Что такое геркон и как применяется в быту?
Геркон – термин, обозначающий контакт в герметичной оболочке, управляемый магнитом. Выглядит такая радиодеталь как колба с вытянутой формой. Внутри колбы создается вакуум. Контакты геркона должны перекрываться по своей длине, но расположены близко друг к другу. Таких контактов может быть несколько. Направлены они на разные замыкания цепи.
Когда к контактам приближается магнит, контакты геркона срабатывают и соприкасаются друг с другом. Когда магнитной поле больше не действует, происходит размыкание цепи. Герконы могут быть использованы в самых различных видах датчиков, выключателях и других устройствах. Статья содержит подробное описания устройства герконов и как они могут быть использованы.
Герконы: способы управления, примеры использования
Герконы имеют ряд механических и электрических параметров, которые характеризуют их свойства. Эти параметры можно разделить на две большие группы: механические и электрические.
Механические параметры герконов
К механическим параметрам относится магнитодвижущая сила срабатывания. Этот параметр показывает, при каком значении напряженности магнитного поля происходит срабатывание и отпускание контакта. В технической документации это называется как магнитодвижущая сила срабатывания (обозначается Vср) и магнитодвижущая сила отпускания (обозначается Vотп). Немаловажными параметрами геркона, в ряде случаев основными, является скорость его срабатывания и отпускания. Эти параметры измеряются обычно в миллисекундах и обозначаются соответственно как tср и tотп, которые в целом характеризуют быстродействие геркона.
Герконы, имеющие меньшие геометрические размеры обладают более высоким быстродействием. Максимальное число срабатываний, или попросту ресурс, также относится к группе механических параметров. Этот параметр оговаривает, при каком числе срабатываний все свойства геркона, как механические, так и электрические сохраняются в пределах допустимых значений. В технической документации обозначается как Nmax.
Электрические параметры герконов
Эти параметры такие же, как у обычных механических контактов. Сопротивление, измеренное между замкнутыми контактами называется сопротивлением контактного перехода и обозначается как Rк, а сопротивление, измеренное между разомкнутыми контактами есть не что иное, как сопротивление изоляции Rиз. Электрическая прочность геркона. Этот параметр характеризует пробивное напряжение Uпр. Это напряжение в основном определяет качество изоляции между контактами, которое в свою очередь обусловлено качеством вакуума или заполнения колбы инертными газами. Кроме этого пробивное напряжение зависит от величины зазора между контактами и качества их покрытия.
Мощность, коммутируемая герконом определяется в основном его конструкцией: материалом и размерами контактов, а также типом покрытия контактных площадок. В технической документации этот параметр обозначается как Pmax. Емкость, измеренная между разомкнутыми контактами обозначается как Cк. Она зависит лишь от геометрических размеров геркона и расстояния между разомкнутыми контактами. Все технические характеристики основных типов герконовых выключателей приведены в таблице ниже:
Достоинства герконовых реле:
Недостатки герконовых реле:
Особенности и преимущества герконов:
Как уже говорил, контакты геркона находятся в вакууме или в инертном газе и как следствие при работе они слабо обгорают, даже если при замыкании или размыкании между контактами возникает искра.
Управление герконом при помощи постоянного магнита
Наиболее прост и распространен способ управления с линейным перемещением магнита. Здесь вполне уместно вспомнить охранную сигнализацию, где магнит укреплен на двери и заставляет срабатывать геркон, когда дверь закрыта. Способ с угловым перемещением магнита используется намного реже, как правило, в тех случаях, когда другие способы применить по какой-либо причине невозможно. Перекрытие магнитного поля шторкой использовалось в клавиатурах различных вычислительных устройств, вплоть до девяностых годов прошлого столетия, а может быть можно встретить где-нибудь и до сих пор.
