Реед Свитцх - радни, апликативни кругови

У овом посту свеобухватно учимо о функционисању реед прекидача и како направити једноставне кругове реед прекидача.

Шта је Реед Свитцх

Реед прекидач, који се такође назива и реед релаи, је магнетни прекидач мале струје са скривеним паром контаката који се затварају и отварају као одговор на магнетно поље у његовој близини. Контакти су скривени унутар стаклене цеви и крајеви су им завршени из стаклене цеви за спољни спој.

А са око милијарду оперативних спецификација, функционални век трајања ових уређаја такође изгледа веома импресивно.

Штавише, трстични прекидачи су јефтини и стога постају погодни за све врсте електричних, електронских примена.

Када је изумљен Рид прекидач

Рид прекидач је изумио далеке 1945. године Др В.Б. Еллвоод , док је био запослен у компанији Вестерн Елецтриц Цорпоратион, у САД. Чини се да је проналазак много напреднији од периода када је изумљен.

Његове огромне предности у примени инжењери електронике наставили су непримећивати, све до скоријег времена када су трске прекидачи део многих кључних електронских и електричних примена.

Како функционишу Реед прекидачи

У основи, трска прекидач је магнетно-механички релеј. Прецизније, рад прекидача са трстиком покреће се када му се приближи магнетна сила, што резултира потребним механичким пребацивањем.

Може се посматрати стандардни релејни прекидач као што је приказано на горњој слици. Састоји се од спљоштених феромагнетних трака (трске) које су херметички затворене у сићушној стакленој цеви.

Трстике су чврсто стегнуте на оба краја стаклене цеви на такав начин да су њихови слободни крајеви мало преклопљени у средини са раздвајањем од око 0,1 мм.

Током процеса заптивања ваздух из цеви се испумпава и замењује сувим азотом. Ово је пресудно како би се осигурало да контакти раде у инертној атмосфери која помаже у одржавању контаката без корозије, уклањању отпора ваздуха и дуготрајности.

Како то ради

Основни рад реед прекидача може се разумети из следећег објашњења

Када се магнетно поље уведе близу прекидача са трстиком било од трајног магнета или од електромагнета, трска која је феромагнетна претвара се у део магнетног извора. То доводи до тога да крајеви трске добијају супротан магнетни поларитет.

Ако је магнетни флукс довољно јак, привуците трску једни према другима у оној мери која превазилази њихову стезну крутост, а њихова два краја успостављају електрични контакт у центру стаклене цеви.

Када се магнетско поље уклони, трска губи снагу задржавања и траке се враћају у првобитни положај.

Хистереза ​​Реед Свитцх-а

Као што то знамо хистереза је појава у којој систем није у могућности да се активира и деактивира на одређеној фиксној тачки.

Као пример, за 12 В. електрични релеј , тачка активирања може бити 11 В, али тачка деактивирања може бити негде око 8,5 В, овај временски размак између тачака активирања и деактивирања познат је као хистереза.

Слично томе, за трсни прекидач, за деактивирање његових трстова може бити потребно да се магнет помери много даље од места на којем је у почетку био активиран.

Следећа слика јасно објашњава ситуацију

Типични прекидач ће се затворити када се магнет доведе на растојању од 1 инч од њега, али можда ће му бити потребно да се магнет помери на око 3 инча да би отворио контакте у првобитном облику, због магнетне хистерезе.

Корекција ефекта хистерезе у Реед Свитцху

Горње питање хистерезе може се смањити до гета једноставним увођењем другог магнета са обрнутим Н / С половима на супротној страни трстичног прекидача, приказано испод:

Уверите се да леви бочни фиксни магнет није у домету увлачења прекидача за трску, већ на некој удаљености, иначе ће трска остати затворена и отвориће се само када се десни бочни магнет приближи трсци.

Због тога се на даљини фиксног магнета мора експериментисати са одређеним покушајима и грешкама док се не постигне прави диференцијал, а трска се нагло активира у фиксној тачки помоћу покретног магнета.

Стварање Реед прекидача типа „нормално затворено“

Из горњих дискусија знамо да су контакти трстичног прекидача обично „нормално отворени“.

Трстике се затварају ако се магнет држи близу тела уређаја. Али, можда постоје одређене примене у којима се од трске може захтевати да буде „нормално затворена“ или укључена и да се ИСКЉУЧИ у присуству магнетног поља.

То се лако може постићи било пристрањивањем уређаја са допуњујућим оближњим магнетом као што је приказано у наставку, или употребом 3-терминалног СПДТ типа реед прекидача као што је приказано на другом дијаграму испод.

У већини система у којима се прекидач за трску управља преко „трајног магнета“, магнет се поставља преко покретног елемента, а трска се поставља преко фиксне или константне платформе.

Међутим, можете пронаћи неколико програма где и магнет и трска морају бити постављени преко фиксне платформе. ОН / ОФФ рад трске у таквим случајевима се тада постиже изобличењем магнетног поља уз помоћ спољног покретног жељезног средства, како је објашњено у следећем параграфу.

