Герконовое реле принцип действия: Герконовые реле, принцип действия, характеристики и область применения

Содержание

Герконовые реле, принцип действия, характеристики и область применения


Электрика »
Электрооборудование »
Реле »
Герконовое


Герконовое реле — устройство, используемое для коммутации электрических цепей.

В отличии от электромеханических реле, в которых коммутация происходит посредством механического воздействия на контактные группы, в герконовых реле исполнительным элементом является — один или несколько герконов.

В зависимости от назначения или класса устройства замыкание или размыкание контактов происходит при помещении контактной группы в магнитное поле.

Основное отличие герконовых реле от электромеханических заключается в большом ресурсе работы, что обусловлено отсутствием движущихся частей подверженных износу и истиранию.

Также незначительная напряженность управляющего магнитного поля и высокое быстродействие позволяют использовать данный вид реле для коммутации цепей управления электронных блоков высокочувствительных аппаратов.

Еще одним из преимуществ герконовых реле перед остальными релейными устройствами коммутации является защищённость контактной группы от воздействия влаги, пыли и других неблагоприятных факторов, которые могут привести к преждевременному износу и выходу реле из строя.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Принцип действия герконовых реле основан на свойстве некоторых ферромагнитных материалов менять свою ориентацию в пространстве под действием магнитного поля, а именно при возбуждении магнитного поля в катушке, подключенной к цепи управления, происходит намагничивание контактов геркона.

Вследствие этого происходит замыкание или размыкание контактной группы, находящейся в герметично запаянной колбе.

Большая распространенность и широкий спектр применения обуславливает значительные конструктивные отличия. Герконовые реле можно разделить на несколько групп по типу используемых контактов:

  • устройства с нормально открытой (разомкнутой) контактной группой;
  • с нормально закрытой (замкнутой) контактной группой;
  • реле с комбинированной группой контактов, при чем коммутация может осуществляться как с помощью одного геркона с контактами разных типов, так и группой герконов.

По конструктивному исполнению реле герконовые коммутационные устройства также можно подразделить на:

Сухие — колба геркона заполнена инертным газом, также для увеличения допустимых токов контакты геркона могут помещаться в вакуум.

Смоченные — для предотвращения вибрации контактов на место их соприкосновения помещается некоторое количество ртути.

При проектировании цепей управления, содержащих герконовые реле или замене электромеханических реле на данный тип устройств следует обратить внимание на следующие характеристики:

  1. Напряженность магнитного поля, вырабатываемого катушкой, при котором происходит коммутация контактов геркона.
  2. Напряженность магнитного поля, при котором происходит обратная коммутация цепи.
  3. Напряжение пробоя — значение напряжения при котором происходит пробой нормально открытой контактной группы геркона.
  4. Время реакции — время между подачей сигнала на катушку и замыканием или размыканием контактов.
  5. Период отпускания — время между снятием напряжения с катушки и возвращением контактов геркона в нормальное состояние.
  6. Количество циклов коммутации — число замыкания и размыкания контактов при котором сохраняются заданные рабочие параметры устройства.
  7. Коммутируемая мощность — максимально допустимая мощность, которую выдерживают контакты устройства без потери функционала.
  8. Допустимое напряжение — максимально допустимое напряжение в управляемой цепи.
  9. Допустимый уровень вибрации — при вибрации, превышающей допустимые производителем нормы возможно нарушение герметичности колбы геркона или самопроизвольное замыкание контактов.

Также при использовании герконовых реле в цепях, содержащих полупроводниковые элементы и микросхемы чувствительные к скачкам напряжения, следует учитывать, что в виду особенностей конструкции, между отходящими контактами геркона может образовываться паразитная емкость, приводящая к выходу из строя электронных компонентов.

Помимо факта появления паразитной емкости, возможно произвольное замыкание контактов геркона в наведенном магнитном поле, избежать несанкционированного срабатывания поможет дополнительная экранировка корпуса реле.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

Наиболее широкое применение герконовые реле получили в системах сигнализации и телеметрии. Они обеспечивают возможность коммутации нескольких независимых цепей с помощью одного устройства, что позволяет включать систему звукового или светового оповещения с одновременной подачей сигнала на пульт охраны.

При кажущейся простоте блокировать такую систему довольно сложно. При этом в ней отсутствуют элементы, которые можно вывести из строя направленным электромагнитным импульсом, в отличии от систем, основанных на полупроводниковых элементах.

Также на основе описываемого вида реле возможно построение простейших логических схем, для этой цели могут применяться герконы с эффектом памяти — их особенностью является сохранение положения контактов даже после снятия управляющего импульса, возврат же в нормальное положение производится подачей сигнала обратной полярности на катушку устройства.

Кроме систем сигнализации отдельная разновидность реле — герсиконы используются для запуска электрических двигателей малой и средней мощности, в настоящее время производятся герсиконы с максимальной коммутируемой мощностью до 45 кВт.

Помимо низковольтной аппаратуры герконы применяются в цепях управления с рабочим напряжением несколько тысяч вольт, а отдельные устройства выдерживают напряжение до 100 кВ.

Отдельная разновидность высоковольтных герконов применяется в устройствах релейной защиты высоковольтных линий. В этом случае в конструкции предусматриваются дугогасительные и демпферные устройства, препятствующие появлению вибрации и дребезга контактной группы.

Таким образом использование герконовых реле открыло новую веху в приборостроении и проектировании релейного оборудования.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Герконовое реле (РПГ) — принцип работы, характеристики, сфера применения

Прежде чем, понять что такое герконовое реле, важно узнать что такое сам геркон. Сам по себе, геркон является отдельным видом радиодеталей, состоящая из двух отдельных контактов. Изготавливаются они из специальных ферромагнитных сплавов. Эти контакты расположены в колбе, которая позволяет контролировать их работу.

При сближении контактов, между ними происходит замыкание, посредством чего образуется непрерывная цепь. Именно поэтому, герконовое реле служит концевым выключателем. Маркируются эти радиодетали производителем, согласно сфере, в которой они будут использоваться. В статье подробным образом рассмотрены все аспекты работы и устройства этого типа реле. По выбранной теме содержится скачиваемая статься и видеоматериал.

Герконовое реле.

Герконовое реле.

Работа геркона

Простое реле с контактами замыкания имеет в составе два сердечника с контактами, имеющие повышенную магнитную проницаемость. Они находятся в герметичном баллоне из стекла, с инертным газом, либо смесь газов. Создается давление в баллоне 50 кПа. Среда инертности не дает окисляться контактам. Баллон геркона ставится внутри управляющей обмотки, подключенной к постоянному току. При включении питания на реле образуется магнитное поле, проходящее по сердечникам контактов, по зазору и замыкается по управляющей катушке. Магнитный поток создает тяговую силу, соединяющую контакты друг с другом.

Чтобы сопротивление контактов сделать наименьшим, касающиеся поверхности покрыты серебром, радием, палладием и т.д. При выключении питания в катушке электромагнита геркона усилие исчезает, пружины размыкают контакты. В герконовых реле нет поверхностей трения деталей, контакты имеют много функций, выполняют работу магнитопровода, проводника и пружины. Чтобы уменьшить габариты катушки магнита, повышают плотность тока. Применяют провод в эмали для намотки катушки. Детали геркона штампованные, соединения производятся пайкой или сваркой. В герконах используются магнитные экраны для снижения зоны состояния включения.

Герконовое реле.

Герконовое реле.

Пружины в герконовых реле установлены без дополнительного натяга, они включаются сразу, не тратя время на старт. Вместо электромагнита могут применяться также постоянные магниты. Такие герконы называются поляризованными. Усилие нажатия контактов герконового реле обуславливается магнитной силой катушки, в отличие от обычных электромагнитных реле, у которых усилие зависит от пружин. На размыкание геркон работает по-другому.

Система магнитов реле при действии электромагнитной силы намагничивают сердечники одноименно, которые отталкиваются между собой и размыкают цепь. У геркона с переключением один из 3-х контактов замкнутый, выполнен из немагнитного металла. Остальные два контакта сделаны из ферромагнитного состава. Под действием магнитного поля разомкнутые контакты замыкаются, а замкнутый немагнитный размыкается. Хотя магнитное поле есть всегда, как поле Земли, но такого поля не хватает для срабатывания геркона, поэтому им пренебрегают.

Применение герконов

Герконовые датчики и выключатели используют:

  • медицинские приборы и аппараты коммуникации;
  • аппараты для подводников;
  • синтезаторы и клавиатуры;
  • тестирующие приборы, измерители;
  • приборы автоматики и безопасности.

В охранных системах датчики на герконах применяют в качестве реле. Охранный датчик включает магнит и геркон. Простейшее герконовое реле состоит из обмотки и геркона. Сравнительные характеристики герконовых и других видов реле представлены в таблице ниже.

характеристики герконовых реле

Сравнение герконовых реле с другими видами по основным характеристикам.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Достоинствами реле на герконах можно назвать:

  • небольшие габариты, простое устройство;
  • защита от влаги, подгорания контактной группы;
  • нет трущихся частей.

Устройство герконового реле

Устройство герконового реле

Такие датчики на герконах широко применяются, но в них имеются и недостатки, такие как подверженность к механическим повреждениям. Это большой минус для применения во многих системах. В системах сигнализации герконы незаменимы. Установить датчик не составляет большого труда. Когда дверь закрыта, то контакт геркона замкнут. При открывании двери магнит, закрепленный на косяке, отходит от геркона, магнитная сила снижается, цепь питания размыкается.

Герконовое реле: устройство и принцип работы

Это служит сигналом для срабатывания схемы оповещения. Похожая ситуация с применением геркона в лифтах. Чтобы определить расположение кабины лифта, используют герконы. С помощью магнитов и геркона просто управлять оборудованием освещения. В счетчиках учета электроэнергии также присутствуют герконы.

Советы по использованию

При использовании герконовых реле или датчиков можно дать несколько советов, которые учитывают нюансы применения таких устройств:

  • При монтаже герконов по возможности избегайте источников ультразвука, он может отрицательно влиять на электрические параметры датчика, изменять их.
  • Находящийся рядом источник магнитного поля также может менять характеристики и свойства магнитного выключателя.
  • Герконовые реле и датчики боятся ударов и механических повреждений. Инертный газ внутри датчика при ударе может выйти вследствие нарушения герметичности резервуара с газом. Это выведет геркон из строя.
  • При осуществлении пайки необходимо руководствоваться предписаниями инструкции производителя герконового датчика.

