Современная электроника №3/2020

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 81 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 Рис. 7. Осциллограммы сигналов на сопротивлении R и нагрузке геркона при значениях I k , равных: 0,877 А (а), 0,949 А (б), 1,80 А (в), 2,65 А (г) осуществлялась по фронту в канале 2. В ходе выполнения измерений опреде- лялись значения t пк , t зк , t р , K при разных амплитудах импульсов тока в катушке I k и строго постоянном расположении контактной пары геркона в геометри- ческом центре катушки. Установлено, что геркон срабатывает при значении импульсного напряжения U i на рези- сторе R не менее 4,12 В, следователь- но, значение I c составляет 0,877 А. Раз- мыкание контактов происходит при токе 0,468 А. Таким образом, м.д.с. сра- батывания и отпускания составляют 35 и 19 А, что соответствует технической документации [8]. На рисунке 7 представлены приме- ры осциллограмм, полученных для значений U i = 4,12; 4,46; 8,47 и 12,4 В, т. е. для значений I k = 0,877; 0,949; 1,80; 2,65 А, последние три из которых соот- ветствуют токам 1,08 × I c , 2,05 × I c , 3,02 × I c . Измерения значений t пк выполнялись в автоматическом режиме, значе- ний t зк – с использованием курсоров. Как видно из представленных рисун- ков, после первого соударения контак- тов в герконе напряжение на нагрузке может иметь провалы и прерывания. Провалы напряжения обусловле- ны кратковременным повышением переходного сопротивления контак- тов при их трении в ходе деформа- ции без размыкания, а прерывания – полным размыканием из-за отско- ка, вызванного соударением, при- чём, как отмечалось выше, опреде- ляющее влияние на ресурс герконов оказывают именно отскоки. Срабаты- вание геркона можно считать завер- шённым только после того, как напря- жение на его нагрузке выходит на неизменное в дальнейшем значение. Экспериментально установлено, что для исследуемого геркона провалы появляются при I k = 1,027 А (1,17 × I c ), и при дальнейшем увеличении это- го значения ситуация с отскоками усугубляется. Количество отскоков К , регистрируемое по прерывани- ям напряжения на нагрузке геркона, изменяется от 1 до 7 в интервале уве- личения I k от 1,1 до 1,8 А. При I k > 1,8 А значение K составляет не менее 8, а длительность прерываний суще- ственно возрастает. Анализируя форму сигнала в канале 2, можно видеть, что начальный момент формирования импульса характеризу- ется экспоненциальным переходным процессом с постоянной времени око- ло 50 мкс, что существенно больше ана- логичного параметра для цепи питания катушки. Это явление определяется ограничением по времени нарастания переходной характеристики усилите- ля мощности и не влияет на трактовку результатов измерений, т. к. длитель- ность переходного процесса всё рав- но оказывается много меньше t пк . На рисунке 8 представлены зависи- мости t пк ( I k ), t зк ( I k ), t р ( I k ), а также зависи- мости энергетических характеристик Э пк ( I k ) = I k 2 × t пк ( I k ) и Э зк ( I k ) = I k 2 × t зк ( I k ). Формы кривых t пк ( I k ) и Э пк ( I k ) совпадают с резуль- татамимоделирования (см. рис. 3 и 5) [9]. Таким образом, предложенную выше модель сближения контактов в герконе можно считать получившей эксперимен- тальное подтверждение. Результаты, полученные в ходе изме- рений, в целом подтвердили состоя- тельность и практическую ценность построенной модели сближения кон- тактов. Они также позволяют уточнить значение оптимального тока в катуш- ке. Согласно экспериментальным дан- ным, рекомендуемый режим срабаты- вания геркона будет обеспечен при токе I з = (1,10…1,15) × I с . Для герконов других типов требуется набор стати- стики по параметрам срабатывания, однако на текущий момент приведён- а в б г