Герконы

Реле РЭЛ

1) Конструкция реле (рис. 4.29).

2) Преимущества реле РЭЛ.

3) Применение реле РЭЛ

4) Принадлежность реле к I классу надежности.

В устройствах автоматики и телемеханики наряду с элект­ромагнитным реле все более широкое применение находят гер­метизированные магнитоуправляемые контакты (МК), называемые герконами. Геркон представляет собой контактные пружины 1 (рис. 4.30), выполненные из магнитомягкого материала, поме­щенные в стеклянную ампулу 2. Ампулу заполняют инертным га­зом или создают в ней вакуум. В обоих случаях практически отсутствует искрообразование и коррозия контактов. Контакты выдерживают до 10⁸ срабатываний (при малых токах).

Рис.4.30. Схема геркона

Принцип действия МК заключается в том, что при наличии магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом или электромагнитом, контактные пружины притягиваются друг к другу, соединяясь электрически. При отсутствии магнитного потока или снижении его ниже определенного значения МК размы­каются под действием сил упругости контактных пружин.

Контактирующие поверхности контактных пружин покрывают тонким слоем (несколько микрон) благородного металла (золо­та, серебра, палладия, радия) или сплавов из них для обеспе­чения надежного соединения с малым переходным сопротивлением.

Один или несколько герконов (МК), помещенных внутрь элект­ромагнитной катушки, образуют герконовое реле (рис. 4.31). Механические перемещения в герконовых реле минимальны (смеще­ние конца пружины на несколько десятых и даже сотых долей миллиметра). Поэтому чувствительность и быстродействие у этих реле намного выше, чем у большинства обычных электромагнитных реле. При этом масса (и стоимость) герконового реле в десят­ки раз меньше массы (и стоимости) обычных реле.

Рис. 4.31. Схема герконового реле

Геркон благодаря герметичности может работать в агрес­сивных и взрывоопасных средах и при температурах от —100 до +200 °С в любом положении по отношению к горизонтали. Существует несколько разновидностей герконов и герконовых реле. Их варианты могут отличаться формой и размером контак­тов и баллонов. Выпускают МК на замыкание (фронтовой контакт), на размыкание (тыловой контакт) и на переключение (тройник).

Основной частью герконов, выполняющей функции магнитопроводов, контактов, якоря и упругих элементов, являются конта­ктные пружины. Поэтому из принципа действия герконов следу­ет, что контактные пружины должны обладать высокой электро­проводностью и магнитной проницаемостью, малой остаточной индукцией и достаточной упругостью. Кроме того, по технологи­ческим соображениям необходимо, чтобы материал пружин хорошо сваривался со стеклом, образуя вакуумный спай.

Для изготовления пружин герконов в большинстве случаев используют пермаллоевые проволоки различных марок.

Герконы и герконовые реле просты по устройству, достаточ­но надежны в работе, характеризуются небольшими размерами (рис. 4.32) и массой, малой стоимостью. Поэтому их широко приме­няют в промышленной автоматике. К сожалению, герконы и герконо­вые реле не обладают свойствами реле I класса надежности, что в значительной степени ограничивает их применение в устройствах железнодорожной автоматики, обеспечивающих безопасность движения поездов. Не исключается возможность замыкания кон­тактов из-за снижения жесткости контактных пружин и сварива­ния контактирующих металлических поверхностей.

Рис. 4.32. размеры герконов КЭМ-1 и КЭМ2, герконового реле РЭС-44

В железнодорожной автоматике герконы можно применять в устройствах, работа которых не связана непосред­ственно с безопасностью движения поездов. В случае их исполь­зования в ответственных схемах должен обеспечиваться непрерыв­ный контроль правильности замыкания и размыкания контактов.

Разработаны герконы для переключения силовых цепей боль­шой мощности (токи до 15 А при напряжении 220 В); их назы­вают герсиконами.

Разновидностью герконов являются жидкометаллические (в частности, ртутные) магнитоуправляемые контакты. В реле ИВГ, применяемом взамен ИМВШ-110, применен жидкометаллический (ртутный) магнитоуправляемый геркон МКСР-45181, коммутаци­онный ресурс которого более чем в 10 раз превышает этот по­казатель для обычных («сухих») контактов. Этот геркон (рис. 4.33) состоит из стеклянной оболочки 5, в которую помещены (впаяны) неподвижные 4 и 3 и подвижная 1 плоские контакт-детали из магнитомягкого металла. При воздействии магнитного потока под­вижная контакт-деталь перемещается, размыкая тыловой и за­мыкая фронтовой контакты. Для обеспечения стабильного и низкого переходного сопротивления и высокой износостойкости контактов в зону контактирования 2 при работе геркона по капиллярам подвижной контакт-детали постоянно поступает ртуть из резервуара, помещен­ного внизу оболочки.

Рис. 4.33. Схема жидкометаллического (ртутного) магнитоуправляемого геркона МКСР-45181

Смачивание контактов ртутью обеспечивает их длительную и надежную работу в условиях эксплуатации.

Герметичная оболочка геркона заполнена водородом под давлением 1,7·10⁶ Па для обеспечения электрической прочности зазора (0,7 мм), равной не менее 2500 В.

В реле ИВГ применена магнитная система нейтрального реле, состоящая из катушки, ярма и сердечника, на полюсном нако­нечнике которого закреплена втулка с герконом. В реле ИВГ предусмотрена возможность включения обогрева на зимний пери­од, так как при температуре —38 °С и ниже происходит замерза­ние ртути. Для этого в корпусе реле установлен резистор 18Ом, 10 Вт с выводами на контакты 12 и 32, к которым при необходимости подключается источник переменного тока напря­жением 12—14 В (рис. 4.34).

Рис. 4.34. Расположение контактов и схема включения обмотки реле ИВГ

Для облегчения режима коммутации применен искрогасящий контур, состоящий из резистора и конденсатора. Для его вклю­чения устанавливают перемычку между выводами 13 и 72 на штепсельной розетке. В случае коммутации переменного тока перемычку не устанавливают, так как через искрогасящий кон­тур образуется обходная цепь. Все детали реле ИВГ размещают на плате реле НМШ. Электрические характеристики реле по пере­менному току частотой 50 Гц: напряжение срабатывания 2,6— 3,2 В, напряжение отпускания якоря не менее 2,0 В. Герконовый контакт реле обеспечивает не менее 5·10⁸ переклю­чений электрических цепей постоянного тока при напряжении 6 В и токе 0,5 А. Для сравнения отметим, что реле ИМВШ-110 обеспечивает 2·10⁷ переключений.

Реле ИВГ не относится к реле I класса надежности. Поэто­му оно, так же как и реле ИМВШ-110, может применяться в схе­мах, в которых неправильная работа контактов не приводит к опасным отказам. Правильность работы контактов должна прове­ряться схемой дешифратора.

Полное сопротивление обмотки реле ИВГ и потребляемая мощность такие же, как и у реле ИМВШ-110. Поэтому эти реле являются взаимозаменяемыми. После установки реле ИВГ в штепсельную розетку взамен реле ИМВШ-110 необходимо измерить напряжение переменного тока на обмотке реле, которое должно быть в пределах, указанных в регулировочных таблицах. Затем проверяют правильность и устойчивость работы дешифратора при приеме кодовых сигналов КЖ, Ж и 3 и их отсутствии. Реле ИВГ проходят широкие эксплуатационные испытания на сети до­рог. На основании испытаний будет усовершенствована конструкция реле и технология изготовления герконов.

Вопросы для самоконтроля по пункту:

Дата добавления: 2014-01-07