14.2 Конструкция гезаконов

Реле с магнитной памятью могут быть построены на базе специальных герконов, в которых ЭМП частично или полностью расположены внутри баллона. Такие герконы иногда называют гезаконами (герметичными запоминающими контактами). Возможные исполнения гезаконов показаны на рис. 51. Для исполнения по рис. 51, а КС 1 и 2 изготавливаются из реманентных материалов 35КХ12, 35КХ15, 40КНБ (сплавы кобальта и хрома) и выполняют функции ЭМП. Соединительные пластины 6 соединяют выводы геркона с КС 1 и 2. В исполнении по рис. 51, б из реманентного материала выполнен только КС2. На баллоны гезаконов устанавливаются 2 обмотки управления. При согласном включении обмоток КС намагничиваются и замыкаются. Для размыкания необходимо при последующем включении изменить полярность импульса в одной из обмоток, что приводит к размыканию КС.

Рис. 51. Конструкция гезаконов: 1,2,8 - КС; 3 - баллон; 4,5 -выводы; б - соединительная пластина; 7 - постоянный магнит; 9,10 - ЭМП

В случае рис. 51, в управление происходит от одного источника разнополярных импульсов. Через вывод 1 замыкается поток поляризующего постоянного магнита 7. При подаче управляющего импульса, создающего поле, согласное с полем постоянного магнита, эти поля складываются и КС замыкаются. При подаче встречного импульса КС размагничи­ваются и размыкаются.

Переключающий гезакон (рис. 51,в) имеет две обмотки 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 1.

В гезаконе на рис. 51,г ЭМП выполнены в виде трубок 9, 10, надеваемых на КС 1 и 2. При согласном включении обмоток управления трубки ЭМП 9 и 10 намагничиваются согласно и КС замыкаются. Для отключения геркона в одной из обмоток надо поменять полярность импульса.

14.3. Силовые герконы

С целью увеличения коммутируемого тока и мощности в конструкцию герконов можно ввести дугогасительные контакты (рис. 52,а).

Рис. 52. Силовые герконы

В стеклянном корпусе 6 укреплены подвижные КС1 и неподвижные КС2. Пластина 5, выполняющая функцию дугогасительного контакта, упирается в КС 1, благодаря чему создается ее упругая деформация. При включении вначале замыкаются дугогасительные контакты 3 и 4. Затем замыкаются главные контакты. При отключении вначале размыкаются главные контакты 1 и 2, затем дугогасительные 3 и 4.

В другой конструкции силового геркона (рис. 52,б) функции главных контактов выполняются КС 1 и 2. Отверстие 7 в КС 2 приводит к быстрому насыщению материала. При этом магнитный поток из КС 2 переходит в перемычку 1, и КС 1 притягивается к КС 2. Сначала замыкаются дугогасительные контакты 3 и 4, затем главные 1 и 2.

В настоящее время серийно выпускаются т.н. герсиконы (герметичные силовые контакты). На основе герсикона КМГ-12 выпускаются контакторы. Герсиконы типа КМГ-12 выпускаются на Iн = 6,3 А, включаемый ток до 180 А, отключаемый ток 63 А.

14.4 Расчёт обмотки геркона

Важнейшим параметром геркона, приводимым в его паспорте, является МДС срабатывания F_cp, по значению которой можно определить параметры обмотки. Расчетная МДС обмотки

F_Р = кг кп F_cp,

где k_Г =1,2-2 - коэффициент запаса, учитывающий технический разброс параметров геркона, допустимые колебания питающего напряжения и изменения сопротивления обмотки при нагреве; k_n - коэффициент, учитывающий взаимное влияние совместно установленных герконов. По опытным данным k_n= , где п - число герконов в реле.

Диаметр неизолированного провода d_np находится из формулы

d_np/4 = q = Fl_cp/U,

где - удельное сопротивление материала провода обмотки в горячем состоянии; 1_ср - средняя длина витка обмотки; U - напряжение источника.

находим по формуле

,

где -

Для медного провода =0,0175-10⁶ Ом-м при температуре =20 °С; _кр - температура окружающей среды, °С; - допустимое превышение температуры обмотки, °С;

_R = 0,0041 1/°c

Средняя длина витка

/2=(d_B+h_k),

где dв = dб+2 (+_кар) - внутренний диаметр обмотки; dб - диаметр баллона геркона; -зазор между баллоном и каркасом; _кар - толщина каркаса катушки управления; hк - радиальная толщина обмотки.

Для получения минимальной МДС срабатывания площадь сечения обмотки Q и ее радиальная толщина hк выбираются по соотношениям

Q=3d(L+d)/8; h_К = Q/d_B; l_К = 4d(L+d)/d_B,

где d - диаметр стержня КС; L - длина геркона.

Ориентировочно длина обмотки l_К = (0,25-0,5)L. Найденный диаметр d_np округляется до стандартной величиы.

Число витков обмотки

= h_Кl_КK_3M/q,

К_зм - коэффициент заполнения обмотки медью берется для принятого dпp.

Расчет превышения температуры обмоток для установившегося режима

= Р/(кт Sохл),

где К_Т - коэффициент теплоотдачи (10 Вт м²°С^-1); S_OXJl -поверхность охлаждения обмотки; Р - мощность выделяемая в обмотке.

Р =I²R = /R =q/ (1_ср ) = q/[(d_B+h_k) ]

Поверхность охлаждения S_oxл = (d_B+2hк) 1_K. ..

Диаметр провода d_np проверяем из условий нагрева в установившемся режиме

I²R = 4 I²1_ср/(d_np) = K_T Sохл. .

После выбора d_np проводим поверочный расчет F и с учетом коэффициента заполнения К_зм. Если обмотка рабоает в режиме кратковременного включения, то допустимое время включения

t = Т ln

где - допустимое превышение температуры; Т - постоянная времени нагрев аобмотки.

Т = с G / (K_T Sохл.) =

где с - удельная теплоемкость материала провода [для меди с = 390 Вт-с/ (кг -°С) ] ; G - масса провода, кг; - плотность материала провода,кг/м³ (для меди = 8900 кг/м).

Нагрев геркона при повторно кратковременном режиме рассчитывается по известной методике.