Kontaktrony i przekaźniki kontaktronowe
Najmniej niezawodna strona przekaźnik elektromagnetyczny jest układ kontaktowy. Istotną wadą jest obecność ocierających się części metalowych, których zużycie prowadzi do zmniejszenia wydajności przekaźnika.
Wymienione wady doprowadziły do powstania uszczelnionych styków sterowanych magnetycznie, które nazywane są kontaktronami.
Zasada działania kontaktronów
Zasada działania kontaktronów opiera się na wykorzystaniu sił oddziaływania powstających w polu magnetycznym pomiędzy ciałami ferromagnetycznymi. W tym przypadku siły powodują odkształcenie i ruch przewodników ferromagnetycznych elektronów.
Zestyk uruchamiany magnetycznie (kontaktron) to urządzenie elektryczne, które zmienia stan obwodu elektrycznego poprzez mechaniczne otwieranie lub zamykanie go, gdy na jego elementy oddziałuje sterujące pole magnetyczne, łączące funkcje styków, sprężyn i odcinków obwodów elektrycznych i magnetycznych .
Zastosowanie kontaktronów w technice. Sztafeta laskowa
Obecnie duża liczba kontaktronów powstaje w oparciu o kontaktrony. przekaźniki, przyciski, przełączniki, przełączniki, rozdzielacze sygnałów, czujniki, regulatory, alarmy itp. W wielu gałęziach techniki do kontroli położenia części ruchomych zaleca się stosowanie kontaktronów, liczników wyrobów gotowych. ,
Urządzenie najprostszego kontaktronu
Najprostszy kontaktron ze stykami zwiernymi składa się z dwóch przewodów jezdnych o dużej przenikalności magnetycznej (permaloid) umieszczonych w szczelnym szklanym cylindrze wypełnionym gazem obojętnym lub czystym azotem lub mieszaniną azotu i wodoru. Ciśnienie wewnątrz cylindra przełącznika zaufania wynosi 0,4¸0,6 * 10 ^ 5 Pa.
Środek obojętny zapobiega utlenianiu przewodów jezdnych. Szklana obudowa kontaktronu jest zamontowana wewnątrz cewki sterującej zasilanej prądem stałym. Gdy prąd jest doprowadzany do cewki kontaktronu, pole magnetyczne, który przechodzi wzdłuż przewodów jezdnych przez szczelinę roboczą między nimi i zamyka się w powietrzu wokół cewki sterującej. Powstający w tym przypadku strumień magnetyczny, przechodząc przez szczelinę roboczą, tworzy trakcyjną siłę elektromagnetyczną, która pokonując elastyczność przewodów jezdnych, łączy je ze sobą.
Aby zapewnić minimalną rezystancję styków, powierzchnie styków kontaktronów są powlekane złotem, radem, palladem lub (w najgorszym przypadku) srebrem.
Po wyłączeniu prądu w cewce elektromagnesu kontaktronu siła zanika i styki otwierają się pod wpływem sił sprężystych.
W kontaktronach nie ma części podlegających tarciu, a styki rdzenia są wielofunkcyjne, ponieważ jednocześnie pełnią funkcję obwodu magnetycznego, sprężyny i przewodnika prądowego.
Aby zmniejszyć rozmiar cewki magnesującej, dopuszczalna gęstość prądu jest zwiększona przez zastosowanie żaroodpornego emaliowanego drutu nawojowego. Wszystkie części są wykonane przez tłoczenie i połączone przez spawanie lub lutowanie. Ekrany magnetyczne służą do zmniejszenia obszaru przełączania w kontaktronach.
Sprężyny kontaktronów nie mają napięcia wstępnego, więc ich styki włączają się bez okresu rozruchu.
Jeśli magnes trwały jest używany w kontaktronach wraz z elektromagnesem, wówczas kontaktrony zmieniają się z neutralnego na spolaryzowany.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych przekaźników elektromagnetycznych, w których docisk styku zależy od parametrów sprężyn stykowych, docisk kontaktronu zależy od MDS cewki i rośnie wraz z jej wzrostem.
Hersikoni
Ze względu na błąd technologiczny współczynnika powrotu, kontaktrony mają duże wahania od 0,3 do 0,9. Aby zwiększyć prąd przełączania i moc znamionową, kontaktrony mają dodatkowe styki opalne. Przekaźniki te nazywane są uszczelnionymi stykami mocy lub herticonami. Przemysł produkuje hersicony od 6,3 do 180 A. Częstotliwość rozruchu na godzinę sięga 1200.
Za pomocą gersiconów uruchamiane są silniki asynchroniczne o mocy do 3 kW.
Kontaktrony ferrytowe
Szczególną klasą kontaktronów są przekaźniki ferrytowe o właściwościach pamięciowych.W takich przekaźnikach do przełączenia na cewkę konieczne jest podanie impulsu prądowego o odwrotnej polaryzacji w celu rozmagnesowania rdzenia ferrytowego. Są to tak zwane styki zapieczętowane pamięcią lub gesacons.
