Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Всички механични контакти са обект на износване. За да се намали влиянието на този деструктивен фактор, през първата половина на миналия век са разработени магнитно управляеми превключващи устройства, чиято контактна група е поставена във вакуумна колба. В СССР такива елементи се наричат „тръстика“, а в „съкратен контакт“, името „тръстиковия превключвател“ се приема в техническата документация на английски език.

Нека разгледаме принципа на работа на тези устройства, дизайна, основните характеристики, предимства и недостатъци. В края на статията ще има няколко полезни схеми, в които се използват рийд ключове.

Външен вид и характеристики на дизайна

Тези устройства са контактна група, направена на базата на феримагнитен материал, който се поставя в стъклена колба. От нея се изпомпва въздух (условията се създават възможно най-близо до вакуума), като опция е възможно пълнене с инертен газ. Външният вид на устройството и неговото обозначение на схематичните диаграми са представени по-долу.

A) външния вид на тръстиковия превключвател; Б) обозначение на схематичните диаграми

С дизайн, може да се намери на фигура 2.

Конструкция на превключвателя Reed

обозначение:

  • И - заключения на устройството.
  • В - стъклена колба.
  • C - контактна група.
  • D - инертен газ или вакуум.

вид

В зависимост от устройството на контактната група следните видове комутационни устройства могат да се разделят на следните типове:

  1. Елементи с нормално отворени контакти (видът на такова устройство е показан на фиг. 1).
  2. Елементи с нормално затворен контакт.
  3. С превключващ контакт.

Освен функционалните характеристики, изброени по-горе, съществуват технологични, разделящи запечатаните комутационни устройства на две групи: суха и живачна. Отличителна черта на последната е, че в колбата има капка живак. Той служи за “овлажняване” на контактната група, позволява значително да се намали контактното съпротивление и вибрации (отскачане) на контактите по време на превключване, което влияе положително на качеството на контакта.

Принцип на действие

Работата на устройството (затварящи, отварящи или превключващи контакти) се изисква да действа върху елемента чрез магнитно поле, чиято якост ще е достатъчна за превключване. Източникът на такова поле може да бъде нормален или електромагнит.

Под въздействието на линиите на силата настъпва намагнитването на контактите и, за да се преодолее прага на еластичност, те комутират верига.

Принципът на работа на нормално отворен тръбен превключвател

Съответно, веднага щом магнитното поле на контактната група престане да действа, то ще се върне в първоначалното си състояние. Тоест, в допълнение към тяхната пряка цел, функционално, контактите играят ролята на магнитно ядро и еластичен елемент.

Устройствата с нормално затворени контакти действат малко по-различно. Техните феримагнитни еластични елементи, попаднали под въздействието на магнитно поле, придобиват същия заряд, което ги кара да се отблъскват, прекъсвайки контакта.

Принципът на работа на нормално затворен тръбен превключвател

Понякога в такива ключове само един еластичен елемент е изработен от феримагнитна сплав, в резултат на което магнитът се приближава към него, като изключва веригата.

Подобен принцип е свързан с тръбни превключватели с превключваща група от контакти, в които два от тях са направени от магнитен материал. Под въздействието на магнит те се привличат, а немагнитният контакт остава в първоначалното си положение. В резултат на това веригата отново се превключва.

Превключване на тръбата

Основни параметри

Свойствата на запечатаните ключове се определят от механични и електрически параметри. Първите са:

  • N max - номерът, показващ максимално допустимия брой операции, без да се променят основните характеристики.
  • V cp - стойността, която представлява интензивността на полето, необходима за реакцията на устройството. В техническата терминология тази характеристика се нарича магнитомоторна сила.
  • V OTP - стойността, съответстваща на силата на отвора.
  • t cp - времето, необходимо за задействане на контактната група.
  • t opt е времевият интервал, необходим за освобождаване.
  • Последните два параметъра са най-важните от механичните характеристики, тъй като те описват скоростта на превключване.
  • Сега ще изброим основните електрически характеристики:
  • R K - съпротивление между контактите в затворено състояние.
  • R FROM - съпротивление на отворени контакти.
  • U CR - напрежение на пробив, тази характеристика зависи както от предишния параметър, така и от разстоянието между контактната група. Освен това, диелектричната якост влияе на диелектричната якост.
  • P max - превключваща мощност.
  • C K - капацитет, образуван от отворени контакти.

Как е управлението?

Можете да управлявате запечатан ключ по два начина:

  • използване на постоянен магнит;
  • действащи върху бобина, свързана към източник на постоянен ток.

В първото изпълнение управлението може да се извърши чрез линейно или ъглово движение на постоянния магнит. Също така има начин, при който полето се припокрива със специална завеса.

