Kas ir niedru slēdži, kā tie ir izvietoti un darbojas

Īsa niedru slēdžu izveides vēsture

Pārslēgšanas ierīces vai vienkārši kontakti tiek ļoti plaši izmantoti dažādās elektriskās un radioiekārtās. Lai uzlabotu ekspluatācijas īpašības, it īpaši savienojuma kalpošanas laiku un uzticamību, tās tika izstrādātas hermētiski noslēgti kontakti sauca niedru slēdži.

Pirmie šādu kontaktu paraugi parādījās pagājušā gadsimta 30. gados, un pirmo magnētiski kontrolēto kontaktu 1922. gadā Sanktpēterburgā izgudroja profesors V. Kovalenkovs, par kuru viņam tika izsniegts PSRS autortiesību sertifikāts Nr. 466. Šāda kontakta dizains ir parādīts 1. attēlā.

Šādu kontaktu organizēja šādi. Ar mīksta magnētiskā materiāla serdi 3 caur izolācijas blīvēm 5 ir piestiprināti kontakti 1 un 2, kas arī izgatavoti no mīksta magnētiska materiāla. Pārejot strāvu caur serdi 4 kodolā 3, parādās magnētiskais lauks un magnetizē slēgtos kontaktus 1 un 2. Kontaktu atvēršana notiek, kad beidzas strāva caur spoli.

1. attēls. Profesora V. Kovalenkova magnētiski kontrolētais kontakts

Faktiski šis bija pirmais magnētiski kontrolētais kontakts, tikai bez blīvējuma apvalka. Līdzīgu kontaktu blīvējošajā apvalkā vispirms ievietoja amerikāņu inženieris W.B. Ellvuda tikai 1936. gadā. Pagājušā gadsimta septiņdesmitajos gados niedru slēdži sasniedza maksimālu attīstību, un tos plaši izmanto dažādās elektroniskās ierīcēs.

Pašlaik niedru slēdži tiek izmantoti mazāk intensīvi, jo tie ir "pieblīvēti" Zāles sensori. Bet dažos gadījumos niedru slēdži palika ārpus konkurences, pateicoties lietošanas ērtībai, galvaniskai izolācijai no enerģijas avota, "sausā kontakta" īpašībām, tāpēc niedru slēdžus joprojām izmanto dažādās shēmās un ierīcēs.

Gadījumos, kad nepieciešama liela pārslēgšanas elementa uzticamība un izturība niedru slēdži vienkārši neaizvietojams. Kā daļa no niedru slēdža ir iekļauti dažādu sensoru, elektromagnētisko releju, īpaši vājstrāvas, kā arī pozīcijas slēdžu un dažu citu ierīču projektēšanā.

Niedru slēdžu šķirnes

Kā regulārie kontakti, niedru slēdži var būt aizvēršanās (1 parasti atvērts kontakts), pārslēgšana (1 pārslēgšanas kontakts) un atvēršana (1 parasti slēgts kontakts). Šis dalījums ir pamatots ar funkcionālajām īpašībām.

Atbilstoši strukturālo - tehnoloģisko niedru slēdžiem ir sadalīti divās lielās grupās: ar sausiem un ar dzīvsudraba kontaktiem. Pirmo šķirni sauc par sauso niedru slēdžiem, bet otro - par dzīvsudraba niedru slēdžiem. Faktiski, salīdzinot ar parastajiem kontaktiem, sauso niedru slēdžu darbā nav nekā īpaša.

Dzīvsudraba niedru slēdžos aizzīmogotā stikla korpusa iekšpusē papildus kontaktiem ir arī dzīvsudraba piliens. Šī dzīvsudraba piliena mērķis ir kontaktu mitrināšana darbības laikā, lai uzlabotu kontakta kvalitāti, samazinot pārejas pretestību, kā arī atbrīvotos no kontaktu atlēciena.

Pļāpāšanu sauc par kontaktu vibrāciju aizvēršanas un atvēršanas laikā, kas, vienreiz aktivizējoties, noved pie atkārtota pārsūtītā signāla pārslēgšanas un papildus ievērojamam reakcijas laika palielinājumam.

Iedomājieties, ka šāda atlēciena būs klāt audio pastiprinātājā mainot ieejas signālu! Gadījumā, ja šāds grabošs kontakts darbojas kopā ar digitālajām mikroshēmām, jāveic pasākumi, lai apslāpētu pļāpāšanu RC ķēžu vai RS - sprūda.

Tajā tiek izmantoti arī dažādi kontakti, ieskaitot niedru kontaktus modernas mikrokontrolleru shēmas, bet tajās kontaktu atlēciens tiek programmatiski nomākts. Tas arī samazina vispārējo sistēmas veiktspēju.