Советские герконовые реле.

Советские герконовые реле.

Герсиконы

Реле на герконах имеет широкий разброс коэффициента возврата по причине погрешности технологии изготовления. Чтобы повысить номинальную мощность и ток коммутации в герконовые реле встраивают вспомогательные контакты для погашения дуги. Такие реле получили название герсиконов, или силовых герметичных контактов. Промышленное производство выпускает герсиконы на силу тока до 180 ампер. У них частота коммутации достигает до 1200 включений в час. Герсиконами запускают асинхронные электродвигатели с номинальной мощностью до 3000 Вт.

Ферритовые герконовые реле

Это особый класс реле на герконах с ферритовыми сердечниками. Они имеют функцию памяти. Чтобы сделать переключение в герконах такого типа, нужно подать токовый импульс обратной полярности для того, чтобы размагнитить сердечник из феррита. Их называют запоминающими герметичными контактами, или гезаконами. Преимущества реле на герконах:

  1. Абсолютная герметичность контактов дает возможность применять их в агрессивных средах, при условиях запыленности, влажности и т.д.
  2. Небольшие габариты, малый вес, простая конструкция датчика.
  3. Повышенная скорость работы дает возможность применять герконы при высокой коммутационной частоте.
  4. Безотказность эксплуатации в широком интервале температур (от -60 до +120 градусов).
  5. Широкая сфера применения в сочетании с функциональностью реле.
  6. Наличие гальванической развязки цепей коммутации и управляемости реле на герконах.
  7. Повышенная прочность электрических контактов.
  8. Продолжительный срок службы датчика.

Недостатки герконов:

  1. Малая чувствительность магнитов герконов.
  2. Излишняя восприимчивость устройства датчика к магнитным полям. Это требует защитных мер от воздействия магнитных сил.
  3. Баллон геркона из хрупкого материала, чувствительного к повреждениям и ударам.
  4. Мощность коммутации небольшая, как у герсиконов, так и у герконов.
  5. При больших токах контакты герконов самопроизвольно размыкаются.
  6. При работе на низкочастотном напряжении контакты размыкаются и замыкаются без контроля.

Герконовое реле на схеме

Герконовое реле на схеме.

Геркон – сверхточный быстродействующий герметичный переключатель, управляемый магнитным полем. Количество его срабатываний – до пяти миллиардов раз. На его основе выпускаются датчики магнитного поля и герконовые реле для самых различных применений – от бытовой техники до авиации и космонавтики. В статье описаны особенности выбора герконов и дан табличный обзор широкой линейки этих изделий производства Littelfuse. Слово «геркон» является сокращением слов «герметичный контакт». Первый геркон был разработан в 1936 году американской компанией Bell Telephone Laboratories. Впоследствии они стали широко применяться в качестве датчиков, и на их основе были созданы герконовые реле.

Геркон состоит из двух ферромагнитных проводников, имеющих плоские контакты, герметизированные в стеклянной капсуле. Без внешнего магнитного поля контакты разомкнуты, и между ними есть небольшой диэлектрический зазор. В магнитном поле контакты замыкаются. Контактная область обеих пластин имеет напыленное или гальваническое покрытие, выполненное из очень стойкого к эрозии металла (обычно – родий, иридий или рутений). Структура слоев покрытия контактов приведена на рис. 2а и 2б для родия и иридия, соответственно.

Иридий, рутений и родий – очень стойкие к эрозии металлы платиновой группы. Благодаря напылению из этих металлов количество срабатываний контактов достигает пяти миллиардов раз. В полость капсулы обычно закачивают азот. Некоторые типы герконов вакуумируются для увеличения максимально допустимого коммутируемого напряжения. Контакты геркона в магнитном поле намагничиваются, и между ними возникает магнитодвижущая сила, равная напряженности магнитного поля. Если напряженность магнитного поля достаточно велика, чтобы преодолеть упругие силы в контактах, возникающие при их упругой деформации, то контакты замыкаются. Когда поле ослабевает, контакты снова размыкаются.

Подключение реле.

Подключение реле.

Существует два типа герконов: SPST-NO (Single Pole, Single Throw Normally Open, то есть «один полюс, один канал») – обычный выключатель, в котором два контакта нормально разомкнуты; SPDT-CO (Single Pole, Double Through Change Over, то есть «один полюс, два канала – переключение») – переключатель, в котором один контакт всегда нормально замкнут, а второй нормально разомкнут. Общая пластина является единственной подвижной частью такого геркона, в отсутствие магнитного поля она замкнута с нормально замкнутым контактом реле. При возникновении магнитного поля соответствующей силы общая пластина замыкается с нормально разомкнутым контактом. Обе пластины нормально разомкнутого и нормально замкнутого контактов являются неподвижными.

Разомкнутые контакты имеют ферромагнитное покрытие, а нормально замкнутый контакт выполнен из немагнитного материала. При помещении в магнитное поле подвижный и нормально-разомкнутый контакт намагничиваются в одинаковом направлении, и при достаточной напряжённости магнитного поля происходит замыкание подвижного контакта с неподвижным ферромагнитным контактом. При исчезновении внешнего магнитного поля намагниченность контактов ослабевает, и они размыкаются. Для того, чтобы остаточная намагниченность была минимальной, при изготовлении герконов применяют высокотемпературную обработку контактов. В качестве источника магнитного поля для геркона чаще всего используют постоянный магнит (рис. 5) или соленоид.

Принцип действия герконового реле

В работе нормально замкнутого геркона используется принцип взаимодействия сил, возникающих между магнитными телами. В электромагнитном поле появляются и передаются импульсы, начинают двигаться электроны, вызывающие перемещение и деформацию токопроводящих контактов. Изменение положения и состояния магнитного концевика в конкретном устройстве или в цепи, приводит к размыканию контактов. Дальнейшей изменение их положения происходит под действием других подвижных элементов – кнопок, концевых пружин, дисков и т.д. Таким образом, происходит поочередное включение и выключение контактов.

Данный принцип работы стал основой функционирования промежуточного герконового реле, действующего на замыкание. Его конструкция состоит из двух сердечников и герметичного прочного стеклянного баллона, наполненного газом или газовой смесью. Сам баллон находится под постоянным действием электрического тока. Газы препятствуют окислению металлических сердечников.

Герконовое реле: устройство и принцип работы

При подключении к такому геркону постоянного тока, происходит образование мощного магнитного поля вокруг сердечников. Наличие специальных зазоров значительно облегчает прохождение этого поля между частями реле. Далее наступает возникновение автономного магнитного потока, движущегося в заданном направлении. Соединение сердечников значительно ускоряется за счет их покрытия драгоценными металлами с более низким сопротивлением, чем у обычного материала. Постоянный магнитный поток обеспечивается особенностями конструкции герконового реле.

Однородность и целостность деталей создается за счет литья и штамповки, а для соединения их между собой используются сварочные процессы. Поэтому катушка реле намагничивается в минимальной степени. По такой схеме работает герконовое реле, принцип действия которого достаточно простой. В случае прекращения подачи постоянного тока, произойдет размыкание контактов, а магнитный поток исчезнет.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

  1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
  2. Бытовые счетчики.
  3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
  4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
  5. Телекоммуникационные системы.
  6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей. Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей. Используются герконы и в особых областях – это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Различные герконовые реле

Различные герконовые реле.

Заключение

В данной статье представлены основные вопросы работы геркона и герконового реле. Более подробно об этой радиодетали можно узнать, прочитав статью Гекроновое реле переменного тока. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.electrosam.ru

www.compitech.ru

www.otdelkagres.ru

www.remont.youdo.com

www.ron.terraelectronica.ru

Предыдущая

РелеТоковое реле: что это и для чего используется?

Что такое герконовое реле? :: SYL.ru

В электронике одним из самых наименее надёжных узлов считается контактная система. В реле также присутствуют трущиеся металлические детали, износ которых ведёт к понижению работоспособности устройства. Это послужило причиной для создания герконов (герметических магнитоуправляемых контактов).

Принцип действия

Работа герконового реле базируется на силах взаимодействия, что возникают в магнитном поле между различными ферромагнитными телами. Они также вызывают деформацию и перемещают электроны по токопроводам. А что же представляет собой герконовое реле? Принцип действия на практике требует наличия электрического аппарата, который изменяет состояние электрической цепи с помощью механического (раз)замыкания. Это происходит под воздействием управляющего магнитного поля на необходимые элементы, которые совмещают в себе функции пружин, контактов и участков цепей.

Как устроено простейшее герконовое реле и где оно используется?

Данный прибор применяют, чтобы контролировать положение подвижных деталей. Давайте рассмотрим простые коммутационные устройства, где есть замыкающие контакты. В них имеется два контактные сердечника, у которых наблюдается высокая магнитная проницаемость. Они размещаются в стеклянном герметическом баллоне. Он заполняется чистым азотом, его сочетанием с водородом или инертным газом. Это позволяет предотвращать окисление используемых сердечников. Размещается баллон внутри обмотки управления, которая питается постоянным током. Когда происходит подача энергии, то возникает магнитное поле. Он проходит через рабочий зазор по контактным сердечникам и замыкается вокруг катушки управления. Магнитный поток, что возникает при этом, создаёт тяговую электромагнитную силу, которая и соединяет элементы. Чтобы получить минимальное переходное сопротивление, контакты покрывают палладием, золотом, радием или серебром. Вот такая схема герконового реле. Обращаю ваше внимание на многофункциональность контактов сердечника: они выступают в качестве токопровода, пружины и магнитопровода!

Герсиконы

Обычное герконовое реле обладает довольно большим разбросом, которые колеблется от 0,3 до 0,9 единиц. Чтобы увеличить номинальную мощность и коммутационный ток специально используют дугогасительные контакты. Реле с такими «надстройками» и называют герметичными силовыми контактами (или герсиконами). Используются они, как правило, чтобы запускать асинхронные двигатели мощностью до 3 кВт. Особо среди них выделяются реле с ферритами, обладающими свойством памяти.

Преимущества герконовых реле

Какие же достоинства имеют эти коммутационные устройства? К ним относят:

  1. Возможность использования при любой влажности или запыленности благодаря полной герметизации контакта.
  2. Малые габариты, масса и простая конструкция.
  3. Высокая скорость работы, что делает возможным использование устройств при значительной частоте коммутации.
  4. Широкие области применения.
  5. Межконтактный промежуток имеет высокую электрическую плотность.
  6. Работает в широком спектре температур (примерно начиная с -60 до +120 градусов).

Недостатки

Но для полноты картины необходимо сообщить не только о позитивных моментах работы, но и о негативных:

  1. Магнитно-движущая сила обладает низкой чувствительностью управления.
  2. Чувствительность к ударам баллона реле.
  3. Восприимчивы к внешним магнитным полям. Требуют специальных мер защиты.
  4. Коммутирование цепи возможно только малой мощности.
  5. При большом токе возможно самовольное размыкание контактов.
  6. «Неадекватная» работа при использовании переменного напряжения низкой частоты.

Отечественные устройства

Следует отметить, что со времени распада Советского Союза рынок успели заполонить зарубежные устройства (тайванские, китайские и немецкие). Но Рязанским заводом металлокерамических приборов была выпущена удачная серия РКГ. Причем стоит отметить, что некоторые реле могут похвастаться параметрами, которые отсутствуют у зарубежных образцов. Так, в первую очередь необходимо вспомнить о РГК-53, где получилось сконцентрировать основные преимущества и одновременно устранить недостатки устройств. При этом герконовое реле обладает хорошими показателями нагрузки, количеством циклов, габаритами, массой и малой потребляемой мощностью. Другие образцы хотя и обладают меньшим совершенством, являются серьезными конкурентами зарубежным образцам, не уступая им по качеству, а во многом и будучи выше них на целую голову.

Устройство, принцип действия и особенности герконовых реле — КиберПедия

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: основан на использовании сил взаимодействия, возникающих в магнитном поле между ферромагнитными телами. При этом силы вызывают деформацию и перемещение ферромагнитных токопроводов электронов.

Устройство: 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; 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.

В настоящее время на базе герконов создано большое количество герконовых реле, кнопок, тумблеров, переключателей, распределителей сигналов, датчиков, регуляторов, сигнализаторов и т. д.

При отключении тока в обмотке электромагнита герконового реле сила исчезает, и под действием сил упругости контакты размыкаются.

Пружины герконов не имеют предварительных натягов, поэтому включение их контактов происходит без периода трогания.

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.


 

Электрические контакты

Контакт электрический — это поверхность соприкосновения составных частей электрической цепи, обладающая электрической проводимостью. Электрические аппараты состоят из отдельных деталей, узлов электрически соединенных между собой. Классификация :

1. По возможному перемещению контактирующих деталей. а)Разборный контакт (контактное соединение) — это конструктивный узел, предназначенный только для проведения электрического тока, но не предназначенный для коммутации (болтовое соединение “шин”, присоединение проводника к зажиму). б)Коммутирующие контакты — это конструктивный узел, предназначенный для коммутации электрической сети (выключатель, контактор рубильник). в)Скользящие контакты — разновидность коммутирующего контакта, у которого одна деталь скользит относительно другой, но электрический контакт при этом не нарушается (контакты реостата, щеточный контакт, шарнирный контакт, проскальзывающий контакт).

2. По форме контактирования. а)Точечный контакт (контакт в одной физической площадке: сфера-сфера, сфера-плос-конус, конус- плоскость). б)Линейный контакт — условное контактирование происходит по линии (ролик-плоскость). в)Поверхностный контакт — условное контактирование по поверхности.

Существует две причины возникновения контактного сопротивления: 1) Резкое уменьшение сечения проводника в месте контактирования (засчет микровыступов) 2) Образование на контакте окисных пленок, удельное сопротивление ρ которых обычно выше, чем ρ основного металла.

Для шлифованной поверхности.От условной площадки контактирования. Если будем увеличивать площадь контакта, то будет увеличиваться число физических точек контактирования.

 

 

13.1 Назначение, принцип действия и устройство геркона; физическиеявления в электрическом аппарате

Назначение
геркона.

Герконы — это реле с герметичными
магнитоуправляемыми контактами. Они
широко используются в схемах автоматики
и зашиты как логические элементы,
преобразователи неэлектрических величин
в электрические, как электромеханические
усилители сигналов между полупроводниковыми
устройствами и силовыми электрическими
аппаратами.

Принцип
действия и устройство геркона.

Простейшее герконовое реле (ГР) с
замыкающими контактами изображено на
рисунке 4.2.1, а.

Рис.
38. Простейшее герконовое реле с
симметричным замыкающим контактом

Контактные
.сердечники (КС) 1 и 2 изготавливаются из
ферромагнитного материала с высокой
магнитной проницаемостью (пермаллоя)
и ввариваются в стеклянный герметичный
баллон 3. Валлон заполнен инертным газом
— чистым азотом или азотом с небольшой
(около 3%) добавкой водорода. Давление
газа внутри баллона составляет (О, 4-5-0,
6) -105
Па. Инертная среда предотвращает
окисление КС. Баллон устанавливается
в обмотке управления 4. При подаче тока
в обмотку возникает магнитный поток Ф,
который проходит по КС 1 и 2 через рабочий
зазор 8 между ними и замыкается по воздуху
вокруг обмотки 4. Упрощенная картина
магнитного поля показана на рисунке
39. Поток Ф при прохождении через рабочий
зазор создает тяговую электромагнитную
силу Рэ, которая преодолевая упругость
КС, соединяет их между собой. Для улучшения
контактирования поверхности касания
покрываются тонким слоем (2-50 мкм) золота,
родия, серебра и др.

Рис.
39. Упрощенная картина магнитного поля
геркона управляемого обмоткой с током

При
отключении обмотки магнитный поток и
электромагнитная сила спадают и под
действием сил упругости КС размыкаются.
Т. о, в ГР отсутствуют детали, подверженные
трению (места крепления якоря в
электромагнитных реле) , а КС одновременно
выполняют функции магнитопровода,
токопровода и пружины.

В связи с тем, что
контакты в герконе управляются магнитным
полем, герконы называют магнитоуправляемыми
контактами.

На основе герконов
могут быть созданы также реле с
размыкающими и переключающими контактами.

Рис.
40. Переключающие герконы

В
герконе с переключающими контактами
(Рис. 40, а)
неподвижные КС 1,
3
и подвижные 2 размещены в баллоне 4. При
появлении сильного магнитного поля КС2
притягивается к КС1 и размыкается с КСЗ.
Один из КС переключающего геркона
(например 2) может быть вполне из
немагнитного материала (рис. 40,б).

Герконовое
реле (рис. 40,в)
имеет два подвижных КС 1, 2,
два
неподвижных КС 5, 6 и две обмотки управления
7, 8. При согласном включении обмоток
замыкаются КС 1 и 2. При встречном включении
обмоток КС1 замыкается с КС5, а КС2 с КС6.
При отсутствии тока в обмотках все КС
разомкнуты. ГР (рис. 40,г) имеет переключающий
контакт 3 сферической формы. При согласном
включении обмоток 7 и 8, контакт 3
притягивается к КС1 и КС2 и замыкает их.
После отключения обмоток 7 и 8 при
согласном включении обмоток 9 и 10 контакт
3 замыкает КС5 и КС6.

Т.к. КС герконов
выполняют функции возвратной пружины,
то им придают определенные упругие
свойства. Упругость КС обуславливает
возможность их вибрации («дребезга»)
после удара, который сопутствует
срабатыванию. Длительность такой
вибрации достигает 0,25 мс при общем
времени срабатывания 0,5-1,0 мс. Одним из
способов устранения влияния вибрации
является использование

жидкометаллических
контактов.

Рис. 41. Ртутные
герконы

В
переключающем герконе (рис. 41, а) внутри
подвижного КС имеется капиллярный
канал, по которому из нижней части
баллона 4 поднимается ртуть 5. Ртуть
смачивает поверхности касания КС1 с КС2
или КСЗ. В момент удара контактов при
срабатывании возникает их вибрация.
Из-за ртутной пленки на контактной
поверхности КС1 вибрация не приводит к
разрыву цепи. В конструкции на рис. 41,б
между КС2 и КСЗ и ртутью 5 находится
ферромагнитная изоляционная жидкость
6. При возникновении магнитного поля
ферромагнит­ная жидкость 6 перемещается
вниз, в положение при котором поток
будет наибольшим. Ртуть вытесняется
вверх и замыкает контакты КС2 и КСЗ.

Следует отметить,
что жидкометаллический контакт позволяет
уменьшить переходное сопротивление и
значительно увеличить коммутируемый
ток. Наличие ртути удлиняет процесс
разрыва контактов, что увеличивает
время отключения реле.

Управление герконом
можно осуществлять и с помощью постоянного
магнита. Если постоянный магнит установлен
в близи геркона, его магнитный поток
замыкается через КС, которые в результате
этого находятся в замкнутом состоянии.
Использование постоянного магнита
совместно с управляющей катушкой
позволяет создать ГР с размыкающим
контактом.

КОНСТРУКЦИИ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ — Студопедия

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Контактная система электрических аппаратов в процессе эксплуатации подвергается воздействию большого числа неблагоприятно влияющих факто­ров, поэтому является наименее надежным узлом. Герметизация электромагнитных реле (ЭМР) исключает воздействие внешней среды, но не устраняет выделение летучих веществ из изоляционных материалов катушек, траверс и других деталей самих реле, вызывающих отказы контактов. К тому же герметизация связана с большими конструктивными и технологическими трудностями [1,2].

Существенным недостатком ЭМР является и наличие трущихся механичес­ких деталей, износ которых так же уменьшает их работоспособность. Дру­гим недостатком ЭМР является их инерционность, обусловленная значи­тельной массой подвижных деталей. Для получения требуемого быстродейс­твия применяют специальные схемы форсировки, что приводит к снижению надежности и росту потребляемой мощности.

ЭМР представляют собой достаточно сложную конструкцию, содержащую в ряде случаев более сотни деталей, что затрудняет автоматизацию их про­изводства [3,4].

Перечисленные недостатки ЭМР привели к созданию реле с герконами.

Согласно ГОСТ 17499-72 (Контакты магнитоуправляемые. Термины и опре­деления. Введен 01.07.73г, с.1-12) магнитоуправляемым контактом называ­ется «контакт электрической цепи, изменяющий состояние электрической цепи посредством механического замыкания или размыкания ее при воз­действии управляющего магнитного поля на его элементы, совмещающие функции контактов и участков электрических и магнитных цепей» [3].



Герконом или герметизированным магнитоуправляемым контактом называ­ется помещенный в герметизированный баллон магнитоуправляемый контакт.

