Современная электроника №2/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 61 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2020 боты контактной пары без отскока, но значительно увеличивает её веро- ятность, то по результатам моделиро- вания можно рекомендовать режим срабатывания геркона, обеспечива- емый при I = (1,1…1,2) I min . Результаты, полученные в ходе моде- лирования, требуют постановки двух важных для практики вопросов. Пер- вый: необходимо ли поддерживать ток в катушке в течение всего сближения контактов. Ответить на него позволяют графики, приведённые на рисунке 2в. Они построены для следующей зави- симости тока от времени: Пригипотетическоммгновенномисчез- новениитокавкатушкепри t =0,5мскон- такты всё равно сомкнутся (см. рис. 2в), т.к. они имеют запас по кинетической энергии, достаточный для преодоле- ния собственной упругости. При этом t пк =2,27мс, v пк =0,12м/с, Э пк =0,0182А 2 •мс. Если считать, что после соприкоснове- ния контактов ток в обмотке остаётся вышеминимальнонеобходимого дляих удержания в соприкосновении, то про- цесс срабатывания геркона будет впол- не успешным. Такое решение позволяет снизить скорость соударения контактов, но имеет и существенный недостаток. Если герконподвергаетсямеханическо- му воздействию в форме вибрации или ударов, топосле снижения тока возмож- нонарушение взаимного сближения кон- тактов, в результате чего срабатывание геркона не наступит вообще. Поэтому такой подход к управлению герконом нельзя считать универсальным. Второй вопрос состоит в целесообраз- ности использования согласованно- го управления, т.е. таких форм тока i ( t ), которые обеспечивают сравнительно небольшое значение t пк приминимиза- ции скорости первого соударения. Про- ведённые расчётыпоказали, что режим с v пк → 0 вполне осуществимпутёмпосте- пенного снижения тока в катушке, но его применение требует значительно- го усложнения схемы управления током и индивидуального режима управления для каждого образца геркона. В отличие от рассмотренной модели, результаты экспериментов с герконами отражают наиболее значимые явления в их срабатывании и, конечно же, не утра- чивают адекватности после первого касания контактов. В то же время услож- нение модели (3) не несёт в себе прак- тической ценности, поскольку оценка параметров соударения и отскока кон- Рис. 3. График зависимости t пк ( I ) тактов потребует знания механических свойств материалов контактов и корпу- са, а это крайне затруднит выбор исход- ных данных для использования модели. Ввиду этого рассмотренные показате- ли достижения первого касания контак- тов целесообразно определять экспери- ментально, а в дополнение к ним вве- сти время завершения коммутации t зк , длительность механической релакса- ции t p = t зк – t пк , количество отскоков K , которые также являются функциями тока в катушке и зависят от его формы. Систему «геркон – катушка» с фикси- рованной конструкцией следует оха- рактеризовать измеренными значения- ми токов срабатывания I с > I min иотпуска- ния I o , при которых ещё не допускаются нарушенияпри срабатываниииотпуска- нии. Значение I с будет зависеть от скоро- сти изменения тока, что связано с уров- немнакопленноймеханическойэнергии встречного движения контактов. Тогда рекомендуемый режим срабатывания будет обеспечен при токе I з = (1,1…1,2) I с . Эта первичная рекомендация, как будет показано во второй части ста- тьи, подлежит уточнению по резуль- татам измерений. Л ИТЕРАТУРА 1. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчёту надёжности аппаратуры радиоэ- лектроники и автоматики. М.: Советское радио, 1975. 472 с. 2. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электри- ческие измерения физических вели- чин. Измерительные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1983. 320 с. 3. Хольм Р. Электрические контакты. М.: Издательство иностранной литерату- ры, 1961. 464 с. 4. ТрофимоваТ.И. Курсфизики, 11-е изд. М.: Издательскийцентр «Академия», 2006. 560 с. 5. Бессонов Л.А. Теоретические основы элек- тротехники. Электрические цепи. 9 изд. М.: Высшая школа, 1996. 638 с. 6. Цопов Г.И., Сергеев Г.А., Овсянников В.Н. Проектирование и расчёт электромаг- нитного устройства низкого напряже- ния. Учебно-методическое пособие. Самара: Самарский ГТУ, 2013. 53 с. 7. Контакт магнитоуправляемый герметизи- рованныйМКА-14103. Информационный лист. Ред. от 29.04.2015. Интернет-ресурс www.chipdip.ru (дата обращения 30.10.19). 8. Техническое описание к герконам мар- ки КЭМ. Интернет-ресурс www.chipdip. ru (дата обращения 20.11.19). 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 30 25 20 15 10 5 0 Сила тока (I), A t пк , мс 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Сила тока (I), A V пк , м/с Рис. 4. График зависимости v пк ( I ) Рис. 5. График зависимости Э пк ( I ) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Сила тока (I), A 0,02 0,0175 0,015 0,0125 0.01 7,5 × 10 –3 5 × 10 –3 Э ПК , А 2 • с (4)