Слаботочные малогабаритные электромагнитные реле

Автор: Беркович Ф. Г., Ивакин Б. Ф., Малащенко А. А., Мартынов Д. И.

Издание: Технологическое оборудование и материалы, 1997, №8-9.

PDF-версия: сохранить pdf версию.


Беркович Ф.Г., Ивакин Б.Ф., Малащенко А.А., Мартынов Д.И.

Слаботочные электромагнитные реле (ЭМР) как элементы электрических схем нашли широкое применение в военной технике, летательных и космических аппаратах, средствах связи и промышленной автоматике.

Современные нейтральные и поляризованные (переключатели) реле по объемномассовым характеристикам, устойчивости к механическим, температурным и другим внешним воздействиям совместимы и не уступают бесконтактным полупроводниковым приборам. Высокая же устойчивость ЭМР к электрическим перегрузкам, гальваническая развязка между разомкнутыми контактами и малое сопротивление (падение напряжения) контактного перехода позволяют использовать их в самых тяжелых условиях эксплуатации.

За последнее десятилетие достигнуты значительные успехи в расширении номенклатуры слаботочных ЭМР (около 100 типов по 3-5 исполнений). В 1,5-2 раза, а по некоторым типам в 4 раза, увеличился такой показатель, как "коммутируемая мощность/масса" ("объем"). Ряд типов герметичных реле выдерживают удары до 200 g и обладают виброустойчивостью до 3000 Гц при ускорении 30 g.

Для совместимости при монтаже с современными типами полупроводниковых элементов созданы реле с высотой корпуса 4,2 мм под печатный монтаж, а также реле для монтажа на поверхность печатных плат с высотой корпуса 5,5 мм.

0 сложности производства микроминиатюрных реле можно судить по такому примеру. Конструкция реле РПС46, имеющего две обмотки управления (два входа по управлению) и две контактные группы на переключение с магнитной блокировкой ("памятью"), при массе менее 2 г состоит из 49 деталей и двух обмоток, содержащих по несколько тысяч витков проводом с диаметром жилы 25 мкм. Реле предназначено для коммутации тока до 1 А при напряжении 28 В.

НИИКТ, в ряде случаев с привлечением специализированных предприятий, были созданы специфичные для релейного производства технологии, специальное технологическое оборудование (СТО) и контрольно-измерительная аппаратура (КИА), позволившие организовать производство слаботочных реле для спецтехники с высокими техническими характеристиками и повышенной надежностью работы. Так, например, было создано оборудование и типовой технологический процесс для глубокого обезгаживания и заполнения внутреннего объема реле азотом и заварки откачного отверстия, измерительное оборудование для проверки времени стабилизации переходного сопротивления контактов, являющегося одним из основных критериев качества финишной очистки реле, оборудование для финишной очистки реле перед герметизацией и приготовления особо чистой воды, оборудование для прецизионной точечной сварки микроминиатюрных деталей и узлов реле со встроенной аппаратурой контроля качества сварки по ряду параметров и др. виды СТО и КИА.

К реле общепромышленного исполнения предъявляются повышенные требования по количеству коммутаций, механической износоустойчивости (количеству коммутаций без токовой нагрузки), в ряде случаев по высокой прочности электрической изоляции (пробою) между входом и выходом (обмоткой и контактами), а также между контактными цепями. Для ряда аппаратуры требуются малогабаритные реле, коммутирующие ток до 16 А при напряжении 250 В (мощность коммутации 4 кВА) на переменном токе и удовлетворяющие ряд других требований, характерных для общепромышленной автоматики и бытовой техники.

Реле в общепромышленном исполнении, как правило, изготавливаются в пластмассовых негерметичных корпусах. Для особых условий применения выпускаются и герметизированные реле как в пластмассовом, так и металлическом корпусе.

Несмотря на различия в технических требованиях, все виды электромагнитных реле имеют много общего как в конструкторских решениях, так и в технологическом оснащении, а также в методах контроля качества.

Использование технологий, специального технологического оборудования, контрольноизмерительной аппаратуры, созданных для реле специального назначения, позволило в сжатые сроки разработать, освоить в общепромышленном исполнении 11 типов реле в пластмассовых корпусах, в том числе 3 типа в пылевлагозащищенном исполнении, и 3 типа реле в металлических корпусах, производство которых полностью базируется на технологиях реле специального назначения.

При разработке и освоении реле общепромышленного назначения работы велись в трех направлениях.

  1. Создание на базе серийных реле, ранее созданных для особо жестких условий эксплуатации, исполнений с пониженными техническими требованиями по диапазону рабочих температур окружающей среды, устойчивости к механическим перегрузкам и др. В этом случае оформляется дополнение к ТУ и производство ведется на основе технологий с некоторыми уточнениями, принятыми для основного типа. Такой способ широко применяется в зарубежной практике.
  2. Разработка на базе имеющихся технологий, СТО и КИА реле в пластмассовых корпусах. При разработке и освоении в производстве этих реле пришлось провести ряд дополнительных работ по подбору малогазящих негорючих пластмасс, новых контактных материалов, а также заказать обмоточные провода с утоненной изоляцией. При решении вопроса обеспечения надежности контактирования реле с пластмассовыми корпусами, особенно герметизированных, были использованы технологии и СТО, применяемые для герметичных реле в металлических корпусах.
  3. Для реле промавтоматики, используемых в сравнительно жестких условиях эксплуатации (загазованность, неотапливаемые помещения и др.) практически без особых изменений используются отработанные для герметичных реле в металлостеклянных корпусах конструкторские решения, типовые технологические процессы, применяемые СТО и КИА.

В настоящее время мы продолжаем работать над увеличением количества контактных групп и величины коммутируемого тока на см3 и грамм массы как у реле в металлических, так и пластмассовых корпусах.

Ниже в таблицах приведены основные характеристики некоторых типов поляризованных, герметичных, двустабильных электромагнитных реле в металлическом корпусе и неполяризованных, негерметичных одностабильных электромагнитных реле в пластмассовом корпусе.

ПараметрыТип реле
РПС28РПС341)РПСЗб1)
Размеры/ масса, мм/г41х25,5х41,5/ 15023,8х19,7х25,6/ 4527,7х23,8х25,6/ 50
Количество и вид контактов
Макс. коммутируемая нагрузка
при 106/105/104/103 циклах; Вт (В.А)
-/-/102(115)/-34(0,01)/68(11,5)/ 102 (127)/-34(0,01)/68(11,5)/ 102(127)/-
Коммутируемый ток =/~(50 Гц), А4.10-2-3/ 5.10-2-15.10-6-3/10-1-15.10-6-3/10-1-1
Ком. напряжение =/~(50 Гц),В6-34/12-1150,05-220/12-2200,05-220/12-220
Механический срок службы, цикл104106106
Электр. прочность изоляции, Вэфф500/500500/500500/500
Напряжение питания обмотки, В12; 276; 12; 276; 12; 27
Сопротивление обмотки, Ом80; 34026; 100; 37026; 100; 370
Температура окружающей среды, оС-60...+80-60...+100-60...+100
Воздействие вибрационных нагрузок, Гц/g5-50/1 мм 50-2000/105-50/1,5 мм 50-1000/20 1000-3000/105-50/1,5 мм 50-1000/20 1000-3000/10

Основные характеристики поляризованных, герметичных, двустабильных электромагнитных реле в металлическом корпусе Параметры Тип реле

Примечание. 1) Для монтажа на поверхность печатных плат

ПараметрыТип реле
РЭА111)РЭК51РЭК52
Размеры/ масса, мм/г16,5х9,5х19/ 425х13х26,2/ 2525х13х26,2/ 25
Количество и вид контактов1П,13,1Р
Макс. коммутируемая нагрузка
при 106/105/104/103 циклах; Вт (В.А)
-/0,3(0,1)/-/--/-(1100)-(2200)/--/-(220)/-/-
Коммутируемый ток =/~(50 Гц), А10-6-5.10-2/10-6-5.10-6-/10-6-10-/10-1-1
Ком. напряжение =/~(50 Гц),В0,001-200/0,01-200-/12-220-/12-220
Механический срок службы, цикл105105105
Электр. прочность изоляции, Вэфф220/2201410/4240700/1000
Напряжение питания обмотки, В126; 12; 246; 12; 24
Сопротивление обмотки, Ом40065-74; 200-300; 900-128065-74; 200-300; 900-1280
Температура окружающей среды, оС-30...+70-45...+60-45...+60
Воздействие вибрационных нагрузок, Гц/g-1-80/5 прочность1-80/5 прочность

Основные характеристики неполяризованных, негерметичных, одностабильных электромагнитных реле в пластмассовом корпусе

Примечание. 1) Высокочастотное до 500 МГц