Имплементација фиксне операције трске / магнета

У овој поставци магнет и трска се држе знатно близу, што омогућава контактима трске да буду у нормално затвореном положају и отвара се чим се спољно изобличење жељезних средстава помери између трске и магнета.

С друге стране, исти концепт се може применити за постизање управо супротних резултата. Овде је магнет подешен у положај који је сасвим довољан да трску одржи у нормално отвореном положају.

Чим се спољни агенс жељеза помери између трске и магнета, магнетна сила се појачава и појачава средством жељеза које тренутно увлачи прекидач трске и активира га.

Радне равни авионског прекидача

Следећа слика приказује различите линеарне равни рада трстичног прекидача. Ако магнет преместимо преко било које од равни а-а, б-б и ц-ц, омогућиће трску да нормално ради. Међутим, одабир магнета може бити прилично пресудан ако је начин рада преко б-б равни.

Поред тога, можда ћете пронаћи лажни или лажни окидач због негативних врхова са кривуље узорка поља магнета.

У ситуацијама када су негативни врхови високи, трска се може УКЉУЧИТИ / ИСКЉУЧИТИ неколико пута док се магнет помера преко краја до краја дужине трске.

Активирање трске ротационим покретом такође се може успешно спровести.

Да бисте то постигли, можете користити међу многим поставкама приказаним доле:

СЛИКА А.

СЛИКА Б

СЛИКА Ц.

Такође је могуће користити ротационо кретање за покретање постављеног прекидача. На сликама А и Б, прекидачи са трском су инсталирани у фиксном положају, док су магнети причвршћени ротирајућим диском због чега се магнети померају поред прекидача на трску при сваком окретању, при чему се трска укључује / искључује.

На слици Ц, магнет и прекидач за трску су канцеларијски прибор, док се посебно исклесани магнетни штитник закреће између њих тако да гребена наизменично пресеца магнетно поље при сваком окретању због чега се трска отвара и затвара у истом низу

Ротационо кретање се такође може користити за покретање трстичног прекидача. У А и Б прекидачи су стационарни и магнети се окрећу. У примерима Ц и Д и прекидачи и магнети су непокретни и прекидач ради кад год је изрезани део магнетног штита између магнета и прекидача.

Брзине пребацивања могу се прилагодити за једну секунду и преко 2000 у минути једноставном променом брзине ротационог диска.

Радни век прекидача са језичком

Реед прекидачи су дизајнирани да имају изузетно висок радни век који може бити у распону од 100 милиона до 1000 милиона операција отворено / затворено.

Међутим, ово може бити тачно само док је струја мала, ако преклопна струја кроз контакте трске прелази максималну номиналну вредност, тада иста трска може пропасти у року од неколико операција.

Типични прекидачи су предвиђени да раде са струјом у опсегу од 100 мА до 3 ампера, у зависности од величине уређаја.

Максимална подношљива вредност наведена је за чисто отпорна оптерећења. Ако је оптерећење капацитивно или индуктивно, у том случају контакти прекидача са трстиком морају бити или значајно смањени, или одговарајућа заштита од снубера и обрнута ЕМФ заштита примењена на терминалима трске, као што је приказано доле:

Додавање заштите од индуктивних бодљи

Било која од горе наведена четири једноставна метода коришћена је за омогућавање заштите трсног прекидача од индуктивних или капацитивних скокова струје.

За индуктивно оптерећење, као што је намотај релеја са напајањем једносмерном струјом, једноставан отпорник, номинално 8 пута већи од намотаја релеја, биће таман толико да релеј трске заштити од ЕМФ завојнице релеја, као што је приказано на слици А.

Иако ово може мало повећати проток струје у празном ходу у трсци, али то ионако неће наштетити трску.

Ерсистор се може заменити кондензатором и ради омогућавања сличне врсте заштите, као што је приказано на слици Б.

Типично се примењује заштитна мрежа отпорничког кондензатора како је приказано на слици Ц, у случају да напајање има наизменичну струју. Отпор може бити 150 охма 1/4 вата, а кондензатор може бити између 0,1 уФ и 1 уФ.

Овај метод се показао најефикаснијим и успео је да трску заштити од пребацивања стартера мотора током више од милион операција.

Вредности Р и Ц могу се одредити путем следеће формуле

Ц = И ^ 2/10 уФ и Р = Е / 10И (1 + 50 / Е)

Где је Е струја затвореног круга, а Е напон отвореног круга мреже.

На слици Ц можемо видети диоду повезану преко трске. Ова заштита добро функционише у једносмерним круговима са индуктивним оптерећењем, мада поларитет диоде мора бити правилно примењен.

Високо струјно пресвлачење трске

У апликацијама којима је потребно пребацивање јаке струје помоћу трстичног прекидача, за пребацивање јаког струјног оптерећења користи се склоп са тријаком, а за управљање преклопним прекидачем триака као прекидач са трстиком, као што је приказано доле

Струја гејта је знатно мања од струје оптерећења, прекидач са трстиком ће ефикасно радити и омогућити пребацивање триака са великим струјним оптерећењем. Овде се може применити чак и минутни прекидач за трску, који ће радити без проблема.

Опционални 0,1 уФ и 100 охм РЦ је снубер мрежа за заштиту триака од индуктивних шиљака високе струје, ако је оптерећење индуктивно оптерећење.

Предности Реед Свитцх-а

Велика предност трстичног прекидача је његов капацитет да ради врло ефикасно док пребацује мале величине струја и напона. Ово може бити значајан проблем када се користи редовни прекидач. То је због недостатка одговарајуће струје за уклањање отпорног површинског слоја који је нормално повезан са стандардним контактима прекидача.

Супротно томе, трска прекидач као резултат позлаћених контактних површина и инертне атмосфере успешно ради у преко милијарду операција.

У једном од практичних тестова у цењеној лабораторији америчке компаније, четири прекидача са трстиком напајала су се са 120 ОН / ОФФ секвенци у секунди кроз оптерећење које је радило са 500 микроволта и 100 микроампера, једносмерне струје.

У тесту је свака трска могла да изврши до 50 милиона затварача доследно, ни у једном случају не показујући промењени отпор преко 5 ома.

Кварови Реед прекидача

Иако изузетно ефикасан, трстични прекидач може показати тенденцију да откаже ако ради под јачим струјним улазима. Јака струја доводи до ерозије контаката, што се такође често може видети код редовних прекидача.

Ова ерозија резултира ситним честицама које се такође магнетно сакупљају у близини размака контаката и на неки начин стварају премошћавање кроз јаз. Ово премошћавање зазора доводи до кратког споја и чини се да су трске трајно УКЉУЧЕНЕ.

Дакле, заправо није због топљења контаката, већ због кратког споја услед сакупљања еродираних честица, због чега контакти трске изгледају као да су се истопили и стопили.

Спецификације за стандардни универзални трстични прекидач

• Максимални напон = 150 В
• Максимална струја = 2 ампера
• Максимална снага = 25 вати
• Макс. почетни отпор = 50 милиома
• Макс. отпор при крају животног века = 2 охма
• Вршни напон пробоја = 500 В
• Стопа затварања = 400 Хз
• Отпор изолације = 5000 милиом
• Распон температуре = -55 степени Ц до +150 степени Ц.
• Капацитет контакта = 1,5 пФ
• Вибрација = 10Г на 10-55Хз
• Шок = 15Г мини му м
• Животни век при номиналном оптерећењу = 5 к 10 ^ 6 операција
• Живот при нултом оптерећењу = 500 к 10 ^ 6 операција

Области примене

1. Индикатор нивоа хидрауличне кочионе течности, где се изводљивост у основи ослања на директност и једноставност употребе.
2. Бројање близине , пружајући невероватно једноставан приступ снимању проласка жељезних предмета преко унапред задате тачке.
3. Пребацивање сигурносне блокаде , нудећи изванредну стабилност и једноставност употребе апликација за сложено механизоване дизајне. Овде се уграђени трстични прекидачи користе за повезивање кола за паљење упозоравајуће лампице или за подстицање следећих фаза рада.
4. Заптивено пребацивање у запаљивим срединама , заобилази могућност сагоревања такође у атмосфери препуној прашине у којој се тешко може поуздати у стандардне отворене прекидаче, посебно у хладном времену где би се редовни прекидачи могли једноставно смрзнути.
5. У радиоактивном окружењу , где магнетни рад помаже да се сачува кредибилитет заштите.

Неки други апликациони кругови објављени на овој веб локацији

Пливајући прекидач : Реед прекидачи могу се користити за ефикасне плутајуће прекидаче без корозије за контролу нивоа воде. Будући да су прекидачи са језичком запечаћени, избегава се контакт с водом и систем ради бесконачно без икаквих проблема.

Аларм за капање пацијента : Овај круг користи трстични прекидач за активирање аларма када пакет за капање повезан са пацијентом постане празан. Аларм омогућава медицинској сестри да одмах зна ситуацију и празан кап по кап замени новим пакетом.

Магнетни аларм на вратима : У овој апликацији, прекидач са трстиком активира се или деактивира када се суседни магнет помери отварањем или затварањем врата. Аларм упозорава корисника у вези са радом врата.

Бројач намотаја трансформатора : Овде се трстичним прекидачем управља магнетом причвршћеним на ротирајућем точкићу за навијање, што омогућава бројачу да добије сигнал сата за свако окретање намотаја од активирања трске.

Контролер за отварање / затварање капије : Реед прекидачи такође одлично функционишу као полупроводнички гранични прекидачи. У овом кругу контролера капије, језичасти прекидач ограничава отварање или затварање капије искључивањем мотора кад год капија достигне своје максималне клизне границе.