Электрические контакты

Типы электрических контактов. Соединение двух (или более) токоведущих элементов электрической цепи называют электрическим кон­тактом. Для создания замкнутой электрической цепи обычно необхо­димо осуществить несколько контактов. Различают неподвижные и подвижные контакты.

Рис 36.. Устройство рычажного контакта: 1- неподвижный контакт; 2 – подвижный контакт; 3 – шток.

При наличии неподвижных контактов токоведущие элементы электрической цепи в процессе работы не перемеща­ются относительно друг друга, а плотно и надежно соединены между собой. В случае подвижных контактов элементы цепи в процессе ра­боты соединяются между собой (замыкаются) и остаются плотно и на­дежно скрепленными либо разъединяются (размыкаются) с помощью электромеханического или механического устройства (привода).

В качестве примера подвижного контакта на рис. 9.1 показано устройство рычажного контакта. Неподвижный элемент 1 и подвижный элемент 2 соединяются под действием перемещения што­ка 3.

Другим примером подвижного контакта может служить шар­нирный контакт (рис. 9.2), где неподвижный элемент 1 и подвижный элемент 2 соединяются между собой при воздействии внеш­ней силы на рычаг 3. Подвижный элемент 2 поворачивается относи­тельно оси 4.

а) б)

Рис 36.. а. Устройство шарнирного контакта: 1- неподвижный элемент; 2 – подвижный элемент; 3 – рычаг; 4- ось. б. Устройство магнитоупровляймого герметизированного контакта(геркона): 1 – колба; 2 – контактные пружины; 3 – обмотка.

Разновидностью подвижных контактов являются скользящие контакты, у которых один элемент (обычно угольная щет­ка) перемещается (скользит) относительно других (например, медных пластин), как в щеточно-коллекторном устройстве электрических машин постоянного тока.

К подвижным контактам относятся также магнитоуправляемые герметизированные контакты (герконы). Простейший геркон (рис. 9.3) представляет собой миниатюрную за­паянную стеклянную колбу 7, в которую впаяны две плоские контакт­ные пружины 2 из магнитомягкой стали.

Если геркон поместить в магнитное поле, созданное обмоткой 3 или постоянным магнитом, то пружины намагнитятся и притянутся друг к другу. Произойдет замыкание контактов и, следовательно, за­мыкание электрической цепи. После исчезновения магнитного поля контакты вновь разомкнутся за счет силы упругости пружин. Кон­тактирующие поверхности пружин покрывают тонким слоем металла с очень малым удельным электрическим сопротивлением (серебро, золото, платина). Колбу геркона заполняют инертным газом или вакуумируют. Герконы позволяют производить коммутации в цепях при значениях тока 0,5—1 А. Малая масса элементов геркона определяет высокое быстродействие этих контактов — время срабатывания со­ставляет 0,5—1,0 мс.

Важным свойством герконов является их высокая износоустой­чивость. Некоторые виды герконов позволяют производить до двух тысяч переключений в секунду и допускают сотни миллионов сраба­тываний.

Разновидностью герконов являются магнитоуправляемые герме­тические силовые контакты — герсиконы. Они позволяют произво­дить коммутации в цепях при значениях тока 60, 100, 180 А и напря­жения 220—440 В.

Многочисленные исследования контактных явлений с использова­нием научных достижений в электродинамике и теплопередаче позволяли развивать теоретиче­ские основы проектирования контактов. Основ­ными движущими факторами в этом направле­нии являлись уменьшение потерь мощности, улучшение массогабаритных характеристик и уменьшение стоимости ЭА, Научные достиже­ния на этих направлениях нашли воплощение в создании теории композиционных жидкометал лических контактов.

Исторически жидкометаллические контакты появились одновременно с первыми электротех­ническими устройствами, в которых осуществ­лялась коммутация тока с неподвижной части на подвижную. Однако их развитие замедлилось в связи с тем, что в качестве жидкого металла, как правило, использовалась ртуть, являющаяся сильным токсичным элементом. В то же время преимущества жидкометаллических контак­тов — малые потери энергии, возможность рабо­ты в экстремальных условиях и др. — сделали научно-исследовательские работы в этой облас­ти актуальными. В результате в конце 50-х и на­чале 60-х годов под руководством Н.Е. Лысова начали проводиться широкомасштабные науч­ные исследования по созданию жидкометалли ческих контактов на основе нетоксичных эле­ментов и их сплавов. Дальнейшее развитие эти работы получили в ряде научных коллективов СССР под руководством В.Г. Дегтяря, В.С. За рецкаса, Л.И. Тучинскогоидр. В результате этих работ были развиты основы теории жидкометаллических контактов и создан широкий класс композиционных контактных элементов с жест­кими и эластичными каркасами, переходное со­противление которых очень мало, является ста­бильным и не зависит от положения в простран­стве и направления силовых воздействий.

С середины 60-х годов во всех развитых госу­дарствах мира, включая СССР, начинается мас­совое производство полупроводниковых прибо­ров, применение которых в электроаппаратостроении оказало существенное влияние на тех­нико-экономические характеристики различных видов ЭЛ, особенно низкого напряжения. В ре­зультате внедрения усилителей, функциональ­ных преобразователей и других полупроводни­ковых устройств стало возможным повысить бы­стродействие контакторов и реле за счет форси­рования режимов включения и отключения, рас­ширить их функциональные возможности.

Дата добавления: 2014-12-25