Так как детали геркона реализуют функции контактов и участков элект­рических и магнитных цепей, они имеют название контактные сердечники (КС). Контактные сердечники могут быть неподвижными и подвижными. Часто КС выполняются гибкими – в этом случае они выполняют и роль возвратной пружины [3,5]

Герконы бывают замыкающими, размыкающими, переключающими и запоминающими. Существуют сухие (с твердыми контактами) и жидкометаллические (контакты смочены жидким металлом) герконы. Как те, так и другие быва­ют нейтральными и поляризованными. Большое распространение получили нейтральные замыкающие и переключающие герконы [3].


КОНСТРУКЦИИ ГЕРКОНОВЫХ РЕЛЕ

Простейшее герконовое реле (ГКР) с симметричным замыкающим контактом изображено на рис.1.

Рис.1. Простейшее герконовое реле с симметричным замыкающим контактом

Контактные сердечники 1 и 2 изготовляются из пермаллоя, имеющего вы­сокую магнитную проницаемость, и ввариваются в герметичный стеклянный баллон 3.


 

Баллон заполняется инертным газом – чистым азотом или азотом с небольшой (около 3%) добавкой водорода. Давление газа внутри баллона составляет (0.4-0.6)105 Па. Инертная среда предотвращает окисление КС. Баллон устанавливается в обмотке управления 4. При подаче тока в об­мотку 4 возникает магнитный поток Ф, проходящий по КС 1 и 2 через рабочий зазор d между ними и замыкается вокруг обмотки 4. Упрощенная картина магнитного поля показана на рис. 2. Поток Ф при про­хождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу Рэм которая, преодолевая упругость КС, соединяет из между собой. Для улучшения контактирования поверхности касания покрывают тонким слоем (2-50 мкм) золота, рения, серебра и др. При отключении обмотки магнитный по­ток и электромагнитная сила спадают и под действием сил


 

упругости КС размыкаются. Таким образом в герконовых реле нет деталей, подверженных трению, а КС одновременно выполняют функции магнитопровода, токопровода, контактной и возвратной пружин. На рисунке приведена механическая характеристика Pмех=f1(d) и стати­ческие тяговые характеристики Pэм=f2(d). При медленном увеличении магнитодвижущей силы (МДС) обмотки до значения F1 рабочий зазор dр между КС уменьшается от значения dн до d1. При дальней­шем медленном увеличении МДС КС сближаются до зазора срабатывания dср соответствующего МДС статического срабатывания Fср и определяемого точкой касания механической характеристики с тяговой характеристикой при Fср. С достижением dср КС быстро переходят к замкнутому состоянию при конечном рабочем магнитном зазоре dк. Резкий переход КС от зазора dср к dк называют «срывом» [1].

С уменьшением МДС до значения МДС возврата Fв КС разомкнутся и после цикла затухающих колебаний останутся на расстоянии dz между собой.

При дальнейшем снижении МДС до нуля в случае отсутствия магнитного и механического гистерезиса КС вернутся в свое первоначальное положение dн. В замкнутом состоянии при F>Fв КС воздействуют друг на друга с си­лой контактного нажатия

, (1)

где Рэм.к и Рмех.к электромагнитная и механическая силы при . Для надежного срабатывания необходимо иметь

. (2)

График зависимости МДС срабатывания от смещения Z центра обмотки относительно центра перекрытия КС приведен на рис.4. Минимальная МДС срабатывания, реле имеет место при расположении зазора между КС геркона посередине обмотки. Fср.ном – номинальная МДС срабатывания, имеющая место при отсутствий смещения Z центра обмотки относительно центра перекрытия КС, т.е. Z=0. Уменьшение в опреде­ленных пределах длины обмотки при неизменности сечения приводит к увеличению магнитного потока в ра­бочем зазоре геркона и уменьшению МДС срабатывания [3].

Рис. 4. Влияние смещения Z центра обмотки относительно центра перекрытия КС на МДС срабатывания геркона.

Изменение тока управления Iу обмотки и коммутируемого тока Iк при срабатывании геркона показано на рис.5. Обмотка включается в момент времени t0. Начало быстрого движения КС (после прохождения зазора d=dср на рис.3.) обуславливает уменьшение скорости нарастания тока Iу (точка а). Изменение воздушного зазора d и свя­занное с этим изменение магнитной проводимости приводит к тому, что индуктивность обмотки изменяется на протяжении всего времени срабатыва­ния и особенно резко – после прохождения точки срыва, т.е. после d=dср.В результате резкого увеличения ин­дуктивности после dср скорость нарастания тока и его значение умень­шаются (интервал времени от ta до t1). В момент времени t1 контакты касаются и вибрируют до момента времени t2. В интервале от t2 до t3 контакты не размыкаются, но ток Ik меняет­ся из-за изменения переходного сопротивления, вызванного изменением контактного нажатия. Контактное нажатие герконовых реле увеличивается с ростом МДС обмотки. Коэффициент возврата герконовых реле

(3)

Увеличение толщины немагнитного контактного покрытия не влияет на ве­личину МДС срабатывания Fср, т.к. начальный немагнитный зазор dн при этом не изменяется, а МДС Fотп увеличивается, поскольку возрастает dк что приводит к увеличению коэффициента возврата kв [1,3]. По сравнению с обычными ЭМР у герконовых реле kв значительно выше и доходит до 0.9. Из-за технологических погрешностей kв, как и другие характеристики герконовых реле, имеет довольно большой разброс и у од­ного и того же типа реле может колебаться от 0.3 до 0.9.

К временным параметрам герконового замыкающего реле относятся время срабатывания tср и время возврата tв [3].

В зависимости от предъявляемых к реле требований под tср может пони­маться разное время, но как минимум оно принимается равным времени первого замыкания геркона – t3=t1 т.е. tср1=t3, составляющее для герконов обычно от 10-4 до 10-3 сек.

Чаще всего во время tср кроме t3 включают также время дребезга при срабатывании tдр.ср – процесса размыканий и замыканий электрической цепи, вызванных чередующимися соударениями и отскоками КС, следующими за их первым замыканием, т.е.

. (4)

Под временем возврата tв в зависимости от требований, предъявляемых к реле, также может пониматься длительность разных процессов. Например

, , и др. (5)

где tp – время с момента отключения обмотки от источника напряжения до первого размыкания КС,

tраз – время разрядных процессов при отсутствии повторных замы­каний КС,

tдр.в – время наблюдаемого в ряде случаев дребезга при возврате.

Конструкция простейшего ГКР имеет разомкнутую магнитную цепь и его магнитопровод составляет только КС (рис.6,а).

Рис. 6. Конструктивные схемы выполнения герконовых реле.

Недостатки такой конструкции:

1) требуется большая МДС, т.к. зна­чительная ее доля затрачивается на проведение магнитного потока по воздуху;

2) подвержена воздействию внешних магнитных полей, создаваемых други­ми близко расположенными электромагнитными устройствами, а также само устройство может являться источником помех.

Эти недостатки устраняются помещением ГКР в кожух (экран) из магнитомягкого материала (рис.6,б,в). При этом увеличивается маг­нитная проводимость для рабочего потока Ф и снижается МДС срабатыва­ния. Для увеличения эффективности экрана паразитный зазор е стараются уменьшить или увеличить его площадь.

В условиях серийного производства регулирование значений МДС срабаты­вания и отпускания может произво­дится либо изменением зазора е, ли­бо изменением положения магнитного шунта (рис. 6,г), либо осевым смещением геркона в обмотке.

Существуют многоцепевые ГКР, имеющие до 12 и более герконов, управ­ляемых одной обмоткой [1].

Особенности условий работы многоце­певых ГКР:

1) большой технологический разброс по МДС срабатывания и отпускания герконов;

2) неодновременность срабатывания герконов из-за неравномерности маг­нитного поля;

3) магнитное шунтирование сработав­шим герконом других, приводящее к увеличению МДС срабатывания еще не сработавших герконов.

В некоторых конструкциях герконы устанавливаются снаружи обмотки уп­равления. Это обеспечивает меньшее взаимное влияние соседних герконов.

Рис. 8. Реле тока на герконе.

В реле контроля большого тока используется следующая компоновка (рис.8). Контролируемый ток I проходит по шине и создает вокруг шины магнит­ный поток Ф, который и используется для управления герконом. Ток сраба­тывания ГК может регулироваться путем:

1) изменением угла a;

2) изменением расстояния х между герконом и шиной.

Наименьший ток срабатывания имеет место при a=90о, а при a=0о геркон не срабатывает при любом токе I.

Часто для усиления магнитного потока шины между ГК и шиной устанавливают магнитный шунт, имеющий участок уменьшенного сечения как показана на рис. 9. При опреде­ленном токе этот участок насыщается и увеличивается поток выпучивания, замыкающийся через КС геркона, и замыкает его. Такие реле выпускают­ся для постоянного и выпрямленного тока.

Управлять состоянием герконов можно с помощью не только магнитного поля, создаваемого катушкой управления, но и поля постоянного магнита (рис. 10). Это широко применяется современных слаботочных аппаратах управления (тумблеры, переключатели, кнопки, командоаппараты) и контрольно-изме­рительной аппаратуре (сигнализаторы положения, конечные выключатели, датчики).

Рис. 10. Управление герконом с помощью ферромагнитного экрана.

При приближении постоянного магнита к геркону увеличивается магнит­ный поток, замыкающийся между контактными сердечниками, и при опреде­ленном расстоянии срабатывания Хср создается тяговое усилие между КС, достаточное для их замыкания, т.е. срабатывания. Для создания требуемого контактного нажатия делают рабочее расстояние Хрср. Отпускание геркона, т.е. размыкание контактов, происходит при увеличении расстоя­ния до Хотп. При наличии постоянно­го магнита управление герконом мо­жет производиться и за счет переме­щения ферромагнитного шунта.

Простейшее ГКР с магнитной памятью феррид имеет два элемента магнитной памяти (ЭМП), примыкающие к КС (рис.11). ЭМП выполняют из так называемых реманентных материалов, характеризующихся прямоугольностью петли гисте­резиса, имеющих достаточно высокую остаточную индукцию и большую маг­нитную энергию. Реманентные матери­алы обладают очень малым временем перемагничивания (10-50 мкс). Оста­точный магнитный поток, создаваемый ЭМП, используется для удержания герконов в замкнутом состоянии пос­ле обесточивания обмотки управления.

