Контрольная работа: Паяные соединения. Технология магнитных дисков. Коммутационные устройства
3. Коммутационные устройства (КУ) представляют собой изделия РЭА, обладающие свойством замыкать (размыкать) электрические цепи за счет изменения электрического сопротивления контактов. В замкнутом состоянии контакты имеют очень малое сопротивление (близкое к нулю), в разомкнутом - большое (десятки - сотни МОм).
КУ предназначены для замыкания (размыкания) электрических цепей в устройствах автоматики и телемеханики, сигнализации, контроля и защиты, распределения энергии, в системах связи и передачи информации, в бытовой радиоаппаратуре и в других многочисленных системах и устройствах.
КУ можно разделить на два больших класса: с магнитным и механическим управлением.
К КУ с магнитным управлением относятся электромагнитные реле и магнитоуправляемые герметические контакты (герконы). К КУ с механическим управлением отнесены микропереключатели и коммутационные изделия с ручным управлением. К КУ с ручным управлением относятся кнопки и переключатели.
Общими параметрами КУ являются: чувствительность (минимальная величина энергии, при которой происходит скачкообразное изменение сопротивления контактов); время срабатывания; коммутируемые мощность, напряжение и ток; электрическое сопротивление контактов; максимальное число коммутаций; диапазон внешних условий (температура, влажность, давление); масса, габаритные размеры и др.
С энергетической точки зрения КУ являются более экономичными изделиями по сравнению с трансформаторами, дросселями, резисторами. Основные потери энергии в КУ обусловлены наличием не нулевого сопротивления замкнутых контактов и не бесконечного сопротивления разомкнутых контактов. Другой отличительной особенностью КУ (исключая реле) является ненормированное время включения (выключения). И последнее, КУ, имея механические перемещения деталей, по показателям надежности и сроку службы значительно уступают всем остальным пассивным элементам.
Переключатель представляет собой устройство, предназначенное для коммутации электрических цепей радиоустройств с целью обеспечения того или иного режима работы.
Конструкция переключателя состоит из двух основных элементов: контактной пары и механизма замыкания-размыкания контактов.
Контакты, как правило, изготовляют из платины, серебра, золота и сплавов других металлов, а также из бронзы, латуни и вольфрама. Они могут быть плоскоконической, плоскосферической и цилиндрической формы. Контакты бывают прижимные и притирающиеся.
По способу действия механизма замыкания-размыкания контактов переключатели подразделяются на нажимные (кнопки и клавиши), перекидные (тумблеры) и галетные.
По назначению контакты классифицируются на высокочастотные и низкочастотные, сильноточные и слаботочные.
Основными параметрами переключателей являются: переходное сопротивление, емкость между контактами, сопротивление изоляции, мощность контактов, срок службы, четкость фиксации, масса и габариты.
Переходное сопротивление контактов зависит как от материала контактов, так и от состояния их поверхности.
Емкость между контактами определяется их взаимным перекрытием по площади и расстоянием между ними, а также видом диэлектрика, на котором они укреплены.
Сопротивление изоляции между контактами переключателя определяет их электрическую прочность.
Мощность контактов определяется произведением предельно допустимого тока при замкнутых контактах на предельно допустимое напряжение при разомкнутых контактах, при которых гарантируется нормальная работа переключателя в течение определенного срока службы.
Срок службы переключателя оценивается числом переключений, при котором переключатель исправно работает. Он составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов переключений и зависит от мощности контактов и климатических факторов.
Четкость фиксации переключателя характеризуется отношением силы, необходимой для его вывода из зафиксированного положения, к минимальной силе, требуемой для его движения в промежуточном (незафиксированном) положении.
Масса и габариты переключателя определяются в основном его мощностью, типом механизма, числом коммутирующих контактных пар и др.
Рис.5. Тумблер.
1 - рычаг; 2 - корпус; 3 - контакты; 4 - переключающий валик; 5 - изоляционный колпачок; 6 - пружина
Из числа перекидных переключателей наиболее широкое применение получили тумблеры (рис.5) . Принцип работы тумблера состоит в следующем. При крайнем положении рычага 1 пружина 6 прижимает переключающий валик 4 к одной паре контактов 3, замыкая их. При перемещении рычага в другое крайнее положение пружина сжимается до тех пор, пока центр О головки рычага не окажется в положении О'. При этом под действием составляющей силы P ' валик перемещается к другой паре контактов и замыкает ее, а первая пара размыкается.
Однако многократное использование тумблеров в короткие промежутки времени утомляет оператора, работающего с радиоаппаратурой. В этих случаях целесообразно применять клавишные переключатели.
Галетные переключатели являются многополюсными, что позволяет одновременно осуществлять коммутацию нескольких функционально связанных цепей. Галетные переключатели широко применяются в радиоаппаратуре. Наиболее малогабаритными являются низкочастотный МПН-1 (рис.6, а) и высокочастотный МПВ-1 (рис.6, б) переключатели.
Реле, как и переключатели, предназначены для коммутации электрических цепей радиоустройств. Однако если в переключателе коммутация осуществляется механическим нажатием кнопок, клавишей, передвижением или поворотом ручек тумблера, галетного переключателя, то в реле одновременное размыкание (замыкание) контактных пар происходит под действием электрического, магнитного или температурного полей.
По принципу работы реле подразделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, индукционные и электротермические. Наибольшее распространение получили электромагнитные реле.
В зависимости от вида коммутируемого тока различают реле постоянного и переменного токов.