Vad är vassomkopplare, hur de är ordnade och fungerar

En kort historia om skapandet av vassbrytare

Växla enheter eller bara kontakter används mycket i olika elektriska apparater och radioutrustning. För att förbättra driftsegenskaperna, särskilt anslutningens livslängd och tillförlitlighet, utvecklades de magnetiskt kontrollerade förseglade kontakter kallades reed-omkopplare.

De första proverna av sådana kontakter dök upp på 30-talet av förra seklet, och den första magnetiskt kontrollerade kontakten uppfanns 1922 i St. Petersburg av professor V. Kovalenkov, för vilken han utfärdades USSR-upphovsrättscertifikat nr 466. Utformningen av en sådan kontakt visas i figur 1.

Arrangerade sådan kontakt enligt följande. Till kärnan 3 av mjukt magnetiskt material genom de isolerande packningarna 5 är fästade kontakter 1 och 2, även gjorda av mjukt magnetiskt material. När ström passerar genom spolen 4 i kärnan 3 visas ett magnetfält och magnetiserar kontakterna 1 och 2, som är stängda. Öppningen av kontakterna sker när strömmen genom spolen upphör.

Bild 1. Magnetiskt kontrollerad kontakt med professor V. Kovalenkov

I själva verket var detta den allra första magnetiskt kontrollerade kontakten, bara utan tätningsskal. En liknande kontakt placerades först i tätningsskalet av en amerikansk ingenjör W.B. Ellwood först 1936. Under sjuttiotalet av förra seklet nådde vassomkopplare sin maximala utveckling och används ofta i olika elektroniska apparater.

För närvarande används reedomkopplare mindre intensivt, eftersom de är "trånga ut" Hall sensorer. Men i vissa fall förblev valsomkopplarna utan konkurrens, på grund av användarvänligheten, galvanisk isolering från strömkällan, egenskaperna för "torrkontakt", så vassomkopplarna används fortfarande i olika kretsar och enheter.

I de fall där hög tillförlitlighet och hållbarhet hos kopplingselementet krävs reed-omkopplare helt enkelt ersättningsbar. Som en del av vredomkopplaren ingår i utformningen av olika sensorer, elektromagnetiska reläer, särskilt lågström, såväl som positionsomkopplare och vissa andra enheter.

Variationer av Reed-omkopplare

Förutom vanliga kontakter kan hjulomkopplare stängas (1 normalt öppen kontakt), omkoppling (1 omkopplingskontakt) och öppning (1 normalt stängd kontakt). Denna uppdelning är baserad på funktionella egenskaper.

Enligt tecken på strukturteknologiska vassbrytare är indelade i två stora grupper: med torra kontakter och med kvicksilverkontakter. Den första sorten kallas torra vredströmställare, och den andra är kvicksilverrörsväxlar. Egentligen finns det inget speciellt i arbetet med torra vassbrytare, jämfört med vanliga kontakter.

I kvicksilverrörsväxlar inuti ett förseglat glasfodral finns det förutom kontakter också en droppe kvicksilver. Syftet med denna kvicksilverdroppe är att väta kontakterna under drift för att förbättra kontakterns kvalitet genom att minska övergångsbeständigheten och också att bli av med kontakterna.

Chatter kallas kontaktvibration under stängning och öppning, vilket, när den aktiveras en gång, leder till upprepad omkoppling av den överförda signalen, och förutom en betydande ökning av responstiden.

Föreställ dig att ett sådant studs kommer att vara närvarande i ljudförstärkare medan du byter insignal! I fallet när en sådan skramlande kontakt fungerar i samband med digitala mikrokretsar, är det nödvändigt att vidta åtgärder för att undertrycka prat i form av RC-kedjor eller RS - triggers.

Olika kontakter, inklusive vasskontakter, används också i moderna mikrokontrollkretsar, men i dem undertrycks kontaktstopp programmatiskt. Det minskar också systemets totala prestanda.

