Геркон





Геркон – это герметичный или герметизированный магнитоуправляемый контакт. Само слово «геркон» происходит от трех первых букв из слов герметичный и контакт.

Геркон

Герконы применяются в качестве переключателей, кнопок, сигнализаторов. Используются как контактные элементы различных реле, которые называются герконовые реле.

Мы же в наших конструкциях будем использовать их как ключевой элемент сигнализации.

Устройство и конструкция герконов

Чаще всего геркон представляет собой стеклянный баллон (рис. 1). При изготовлении геркона баллон заполняется инертным газом – азотом, водородом или их смесью под давлением порядка 50 кПа или вакуумируется, т. е. создается вакуум. Внутри баллона расположены контакты, которые снаружи заканчиваются выводами, с помощью которых осуществляется подключение геркона к внешней цепи (рис. 2).

Герконы. Внешний вид

Рис. 1 — Герконы. Внешний вид

Устройство геркона

Рис. 2 — Устройство геркона

Контакты, расположенные внутри баллона, называются контактными сердечниками (рис. 3). Они изготовляются из магнитного материала, зачастую из пермалоя. Пермалой, как и трансформаторная сталь относится к магнитомягким материалам. Такие материалы под воздействием на них магнитного поля легко намагничиваются и также легко размагничиваются при снятии магнитного поля.

Контакты геркона

Рис. 3 — Контактные сердечники геркона

Для снижения переходного сопротивления между замкнутыми контактными сердечниками поверхность их покрывают родием или сплавом золота, которые обладают высокой электропроводностью. А инертный газ, которым заполнен баллон, защищает контактные сердечники от образования окислов.

Производятся замыкающие (рис. 4), размыкающие (рис. 5) и переключающие (рис. 6) герконы.

Замыкающий геркон

Рис. 4 — Замыкающий геркон

Размыкающий геркон

Рис. 5 — Размыкающий геркон

Переключающий геркон

Рис. 6 — Переключающий геркон

Контактные сердечники замыкающих герконов при отсутствии магнитного поля находятся в разомкнутом положении (рис. 4) и замыкаются при попадании в зону воздействия управляющего магнитного поля. Чтобы понять принцип работы такого геркона достаточна собрать простую схему: источник напряжения 3 В последовательно соединить со светодиодом и герконом. Также понадобится постоянный магнит, который будет служить источником магнитного поля. При отсутствии магнита светодиод не светится (рис. 7). Если же к геркону подвести магнит, то контакты геркона замкнутся, создастся цепь для протекания тока и он засветится (рис. 8).

Принцип работы замыкающего геркона

Рис. 7 — Принцип работы замыкающего геркона (без постоянного магнита)

Принцип работы замыкающего геркона (с постоянным магнитом)

Рис. 8 — Принцип работы замыкающего геркона (с постоянным магнитом)

Аналогично работает размыкающий геркон. Только при отсутствии магнитного поля его контакты замкнуты (рис. 5, 9), а размыкаются они, если на геркон воздействовать магнитным полем (рис. 10).

Принцип работы размыкающего геркона (без постоянного магнита)

Рис. 9 — Принцип работы размыкающего геркона (без постоянного магнита)

Принцип действия размыкающего геркона (с постоянным магнитом)

Рис. 10 — Принцип действия размыкающего геркона (с постоянным магнитом)

При воздействии управляющего магнитного поля на контактные сердечники переключающего геркона одна пара контактов размыкается, а вторая замыкается (рис. 6).

Принцип работы геркона

Принцип работы геркона заключается в следующем. При воздействии магнитного поля, которое называют управляющее магнитное поле (рис. 11), на геркон по его контактным сердечникам начнет протекать магнитный поток Ф, который приведет к возникновению между контактами электромагнитной силы Fэл. Под действием этой силы контакты притянутся друг к другу. Таким образом происходит замыкание контактов.

Геркон, управляеемый постоянным магнитом

Рис. 11 — Геркон, управляемый магнитным полем постоянного магнита

При снижении величины (напряженности) магнитного поля до значения отпускания контактные сердечники разомкнутся под воздействием сил их упругости.

Источником управляющего магнитного поля может служить шина по которой протекает ток (рис. 12), катушка с током (рис. 13) или постоянный магнит (рис. 11).

