магнитом (рисунок5.6)
Рисунок 5.6 - Геркон, управляемый магнитным полем
Наиболее простой, а поэтому – и распространенный способ управления герконом. Например, при линейном перемещении магнита, используемого в охранных сигнализациях. Магнит закрепляется на двери, геркон срабатывает, когда дверь находится в закрытом состоянии. При открытии дверей магнит удаляется, поле ослабевает, контакт размыкается – сигнализация срабатывает. До начала 90-х в клавиатурах разнообразных электро-вычислительных систем использовался метод перекрытия шторкой магнитного поля, который был вытеснен более прогрессивными технологиями, хотя в промышленных клавиатурах, где основными требованиями выступают взрывобезопасность и долговечность, метод используется и сейчас
катушкой с постоянным током (рисунок 5.7)
Рисунок 5.7 - Геркон, управляемый катушкой
Этот метод наиболее востребован для получения герконовых реле, отличающихся довольно простой конструкцией. Геркон просто помещается внутри катушки, подключенной к току. Такая конструкция позволяет избавиться от дополнительных рычажков и пружинок, имеющихся в обычных электромеханических реле. Единственный недостаток в таком решении – контактных групп довольно не много. Если катушка выполнена из достаточно толстого провода, который способен пропускать ток больших значений, то получается токовое герконовое реле. Такое реле активно использовалось в роли датчика для системы безопасности, защищающей мощные источники постоянного тока от перегрузок. Для обеспечения точной настройки уровня, при котором будет происходить срабатывание геркона, используется резьбовой механизм, позволяющий геркон плавно переместить вдоль оси катушки.
85