Управление герконом при помощи катушки с постоянным током
Этот способ получил наибольшее распространение при создании герконовых реле. Конструкция этих реле достаточно проста: внутрь катушки с током просто помещается геркон, и при этом не требуется никаких дополнительных пружинок и рычагов, как у обычного реле. Единственный в этом случае недостаток это небольшое количество контактных групп. Если катушку выполнить достаточно толстым проводом, способным пропустить большой ток, то можно получить герконовое токовое реле. Такие реле широко применялись в мощных источниках постоянного тока в качестве датчика системы защиты от перегрузок. Точная настройка уровня срабатывания такого датчика осуществляется резьбовым механизмом, позволяющем плавно перемещать геркон вдоль оси катушки.
Преимущества и недостатки герконов
Как и любая вещь герконы имеют свои недостатки и преимущества. Сначала поговорим, естественно, о преимуществах. По сравнению с обычными коммутирующими контактами герконы имеют чуть ли не в 100 раз большую надежность по сравнению с обычными открытыми контактами. Эта надежность обусловлена более высоким сопротивлением изоляции (достигает десятков МегаОм), и большей электрической прочностью: пробивное напряжение у некоторых типов герконов достигает нескольких десятков киловольт. Сравнительные характеристики герконов приведены в таблице ниже:
Недостатки герконов
На фоне достоинств недостатки, наверно, не так уж и велики. Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Кроме того малое количество контактных групп в одном баллоне а для «сухих» герконов дребезг контактов. К недостаткам же можно отнести также хрупкость стеклянного баллона и в некоторых случаях высокую чувствительность к внешним магнитным полям.
Измерение основных электрических параметров
Электрические параметры герконов следует измерять при нормальных климатических условиях, в режимах и условиях, установленных в технических условиях на герконы конкретных типов. При проведении измерений должны быть приняты меры к устранению влияния паразитных внешних магнитных и электрических полей или к их уменьшению, а также не должна возникать вибрация герконов, вызывающая изменение параметров. При измерении электрических параметров геркон должен управляться измерительной катушкой без ферромагнитных материалов. Требования к измерительной катушке и положение геркона в ней должны соответствовать установленным в ТУ на герконы конкретных типов.
Измерение магнитодвижущей силы срабатывания, отпускания и коэффициента возврата
Погрешность измерения.за счет влияния внешних электрических и магнитных полей не должна превышать 0,5А и не должна быть более 2%. МДС срабатывания определяют по значению тока, протекающего через измерительную катушку в момент срабатывания геркона. МДС отпускания определяют по значению тока, протекающего через измерительную катушку в момент опускания геркона. Коэффициент возврата определяют как отношение МДС отпускания к МДС срабатывания. Момент срабатывания и опускания герконов под воздействием управляющего магнитного поля определяют методом контроля состояния цепи геркона. При определении МДС срабатывания и МДС отпускания через контакт-детали геркона должен проходить постоянный ток.
МДС (А) определяют по формуле: МДС = Iкат · Nкат
где Iкат – ток через катушку в момент фиксации срабатывания/отпускания; N – число витков измерительной катушки (5000).
Коэффициент возврата определяют по формуле:
Кв = МДС отп / МДС сраб
Относительная погрешность измерения МДС срабатывания и МДС отпускания не должна выходить за пределы ±1 А при измерении МДС до 20 А, ±2 А — от 20 до 80 А и ±5% —свыше 80 А с вероятностью не менее 0,95.
Измерение временных параметров
Временные параметры, определяют измерением интервалов времени в соответствии с временными диаграммами срабатывания и отпускания геркона. Генератор прямоугольных импульсов тока должен обеспечивать на выходе одиночные импульсы или серию импульсов с длительностью фронтов, измеренных между уровнями 0,1 и 0,9 их амплитуды, не более 50 мкс на активной нагрузке и амплитудой, обеспечивающей в измерительной катушке рабочую МДС. Измеряют интервалы времени срабатывания и отпускания. При измерении времени дребезга не учитывают разрывы цепи менее 10 мкс.
Измерение электрического сопротивления
Сопротивление геркона измеряют при замкнутых контакт-деталях с помощью четырехпроводного подключения (токового и потенциального) приборами непосредственного отсчета или методом вольтметра-амперметра на постоянном токе. Измерение сопротивления геркона проводят на установке, электрическая структурная схема которой приведена ниже:
G — источник тока; PV1, PV2 — милливольтметры; RK — калиброванный резистор; Е — испытуемый геркон.
Источник тока G должен удовлетворять следующем требованиям: обеспечивать ток в цепи геркона не более 0,1 А с погрешностью в пределах ±2,5%; иметь максимальное напряжение на разомкнутом герконе не более 6В.
Измерение влияния внешних электромагнитных полей
Измерительную катушку с герконом располагают в пространстве в трех взаимно перпендикулярных положениях и измеряют МДС срабатывания в каждом положении в двух направлениях (при втором измерении катушка расположена так, что ее продольное поле повернуто на 180°). Из полученных значений выбирают большее и меньшее. Разность между ними не должна превышать 0,5 А и быть не более 2%.
Заключение
В статье описаны все подробности устройства и области использования герконов. Более детальную информацию можно узнать в источнике Что такое магнитоуправляемые контакты.
Геркон: технические характеристики, принцип работы, примеры применения
Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».
Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.
Внешний вид и особенности конструкции
Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.
А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах
С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.
Конструкция геркона
Обозначение:
Разновидности
Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:
Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.
Принцип действия
Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.
Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.
Принцип работы нормально-разомкнутого геркона
Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.
Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.
Принцип действия нормально-замкнутого геркона
Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.
Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.
Срабатывание переключающего геркона
Основные параметры
Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:
Как осуществляется управление?
Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:
В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.
В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.
Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.
Упрощенное изображение конструкции герконового реле
Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.
Плюсы и минусы
Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:
Характерные недостатки:
Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.
Примеры практического применения в быту
Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.
Схема управления освещением прихожей
Обозначения:
Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.
Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.
Простая домашняя сигнализация
Обозначения:
В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.
Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.
Герконы — технические характеристики, принцип работы
Область применения герконов
Контактные группы на герконах активно используют в электрических схемах охранной сигнализации. Группа контактов на герконах в одном корпусе может одновременно делать переключения в нескольких электрических цепях не связанных друг с другом. В сигнализации это применяют для включения звуковой, световой индикации сработки, для передачи сигналов на дежурный пульт управления.
Пример установки герконов в РЩ мобильной перекачивающей станции горючего
На предприятиях с взрывоопасными примесями эффективно используют герконы для коммутации электрооборудования различного назначения, так как при замыкании и размыкании контактов нет искр выходящих за пределы герметичной стеклянной колбы корпуса. Для запуска мощных электродвигателей применяют герконы способные подключать цепи с нагрузкой до 45 кВт.
Кроме низковольтного оборудования, есть модели герконов которые используются для замыкания цепей с напряжением от 1000 В до 100 кВ, в релейной защите высоковольтных воздушных линиях для передачи электроэнергии. На таких элементах устанавливают дугогасящие конструкции и дэмпферные приспособления для гашения вибрационных колебаний контактов. Герконовые изделия для коммутации предоставляют возможность развития новых направлений в приборостроении, автоматических устройств управления и защиты в релейных системах.
Назначение и область применения
Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:
В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей. Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей. Используются герконы и в особых областях – это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.
Различные герконовые реле.
Принцип работы герконов
Работа основана на использовании магнитных сил поля возникающих между ферромагнитными элементами в герконе. Эти силы могут деформировать и перемещать, феритовые пластины контактов, при этом они замыкаются или размыкаются. Магнитное поле для намагничивания ферромагнитных контактов в зоне размещения прибора создается двумя способами:
Катушка, намотанная на стеклянную колбу геркона
Совет №1 величину магнитного потока можно регулировать самостоятельно, наматывая провод на корпус катушки до момента срабатывания контактов
В левой части картинки постоянный магнит удаляется, и контакты геркона занимают исходное положение.
В правой части магнит подносится к геркону, магнитное поле переключает контакты.