Геркон, управляемый магнитным полем, созданным шиной с током

Рис. 12 — Геркон, управляемый магнитным полем, созданным шиной с током

Геркон, управляемый катушкой с током

Рис. 13 — Геркон, управляемый магнитным полем, созданным катушкой с током

Почему геркон? Преимущества герконов

Теперь, когда мы изучили принцип работы геркона давайте рассмотрим его основные преимущества. Поскольку геркон разрабатывался как основной элемент в составе реле, то сравним герконовые реле с электромагнитными.

Замыкание и размыкание контактов электромагнитных реле сопровождается возникновением электрической дуги или искры, которые приводят к ускоренному износу контактов. Кроме того они не защищены от воздействия окислов, попадания пыли и влаги, что дополнительно ускоряет процесс их износа.

Ввиду значительной массы подвижных контактных элементов они обладают и значительной инерционностью, что приводит к снижению скорости включения и отключения реле.

В отличие от электромагнитных герконовые реле лишены указанных недостатков и имеют гораздо меньшее время срабатывания, а износоустойчивость их на 2…3 порядка выше.

Основные параметры герконов

  1. Магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания, А;
  2. МДС отпускания, А;
  3. Коэффициент возврата – отношение МДС срабатывания к МДС отпускания;
  4. Время срабатывания, мс;
  5. Время отпускания, мс;
  6. Диапазон коммутирующих токов, А;
  7. Диапазон коммутирующих напряжений, В;
  8. Максимальная коммутируемая мощность, Вт;
  9. Максимальный пропускаемый ток, А;
  10. Частота коммутируемого тока, Гц;
  11. Контактное сопротивление, мОм;
  12. Сопротивление изоляции, МОм;
  13. Количество срабатываний, млн. цикл.

Маркировка герконов

Маркировка герконов как правило включает шесть элементов. Рассмотрим их по порядку.

1) МК – магнитоуправляемый контакт;

2) Характер коммутации:

А – замыкающий;

В – размыкающий;

С – перекидной;

Д – переходной.

3) Третий элемент обозначает тип жидкости для смачиваемых герконов:

Р – ртуть;

Ж – другая жидкость, кроме ртути.

4) Длина баллона в миллиметрах. Состоит из двух цифр.

5) Область применения:

1 – малой мощности (до 60 ВА);

2 – повышенной мощности (60…1000 ВА);

3 – мощные (выше 1000 ВА);

4 – высоковольтные (выше 1000 В);

5 – высокочастотные (выше 100 Гц);

6 – запоминающие;

7 – специальные;

8 – измерительные.

6) Шестая цифра обозначает модификацию геркона.

Для примера расшифруем геркон, имеющий маркировку МКВ-20501: магнитоуправляемый контакт, размыкающего типа, длинна баллона 20 мм, высокочастотный, 1-й модификации. Поскольку в маркировке используются три буквы, то это обозначает, что геркон сухого типа.

Специальные герконы

Кроме герконов производятся еще гезаконы и герсиконы.

Гезакон – это запоминающий геркон. В отличие от обычного контактные стрежни гезакона изготавливаются из среднекоэрцитивных материалов. Они труднее намагничиваются и размагничиваются по сравнению магнитомягкими материалами. Поэтому при снятии управляющего магнитного поля контакты гекзаконов продолжают оставаться замкнутыми. Для их размыкания нужно подать магнитное поле такой же величины, но противоположного направления.

Герсиконы – это силовые герконы. Они предназначены для коммутации значительных токов. Их характерной конструктивной особенностью является наличие двух пар контактов. Одна пара – это дугогасительные контакты. Они выполнены из дугостойкого материала. Вторая пара – это главные контакты. Они имеют более высокую проводимость по сравнению с дугогасительными. При замыкании цепи первыми замыкаются дугогасительные контакты. А после них замыкаются главные. При размыкании цепи первыми размыкаются главные, а за ними размыкаются дугогасительные контакты.

И напоследок, герконы раньше часто использовались в звене сигнализации, которая реагировала на открытие дверей или окон. Геркон закрепляется в одном фиксированном положении вблизи открывающегося окна или двери, а на раму окна или же двери устанавливался постоянный магнит. Когда дверь или окно открываются, вместе с ними отдаляется магнит и происходит переключение геркона, что влечет за собой изменение в электрической цепи и срабатывает сигнализация.

Перейти на главную страницу.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *