Магнитоуправляемые контакты

Магнитоуправляемые контакты могут быть незащищенного исполнения, например реле ESK в АТС ESK-ЗОСЮ фирмы «Simens» (ФРГ). В последнее время широкое распространение получили герметизированные магнитоуправляемые контакты, которые применяют в язычковых (безъякорных) нейтральных и поляризованных реле, в многократных соединителях (МС, МСФ, МГС, МИС), а также в различных кнопочных и других коммутационных устройствах.
Герметизированные магнитоуправляемые контакты (МК) по конструкции могут быть выполнены как контактные группы замыкания, размыкания или переключения.
При наиболее распространенном варианте — на замыкание магнитоуправляемый контакт (например, МК27 — рис. 44, а) представляет собой две контактные пружины, монтажные концы которых герметично заварены в ампулу, а контактирующие располагаются строго параллельно с небольшим перекрытием на 0,6—1,2 мм и в исходном состоянии между ними имеется зазор 0,05—03 мм.
Если МК поместить в электромагнитную катушку (соленоид) и включить ток, возникающий магнитный поток будет концентрироваться и на контактных концах пружин появятся заряды противоположной полярности. В результате концы пружин притянутся и замкнут электрическую цепь. После выключения тока, т. е. снятия магнитного поля, проходящая через контакты цепь разомкнётся, так как остаточный магнитный поток будет слишком слаб, чтобы удержать пружины в изогнутом состоянии, и под действием упругих сил они возвратятся в исходное положение.
Чтобы соприкасающиеся поверхности контактных пружин имели малое и стабильное переходное сопротивление, их на участках взаимного перекрытия покрывают благородным металлом (обычно золотом, обеспечивающим низкое сопротивление, родием — для большей износоустойчивости или различными сплавами на основе золота). Покрытие наносят электролитическим способом и термообрабатывают, чтобы материал покрытия диффундировал в основной материал пружины. Для уменьшения электрического сопротивления токам ВЧ контактные пластины высокочастотных МК могут быть полностью покрыты слоем меди.
Ампулы обычно имеют цилиндрическую форму и их изготовляют из стекла (стеклянных трубочек), а в отдельных случаях часть ампулы выполняют из ферромагнитного материала. Чтобы предупредить окисление контактов и улучшить условия дугогашения при их размыкании, ампулы заполняют инертным газом (азотом, аргоном, водородом, смесью аргона или азота с гелием) или откачивают. Газонаполненные МК позволяют коммутировать токи до 2—3 А и напряжения до 500 В. Вакуумные МК имеют большую степень разрежения и коммутируют токи до 3—4 А и напряжения до 5000 В.
Контактные пружины МК одновременно выполняют функции контактов, токопроводника и магнитопровода, что определяет высокие требования к материалу, из которого их выполняют, и точности изготовления.
Наиболее широко распространены контактные пружины МК с постоянным поперечным сечением, так как они технологичны. Для уменьшения местных напряжений в местах заварки в стекло пружины могут иметь круглое сечение. Если необходима неравномерная жесткость контактных пружин, на отдельных участках уменьшают их сечение или удлиняют одну из пружин.
В отдельных случаях, например в поляризованных МК, контактная пружина состоит из двух частей: постоянного магнита и пружинящей части, соединенных точечной электросваркой. Составные контактные пружины имеют повышенную надежность герметизации при больших перепадах температур. Коэффициенты термического расширения материала проходящей через стекло части пружины и стекла должны быть довольно близки.
В некоторых переключающих МК одна из контактных пластин не должна реагировать на магнитное поле, поэтому ее изготовляют из немагнитного материала, например фосфорной или бериллиевой бронзы.
Если в катушку поместить ампулу замыкающего МК с параллельно расположенным постоянным магнитом, его контакты под действием поля магнита, замкнутся. Для размыкания контактов катушкой создается магнитное поле противоположной полярности, перемагничивающее контактные пружины. Так получают МК на размыкание. Если магнитное поле катушки будет в 2 раза больше необходимого для срабатывания МК, произойдет перемагничивание и контакты снова замкнутся. Так получают поляризованный переключатель.
Если в катушку поместить два МК на замыкание, а рядом с одним из них — постоянный магнит, можно получить контактную группу на переключение.
В герметизированных запоминающих контактах в отличие от обычных контактные пружины изготовлены из полужесткого переменного магнитного материала типа ремендюр. Такие пружины «запоминают» свое положение и остаются в притянутом состоянии, пока не поступит специальный размыкающий импульс, что позволяет, например в многократных соединителях на ферридах (МС-Ф), обойтись без встроенных удерживающих магнитов.
По характеру контактирования МК подразделяют на сухие и смачиваемые. Смачиваемые (ртутные) МК отличаются по конструкции от сухих тем, что их ампула на 10% объема заполнена ртутью, подача которой на контактирующие поверхности происходит по капиллярам сплавов платины, нанесенных в виде покрытия на пружины и хорошо смачиваемых ртутью. При замыкании ртуть образует между контактами жидкий мостик, не размыкающийся даже при вибрации. Смачиваемые контакты имеют стабильное переходное контактное сопротивление, большой срок службы и позволяют коммутировать цепи напряжением до 250 В, однако не допускают отклонения положения ампулы от вертикали более чем на 30° и могут использоваться только при температуре от —10 до +50° С.
Преимущества электромагнитных механизмов с МК состоят в герметизации контакта и передаче функций якоря самой контактной пружине, что обеспечивает большое быстродействие и длительный срок службы (до 108 срабатываний при коммутации микротоков). Контактирование в защитной атмосфере пружин, покрытых благородными металлами, обеспечивает высокую надежность коммутации, особенно малых токов (менее 0,2 А), и низкое переходное сопротивление контактов (0,05—0,2 Ом), относительно мало меняющееся во время эксплуатации. Отсутствие больших перемещаемых масс (нет якоря) и малые зазоры между контактами обеспечивают высокое быстродействие электромагнитных механизмов с МК. Время их срабатывания составляет 0,5—1 мс, а время отпускания — 0,3—0,5 мс, что в 5—10 раз меньше времени . срабатывания и отпускания малогабаритных герметизированных якорных реле. Небольшое количество и простота деталей обеспечивают возможность полной автоматизации изготовления МК, а также снимает необходимость выполнять ручную регулировку контактных групп.
К недостаткам МК следует отнести их способность коммутировать лишь токи до 1 А, небольшое пробивное напряжение между разомкнутыми контактами (300—600 В), чувствительность к внешним магнитным полям, хрупкость стеклянной ампулы, опасность дегерметизации вследствие изгиба или перегрева внешних выводов при монтаже, слабые вибро- и ударостойкость, залипание контактов из-за отсутствия трения между ними. Существенным недостатком МК следует считать вибрации контактов длительностью 0,3— I мс после первичного замыкания, что может быть устранено обмоткой пружин виброгасящей спиралью, применением раздвоенных контактных пружин или ртути (смачиваемые МК).

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
 

Яндекс.Метрика