Zalety przekaźników kontaktronowych
1. Całkowite uszczelnienie styku umożliwia stosowanie kontaktronów w różnych warunkach wilgotności, zapylenia itp.
2. Prostota konstrukcji, niska waga i wymiary.
3. Wysoka prędkość, która pozwala na stosowanie kontaktronów przy wysokich częstotliwościach przełączania.
4. Wysoka wytrzymałość dielektryczna szczeliny stykowej.
5. Izolacja galwaniczna obwodów komutowanych i obwodów sterujących przekaźników kontaktronowych.
6. Rozszerzone obszary funkcjonalne zastosowań kontaktronów.
7. Niezawodna praca w szerokim zakresie temperatur (-60¸ + 120°C).
Wady przekaźników kontaktronowych
1. Niska czułość sterowania MDS kontaktronami.
2. Wrażliwość na zewnętrzne pola magnetyczne, która wymaga specjalnych środków ochrony przed wpływami zewnętrznymi.
3. Delikatny cylinder kontaktronów, wrażliwy na wstrząsy.
4. Niska moc obwodów przełączanych w kontaktronach i kontaktronach.
5. Możliwość samoistnego otwierania styków przekaźnika zaufania przy dużych prądach.
6. Niedopuszczalne zwarcie i przerwa w obwodzie styków kontaktronu przy zasilaniu napięciem przemiennym niskiej częstotliwości.
Kontaktrony wykonane przez lokalnych producentów
W ciągu dekady rzeczywistej stagnacji krajowego przemysłu przekaźników rynek rosyjski był pełen zagranicznych przekaźników kontaktronowych (głównie chińskich, tajwańskich, niemieckich), ich użycie stało się powszechne, są one włączone do starych opracowań i do tych, które pojawiają się teraz w systemach automatyki, aparaturze pomiarowej itp.
Zasadniczo kontaktrony są konstrukcyjnie wykonane na bazie kontaktronu z łamanymi zaciskami umieszczonymi wewnątrz cewki sterującej, z kontaktronem i cewką przyspawaną do zacisków ramy technologicznej dość skomplikowanego obwodu, który po sprasowaniu specjalnym tworzywem sztucznym i przecinając zworki na ramie, utwórz właściwy przekaźnik (powiedzmy w standardowym pakiecie DIP). Aby zabezpieczyć układ logiczny przed przepięciem, cewka sterująca przekaźnika jest zbocznikowana przez diodę tłumiącą.
Odwieczny problem znalezienia kompromisu między dwoma wzajemnie wykluczającymi się wymaganiami dla takich przekaźników — wysokim dociskiem styku i czułością — praktycznie nie jest tutaj rozwiązany ze względu na brak zapewnienia wysokiej przewodności magnetycznej dla koncentracji strumienia magnetycznego (wytwarzania siły elektromagnetycznej) w przerwa stykowa kontaktronu przekaźnika, czyli z powodu niespełnienia podstawowych wymagań projektowych układu magnetycznego. Przerwa w przewodach kontaktronów, która drastycznie obniża parametry układu magnetycznego takich przekaźników, praktycznie nie jest kompensowana przez wprowadzenie ekranów magnetycznych (wzrost 10-15% przy utracie czułości 60-70% i odpowiednio , kontrola mocy).
JSC „Ryazan Plant for Metal-Ceramic Devices” (JSC „RZMKP”), po opracowaniu przekaźników RGK-41 i RGK-48, częściowo eliminując te niedociągnięcia (głównie ze względu na wybór kontaktronu), rozpoczyna obecnie produkcję proste kontaktrony ramkowe typu otwartego RGK-49, RGK-50 oraz przekaźnik naszym zdaniem następnej generacji - RGK-53, w którym skoncentrowane są główne zalety przełączników zaufania i ich wady, umiejscowienie w przekaźniku jest wyeliminowany.
Kontaktrony RGK-53, sterowane układem logicznym serii TTL, wchodzą w obwód elektryczny z aktywnym obciążeniem w trybie 6 V — 10 mA bez awarii do 10 milionów cykli przełączania. Kontaktron RGK-53 będzie niezastąpiony w urządzeniach, dla których zarówno wielkość i waga przekaźnika, jak i moc pobierana przez sterowanie są szczególnie ważne.
Te kontaktrony mają pewne zalety w stosunku do swoich odpowiedników produkowanych przez firmy z Chin i Tajwanu, chociaż są produkowane na tych samych kontaktronach (na przykład MKA14103, produkowany przez RZMKP).
Dzięki kontaktronowi „przekaźnikowemu” cyklu produkcyjnego i technologicznego istnieje możliwość ingerencji eksploatacyjnej w proces produkcji rzeczywistego kontaktronu, zarówno pod względem jakościowym i niezawodnościowym, jak i specjalnego doboru kontaktronów „przekaźnikowych” z informacyjnych parametry wykorzystywane przy produkcji kontaktronów specjalnego przeznaczenia. Na przykład wybierając grupy czułości dla konkretnego paszportu przekaźnika (co praktycznie nie wpływa na cenę produktu końcowego w fabryce), można uzyskać znaczny wzrost wymiarów (wysokości) przekaźnika.