При появлении управляющего импульса и согласном включении обмоток создаваемый ими магнитный поток, проходя через КС и ЭМП намагничивает их. После прохождения импульса КС остаются в замкнутом состоянии бла­годаря остаточному потоку намагниченных ЭМП, т.е. как бы запоминают и сохраняют предыдущее свое замкнутое состояние.

Реле отключается подачей импульса той же амплитуды и той же поляр­ности на одну обмотку, но обратной полярности — на другую обмотку. За счет разности МДС обмоток ЭМП размагничиваются, поток между КС умень­шается и они размыкаются.

Гезакон (герметизированный запоминающий контакт) — это ГКР с магнит­ной памятью, в которых ЭМП полностью или частично расположены внутри баллона (рис.12). Здесь КС выполнены из реманентных материалов и выполняют функции ЭМП. На баллоны гезаконов устанавливают две обмотки управле­ния. При согласном включении обмо­ток КС замыкаются. Для размыкания при помоток подают ючении в одну из обмоток подают импульс обратной по­лярности. Это размагничивает ЭМП и гезакон размыкается.

В настоящее, время выпускаются герсиконы (герметизированные силовые контакты), имеющие относительно большую коммутационную способность. На основе герсикона типа КМГ-12 созданы контакторы. Герсиконы типа КМГ-1 имеют: номинальный ток 6,ЗА, включаемый ток до 180А, отключаемый ток 63А. Максимальная мощность двигателя, который может запускаться в режиме АС-3 при напряжении 380В, равна 3 кВт при частоте включения до 1200 в час. Механическая и коммутационная износостойкость при мощности двигателя 1.8 кВт составляет 107 циклов. При постоянном токе 1А и напряжении 220В коммутационная износостойкость достигает 3*106 циклов. Время срабатывания не более 20 мс.

Максимальный ток герсиконов может быть доведен до 100А при напряже­нии 380В. Высокая надежность и простота конструкции делают герсиконы весьма перспективными для применения в коммутационных аппаратах [1].

Герконовое реле: принцип действия и устройство

Коммутационные устройства или контакты широко используются в различных электрических или радиотехнических приборах. Для повышения эксплуатационных свойств техники, для продления срока службы и повышения надежности соединений применяют специальные герметизированные магнитоуправляемые контакты, которые называют герконовые реле.

Приспособления состоят из сердечника, выполненного из магнитомягкого материала, к которому через изолирующие прокладки присоединяются контакты. При пропускании через катушку тока в сердечнике возникает магнитное поле, которое воздействует на контакты и вызывает их замыкание. После прекращения подачи электротока через катушку происходит размыкание контактов.

Несмотря на использование различных устройств, сегодня герконовое реле во многих случаях остается вне конкуренции благодаря простоте применения, свойствам сухого контакта, гальванической развязке от элементов питания. Его до настоящего времени используют в разнообразных устройствах и схемах.

Герконовое реле просто незаменимо, если необходимо обеспечить долговечность и высокую надежность коммутирующих элементов. Герконы входят в состав различных датчиков, позиционных переключателей и электромагнитных реле.

По функциональным особенностям герконы подразделяются на переключающие, замыкающие и работающие на размыкание. По конструкционным технологическим параметрам устройства делятся на две категории: с ртутными и сухими контактами. Последняя разновидность практически ничем не отличается от обычных контактов. Ртутные элементы имеют внутри стеклянного герметического корпуса каплю ртути. Это необходимо для смачивания контактов во время работы, что позволяет улучшить качество соединения за счет снижения переходного соединения, а также помогает избавиться от дребезжания контактов.

Герконовое реле издает вибрацию или дребезг при замыкании или размыкании контактов. Это приводит при однократном срабатывании к множественной коммутации сигнала и значительному повышению времени срабатывания. При работе таких устройств в цифровых микросхемах принимают меры по подавлению побочных эффектов, используя триггеры или RC–цепочки. В современных микроконтроллерных платах дребезг, который создает герконовое реле и другие контакты, подавляется с использованием программных методов. Однако это в целом снижает быстродействие системы.

Любые герконы в своей конструкции представлены в виде стеклянного баллона, в середине которого расположены контакты. Эти элементы выполнены, как магнитные сердечники, которые вварены по торцам в баллон. Наружные концы сердечника необходимы для подключения устройства к внешней электроцепи.

Наибольшее распространение получили герконовые датчики, контактная группа которых работает на замыкание. В таких устройствах каждый контакт изготовлен из упругой ферромагнитной проволоки, расплющенной до прямоугольной формы. Для уменьшения переходного сопротивления и для повышения коррозионной стойкости поверхности контактов покрывают золотом, родием, палладием или серебром и их сплавами.

Что такое герконовое реле и герконовый переключатель »Примечания по электронике

Герконовое реле — это тип реле, в котором электромагнит воздействует непосредственно на герконовый контакт герконового переключателя, заключенного в стеклянную оболочку, обычно сводя язычки вместе, чтобы войти в контакт, когда электромагнит находится под напряжением.


Технология реле включает:
Основы реле
Герконовое реле
Характеристики герконового реле
Цепи реле
Твердотельное реле


Герконовые реле и герконы используются во многих областях, где требуются более мелкие и быстродействующие реле в электронной или электрической цепи.

Реле

Геркон небольшие и быстродействующие; для их приведения в действие требуется гораздо более низкий уровень мощности, чем для других традиционных типов реле, и в результате они находят множество применений в различных формах электронных схем.

В дополнение к этому, герконовые реле или герконовые переключатели могут быть намного меньше традиционных форм реле, хотя их токи меньше, но во многих случаях они по-прежнему являются привлекательными.

Еще одним преимуществом герконовых реле является то, что они могут предложить более высокий уровень надежности, чем другие реле, благодаря своей простоте и небольшому количеству движущихся частей, но, будучи механическими, они не всегда так надежны, как полностью твердотельные реле и переключатели.

Разработка герконового переключателя и герконового реле

Идея герконов впервые была предложена в 1922 году профессором Ленинградского электротехнического университета В. Коваленковым. Он предложил идею так называемого контакта с магнитным управлением, который переключается под действием магнитного поля.

Следующие разработки произошли примерно в 1936 году, когда в США Bell Telephone Laboratories приступила к исследованиям герконов с целью их использования в телефонных станциях и т. Д.

К 1938 году экспериментальный переключатель использовался для переключения центрального проводника в коаксиальном кабеле, а два года спустя, в 1940 году, были доступны первые серийные устройства.

Дальнейшее использование этих устройств начало проявляться в 1950-х годах, когда герконовые реле, т. Е. Герконовые переключатели с соответствующими электромагнитными катушками, начали использоваться для автоматических обменов. Эти герконовые реле обеспечивали значительно более высокий уровень надежности, чем их аналоги с электромеханическими реле, а также они были быстрее, меньше по размеру и требовали меньшего тока.

В 1963 году компания Bell Telephone представила свою первую АТС на основе герконового реле, и в последующие годы использование этой технологии для телефонных станций увеличилось.

С появлением герконовых переключателей и герконовых реле их начали использовать во множестве других приложений. Переключатели могут использоваться вместе с небольшими магнитами для различных приложений определения положения, а также для использования в матричных переключателях для испытаний и измерений. В дополнение к этому герконовые переключатели и реле использовались во множестве других приложений.

Что такое герконовое реле из

Основой любого герконового реле является сам герконовый переключатель — это основной элемент герконового реле. Герконовый переключатель состоит из двух герконовых контактов, обычно сделанных из никель-железа, а затем покрытых материалами для обеспечения максимального срока службы устройства.

Контакты герконового переключателя перекрываются, поэтому при замыкании контактируют друг с другом. Обычно расстояние в открытом состоянии составляет от 0,05 до 1 мм. Чем больше расстояние, тем больше выдерживается напряжение.

Небольшие промежутки между контактами обеспечивают очень высокую скорость переключения, часто от полмиллисекунды до нескольких миллисекунд в зависимости от фактического размера и т. Д. Контактов.

Часто содержание никеля и железа составляет около 52% никеля. Используемые тростниковые контактные материалы включают рутений, родий и иногда иридий, а в случае высоких напряжений — вольфрам или молибден. Часто родий обычно наносят гальваническим способом на язычковый элемент, тогда как рутений обычно распыляют.Было также очень мало язычковых переключателей, в которых использовалось золото, часто для аудио, но низкая температура плавления золота означала, что они раньше прилипали, и в наши дни их не видно.

Внутренний узел геркона

Узел окружен стеклянной оболочкой, обеспечивающей герметичное уплотнение для предотвращения проникновения влаги и других загрязнений. Большинство герконовых реле и герконов заключено в стеклянную трубку — отдельные трубки вырезаны из гораздо более длинной трубки. Отдельные трубки для каждого язычкового переключателя оплавлены с обоих концов, чтобы обеспечить герметичное уплотнение.

Обычно стеклянная оболочка заполняется средой для предотвращения износа, окисления и лучшего гашения любых искр. Обычно используется азот, который может содержать следы гелия. Для высоковольтных язычков можно использовать вакуум.

Поскольку контакты не скользят друг по другу, чистка отсутствует, а точечная коррозия имеет тенденцию к постепенному нарастанию. Чтобы уменьшить это насколько возможно, очень важна чистота окружающей среды внутри стекла. Также необходимо поддерживать инертный газ внутри оболочки.Важно обеспечить сохранение уплотнения вокруг стекла, и в результате области язычковых контактов, которые контактируют со стеклом, иногда покрываются материалами, которые обеспечивают лучшее уплотнение, чем никелевый сплав, используемый для язычков. Другой подход — оксидировать тростниковый материал в его области.

Как работает герконовое реле

Герконовое реле работает очень просто. Он работает, помещая магнитное поле рядом с контактами герконового переключателя.Это приводит к тому, что каждый язычок становится магнитно-ориентированным, так что два конца язычка притягиваются друг к другу и перемещаются вместе, замыкая контакт.

В условиях отсутствия магнитного поля два контакта не будут иметь магнитную ориентацию, и пружинная нагрузка в контактах будет разделять их.

В качестве магнитного поля для этого объяснения показан стержневой магнит, и хотя он обычно не используется, он будет работать хорошо.

По мере приближения магнитов к герконовым контактам, которые изготовлены из магнитного материала, обычно из никелевого железа, это начинает магнитно ориентировать два герконовых контакта реле.В одном контакте появится северный полюс, а в другом — южный.