Простейшая конструкция геркона
Герконы и герконовые реле
Достоинства и недостатки герконов
Достоинства герконовых реле:
— полная герметизация контакта;
— простота конструкции, малая масса и габариты;
— высокое быстродействие, что позволяет использовать герконовые реле при высокой частоте коммутаций;
— высокая электрическая прочность межконтактного промежутка;
— гальваническая развязка коммутируемых цепей и цепей управления герконовых реле;
— расширенные функциональные области применения герконовых реле;
— надежная работа в диапазоне температур (–60…+120°С).
Недостатки герконовых реле:
— низкая чувствительность у МДС (магнитная движущая сила) управления герконовых реле;
— восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует специальных мер по защите от внешних воздействий;
— хрупкий баллон герконовых реле, чувствительный к ударам;
— малая мощность коммутируемых цепей у герконов;
— возможность самопроизвольного размыкания контактов герконовых реле при больших токах.
Принцип действия герконов
Наименее надежным узлом электромагнитного реле является контактная система. Существенным недостатком реле также является наличие трущихся металлических деталей, износ которых приводит к снижению работоспособности реле и окисление контактов при их работе в атмосфере воздуха.
Перечисленные недостатки привели к созданию герметических магнитноуправляемых контактов — герконов
Принцип действия герконов
основан на использовании сил взаимодействия, возникающих в магнитном поле между ферромагнитными телами (рис. 4).
Рис. 4.
Герконы: внешний вид и принцип действия
Рис. 5.
Схема подключения геркона
Магнитоуправляемый контакт (геркон)
представляет собой контактную группу, способную при приложении/снятии магнитного поля замыкаться или размыкаться. Для повышения надежности работы контактной группы она помещается в стеклянную капсулу с химически неактивной атмосферой. Схема подключения геркона представлена на рис. 5.
Устройство герконовых реле
Простейшее герконовое реле с замыкающими контактами состоит из двух контактов с высокой магнитной проницаемостью (пермаллой), размещенных в стеклянном герметичном баллоне, заполненном либо инертным газом, либо чистым азотом, либо сочетанием азота с водородом.
Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников. Стеклянный баллон устанавливается внутри обмотки управления, питаемой постоянным током. При подаче тока в обмотку образует тяговую электромагнитную силу, которая, преодолевая упругость контактов, соединяет их между собой.
Примечание. Для создания минимального переходного сопротивления контактов, поверхности касания герконов покрывают золотом, родием, палладием или серебром.
При отключении тока в обмотке электромагнита МДС исчезает, и под действием сил упругости контакты размыкаются или замыкаются (переключаются).
В герконовых реле отсутствуют детали, подвергающиеся трению, а контакты сердечника многофункциональны, так как выполняют одновременно функцию магнитопровода, пружины и токопровода.
Для уменьшения размеров намагничивающей катушки увеличивают допустимую плотность тока, используя для намотки теплостойкий эмалированный провод. Все детали изготавливаются штамповкой, а соединяются сваркой или пайкой. Для уменьшения зоны включенного состояния в герконах применяются магнитные экраны.
Пружины герконов не имеют предварительных натягов, поэтому включение их контактов происходит без периода трогания.
Примечание. Если в герконах наряду с электромагнитом используется постоянный магнит, то герконы из
нейтральныхпереходят вполяризованные
.
Герсиконы и гезаконы
Для увеличения коммутационного тока и номинальной мощности герконовые реле имеют дополнительные дугогасительные контакты. Такие реле называются герметичными силовыми контактами
или
герсиконами
. Промышленностью выпускаются герсиконы на ток от 6,3 до 180 А. Частота их включений в час достигает 1200.
С помощью герсиконов осуществляется пуск асинхронных двигателей мощностью до 3 кВт.
Особый класс герконов — реле на ферритах
, которые обладают свойством памяти. В таких реле для переключения на катушку необходимо подать импульс тока обратной полярности с целью размагничивания ферритного сердечника. Это герметизированные запоминающие контакты или
гезаконы
.