Reed Switch Design

Utformningen av olika typer av vassomkopplare visas i figur 2.

bild 2. Reed Switch Design

Alla reed-omkopplare är förseglad glasflaskainuti vilken är belägen kontaktgrupp. Kontakter är magnetiska kärnor svetsade i cylinderns ändar. De yttre ändarna av kärnorna är utformade för att anslutas till en extern elektrisk krets.

Den mest utbredda reed switch med kontaktgrupp eller som visas i figuren “öppen”. Varje kontaktkärna är gjord av ferromagnetisk elastisk tråd som är platt till en rektangulär form. Permalloytråd med en diameter på 0,5 - 1,3 mm används för tillverkning av kärnor, beroende på vattströmställarens effekt och följaktligen dess dimensioner.

Direktkontaktande ytor är belagda med ädelmetall, guld, palladium, rodium, silver och legeringar baserade på dem. En sådan beläggning minskar inte bara övergångsmotståndmen bidrar också till ökad korrosionsbeständighet hos kontaktytan.

Behållarens inre utrymme fylls med en inert gas (väte, argon, kväve eller en blandning därav) eller helt enkelt evakueras, vilket också hjälper till att minska kontaktskorrosion och öka deras tillförlitlighet. Vid tillverkning av kärnor är placerade så att mellan dem finns ett gap, förresten, av en viss storlek.

Fig. 3. Vredströmbrytare

Principen för vassbrytaren

För att utlösa kontaktgruppen är det nödvändigt att skapa ett magnetfält med tillräcklig styrka runt vredomkopplaren. Dessutom spelar det ingen roll hur detta fält skapas, varken helt enkelt av en permanent magnet eller med en elektromagnet. Kraftlinjerna för det yttre magnetfältet magnetiserar de interna kontakterna - kärnorna i vassomkopplaren, som ett resultat av vilka de övervinner elasticitetskrafter, lockar och stänger den elektriska kretsen.

I detta läge kommer kontakterna att förbli så länge det finns ett magnetfält med tillräcklig styrka runt dem: det räcker för att stänga av elektromagneten eller ta bort den vanliga permanentmagneten bort så snart kontakterna öppnas. Nästa kontaktoperation kommer att ske när magnetfältet dyker upp igen. Av ovanstående kan vi dra slutsatsen att kontakterna utför tre funktioner samtidigt: elastiska element (fjädrar), magnetkretsen och själva ledande kontakter.

Vredomkopplaren, som arbetar med öppningen, är något annorlunda. Dess magnetiska system är utformat så att när de utsätts för ett magnetfält magnetiseras kontakterna - kärnorna med samma namn, därför avvisar de varandra och bryter den elektriska kretsen.

Vid omkopplingsröromkopplaren är en av de tre kontakterna som regel normal - stängd är gjord av icke-magnetisk metall, och båda normalt - öppna kontakter är gjorda av ferromagnetisk, som nämnts ovan. Därför, när ett magnetfält verkar på vredomkopplaren, öppnas normalt öppna kontakter helt enkelt, och en icke-magnetisk normalt stängd kontakt, kvar på sin ursprungliga plats, öppnas.

Anm. Normalt öppen kontakt, som är öppen i frånvaro av en kontrollåtgärd, i detta fall ett magnetfält. respektive normalt stängd kontakt stängd i frånvaro av ett magnetfält.

Naturligtvis är ett magnetfält alltid närvarande, till exempel jordens magnetfält. Och det verkar omöjligt att säga om frånvaron av magnetfält alls. Men jordens magnetfält räcker inte för att vassomkopplaren ska fungera, det kan därför försummas och frånvaron av ett magnetfält, i detta fall externt, kan sägas.

Läs vidare i nästa artikel.

Fortsättning av artikeln: "Reed-omkopplare: styrmetoder, exempel på användning"

Boris Aladyshkin