Герконы и герконовые реле

    Для всех типов реле наименее надежным узлом является контактная система. Еще одной проблемой в эксплуатации реле, является наличие трущих металлических деталей, износ которых приводит со временем к снижению работоспособности реле.

    Перечисленные замечания по работе электромагнитных реле привели к созданию герметичных магнитно управляемых контактов, которые называют герконами.

    Принцип действия герконов основывается на использование сил взаимодействия, которые возникают в магнитном поле между ферромагнитными телами. При этом условии сила вызывает деформацию и перемещение ферромагнитных токопроводов электронов.

    Магнитоуправляемый контакт (геркон) представляет электрический аппарат, в котором изменяется состояние электрической цепи посредством механического замыкания или размыкания ее при воздействии управляющего магнитного поля на его элементы, совмещающие функции контактов, пружин и участков электрической и магнитной цепей.

    На сегодняшний день на базе герконов произведено большое количество герконовых реле. А также: кнопок, переключателей, тумблеров, распределителей сигнала, датчики, регуляторы, сигнализаторы и т. д. Во многих производственных отраслях для контроля положения подвижных деталей перспективнее использовать герконовые датчики и счетчики готовой продукции.

    Простейшее герконовые реле с замыкающими контактами состоят из двух контактных сердечников с высокой магнитной проницаемостью (пермаллой), размещенных в герметичном стеклянном баллоне, заполненном либо инертным газом или чистым азотом, либо сочетанием азота с водородом. Давление внутри баллона 0.4¸0.6*10^5 Па.

     Инертная среда предотвратит окисление контактных сердечников. Стеклянный баллон устанавливают внутри обмотки управления, которая питается постоянным током. При подаче тока на обмотку возникнет магнитное поле, которое пройдет по контактным сердечникам через рабочий зазор между ними и замкнется по воздуху вокруг катушки управления. Создаваемый при этом условии магнитный поток при прохождении через рабочий зазор создаст тяговую электромагнитную силу, которая, преодолеет упругость контактных сердечников, соединит их между собой.

    Для создания минимального переходного сопротивления контактов, поверхности касания герконов покрывают палладием, золотом, радием или серебром. При отключении тока в обмотке электромагнита сила исчезнет, и под действием сил упругости контакты разомкнутся.

    В герконовых реле отсутствуют детали, которые подвержены трению, а контакты сердечника многофункциональны, так как при этом выполняют одновременно функцию магнитопровода и пружины.

    Для уменьшения размера намагничивающей катушки увеличивают допустимую плотность тока, применяя для намотки теплостойкий эмалированный провод. Все детали изготавливаются штамповкой, а соединяются сваркой или пайкой. Для уменьшения зоны включенного состояния в герконах используют магнитные экраны. Если в герконе наряду с электромагнитом применяется постоянный магнит, то геркон из нейтрального переходит в поляризованный.

    В отличии от электромагнитного реле обычного типа, у которого контактное нажатие зависит от параметра контактной пружины, контактное нажатие герконового реле зависит от МДС обмотки и будет увеличиваться с ее ростом.

    Из-за технологической погрешности коэффициента возврата герконовых реле имеет большой разброс от 0,3 до 0,9. С целью повышения коммутационного тока и номинальной мощности герконовые реле наделены дополнительными дугогасительными контактами. Такие реле называются герметичные силовые контакты или герсиконы. Промышленностью выпускаются герсиконы от 6,3 до 180 А. Частота включений в час достигает 1200. При помощи герсиконов осуществляется пуск асинхронного двигателя мощностью до 3 кВт.

    Особый класс герконовых реле на ферритах, у которых есть свойство памяти. В таких герконовых реле для переключения в катушку нужно подать импульс тока обратной полярности с целью размагничивания ферритного сердечника. Они называются герметизированные запоминающие контакты или гезаконы.

Достоинства герконовых реле

• Полная герметизация контакта позволяет их применять в разной среде: влажности, запыленности и т. д.
• Простота конструкции, малая масса и габариты.
• Высокое быстродействие, что позволяет применять 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 широком диапазоне температур (-60¸+120°С).

Недостатки герконовых реле

• Низкая чувствительность у МДС управления герконовых реле.
• Восприимчивость к внешним магнитным полям, что требует принятия специальных мер по защите от внешних воздействий.
• Хрупкий баллон герконовых реле, чувствительный к ударам.
• Малая мощность коммутируемых цепей у герконов и герсиконов.
• Возможность самопроизвольного размыкания контактов герконовых реле при больших токах.
• Недопустимое размыкание и замыкание контактов герконового реле при питании переменным напряжением низкой частоты.

    За десятилетие фактического простоя отечественной релейной промышленности рынок России наполнился зарубежными аналогами герконовых реле (преимущественно германские, китайские, тайваньские), их применение стало привычным в электроустановках.

    В основном такие реле конструктивно производят на базе геркона с обрезанными выводами, расположенного внутри обмотки управления, с герконом и катушкой, приваренными к выводам технологической рамки, которые после опрессовки специальной пластмассой и вырубки перемычек на рамке образуют собственно реле.