Като пример за използване на метода за управление с помощта на магнит, могат да се цитират сензорите за ниво, както и позициите, алармените системи и т.н.

Втората опция ви позволява да създадете реле на базата на релето. За разлика от традиционния дизайн, такова устройство ще бъде по-надеждно и трайно, тъй като на практика не съдържа движещи се механични елементи. Що се отнася до малък брой контактни групи, този недостатък лесно се елиминира чрез увеличаване на броя на включените рийд ключове.

Опростено изображение на конструкцията на релето

Пример за прилагането на този метод за управление може да служи като токово реле, основаващо се на тръбен превключвател. Това е навита намотка с дебел проводник, вътре в който е поставен запечатан превключвател. Това устройство може да служи като защитна система срещу претоварване в постояннотокови вериги. Чувствителността на инструмента се регулира лесно чрез линейно преместване на превключвателя вътре в бобината.

Плюсове и минуси

Всеки дизайн освен предимства не е без недостатъци. Познавайки силните и слабите страни на устройството, можете да намерите оптималния обхват за неговото приложение. Нека разгледаме какви са предимствата на запечатаните ключове, тези свойства включват:

  • Висока надеждност при превключване. Той е почти два порядъка по-висок от този на отворените контактни групи. Това се постига благодарение на високото съпротивление между отворените контакти (R IZ ), което може да се изчисли в десетки MOhm. Индексът на електрическа якост (U CR ) също играе важна роля, а разбиващото напрежение на някои модели надвишава 10 kV.
  • Скоростта също е неоспоримо предимство. Честотата на превключване на много модели е близо до 1 kHz. Що се отнася до параметрите, описващи скоростта на превключване, те са в следните диапазони: t cp - от 0.4 до 1.8 ms, t out - от 0.25 до 0.9 ms, което далеч надхвърля подобни характеристики на отворените контактни групи.
  • Дълготрайността, броят на позитивите се изчислява на милиарди, а нито една отворена контактна група не може дори да се доближи до този етап.
  • Този тип превключвател не е труден за съгласуване с товара.
  • Управлението може да се извършва без използването на електричество.

Характерни недостатъци:

  • Ниско захранване.
  • Малък брой контакти.
  • Bounce когато се задейства (дизайн "мокър" тип отървете от този недостатък).
  • Голям размер за модерна база радио.
  • Недостатъчна якост на стъклената колба.
  • Чувствителен към външни магнитни полета.

Въпреки очевидното преобладаване на положителните качества, тези устройства постепенно се заменят с полупроводникови аналози, като сензорите на Хол. Липсата на скачане, малък размер и по-висока сила изиграха решаваща роля.

Примери за практическо приложение в ежедневието

Както беше обещано в началото на статията, ето няколко полезни схеми, които използват рийд ключове. Да започнем с универсалното управление на осветлението в коридора. Принципът на работа е следният: когато отворите входната врата, светлината автоматично се включва и след няколко минути се изключва. При достатъчно ниво на осветление светлината в коридора не се включва.

Схема за управление на коридора

Легенда:

  • Резистори: R1 - 68 kΩ, R2 - 33 kΩ, R3 - 470 kΩ, R4 - 10 kΩ, R5 - 27 kΩ.
  • Кондензатори: C1 - 0.1 μF, C2 - 100 μF x 25 V, C3 - 470 μF x 25 V.
  • Зенерови диоди и диоди: VD1 - КС212Ж, VD2 и VD3 - КД522 (1N4148), VD4 - КД209 (1N4004).
  • Транзистори: VT1 и VT2 - FRF840.
  • SG1 - всеки конвенционален сензор за тръстика, например 59145-030.
  • FR1 е фоторезистор, подходящ за всякакъв тип съпротивление в светлина от поне 8 kΩ, на тъмно - 120-180 kΩ.
  • Тригер D1 - K561TM2 (CD4013).

Настройката на веригата се свежда до избора на съпротивление R1, за да се избере оптималното време за изключване на светлината.

Сега ще разгледаме схемата на обикновена домашна алармена система, където се използва и типичен сензор за вратата.

Проста домашна алармена система

Легенда:

  • Резистори: R1, R2 и R3 - 100 kΩ, R4 - 33 kΩ, R5 - 100 kΩ, R6 - 1 kΩ.
  • Кондензатори: C1 - 100 µF x 16 V, C2 - 50 µF x 16 V, C3 0.068 µF.
  • Диоди и светодиоди: VD1 и VD2 - KD522 (1T4148), HL1 - AL307B.
  • Транзистори: VT1 - KT829, VT2 - K361.
  • IC: K561LA7.
  • S1 - сензор за рийд 59145-030.

Като сирена се използва сирена AC-10.

Веригата се захранва от 12 V батерия с капацитет от 4 Ah.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник