4.2.2. Основные параметры герконового реле

Основными характеристиками геркона являются: тяговые Рэ() и противодействующая Рпр() и время срабатывания.

Упрощенная схема замещения магнитной цепи геркона имеет вид

(рис. 4.2.5). Здесь обозначены: Л- полная магнитная проводимость рабочего зазора с учетом потоков выпучивания; Лвш - проводимость пути магнитного потока по воздуху вне КС; Лкс - суммарная магнитная проводимость обоих КС; Ф - магнитный поток, созданный обмоткой; F - МДС обмотки .

Рис.4.2.5. Упрощенная схема замещения магнитной цепи геркона

Рис. 4.2.6. Влияние смещения Z центра обмотки относительно центра перекрытия КС на МДС срабатывания геркона Fср

Вблизи рабочего зазора образуются заметные магнитные потоки вспучивания. В результате магнитный поток поток Ф в сечении КС уменьшается по мере приближения к зазору .

Электромагнитная сила, воздействующая на КС, выражается через конструктивные параметры уравнением

= ,

где Ф - поток в рабочем зазоре ; а иb - размеры рабочего зазора;

К = 6,66+44,4 h/b - коэффициент неравномерности поля, в рабочем зазоре.

Иногда с целью регулировки МДС срабатывания центр рабочего зазора и центр обмотки О смещается на расстояние Z .

Внешняя проводимость

Лвш = ,

где L - полная длина геркона; р_c - периметр поперечного сечения КС; d_вт - внутренний диаметр обмотки управления; 1_К - длина обмотки; x(Q + lk d_вт /lк - средняя длинна витка обмотки; Q – площадь поперечного сечения обмотки.

Проводимость Л

Л=.

Зависимость Рэ = f() имеет вид гиперболы (рис. 4.2.7) Противодействующая сила определяется упругостью КС и определяется формулой

Рпр = с(н - ),

где с - эквивалентная жесткость КС, представляющая собой жесткость контактной системы; _Н - начальный зазор между концами КС; - текущее значение зазора.

На рис. 4.2.7 представлены электромагнитные тяговые Р_э () и противодействующая Р_пр ()) характеристики геркона.

Рис. 4.2.7. Тяговые и противодействующие характеристики геркона:

Fср ,Fотп - МДС срабатывания и отпускания Fотп F1 Fср ; F3 Fср

При F = F1 равновесное состояние P_э(1)= Р_пр(₂) определяется точкой А. При дальнейшем увеличении МДС точки равновесия поднимаются. При МДС F_ср и зазоре =₃ (точка Б) происходит срабатывание и замыкание КС реле. Зазор ₃ = _ср называется зазором срыва. КС переходит в конечное положение, определяемое зазором ₄ = _К, который определяется толщиной контактного покрытия и неровностями контактной поверхности. Р_Э.К - конечная электромагнитная сила, Р_{К.. Н} - контактное нажатие, Р_{ПР. К} -конечная сила пружины. Разность Р_Э.К - Р_{ПР. К} = Р_{К.. Н} определяет контактное нажатие.

Время срабатывания ГР можно определить по уравнению

t = (_Н - _К,),

где т - эквивалентная масса подвижной части КС;

А - постоянная, определяемая размерами, материалом и жесткостью КС.

Для размыкания контактов ГР необходимо, чтобы тяговая характеристика опустилась ниже точки В.

Коэффициент возврата ГР К_В = F_ОТП /F_CР, где F_ОТП - МДС опускания.

К_В = 0,3-0, 9.

4.2.3. Конструкции герконовых реле

ГР разнообразны по конструкции и назначению. Конструктивные выполнения ГР: с разомкнутой магнитной цепью (рис. 4.2.8,а); с кожухом (экраном) из магнитомягкого материала (рис. 4.2.8,б,в); с магнитным шунтом (рис. 4.2.8, ); с осевым смещением геркона в обмотке (рис. 4.2.6), многоцепевые ГР с расположением геркона внутри или вне катушки; герконовое реле тока; поляризованное ГР; управление герконом с помощью постоянного магнита; ГР с магнитной памятью, герконы с большей коммутационной способностью.

Конструкция ГР (рис. 4.2.8,а) имеет разомкнутую цепь. По этой причине большая доля МДС расходуется на проведение магнитного потока по воздуху. Кроме того, конструкция подвержена воздействию внешних магнитных полей, создаваемых расположенными рядом электротехническими устройствами. Для устранения этого

Рис. 4.2.8. Конструкции выполнения ГР

недостатка магнитная система ГР заключается в кожух (экран) из магнитомягкого материала (рис. 4.2.8,б,в). Регулирование МДС срабатывания и отпускания может производится за счет изменения зазора е (рис. 4.2.8, б) или положения магнитного шунта (Рис. 4.2.8, г), либо осевого смешения геркона в обмотке (рис. 4.2.6). Герконы могут быть установлены внутри и с наружи управляющей обмотки (многоцелевые ГР) . Конструкция с внешним расположением герконов предпочтительнее чем с внутренним, т.к. обеспечивает меньшее взаимное влияние соседних герконов. Число герконов в одном реле может достичь 12 и более.