Такие реле конструктивно выполняют на базе геркона с обрезанными выводами, находящегося внутри обмотки управления, с герконом и катушкой, приваренными к выводам технологической рамки достаточно сложного контура, которые после опрессовки специальной пластмассой и вырубки перемычек на рамке образуют собственно реле (скажем, в стандартном корпусе DIP). Для защиты логической микросхемы от перенапряжений обмотка управления реле шунтируется демпфирующим диодом.
Виды герконовых реле
Большой спрос на использование герконов в самых различных отраслях с учетом условий производства порождает большое количество моделей изделия. Все герконовые реле можно разделить по виду контактов:
По виду конструкции герконовые реле разделяют на два вида:
Ключевые особенности герконовых реле
Основные технические характеристики герконов
По причине большого разнообразия конструкций герконовых реле, с различными функциональными назначениями есть характеристики, которые актуальны только для конкретного вида. Рассмотрим основные, которые присущи для всех разновидностей герконовых реле:
Последние два параметра в технической документации могут формулировать как скорость замыкания и размыкания контактов в миллисекундах, записываются как Тср и Тотп. Эти величины показывают быстродействие геркона, малогабаритные модели имеют более высокое быстродействие. Частота коммутационных циклов может достигать 1000 Гц.
Таблица : ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРКОНОВ НА ЗАМЫКАНИЕ КОНТАКТОВ
Параметры переключающих и измерительных герконов
| Марки герконов | МКС-27102 | КЭМ-3 | МКС-15101 | МКА-52181 | МКА-27801 |
| сила магнитного потока, А | 51…74 | 31…100 | 31…45 | 81 | 31…100 |
| Временной интервал переключения, мс | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 2.1 | 2.1 |
| Допустимая мощность коммутации, Вт | 31 | 31 | 0,36.1 | 1,49 | 1 |
| Допустимое напряжение коммутации, В | 151 | 125 | 35 | 35 | 301 |
| Допустимый ток коммутации, А | 1.1 | 1.1 | 0,011 | 0,11 | 0,011 |
| Сопротивление замкнутых контактов, Ом | 0,151 | 0,31 | 0,151 | 0,081 | 0,11 |
| частота замыканий и размыканий, Гц | 51 | 101 | 100,1 | 100,1 | 50.1 |
| Интервалы рабочей температуры, °С | -61… + 125 | -61… + 125 | -61… + 125 | -61… + 85 | -61… + 85 |
| Диапазон сачтоы вибрации, Гц | 1…2000.1 | 1…2000.1 | 1…2000,1 | 1…601 | 5…601 |
| Длина и Ø баллона, мм | 27/67 | 18/54 | 15/50 | 53/79,5 | 28/52,3 |
герконы с большой мощностью
| Марка геркона | MKA-52141 | MKA-52142 | MKA-52202 |
| Модификация геркона | высоковольтный | высоковольтный | мощный |
| Сила магнитного потока переключения, А | 100…200,1 | 300.1 | 180…300.1 |
| Временной интервал переключения, мс | 3,1 | 3,1 | 8,1 |
| Допустимая мощность коммутации, Вт | 51 | 51 | 251 |
| Допустимое напряжение коммутации, В | 5000.1 | 10000.1 | 380.1 |
| Допустимый ток коммутации, А | 3,1 | 3,1 | 4,1 |
| Напряжение пробоя, В | 10000.1 | 15000.1 | 800.1 |
| Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -40…+85 | -60…+100 | -45…+60 |
| Допустимые частоты вибрационные нагрузки, Гц | 1…600 | 1…60 | 1…10 |
| Длина колбы и Ø мм | 53/5,4/80 | 52/5,5/90 | 52/7,0/0 |
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Принцип действия герконовых реле основан на свойстве некоторых ферромагнитных материалов менять свою ориентацию в пространстве под действием магнитного поля, а именно при возбуждении магнитного поля в катушке, подключенной к цепи управления, происходит намагничивание контактов геркона.
Вследствие этого происходит замыкание или размыкание контактной группы, находящейся в герметично запаянной колбе.
Большая распространенность и широкий спектр применения обуславливает значительные конструктивные отличия. Герконовые реле можно разделить на несколько групп по типу используемых контактов:
По конструктивному исполнению реле герконовые коммутационные устройства также можно подразделить на:
— колба геркона заполнена инертным газом, также для увеличения допустимых токов контакты геркона могут помещаться в вакуум.
— для предотвращения вибрации контактов на место их соприкосновения помещается некоторое количество ртути.
При проектировании цепей управления, содержащих герконовые реле или замене электромеханических реле на данный тип устройств следует обратить внимание на следующие характеристики:
Также при использовании герконовых реле в цепях, содержащих полупроводниковые элементы и микросхемы чувствительные к скачкам напряжения, следует учитывать, что в виду особенностей конструкции, между отходящими контактами геркона может образовываться паразитная емкость, приводящая к выходу из строя электронных компонентов.
Помимо факта появления паразитной емкости, возможно произвольное замыкание контактов геркона в наведенном магнитном поле, избежать несанкционированного срабатывания поможет дополнительная экранировка корпуса реле.
Особенности управления контактами геркона
Можно выделить два способа управления, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности:
Управления по средствам магнитного поля от постоянного магнита.
Геркон устанавливается неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркона, при приближении на расстояние когда сила магнитного поля достаточная для переключения контактов происходит срабатывание. Аналогично при удалении магнита от геркона, поле ослабеет, и контакты геркона возвращаются в исходное состояние.
Линии силового поля воздействующие на герконовые контакты
Классическим примером такого варианта является применение геркона в системах охранной сигнализации, когда геркон устанавливается на дверную коробку, а магнит на двери, можно наоборот.
Пример монтажа герконовых датчиков на двериА – контакты находятся в разомкнутом состоянии;Б – контакты замыкаются сигнализация срабатывает:
Совет №2 Рекомендуется в этом случае использовать датчики цилиндрической формы в пластиковом корпусе. Они незаметно устанавливаются в просверленные отверстия в коробке и двери. Для маскировки сверху можно наклееить эластичные заглушки соответствующего цвета.
Скрытые герконовые датчики в профиле металлических дверей
В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения, конструктивные решения могут быть разные:
Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток
Такой способ получил широкое применение в конструкциях герконовых реле с небольшим количеством групп контактов. В полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка, помещают один или несколько герконов.
Примером такого использования являются токовые датчики защиты в электросетях питающих оборудование. Катушки наматываются достаточно толстым проводом, чтобы выдерживать токовые нагрузки, используемые на производственном процессе. При превышении тока магнитное поле отключает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки вдоль оси.
Достоинства герконовых переключателей
Герсиконы
Реле на герконах имеет широкий разброс коэффициента возврата по причине погрешности технологии изготовления. Чтобы повысить номинальную мощность и ток коммутации в герконовые реле встраивают вспомогательные контакты для погашения дуги. Такие реле получили название герсиконов, или силовых герметичных контактов. Промышленное производство выпускает герсиконы на силу тока до 180 ампер. У них частота коммутации достигает до 1200 включений в час. Герсиконами запускают асинхронные электродвигатели с номинальной мощностью до 3000 Вт.
Будет интересно➡ Как используется фотореле для уличного освещения?
Характерные ошибки при монтаже герконов
Часто задаваемые вопросы
Ртуть находится в герметичной стеклянной колбе и в прочной оболочке корпуса, поэтому не опасно. Запрещается разбирать, при выходе из строя утилизировать надо в установленном порядке в специализированные организации.
Да, действительно, ультразвук существенно может изменить характеристики геркона, может измениться структура магнитного поля, в результате чего его силы для переключения контактов будет недостаточно. Поэтому следует избегать при выборе места геркона влияние ультразвуков.