Niedru slēdža dizains

Dažādu niedru slēdžu tips ir parādīts 2. attēlā.

Zīmējums 2. Niedru slēdža dizains

Visi niedru slēdži ir aizzīmogota stikla pudelekura iekšpusē atrodas kontaktgrupa. Kontakti ir magnētiski serdeņi, kas metināti balona galos. Kodolu ārējie gali ir veidoti tā, lai tos varētu savienot ar ārēju elektrisko ķēdi.

Visizplatītākā niedru slēdzis ar kontaktu grupu vai kā parādīts attēlā “atvērts”. Katrs kontakta kodols ir izgatavots no feromagnētiskās elastīgās stieples, kas ir saplacināta taisnstūra formā. Dzīslu izgatavošanai tiek izmantots stieples ar diametru no 0,5 līdz 1,3 mm atkarībā no niedru slēdža jaudas un attiecīgi no tā izmēriem.

Tieši saskares virsmas ir pārklātas ar cēlmetālu, zeltu, pallādiju, rodiju, sudrabu un uz tiem balstītiem sakausējumiem. Šāds pārklājums ne tikai samazina pārejas pretestība, bet arī veicina paaugstinātu kontakta virsmas izturību pret koroziju.

Tvertnes iekšējā telpa ir piepildīta ar inertu gāzi (ūdeņradis, argons, slāpeklis vai to maisījums) vai vienkārši evakuēta, tas arī palīdz samazināt kontaktu koroziju un palielina to uzticamību. Ražojot serdes, ir novietotas tā, lai starp tām, starp citu, būtu noteikta lieluma plaisa.

Att. 3. Niedru slēdzis

Niedru slēdža princips

Lai iedarbinātu kontaktu grupu, ir nepieciešams izveidot pietiekamas stiprības magnētisko lauku ap niedru slēdzi. Turklāt nav svarīgi, kā šis lauks tiek izveidots, vienkārši izmantojot pastāvīgo magnētu vai elektromagnētu. Ārējā magnētiskā lauka spēka līnijas magnetizē iekšējos kontaktus - niedru slēdža serdes, kā rezultātā tās pārvar elastības spēkus, piesaista un aizver elektrisko ķēdi.

Šajā stāvoklī kontakti saglabāsies, līdz ap tiem būs pietiekama stipruma magnētiskais lauks: pietiek ar to, lai izslēgtu elektromagnētu vai attālinātu parasto pastāvīgo magnētu, tiklīdz kontakti atveras. Nākamā kontakta darbība notiks, kad atkal parādās magnētiskais lauks. No visa teiktā var secināt, ka kontakti vienlaikus veic trīs funkcijas: elastīgos elementus (atsperes), magnētisko ķēdi un faktiski vadošos kontaktus.

Niedru slēdzis, kas strādā pie atvēršanas, ir nedaudz atšķirīgs. Tā magnētiskā sistēma ir veidota tā, ka, pakļaujot to magnētiskajam laukam, kontakti - serdeņi tiek magnetizēti ar tādu pašu nosaukumu, tāpēc tie atgrūž viens otru, pārraujot elektrisko ķēdi.

Ieslēdzot niedru slēdzi, viens no trim kontaktiem, kā likums, ir normāls - slēgts ir izgatavots no nemagnētiska metāla, un abi parasti - atvērtie kontakti ir izgatavoti no feromagnētiskiem, kā minēts iepriekš. Tāpēc, kad magnētiskais lauks iedarbojas uz niedru slēdzi, parasti atvērtie kontakti vienkārši aizveras, un atveras nemagnētiski normāli noslēgts kontakts, kas paliek sākotnējā vietā.

Piezīme Parasti atvērts kontakts, kas ir atvērts, ja netiek veikta vadības darbība, šajā gadījumā magnētiskais lauks. Attiecīgi parasti slēgts kontakts slēgts, ja nav magnētiskā lauka.

Protams, vienmēr atrodas magnētiskais lauks, piemēram, Zemes magnētiskais lauks. Un šķiet, ka vispār nav iespējams pateikt par magnētiskā lauka neesamību. Bet Zemes magnētiskais lauks nav pietiekams, lai niedru slēdzis darbotos, tāpēc to var atstāt novārtā un apgalvot, ka magnētiskais lauks, šajā gadījumā ārējs, nav.

Lasiet nākamajā rakstā.

Raksta turpinājums: "Niedru slēdži: vadības metodes, lietošanas piemēri"

Boriss Aladyshkin