Основные операции геркон

По мере того, как магнитное поле вблизи контактов увеличивается, увеличивается и сила намагничивания контактов. В конце концов достигается момент, когда магнитное притяжение начинает преодолевать пружину в контактах. По мере приближения контактов сила притяжения постепенно увеличивается, и в конечном итоге устанавливается прочный контакт.

Однако скорость, с которой контакты геркона сближаются, означает, что
точки контакта сталкиваются со значительной энергией, так что они отскакивают, снова сталкиваются и т. д. на время, вызывая явление, называемое отскоком контакта.

Способ отскока контактов во многом зависит от размера геркона, веса контактных элементов, их эластичности и т.д. Очевидно, что период отскока значительно увеличивает износ контактных элементов. Скачок контакта может вызвать возникновение дуги, если ток проходит, особенно если в коммутируемой цепи есть емкостной или индуктивный элемент. Даже при коммутации небольших токов для таких элементов, как CMOS или другие схемы, емкостной элемент, вносимый развязывающими конденсаторами в цепи, может вызывать очень высокие переходные токи, которые могут значительно сократить срок службы контактов.

Контакт между двумя язычками переключателя при достаточно близком приближении магнита

Когда внешнее магнитное поле снимается, намагниченность никелевого железа также снимается. Это приведет к исчезновению магнитного притяжения между двумя контактами, и пружина в контактах раздвинет контакт.

Вместо использования стержневого магнита, как показано в целях объяснения, обычно используется катушка — эта сборка затем становится целым герконовым реле, т.е.е. герконовое реле — герконовый переключатель с катушкой срабатывания. Вся сборка — герконовое реле.

По мере прохождения тока через катушку создается магнитное поле, контакты намагничиваются и притягиваются друг к другу. По мере увеличения поля достигается точка замыкания контактов. Удаление тока удаляет поле, и контакты размыкаются.

Конструкция герконового реле, управляемого катушкой.

Использование катушки имеет то преимущество, что она может приводиться в действие электронной схемой, что позволяет управлять контактами герконового реле или переключать их с помощью внешнего электронного воздействия.Таким образом, небольшой ток может контролировать гораздо больший ток, проходящий через герконы.

Герконовое реле экранирование

Одна из проблем, которые могут возникнуть с герконовыми реле, заключается в наличии магнитной связи с катушкой. Каждый узел герконового реле будет иметь соответствующее магнитное поле, выходящее за пределы механических ограничений самого реле.

Магнитное поле, связанное с герконовым реле

Если магнитное поле не сдерживается, то поле от соседнего реле или реле может противодействовать полю внутри рассматриваемого реле.Стрелки на поле, проходящие через центр катушки, направлены не так, как внешние. Поскольку на внутреннее поле катушки будет влиять внешнее поле соседнего реле, можно понять, что они противостоят друг другу.

Примеры герконовых реле с внешними магнитными экранами и без них

Эффект гашения поля снижает чувствительность, требуя более высокого напряжения для обеспечения надежного переключения. Для реле с плотной упаковкой увеличение напряжения катушки от 30 до 40% не будет необоснованным, и это может превысить номинальные параметры реле, а также привести к чрезмерному рассеиванию тепла.

Плохое экранирование также может привести к чрезмерному наводке в других цепях, и это может повлиять на характеристики ЭМС.

Чтобы решить эту проблему, герконовые реле обычно имеют экран из черного металла. Идеальные свойства экрана заключаются в том, чтобы он имел высокую проницаемость и очень низкий магнитный остаток. Экран концентрирует магнитное поле, что повышает эффективность реле и позволяет размещать устройства близко друг к другу.

Экран из черного металла, используемый для сдерживания магнитного поля

Достоинства и недостатки герконовых реле

Герконовые реле

обладают множеством преимуществ и могут быть эффективно использованы в различных ситуациях.Как и во многих других технологиях, необходимо найти баланс между преимуществами и недостатками, чтобы определить их применимость в любой конкретной ситуации.

Преимущества герконового реле

  • Небольшой размер, некоторые подходят для пакетов SIL, DIL и т. Д. Или даже меньше
  • Высокая скорость переключения
  • Обеспечьте полную изоляцию между коммутируемым током и коммутируемой цепью

Недостатки герконового реле

  • Как правило, низкий ток, т.е.е. не подходит для очень высоких токов
  • Не так быстро, как некоторые твердотельные переключатели, хотя во многих твердотельных переключателях используются медленные оптоизоляторы
  • В качестве электромеханических устройств они изнашиваются в процессе эксплуатации, особенно контакты.

Реле

Reed — очень надежная форма реле, которую можно использовать в различных областях. Часто они используются в коммутационных матрицах, где требуется полная изоляция и низкое контактное сопротивление.

Их сравнительно небольшой размер и тот факт, что эти реле часто содержатся в небольших корпусах, некоторые из которых имеют размер двухлинейных корпусов ИС или даже меньше, означает, что они просты в использовании, удобны и достаточно малы для использования практически в любая электронная схема.

Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
FET
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле

Вернуться в меню «Компоненты». . .

.

Геркон Принцип работы | Инструментальные средства

Геркон представляет собой электрический переключатель, работающий от приложенного магнитного поля. Он был изобретен в Bell Telephone Laboratories в 1936 году У. Б. Эллвудом.

Reed Switch Principle

Состоит из пары контактов на язычках из черного металла в герметичной стеклянной оболочке. Контакты могут быть нормально разомкнутыми, замыкающимися при наличии магнитного поля или нормально закрытыми и размыкающимися при приложении магнитного поля.

Переключатель может приводиться в действие катушкой, включающей герконовое реле, или поднесением магнита к переключателю. Как только магнит будет отведен от переключателя, геркон вернется в исходное положение.

Герконы Анимация:

Reed switch Working Principle

Герконы Операция:

Простейший датчик магнитного поля — геркон. Он содержит два ферромагнитных геркона из никеля и железа в вакуумированной, герметичной стеклянной трубке для минимизации контактного искрения.

Когда выровненный по оси магнит приближается к переключателю, его магнитная сила закрывает язычки. Магнит обычно создает силу не менее 50 Гауссов для преодоления возвратной силы или пружины язычковых элементов.

Reed Switch

Герконы

недороги, не требуют резервного питания и могут работать как с электрическими нагрузками переменного, так и постоянного тока. Однако они относительно медленные, поэтому для некоторых высокоскоростных приложений они могут не отвечать достаточно быстро.

Поскольку переключатели представляют собой механические устройства с движущимися частями, они имеют конечное число рабочих циклов, прежде чем они в конечном итоге выйдут из строя.Переключение сильноточных нагрузок может еще больше сократить ожидаемый срок службы.

Кроме того, недорогие герконы иногда дают нежелательные множественные точки переключения при прохождении двойных лепестков определенных магнитов.

.

Роль реле и принцип его работы

Теплые подсказки: эта статья содержит около 4000 слов, а время чтения составляет около 18 минут.

Введение

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока.Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Каталог


Ⅰ Что такое реле

1.1 Определение реле

Реле — это устройство автоматического управления, которое изменяет выход, когда входная величина (электричество, магнетизм, звук, свет, тепло) достигает определенного значения.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром).Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим. «Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

Реле — это электронное устройство управления, которое имеет систему управления (также называемую входным контуром) и управляемую систему (также называемую выходным контуром). Обычно используется в цепи автоматического управления. Фактически он использует небольшой ток для управления большим.«Автоматический выключатель» тока. Таким образом, он играет роль автоматической регулировки, защиты и преобразования цепи в цепи.

1.2 Символ реле

Electrical Relay Symbols

Поскольку реле состоит из двух частей: катушки и контактной группы, графический символ реле на принципиальной схеме также включает две части: один длинный квадрат обозначает катушку; и один набор символов контактов указывает комбинацию контактов.Когда бесконтактная схема относительно проста, контактная группа часто рисуется непосредственно на одной стороне рамки катушки. Этот рисунок называется централизованным представлением.

1.3 Принцип работы реле

Зачем и как использовать реле | Принцип работы реле

Реле обычно относятся к электромагнитным реле, которые имеют механическое действие. Суть реле заключается в использовании контура (обычно небольшого тока) для управления включением и выключением другого контура (обычно большого тока), и в этом процессе управления два контура обычно изолированы, и его основной принцип заключается в использовать Электромагнитный эффект используется для управления механическим контактом для достижения цели переключения, и на катушку с сердечником подается напряжение — ток катушки создает магнитное поле — магнитное поле поглощает переключающий контакт действия якоря, и весь процесс » малый ток — магнито-механический — большой ток »процесс.

/6368331879127094227139549.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Нормально разомкнутый контакт, лампа и источник питания другой лампы (другой аккумулятор на рисунке) образуют петлю. Когда нормально открытый контакт замкнут, петля замкнута, и ток будет от источника питания управления.Положительный конец, протекающий через лампочку, проходит через замкнутый нормально разомкнутый контакт, а затем возвращается к отрицательному полюсу, так что лампочка загорается.

/6368331884841120151581624.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Структура реле

Поэтому и реле некоторые старые электрики называют «магнетизмом». Он использует функцию электромагнита для управления включением или отключением другой цепи. Внутри электромагнитного реле нужны катушки, железные сердечники и пружины. Он состоит из основных аксессуаров, таких как контакты. Контакты обычно имеют нормально разомкнутые контакты и нормально замкнутые контакты. У двоих часто есть общий конец. Когда катушка не находится под напряжением, нормально закрытый контакт и общий конец закорочены, а нормально открытый контакт и общий конец разомкнуты.После того, как катушка находится под напряжением, нормально открытый контакт и общий конец закорочены, а нормально закрытый контакт и общий конец разомкнуты, просто поменяны местами, чтобы можно было контролировать напряжение (ток) катушки, и цепь серией контактов можно управлять.

/6368331893783250424429633.jpg» alt=»Working Principle of Relay» title=»Working Principle of Relay» />

Реле было изобретено американскими учеными около 1831 года. Его именем назван блок индуктора.Электромагнитный эффект был открыт раньше Фарадея, но не был запатентован. После более чем 100 лет разработки реле сформировали различные формы, такие как реле времени, реле температуры, герконовые реле, тепловые реле, дифференциальные реле, оптические реле, акустические реле, реле Холла, а теперь и твердотельные реле, от механических до электронный, в различных формах.

Ⅱ Назначение реле

2.1 Обзор функций реле

a. Расширьте диапазон управления: например, когда управляющий сигнал многоконтактного реле достигает определенного значения, он может переключать, отключать и включать несколько цепей одновременно в соответствии с различными формами контактной группы.

г. Усиление : например, чувствительные реле, промежуточные реле и т. Д. С очень небольшим объемом управления могут управлять цепью очень высокой мощности.

г. Интегрированный сигнал: Например, когда несколько сигналов управления вводятся в реле с несколькими обмотками в заданной форме, после всестороннего синтеза достигается заданный эффект управления.

г. автомат, дистанционное управление, мониторинг: Например, реле на автомате вместе с другими электрическими приборами может образовывать схему программного управления, обеспечивая автоматическую работу.

2.2 Роль промежуточного реле

2.2.1 Промежуточное реле

Общая схема часто делится на две части: главную цепь и цепь управления. Реле в основном используется для цепи управления.Контактор в основном используется для главной цепи. Реле может реализовывать функцию управления одним или несколькими сигналами одним управляющим сигналом для завершения запуска и остановки. Управление, связь и другие органы управления, основным объектом управления является контактор; Контакты контактора относительно большие, а несущая способность высокая, благодаря чему осуществляется контроль от слабого электричества к сильному электричеству, а объектом управления является электрический прибор.

The Role of the Intermediate Relay

2.2.2 Использование промежуточного реле

а. Вместо контакторов малой мощности

Контакты промежуточного реле имеют определенную нагрузочную способность. Когда грузоподъемность мала, ее можно использовать для замены небольших контакторов, таких как электрические жалюзи и некоторые мелкие приборы. Это имеет то преимущество, что может не только служить целям управления, но также экономить место и делать управляющую часть устройства более хрупкой.

г. Увеличить количество контактов

В системе управления цепями контакт контактора должен управлять несколькими контакторами или другими компонентами.Его не следует подключать к другим формам, поскольку это не способствует техническому обслуживанию, но к линии добавляется промежуточное реле, которое не изменяет форму управления. И легко ремонтируется.

г. Увеличьте контактную емкость

Хотя контактная емкость промежуточного реле не очень велика, оно также имеет определенную нагрузочную способность, а ток, необходимый для его приведения в действие, мал, поэтому промежуточное реле можно использовать для увеличения контактной емкости.

г. Тип преобразователя

В промышленных линиях управления такая ситуация часто возникает. Управление требует использования нормально замкнутого контакта контактора для достижения цели управления, но нормально замкнутый контакт самого контактора израсходован, и задача управления не может быть выполнена. В это время промежуточное реле может быть подключено параллельно с исходной катушкой контактора, а нормально замкнутый контакт промежуточного реле может использоваться для управления соответствующими компонентами, а тип контакта переключается для достижения требуемой цели управления. .

эл. Тип преобразователя

В некоторых схемах управления для переключения некоторых электрических компонентов часто используются промежуточные реле, которые управляются размыканием и замыканием их контактов. Например, схема автоматического размагничивания, обычно используемая в цветных телевизорах или дисплеях, триоды управляют включением и выключением промежуточных реле, тем самым обеспечивая управление катушками размагничивания. Роль преемственности.

ф. Преобразование напряжения

Напряжение в линии управления промышленной линии управления составляет 24 В постоянного тока.Контактор KM2 должен управлять включением и выключением электромагнитного клапана KT, а напряжение катушки электромагнитного клапана составляет 220 вольт переменного тока. Подключение катушки электромагнитного клапана непосредственно к контакту контактора не принципиально, но при этом учитываются правила обслуживания и вопросы безопасности. Промежуточное реле должно быть установлено в другом месте для управления электромагнитным клапаном через промежуточное реле. Это может отделить постоянный ток от переменного, высокого и низкого напряжения. Это удобно для будущего обслуживания и способствует безопасному использованию.

г. Устранение помех в цепи

В линиях промышленного управления или компьютерного управления, хотя существуют различные меры по подавлению помех, явление помех более или менее присутствует. Общий индуцированный ток не вызывает срабатывания промежуточного реле. Только при нажатии кнопки в исходной строке промежуточное реле будет активировано, чтобы дать ПЛК нормальный входной сигнал, таким образом достигая цели устранения помех.

Ⅲ Типы реле

a. В соответствии с принципом работы или структурными характеристиками реле
1) Электромагнитное реле: Электрическое реле, которое работает за счет силы всасывания, создаваемой между сердечником электромагнита и якорем цепью внутри входной цепи.

2) Твердотельное реле: Тип реле, в котором электронный компонент выполняет свою функцию без механических движущихся частей, а вход и выход изолированы.

3) Реле температуры: Реле, которое срабатывает, когда наружная температура достигает заданного значения.

4) Герконовое реле: реле, которое размыкает, замыкает или переключает линию с помощью геркон, который герметизирован в трубке и имеет двойное действие электрической пружины и магнитной цепи якоря.

5) Реле времени: При добавлении или удалении входного сигнала выходной части необходимо задержать или ограничить время на замыкание или размыкание своего управляемого линейного реле до указанного времени.

6) Реле высокой частоты: Реле, используемое для переключения высокочастотных РЧ линий с минимальными потерями.

7) Поляризованное реле: Реле с поляризованным магнитным полем и управляющим действием, которое работает совместно с магнитным полем, создаваемым катушкой управления. Направление срабатывания реле зависит от направления тока, протекающего через управляющую катушку.

8) Другие типы реле: , такие как оптические реле, акустические реле, тепловые реле, измерительные реле, реле на эффекте Холла, дифференциальные реле и т. Д.

г. В зависимости от размера реле
1) Микрореле
2) Ультра-маленькое миниатюрное реле
3) Маленькое миниатюрное реле

Примечание: Для герметичных или закрытых реле размеры являются максимальными размерами корпуса реле в трех взаимно перпендикулярных направлениях, за исключением размеров монтажных, извлекаемых, выступающих, обжимных, фланцевых и уплотнительных швов.

г. Согласно классификации нагрузки реле
1) Реле малой мощности
2) Реле слабой мощности
3) Реле средней мощности
4) Реле высокой мощности

г.Согласно защитным характеристикам реле
1) Герметичное реле
2) Закрытое реле
3) Открытое реле

эл. В соответствии с принципом действия реле
1) Электромагнитного типа
2) Индуктивного типа
3) Выпрямленного типа
4) Электронного типа
5) Цифрового типа и т. Д.

ф. В соответствии с физическими величинами реакций
1) Реле тока
2) Реле напряжения
3) Реле направления мощности
4) Реле импеданса
5) Реле частоты
6) Газовое реле

г.В соответствии с ролью реле в схеме защиты
1) Пусковое реле
2) Измерительное реле
3) Реле времени
4) Промежуточное реле
5) Сигнальное реле
6) Выходное реле

Ⅳ Обнаружение реле

4.1 Инструкция по тестированию

a. Измерьте диапазон рабочего напряжения реле (включая минимальное напряжение включения и максимальное напряжение отключения).
г. Измерьте потребляемую мощность (номинальный ток) и внутреннее сопротивление реле.
г. Долговременные условия работы реле, выдерживаемое напряжение.
г. Описание иконки:

DC source Ammeter Voltmeter Resistance measurement Buzzer

Источник постоянного тока, амперметр, вольтметр, измерение сопротивления, зуммер

4.2 Процесс тестирования

а. Измерение внутреннего сопротивления и номинального тока
1) Тест внутреннего сопротивления: проверьте сопротивление между реле 1 и 8 футов, как показано ниже

Testing Process

2) Проверка номинального тока: 24 В постоянного тока для реле 1 и 8 и 30 секунд для считывания данных амперметра

Примечание: Для проверки тока вставьте мультиметр в порт ввода тока и отрегулируйте положение диапазона (мА), соответствующее текущему файлу.

Testing Process

г. Измерение диапазона рабочего напряжения реле

measuring the working voltage range of the relay

1) Проверка минимального напряжения замыкания: Источник питания постоянного тока начинается с 0 В, и напряжение постепенно повышается до срабатывания зуммера, записывая текущее значение напряжения U1. (Сохраняйте текущее значение подачи постоянного напряжения)

Примечание: Файлы вольтметра и зуммера на рисунке реализованы с помощью мультиметра.

2) Тест на самое высокое напряжение отключения: источник питания постоянного тока начинается с U1, и напряжение постепенно снижается до тех пор, пока зуммер не перестанет подавать сигнал тревоги, и будет записано текущее значение напряжения U2.

г. Измерьте выдерживаемое напряжение нормально разомкнутого нормально замкнутого контакта и выдерживаемое напряжение катушки и контакта

1) Подготовка перед испытанием: поверните ручку «ток утечки» на измерителе выдерживаемого напряжения на «0,5» мА, «время»

Ручка достигает «60» с, ручка «Диапазон напряжения» достигает «5» кВ, ручка «Регулировка напряжения» достигает 0 В, ручка «power» достигает «ВЫКЛ», и две выходные линии подключены к высоковольтному выходу «_DC» » , земля.

2) Измерьте испытание выдерживаемого напряжения нормально разомкнутого нормально замкнутого типа: «мощность» -> «ВКЛ.», «Регулирование напряжения» -> увеличьте до значения аварийного напряжения срабатывания тестера выдерживаемого напряжения, считайте напряжение в это время, как показано ниже:

withstand voltage tester

3) Выдерживаемое напряжение катушки и контакта: «мощность» -> «ВКЛ», «регулировка напряжения» -> 5 кВ или более, срабатывание тестера выдерживаемого напряжения не срабатывает, выдерживаемое напряжение катушки и контактов больше или равно 5 кВ, как показано ниже:

withstand voltage tester

4.3 Меры предосторожности при тестировании реле

a. При проверке номинального тока катушка в реле будет генерировать электромагнитную индукцию при внезапном приложении напряжения. Ток будет становиться все меньше и меньше. После стабилизации напряжения электромагнитная индукция исчезает, и ток становится стабильным в определенном диапазоне. Как и у OMRON G5RL-14-E, ток при включении составляет около 16–17 мА, а стабильное напряжение составляет около 14–15 мА через 4–5 минут. Но наш тест — это считывание напряжения сразу после 30 секунд включения.

г. При значении выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого реле после первого срабатывания реле будет генерироваться электромагнитная индукция. Исчезновение электромагнитной индукции требует времени, и второе напряжение срабатывания будет намного меньше. Но тестируем напряжение при первом чтении.

г. Если вы читаете стабильное значение номинального тока, вы должны читать второе значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа. Если вы считываете значение номинального тока в течение 30 секунд, вы должны прочитать значение выдерживаемого напряжения нормально замкнутого нормально разомкнутого типа первого действия.

Вам также может понравиться

Электрическое реле

: обзор контактов реле
Как работают реле? Функции и применение реле
Как проверить реле с помощью мультиметра?

.

типов реле — какое из них следует использовать?

Реле — это переключатель с электрическим приводом, реле размыкается, когда два контакта разъединены, и реле включается, когда два контакта соприкасаются. Они предназначены для управления низкими напряжениями, такими как 3,3 В, как у ESP32, ESP8266 и т. Д., Или 5 В, как у Arduino, для изменения состояния электрической цепи из одного состояния в другое.

Они часто используются для изоляции цепей низкого напряжения от цепей высокого напряжения для управления устройствами высокого напряжения.

Если вам интересно, как это сделать с помощью Arduino, и узнать больше о реле, вы можете ознакомиться с нашим учебным пособием Arduino о том, как управлять высоковольтными устройствами с помощью релейных модулей.

Но с тысячами реле на рынке, которые совместимы с разными платформами для разных целей, существует очень много различных типов реле. Итак, как выбрать реле для своего проекта?

Не беспокойтесь, после этого руководства вы узнаете о:

  • Различные типы реле
    • Принципы работы
    • Преимущества и недостатки
  • Реле специальных функций

И выберите реле, которое лучше всего подходит для вашего проекта! Без лишних слов, давайте сразу перейдем к реле первого типа

.


В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей реле в основном подразделяются на различные типы:

  • Электромеханическое реле
  • Твердотельное реле
  • Герконовое реле

Есть еще различные другие типы реле, но их использование либо ограничено, либо слишком дорого, либо не широко доступно, поэтому мы не собираемся чтобы включить их в это руководство.

Без лишних слов, давайте посмотрим на 3 наиболее распространенных реле, используемых в настоящее время, первое из которых:

Реле электромеханическое

Эти реле состоят из электрических, механических и магнитных компонентов. Они сделаны с катушкой, которая индуцирует магнитное поле под напряжением. Это магнитное поле притягивает якорь (подвижный контакт), который замыкает или размыкает контакты.

Когда катушка обесточена, катушка теряет свое магнитное поле, а затем пружина втягивает якорь в его нормальное положение, которое затем снова размыкает или замыкает контакты.

Вот пример действия электромеханического реле для питания двигателя:

Электромеханические реле предназначены для источника переменного или постоянного тока в зависимости от области применения. Реле переменного и постоянного тока работают по тому же принципу, что и электромагнитная индукция, но их структура может отличаться по конструкции катушки. Катушка постоянного тока оснащена свободным диодом для обесточивания, в то время как в реле переменного тока используются ламинированные сердечники для предотвращения потерь тока.

Электромеханические реле делятся на 2 типа:

  • Блокировка
    • Блокировочное реле имеет одну или две катушки, которые могут оставаться в последнем положении при отключении тока.Даже после прерывания входного напряжения это реле сохраняет состояние установки или сброса до тех пор, пока не получит следующий инвертирующий вход. Его также называют ретранслятором.
    • Они полезны в приложениях, где требуется низкое энергопотребление, поскольку им не требуется ток для поддержания своего положения.
  • Без фиксации
    • С другой стороны, без фиксации есть пружина или магнит, который поддерживает свое начальное состояние NC (нормально замкнутый), когда ток не течет, и поддерживает свое состояние только во время срабатывания.Когда через катушку протекает ток, контакт размыкается.

Электромеханические реле затем классифицируются по типу переключения в зависимости от количества клемм:

  • Одиночный бросок (ST)
    • например. SPST (Single Pole Single Throw) — простейшее реле, которое работает как кнопка. Реле нормально разомкнуто, и при протекании тока реле замыкается.

  • Двойной бросок (DT)
    • например.SPDT (Single Pole Double Throw) — имеет одну общую клемму и 2 контакта, которые отлично подходят для выбора между двумя вариантами.

Преимущества и недостатки электромеханического реле

Преимущества

  • Способен выдерживать большие пусковые токи
  • Высокая надежность механической конструкции, нечувствительность к внешней электромагнитной среде
  • Дешевый и экономичный
  • Способен выдерживать высокое напряжение и большую токовую нагрузку

Недостатки

  • Электромеханические реле работают медленнее, чем другие типы реле, от 5 до 15 мс
  • Корпус большего размера, не подходит для небольших проектов
  • Электромеханические реле обычно имеют более короткий срок службы, чем другие типы реле, из-за механического износа

Твердотельные реле

Также известные как SSR, твердотельные реле представляют собой схему с различными электронными компонентами, которая выполняет ту же функцию, что и предыдущее электромеханическое реле.Они используют твердотельные компоненты для выполнения операции переключения без каких-либо движущихся частей.

SSR включается или выключается при подаче небольшого внешнего напряжения на его управляющие клеммы. Они используют полупроводниковые устройства для переключения проводимости и отключения высоковольтных нагрузок.

Типичный SSR состоит из драйвера светодиода и светочувствительного полевого МОП-транзистора. Когда ток протекает, он загорается светодиодом, где, когда светочувствительный MOSFET обнаруживает его, он запускает затвор TRIAC (триод для переменного тока) или SCR (кремниевый выпрямитель), который переключает нагрузку, и цепь высокого напряжения будет включенный.

Преимущества и недостатки твердотельного реле

Преимущества

  • Быстрая скорость переключения, время переключения зависит от времени, необходимого для включения и выключения светодиода — приблизительно 1 мс и 0,5 мс. Например, используемый нами серийный SSR G3MC202p составляет ½ цикла источника питания нагрузки +1 мс.
  • Совершенно бесшумная работа, почти без шума
  • Отсутствие физических контактов означает отсутствие искр, позволяет использовать его во взрывоопасных средах.
  • Увеличенный срок службы, даже если активировать его много раз, без движущихся частей и контактов, нагар не накапливается.
  • Компактный, тонкопрофильный SSR моноблочной конструкции с цельной выводной рамкой включает в себя печатную плату, клеммы и радиатор, который намного меньше механических реле и может включать больше каналов.
  • Не подвержен физическому удару

Недостатки

  • Контактное сопротивление относительно велико, обычно выше 100 Ом, что приводит к выделению большего количества тепла, поэтому его необходимо использовать с вентилятором.
  • Высокая стоимость

Герконовые реле

Реле

Геркон состоит из переключателя с магнитными полосками (также известного как геркон), запаянного в стеклянной трубке, заполненной инертным газом (для защиты от коррозии), который перемещается под действием внешнего магнитного поля или индуцированного поля от его соленоида. Магнитное поле, приложенное к катушке, наматывается на трубку, которая заставляет язычок двигаться, так что переключение может происходить без необходимости в арматуре для их перемещения.

Как вы можете видеть выше, осевое магнитное поле не создается, когда на катушку не подается напряжение, когда язычок будет отключен из-за жесткости. Когда на катушку подается напряжение, создается поперечное магнитное поле, и язычок намагничивается. Один контакт поворачивает полюс N, а другой — полюс S, где они будут подключены.

Обратите внимание, что при использовании герконового реле с индуктивной нагрузкой (например, с нагрузкой, исходящей от двигателя), вам необходимо добавить схему защиты между реле и нагрузкой.

Преимущества и недостатки геркон

Преимущества

  • Низкое энергопотребление, малый размер
  • Поскольку он герметичен инертным газом, он очень мало зависит от факторов окружающей среды, таких как температура и влажность, что позволяет ему хорошо адаптироваться к окружающей среде
  • Скорость переключения высокая, примерно в 10 раз выше, чем у электромеханическое реле

Недостатки

  • Низкое напряжение нагрузки и слабый ток
  • Восприимчивость к индуктивным нагрузкам

Реле специальных функций

Помимо упомянутых типов реле, здесь, в Seeed, мы также предлагаем несколько других типов реле со специальными функциями, которые, я думаю, вам понравятся:

Реле Heelight

Хотите управлять реле с помощью звуковых команд? Это реле Heelight делает именно это!

Heelight Relay специально разработан для управления реле с помощью цифровых звуковых команд на расстоянии около 10 метров.Он построен на базе Heelight Core (https://longan-labs.cc/heelight-core/), интеллектуального звукового датчика, который может распознавать до 500+ цифровых звуковых команд.

Теперь вы можете включать и выключать лампы, вентиляторы, соленоиды и другие мелкие бытовые приборы, которые работают от сети переменного или постоянного тока до 220 В, воспроизводя звук с помощью смартфона, компьютера или любого аудиоплеера. Реле Heelight интегрировано с микроконтроллером STM32 Arm Cortex, предварительно запрограммированным для цифрового распознавания звука во время производства этого модуля, поэтому не требует дополнительного программирования для обработки цифровых звуковых команд.

Модуль можно настроить так, чтобы он реагировал на цифровую звуковую команду с помощью двух встроенных кнопок мгновенного действия.

Адаптивное беспроводное реле с кодеком

Хотите управлять высоковольтными устройствами по беспроводной сети? Обратите внимание на это беспроводное реле! ‘

Это беспроводное реле представляет собой адаптивный к кодеку радиоприемник с одноканальным реле. Это помогает легко развернуть беспроводное управление переменным током для электроприборов. Особенности:

  • Максимум 30 кодеков различий, неограниченное количество контроллеров или передатчиков каждого кодека
  • Адаптация самого популярного радиочастотного пульта дистанционного управления, за исключением подвижного кода

Благодаря беспроводной функции они идеально подходят для ваших проектов, таких как домашняя автоматизация, безопасность, промышленное управление и многое другое!


Сводка

Теперь, когда вы узнали, как работает каждый тип реле, его преимущества и недостатки, теперь вы знаете, какое реле использовать в своих проектах? Получите реле прямо сейчас!

Все еще не знаете, какое реле подходит для вашего проекта?

Не беспокойтесь, поскольку мы обобщили существующие релейные модули Seeed, все они совместимы с Arduino и Raspberry Pi, чтобы предложить нашим пользователям общее руководство.

В настоящее время у нас есть 11 релейных модулей, доступных на Seeed Bazaar, 5 — электромеханические реле, 5 — твердотельные реле, 1 — герконовое реле.

В этом руководстве приводится сравнение всех наших реле, чтобы помочь вам выбрать реле, соответствующее потребностям вашего проекта. Это очень полезное руководство для тех, кто хочет использовать реле с Arduino и Raspberry Pi. Ознакомьтесь с новым руководством здесь.

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *