Бесконтактные путевые выключатели


Бесконтактный путевой выключатель

БЕСКОНТАКТНЫЙ ПУТЕЮЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ по авт. св. В 148612, о т и чающий с я тем, что, с целью повшоения надежности коммутации , в него введены два транзистора, резистора и стабилитрон , прячем крллектор первого транзистора подключи к эмиттеру транзистора генератора, : эмиттер — к Цей шине,. а база — к коллектору второго транзистора, эмиттер второго Транзистора подключен к источнику питания Через резистор, а база — к точке соединения нагрузки и контурной катушки через включенный в прямом направлении с табилитрон. (/> С О с i t к К)

3(5Р Н 01 Н 36 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИИ H.olHPbffl4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ к *втоиснаа сеицртвъствм (61) 148612 (21) .3396465/1 8-21 . (22 ) . 15. 02. 82 (.46) 0.7. 06.83. Бюл. 9 21 (72) A.Ñ. Готовский и Ю.Н. Ивенский (71) Минское специальное. конструкторское бюро автоматических линий (53) 621.316(088.8) . (56) 1. Лвторское свидетельство СССР

У 148612, кл. Н 01 Н 36/00, 1970. (54) (57) БЕСКОНТАКТНЫЙ ПУТЕВОЙ ВЫК-

ЛКЙАТЕЛЬ по авт. св. Р 148612, о т (л и ч а ю шийся тем, что,c целью повьыения надежности коммутации, в него введены два транзистора, резистора и стабилитрон, причем коллектор первого транзистора подключен к .эмиттеру транзистора генераТора, ;змиттер — к Фей шине,.а база — tc коллектору второго транзистора, змиттер второго. транзистора подключен к источнику питания через резистор, а база — к точке соединения нагрузки и

: контурной катушки через включенный в прямом направлении стабилитрон.

Изобретение относйтая к аппаратам, применяемымдля контроля положения мехайизмов или отдельных его узлов в различном технологическом оборудовании путевого выключателя.

По основному авт. св. 9 148612 описан бесконтактный путевой выключатель, предназначенный для контроля положения механизмов или отдельных его узлов, содержащий генератор, возбуждаемый магнитной системой, состоя-10 щей.из двух установленных с зазором броневых ферритовых сердечников, в одном из которых размещена контурная обмотка и обмотка положительной обратной связи, а в другом — обмотка 15 отрицательной обратной связи.

Одним из важных параметров бесконтактных путевых выключателей является дифференциал хода, который определяется расстоянием между точкой вклю- 20 чения (положение пластины в щели выключателя при его включении )при прямом перемещении пластины и точкой отключения при обратном ее движении 1 g. 25

Недостатком известного бесконтактного путевого выключателя является сравнительно малый дифференциал хода, что является следствием большой скважности генерируемых импульсов генератора выключателя. уменьшений скважности генерируемых импульсов невозможно из-за отсутствия звена, позволяющего регулировать эту скважность и, следовательно, дефференциал хода.

Небольшая величина дифференциала хода бесконтактного выключателя приводит к тому, что в процессе введения переключающей пластины в зону чувствительности выключателя и при ее ко- 40 лебании в поперечном направлении, а также при самопрогреве выключателя или же изменении температуры окружающей среды происходит смещение точек срабатывания и отключения, вызываю-,45 щее самопроизвольное отключение вык-: лючателя. При этом самопроизвольное отключение выключателя возникает не постоянно, а зависит от сочетания ряда факторов.

В этих условиях выключатели с малым дифференуиалом хода не обеспечивают надежную коммутацию цепей управления.

Цель изобретения — повышение на. дежности коммутации за счет расшире- «5 ния дифференциала хода и обеспечивает воэможности его регулировки. указанная цель достигается тем, что бесконтактный путевой выключатель60 дополнительно снабжен двумя транзисто рами,резистором и стабилитроном, при. ,чем коллектор первого транзистора подключен к эмиттеру транзистора гене ратора, эмиттер — к общей шине, а база — к коллектору второго транэис. тора, эмиттер второго транзистора подключен к источнику питания через резистор, а база — к точке соединения нагрузки и контурной катушки через включенный в прямом направлении стабилитрон.

Введение дополнительных транзисторов, резистора и стабилитрона позволяет получить переключатель с заданным дифференциалом хода, обеспечивающим его надежную коммутацию в систе мах автоматического управления технологическим оборудованием во всем рабочем диапазоне температур.

На чертеже изображена схема бесконтактного путевого выключателя.

Выключатель содержит генератор на транзисторе 1, состоящий из. двух броневых ферритовых сердечников, установленных с зазором между собой для прохождения переключающей пластины.

В одном сердечнике размещена контурная обмотка 2 и обмотка 3 положительной обратной связи, в другомобмотка 4 отрицательной обратной связи.

Параллельно резистору 5 подключен транзистор 6. Его база соединена с коллектором транзистора 7. Последний эмиттером через резистор 8 и базой через стабилитрон 9 подключен параллельно нагрузке 10.

При выведенной из щели пластине схема не генерирует и на выходе на1 пряжение отсутствует. При этом тран- зистор 7 закрыт и, следовательно, закрыт транзистор 6.

В выключателе переход схемы генератора из состояния покоя в режим генерации происходит скачкообразно.

При этом как только. напряжение на нагрузке 10 достигнет определенной величины, стабилитрон 9 пробивается, что в итоге приводит к открыванию транзистора 6. Транзистор 6, Шунти-, руя резистор 5, приводит к умейьшен ю скважности генерируемых импульсов тока. В результате этого среднее значение тока через транзистор увеличивается, что соответственно изменяет условие, при котором происходит срыв генерации, поскольку с увеличением тока коллектора транзистора 1

его коэффициент усиления увеличивается, а входное сопротивление умень . шается.

Таким образом, при: выведении цластины из выключателя координата точки отключения уменьшается из-.эа уменьшения в этих условиях величины коэффициента обратной связи, требуемой для поддержания. генерации.

Следовательно, увеличение дифференциала хода произошло за счет изме- нения координаты точки отключения.

Составитель И. Парфенов

Редактор В. Пилипенко Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар Заказ 405б/45 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r Ужгород,.ул. Проектная, 4

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого .принят бесконтактный путевой выключатель BE 516 фирма Фм И uКЕ (ФРГ ), имеющий дифференциал хода 6,15 мм, предлагаемый выключатель имеет дифференциал хода 5

2 мм, причем изобретение позволяет получить выключатели с дифференциалом,,хода от 0,5 до 4 ре .

В Результате исйользования изобре1теиия с увеличенным дифференциалом 30 хода, По сравнению с базовым объектом, исключается воэможность ложного отключения выключателя в условиях смещения точек сравнения и отключения .вследствие самопрогрева, колебания, переключающий пластины, изменения температуры окружающей среды. Это,,обеспечивает надежную. коммутацию

-выключателей в системах .автоматического управления.

Кроме того, появилась воэможность использовать бесконтактные путевые выключатели в механизмах с большим колебанием, переключающей пластины, например, в транспортерах автоматических линий, т.е. расширяется об.ласть применения этик выключателей. ,В ряде случаев упрощаются отдельные механические узлы технологического оборудования.

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНОГО ПУТЕВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

    Георгий Волконский 3 лет назад Просмотров:

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автоматизации производственных процессов ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНОГО ПУТЕВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технические средства автоматизации» для студентов очной и заочной форм обучения специальности «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)», по дисциплине «Технические средства автоматизации и управления» для студентов очной и заочной форм обучения направления «Управление в технических системах», по дисциплине «Средства автоматизации и управления» для студентов очной и заочной форм обучения направления «Автоматизация технологических процессов и производств» Курган 2012

2 Кафедра автоматизации производственных процессов Дисциплины: «Технические средства автоматизации», «Технические средства автоматизации и управления», «Средства автоматизации и управления» Составил: канд. техн. наук, доцент Н.Б.Сбродов Утверждены на заседании кафедры «20» марта 2012 г. Рекомендованы методическим советом университета «6» апреля 2012 г. 2

3 ВВЕДЕНИЕ Применение средств микропроцессорной техники позволило поднять на качественно новый уровень функциональные возможности и повысить надежность систем электроавтоматики современного промышленного оборудования. Однако наиболее слабым звеном систем электроавтоматики являются часто путевые выключатели, особенно если это электроконтактные устройства. Такое положение связано с необходимостью устанавливать путевые выключатели непосредственно у рабочих органов технологического оборудования, где имеются тяжелые эксплуатационные условия, обусловленные воздействием неблагоприятных факторов (вибрации, ударные нагрузки, запыленность, загрязнения, смазочно-охлаждающие жидкости и т.д.). Размещение путевых выключателей у рабочих органов оборудования накладывает ограничение и на их габаритные размеры. Таким образом, повышение требований к быстродействию, частоте переключений, надежности, габаритам определило необходимость создания бесконтактных путевых выключателей. Целью лабораторной работы является изучение конструкции, принципа действия бесконтактного путевого выключателя и экспериментальное исследование его основных характеристик. 1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ Путевые выключатели предназначены для получения управляющих сигналов в определенных точках пути перемещающегося рабочего органа или какого-либо вспомогательного устройства станка, промышленного робота и т.п. Если путевые выключатели контролируют крайние положения хода рабочего органа, то их часто называют конечными (концевыми) выключателями. Путевой выключатель независимо от принципа его работы содержит следующие основные функциональные элементы (рисунок 1): 1) управляющий элемент 1, как правило, жестко связанный с контролируемым подвижным рабочим органом оборудования; 2) чувствительный элемент (преобразователь) 2, преобразующий перемещение контролируемого объекта в какую-либо физическую величину; 3) коммутирующий элемент 3, преобразующий непрерывный сигнал, поступающий от преобразователя, в дискретный сигнал состояния выключателя (включено или выключено), поступающий во внешнюю cxeмy управления. Путевые выключатели могут быть разделены на две большие группы: контактные путевые выключатели и бесконтактные путевые выключатели. В контактных путевых выключателях управляющий элемент непосредственно механически воздействует на чувствительный (приводной) элемент выключателя, а коммутирующим элементом являются электрические контакты, выполняющие переключения во внешней схеме управления. 3

4 Рисунок 1 Структурная схема путевого выключателя В бесконтактных путевых выключателях в зависимости от положения управляющего элемента, механически не взаимодействующего с выключателем, изменяется какой-либо физический параметр преобразователя. При определенном значении этого параметра изменяется состояние коммутирующего элемента, являющегося часто также бесконтактным устройством. По физическому принципу действия бесконтактные путевые выключатели классифицируются на индуктивные (рисунок 2), емкостные, фотоэлектрические и др. В настоящее время подавляющее большинство серийно выпускающихся промышленностью бесконтактных путевых выключателей — это индуктивные аппараты, построенные на изменении индуктивности или взаимоиндуктивности. Рисунок 2 Конструктивное исполнение индуктивных путевых выключателей 4

5 По конструктивному исполнению индуктивные бесконтактные путевые выключатели подразделяются на плоскостные (торцевые) и щелевые. В индуктивных генераторных путевых выключателях торцевого типа (рисунок 2а) управляющий элемент, представляющий собой проводящую пластину, вносит при приближении к чувствительной поверхности возмущение в высокочастотное поле, создаваемое катушкой индуктивности колебательного контура автогенератора. Это приводит к изменению выходного сигнала автогенератора по частоте и по амплитуде. Изменение выходного сигнала автогенератора регистрируется коммутирующим элементом. В индуктивных генераторных путевых выключателях щелевого типа (рисунок 2б) управляющий элемент входит в щель магнитной системы, изменяя при этом коэффициент взаимоиндукции между обмотками. В зависимости от конкретной схемы автогенератора путевые выключатели целевого типа могут работать как на срыв генерации при введении управляющего элемента в рабочую зону, так и на возникновении генерации. 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ БЕСКОНТАКТНОГО ПУТЕВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ СЕРИИ «ПИЩ» В данной лабораторной работе изучается и исследуется индуктивный генераторный бесконтактный путевой выключатель щелевого типа ПИЩ-6-1. Основные характеристики путевого выключателя ПИЩ-6-1 следующие: 1 Напряжение питания выключателя — 12 В. 2 Напряжение питания цепи нагрузки — не более 30 В. 3 Максимальный рабочий ток в цепи нагрузки — 80 ма. 4 Номинальное значение выходного нагрузочного сопротивления при активной нагрузке Ом при 12 В, 680 Ом при 24 В. 5 Максимальная частота срабатывания при активной нагрузке — не менее 1,0 кгц. 6 Масса — не более 0,08 кг. Конструкция выключателя показана на рисунке 3, а его электрическая принципиальная схема — на рисунке 4. В корпусе выключателя 1 по обе стороны цели расположены два броневых ферритовых сердечника 2. На одном сердечнике намотана контурная обмотка L k и обмотка положительной обратной связи L пос, а на втором — обмотка отрицательной обратной связи L оос. Управление выключателем осуществляется с помощью управляющего элемента (алюминиевой пластины) 3, жестко связанной с рабочим органом контролируемого механизма. Остальную часть корпуса занимает генератор. Генератор и ферритовые сердечники залиты в корпусе эпоксидным компаундом. Колебательный контур LкCк (рисунок 4) включен в цепь коллектора тран- 5

6 Рисунок 3 — Конструкция путевого выключателя серии ПИЩ Рисунок 4 — Электрическая принципиальная схема путевого выключателя 6

7 транзистора VT. Обмотки Lк и L пос осуществляют положительную обратную связь, а обмотка L ооc с обмоткой Lк — отрицательную обратную связь. Схема построена так, что при отсутствии внутри щели управляющего элемента отрицательная обратная связь преобладает, и автогенератор не генерирует. Вводимый в щель путевого выключателя управляющий элемент экранирует обмотку L ооc и уменьшает индуктивную связь между обмотками Lк и L ооc, тем самым уменьшая уровень отрицательной обратной связи. В результате при определенном положении управляющего элемента в контуре возникают незатухающие колебания с частотой несколько килогерц, а во внешней нагрузке, включенной в коллекторную цепь транзистора VT, появляется большой выходной ток. Если внешней нагрузкой является обмотка электромагнитного реле К (рисунок 4), то реле срабатывает, а его контакты формируют сигнал о включенном состоянии путевого выключателя. После выхода управляющего элемента из щели путевого выключателя под действием отрицательной обратной связи от обмотки L ооc генераторный режим прекращается и внешнее реле К отключается. Для стабилизации коллекторного тока при колебаниях температуры применен нелинейный делитель напряжения на резисторах R1, R2 и терморезисторе R3. Стабилизация напряжения питания осуществляется стабилитроном VD1. Диод VD2, включенный в цепь эмиттера, создает нелинейную стабилизирующую связь, которая дополнительно стабилизирует ток коллектора. Электрическая схема подключения активной нагрузки Rн к путевому выключателю SQ показана на рисунке 5а. Электрическая схема подключения индуктивной нагрузки (обмотки электромагнитного реле К) показана на рисунке 5б. Диод VD, подключенный параллельно обмотке реле, служит для закорачивания токов от противоэдс, наводимой в обмотке при отключении путевого выключателя. 3 ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА Исследование основных характеристик бесконтактного путевого выключателя ПИЩ-6-1 выполняется на лабораторном стенде. Общий вид передней панели стенда приведен на рисунке 6. Стенд содержит исследуемый бесконтактный путевой выключатель 1, управляющий элемент 2, механизмы перемещения 3 управляющего элемента с удлинительным стержнем 4, микрометр 5, регулируемый источник питания путевого выключателя G1, блок питания нагрузки G2. На передней панели изображена электрическая схема подключения исследуемого путевого выключателя к нагрузке (контрольной лампе HL ) и блокам питания G1 и G2. Регулирование величины напряжения питания путевого выключателя производится потенциометром 6 «Регулирование G1». Измерение величины выходного напряжения источника питания G1 выполняется посредством вольтметра 7, имеющего шкалу 0-15 В. 7

8 Включение стенда производится тумблером 8 «Сеть». Включённое состояние стенда индицируется лампой 9. Перемещение управляющего элемента осуществляют путём вращения винта 10 механизма перемещения. В комплекте стенда имеется набор сменных управляющих элементов, изготовленных из различных металлов (алюминий, сталь, латунь). Крепление управляющего элемента на механизме перемещения выполняют с помощью винта. а) б) Рисунок 5 Электрические схемы подключения нагрузки 8

9 Рисунок 6 Общий вид передней панели стенда 4 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1 Подготовить стенд к работе. Для этого выполнить следующее: а) винт микрометра вывести вправо; б) установить механизм перемещения в исходное среднее положение, соответствующее выведенному из щели путевого выключателя управляющему элементу; в) установить и закрепить винтом 11 (рисунок 6) на механизме перемещения управляющий элемент, изготовленный из алюминия; г) вывести потенциометр «Регулировка G1» по часовой стрелке в крайнее положение, соответствующее максимальному значению напряжения питания путевого выключателя. 2 Включить стенд тумблером «Сеть». 3 Установить с помощью потенциометра «Регулировка G1» напряжение питания, равное 12,0 В. Величину напряжения контролировать вольтметром. ПРИМЕЧАНИЕ. Так как в стенде использован вольтметр со шкалой 0-15 В, то для определения истинного значения напряжения питания путевого выключателя необходимо фактическое показание вольтметра умножить на 0,3. 4 Определить нестабильность точки срабатывания путевого выключателя: а) путем медленного вращения винта 10 механизма перемещения вводят управляющий элемент в щель путевого выключателя до момента срабатывания путевого выключателя и загорания контрольной лампы НL; 9

Каждый электрик должен знать:  УЗО - причины срабатывания и как с этим бороться

10 б) вращением микрометрического винта подводят плунжер микрометра до его касания удлинительного стержня 4; в) делают отсчёт показания микрометра mi, которые заносят в таблицу 1; Таблица 1 Нестабильность точки срабатывания опыта Показания микрометра mi, мм Среднее значение m ср, мм Отклонение положения точки срабатывания i, мм г) вывести микрометрическим винтом плунжер микрометра в крайнее правое положение; д) вывести управляющий элемент с помощью механизма перемещения в исходное (среднее) положение; е) повторить пункты а) — д) еще 4 раза; ж) по полученным значениям mi определить среднее значение показаний микрометра m ; cp з) определить и занести в таблицу 1 для каждого опыта вычисленное по формуле (1) отклонение положения точки срабатывания i: i = mi mср. (1) Максимальное положительное и максимальное отрицательное значения i будут определять нестабильность точки срабатывания путевого выключателя. 5 Определить дифференциал хода путевого выключателя: а) повторить пункты 4 а) и 4 б); б) определить и занести в таблицу 2 показания микрометра m вкл i, соответствующие срабатыванию путевого выключателя; в) отвести микрометрическим винтом плунжер микрометра в крайнее правое положение; г) путем медленного обратного вращения винта 10 механизма перемещения выводят управляющий элемент из щели путевого выключателя до момента выключения путевого выключателя и контрольной лампы НL; д) определяют и заносят в таблицу 2 показания микрометра mвыкл i, соответствующие выключению путевого выключателя; 10

11 Таблица 2 Дифференциал хода путевого выключателя Показания Показания микрометра микрометра при включении при выключении опыта путевого выключателя путевого выключателя mвкл i, мм mвыкл i, мм Дифференциал хода δi, мм е) повторить пункты 5а) — 5д) еще 4 раза; ж) по полученным данным определить и занести в таблицу 2 для каждого опыта величины дифференциала хода δ i, вычисленные по формуле (2): δ i = mвыкл i mвкл i, (2) з) вычислить среднее значение дифференциала хода. 6 Исследовать влияние изменения напряжения питания путевого выключателя на его точностные характеристики: а) повторить пункт 4 для различных значений напряжения питания путевого выключателя, указанных в таблице 3, и определить нестабильность точки срабатывания; Таблица 3 Нестабильность точки срабатывания при изменении напряжения питания путевого выключателя Напряжение питания U num, В Нестабильность точки срабатывания, мм б) сравнить полученные значения с нестабильностью точки срабатывания при номинальном напряжении питания, равном 12,0 В. Сделать соответствующие выводы. 7 исследовать влияние материала управляющего элемента на работоспособность и точностные характеристики путевого выключателя: а) поочередно установить к закрепить винтом 11 (рисунок 6) на механизме перемещения управляющие элементы, изготовленные из стали и латуни; 11

12 б) проверить работоспособность путевого выключателя при данных материалах управляющих элементов; в) повторить пункт 4 для каждого материала управляющего элемента и определить нестабильность точки срабатывания; г) сравнить полученные значения с нестабильностью точки срабатывания при наличии алюминиевого управляющего элемента. Сделать соответствующие выводы. 8 Оформить отчет по лабораторной работе. 5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 1 Электрическая принципиальная схема и схема подключения исследуемого бесконтактного путевого выключателя. 2 Экспериментально полученные значения нестабильности точки срабатывания и дифференциала хода путевого выключателя. 3 Таблицы 1, 2, 3 с экспериментальными данными и результатами расчетов на основе указанных данных. 4 Выводы о проделанной работе. 6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Каково назначение путевых выключателей? 2 В чем состоит различие между контактными и бесконтактными путевыми выключателями? 3 Какова классификация бесконтактных путевых выключателей? 4 Каково устройство путевого выключателя ПИЩ-6-1? 5 Объясните принцип работы путевого выключателя ПИЩ Как к путевому выключателю ПИЩ-6-1 подключить активную и индуктивную нагрузку? СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Виленский П.И., Срибнер Л.A. Бесконтактные путевые выключатели. М.: Энергоиздат, с. 2 Головенков С.Н., Сироткин С.B. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением. — М.: Машиностроение, С Михайлов О.П., Стоколов В. Е. Электрические аппараты и средства автоматизации. — М.: Машиностроение, С

13 Сбродов Николай Борисович ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСКОНТАКТНОГО ПУТЕВОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технические средства автоматизации» для студентов очной и заочной форм обучения специальности «Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)», по дисциплине «Технические средства автоматизации и управления» для студентов очной и заочной форм обучения направления «Управление в технических системах», по дисциплине «Средства автоматизации и управления» для студентов очной и заочной форм обучения направления «Автоматизация технологических процессов и производств» Редактор О.Д. Постовалова Подписано к печати Формат 60х84 1/16 Бумага тип. 1 Печать трафаретная Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0 Заказ Тираж 30 Цена свободная РИЦ Курганского государственного университета , г. Курган, ул. Гоголя, 25. Курганский государственный университет. 13

4. Путевые и конечные выключатели


Путевые и конечные выключатели представляют собой коммутационные элементы, кинематически связанные с рабочей машиной и срабатывающие в зависимости от перемещения подвижной части рабочей машины. Путевые выключатели срабатывают в определенных промежуточных точках на пути перемещения, конечные выключатели срабатывают в крайних точках: в начале и конце пути. Особенно широко путевые и конечные выключатели используются в схемах автоматизированного электропривода различных производственных механизмов. С их помощью происходят автоматическое управление приводом на отдельных участках пути и автоматическое отключение в крайних положениях механизма.

В зависимости от устройства, осуществляющего замыкание или размыкание контактов, путевые и конечные выключатели можно подразделить на кнопочные (нажимные), рычажные, шпиндельные и вращающиеся. Переключение контактов в этих выключателях осуществляется следующим образом. В кнопочных — нажатием рабочего органа механизма на шток, с которым связаны контакты выключателя. В рычажных — воздействием рабочего органа механизма на рычаг, с которым связаны контакты. В шпиндельных — перемещением гайки по винту, связанному через передачи с валом механизма. Во вращающихся — переключающими кулачковыми шайбами, связанными с валом механизма.

В штоковых выключателях скорость переключения контактов определяется скоростью перемещения производственного механизма. При малой скорости взаимное перемещение подвижных и неподвижных контактов происходит медленно, что приводит к длительному горению дуги, возникающей между размыкающимися контактами, и их быстрому разрушению из-за оплавления и усиленного окисления. Для нормальной работы такого выключателя скорость перемещения механизма должна быть не менее 0,5 м/мин. А для обеспечения мгновенного переключения контактов используются специальные пружинные механизмы, освобождающиеся с помощью спусковых механизмов (собачек). Пружины также используются для обеспечения необходимой силы контактного нажатия. На рис. 7 показано устройство простого конечного выключателя. Закрепляется он таким образом, чтобы упор на подвижной части производственного механизма находился напротив штока 4. При нажатии упора на шток 4 последний давит на пружину 3. При достижении определенной силы нажатия пружина 3 перебрасывается влево, размыкая контакт 2 и замыкая контакт 1. При этом ток пойдет по другой цепи управления. Внешние соединения выключателя выполняются с помощью пайки к выводам: 5 — неподвижный контакт (общий); 6 — размыкающийся контакт 2; 7 — замыкающийся контакт 1. Плоская пружина 3 выполнена из трех частей. Средняя часть длиннее крайних, поэтому она всегда находится в изогнутом состоянии и стремится прижимать контакты в их крайних положениях (1 или 2). Переключатель способен работать в цепях с напряжением до 380 В при токе до 3 А. Перемещение штока составляет 0,5—0,7 мм, необходимое усилие для срабатывания не более 5—7 Н. Время срабатывания 0,01—0,02 с при частоте включений до двух раз в минуту.

Рис. 7. Конечный микровыключатель с мгновенным переключением контактов

На рис. 8 показан конечный выключатель типа ВК-111 с мостиковыми контактами. Переключение контактов производится нажатием на шток 1, а возврат контактов в исходное положение осуществляется пружиной 2. Использование мостикового контакта 3 уменьшает вероятность возникновения дуги, поскольку цепь разрывается в двух точках. Такие выключатели могут работать при токе включения до 20 А и длительном токе 6 А. Износоустойчивость выключателей — 10 6 срабатываний. Допустимая частота — 600 включений в час.

На рис. 9 показан выключатель с малым временем срабатывания (моментного действия). Контакты подобных выключателей переключаются с постоянной скоростью при определенном положении производственного механизма независимо от скорости движения. Поэтому их применяют при малых скоростях (до 0,5 м/мин) или при необходимости повышенной точности срабатывания (до 0,05 мм).

При нажатии упора на ролик 1 рычаг 2 поворачивается и давит на набор спиральных пружин 3, мгновенно действующих на поводок 4. Поводок поворачивается, и ролик 10, сжимая пружину 11, движется по планке 9, занимая положение правее от оси поворота планки 9. При этом собачка 6 отводится и контактный мостик под действием пружины 11 и ролика 10 перебрасывается в другое положение, размыкая контакт 7 и замыкая контакт 8. После отхода упора от ролика 1 поводок 4 и контактный мостик возвращаются в исходное положение под действием пружины 5.

Рис. 8. Конечный выключатель типа ВК-111 с мостиковыми контактами

Рис. 9. Путевой выключатель моментного действия

В некоторых случаях используются многопозиционные трех- и пяти- конктактные датчики, последовательно управляющие несколькими управляющими цепями. Конструкции таких датчиков сложнее, и они значительно дороже двухконтактных.

Рассмотренные путевые и конечные выключатели имеют сравнительно низкую надежность, связанную с повышенным износом контактной пары. Более высокая надежность обеспечивается при использовании бесконтактных датчиков (например, индуктивного или фотоэлектрического типов), мгновенность срабатывания которых обеспечивается с помощью электронных схем.

Бесконтактные путевые выключатели

(Преобразователи) широко используются для измерения различных физических величин. Разновидность этих датчиков являются индуктивные преобразователи, созданные на основе принципа изменения индуктивности электромагнитной катушки в зависимости от сопротивления магнитно цепи. На рис.9 приведена схема однообмоточного датчик линейных перемещений. При перемещении подвижного сердечник 3 относительно неподвижного 2 изменяется воздушный зазор б. Это приводит к изменению магнитного сопротивления цепи и, следовательно, индуктивной составляющей сопротивления обмотки 1. Между индуктивным сопротивлением обмотки и величиной воздушного зазора существует функциональная зависимость

если пренебречь магнитным сопротивлением стали.

Бесконтактные путевые выключатели

В схемах управления электроприводами станков, механизмов и машин применяются преобразователи пути, которые работают без механического воздействия со стороны движущегося упора. Широкое распространение получили бесконтактные переключатели щелевого типа с транзисторными усилителями, работающими в генераторном режиме.

На рис.10, а показан общий вид переключателя типа ВВК-24. Его магнитопровод, размещенный в корпусе 4, состоит из ферритовых сердечников 1 и 2 с воздушным зазором шириной 5.6 мм между ними. В сердечнике 1 находится первичная обмотка Wk и обмотка положительной обратной связи Wп. с., в сердечнике 2 — обмотка отрицательной обратной связи Wо. с. Такой магнитопровод исключает влияние внешних магнитных полей. Катушки обратной связи включены последовательно встречно. В качестве переключающего элемента используется алюминиевый лепесток (пластинка) 3 толщиной до 3 мм, который может перемещаться в щели (в воздушном зазоре) магнитной системы датчика. Если лепесток находится вне сердечника, то разность напряжений, индуктируемых в обмотках Wп. с. и Wо. с., будет положительной — транзистор VT1 закрыт и генерация незатухающих колебаний в контуре Wk — С3 (рис.10,6) не возникает. При введении лепестка в щель датчика взаимосвязь между катушками Wk и ослабляется (поэтому лепесток еще называют экраном), на базу транзистора VT1 подается отрицательное напряжение, и он открывается. В контуре Wk — СЗ возникает генерация и появляется переменный ток, который индуктирует ЭДС в катушке Wп. с. в цепи базы транзистора VT1 в которой происходит детектирование переменной составляющей тока базы. Транзистор открывается, вызывая срабатывание реле К.

Для стабилизации работы транзистора, при колебании температуры и напряжения, служит нелинейный делитель напряжения, который состоит из линейного элемента R1, полупроводникового терморезистора R2 и диода VD2. Погрешность срабатывания составляет 1.1,3 мм, напряжение питания переключателя БВК-24 — 24 В.

Переключатель отличается высокой надежностью, большой допустимой частотой срабатывания и быстродействием. Основными элементами бесконтактного путевого переключателя типа БСП-11 (рис.11) являются трансформаторный датчик и полупроводниковый триггер с одним устойчивым состоянием. На сердечниках 1 и 2 магнитной системы размещены встреч — но включенные вторичные обмотки W1 и W2. На оба сердечника намотана первичная обмотка W3. Магнитная цепь обмоток W2 — W3 замыкается перемещаемым якорем 3, а магнитная цепь обмоток W2 — W3 замкнута магнитной пластинкой 4 постоянно. При разомкнутой цепи обмоток W3 — W1ток первичной обмотки наводит переменную ЭДС Е1 в обмотке W1, одна половина которой в точке А создает положительный потенциал, когда напряжение на коллекторе транзистора VT1 и на базе транзистора VT2 отрицательное. Транзистор VTI закрыт, а VT2 открыт. Напряжение на выходе практически равно нулю, поскольку транзистор VT2 шунтирует выходную цепь. Когда якорь 3 передвинется и замкнет цепь обмоток W2 — W3, обмотке W2 будет наведена переменная ЭДС Е2, которая уравновешивает ЭДС Е1. При этом положительный потенциал в точке А исчезнет, транзистор VТI откроется, а VТ2 — закроется, и на выходе схемы появится напряжение. Бесконтактный путевой переключатель БСП-11 смонтирован в пластмассовом корпусе.

Бесконтактные путевые выключатели

Бесконтактные путевые выключатели используют в частности индуктивные и фотоэлектрические датчики положения. В качестве примеров рассмотрим схемы двух устройств.

В бесконтактном путевом выключателе БВК-24 использован индуктивный датчик положения. Схема датчика представлена на

рис. 11.21. Датчик размещен на двух ферритовых сердечниках. На одном находятся первичная обмотка wk и обмотка положительной обратной связи wп.с. На втором сердечнике размещается обмотка отрицательной обратной связи wо.с. Сердечники разъединены воздушным зазором в несколько миллиметров. В исходном положении сердечники и обмотки взаимодействуют друг с другом и влияние обмоток обратной связи компенсируется. В связи с этим транзистор VT закрыт, реле К отключено.

Рис. 11.21. Схема бесконтактного путевого выключателя БВК-24

Управление осуществляется с помощью алюминиевой пластины, связанной с контролируемым объектом. При подходе объекта к месту установки выключателя пластина перекрывает воздушный промежуток и исключает взаимодействие первичной обмотки wk с обмоткой отрицательной обратной связи wо.с. Транзистор начинает работать в генераторном режиме с частотой несколько килогерц, определяемой параметрами обмоток и конденсатора С1. В коллекторной цепи протекает большой ток, что приводит к включению реле К. При выходе пластины из промежутка генерация прекращается и реле снова

Рис. 11.22. Схема фотоэлектрического путевого выключателя

отключается. Терморезистор R3 используется для стабилизации тока коллектора. Диод VD1 стабилизирует напряжение питания, диод VD2 стабилизирует коллекторный ток. Схема фотоэлектрического путевого выключателя приведена на рис. 11.22. Подобную схему имеет выключатель ВПФ-11-01. Светодиод VD1 освещает фотодиод VD2. В исходном положении в промежутке между диодами нет препятствий для светового луча и на выходе схемы сигнал отсутствует. При подходе контролируемого объекта закрепленная на нем пластина перекрывает световой поток. На выходе датчика формируется импульс, воздействующий на управляемую цепь.

Лекция 18

Силовые электронные ключи

В бесконтактных электрических аппаратах роль элементов, коммутирующих потоки электрической энергии, исполняют статические бесконтактные ключи, функции которых выполняют силовые полу-проводниковые приборы. К этой группе относятся приборы с максимально допустимым средним током выше 10А или импульсным током выше 100 А. Силовые полупроводниковые приборы можно классифицировать по принципу действия, степени управляемости, применению и т.д.

По принципу действия можно выделить три основные вида: диоды, транзисторы, тиристоры. Они подразделяются по частоте (низкочастотные, высокочастотные, импульсные) и по мощности (малой, средней и большой мощности).

По степени управляемости можно выделить две группы:

— не полностью управляемые, которые можно приводить в проводящее состояние управляющим сигналом, но нельзя их закрывать (одно-операционные тиристоры, отчасти диоды);

— полностью управляемые приборы, которые можно переводить в оба состояния управляющим сигналом (транзисторы, запираемые тиристоры).

Сигнал управления электронными ключами формируется управляющим устройством, являющимся частью системы управления. Это устройство называют оконечным каскадом системы управления, формирователем импульсов или драйвером. Функционально драйвер аналогичен приводу электромеханического аппарата.

Работа ключей может рассматриваться в статическом и динамическом режимах.

Статический режим соответствует одному из состояний ключа – выключенному или включенному – и наступает после завершения процессов коммутации. Физические явления, сопутствующие этим состояниям, описываются вольтамперными характеристиками (ВАХ). При этом следует иметь в виду, что полупроводниковые ключи обладают односторонней проводимостью тока и, как правило, блокируют напряжение одной полярности. Большинство ключей в состоянии высокой проводимости имеют прямое падение напряжения 0,7 – 1,5 В. В выключенном состоянии через ключи протекает небольшой обратный ток утечки.

Динамический режим – процесс перехода ключа из одного состояния в другое. При этом одной из важных характеристик является динамическая ВАХ ключа. Она описывает зависимость напряжения на ключе от тока при переходе. Общее время переключения определяет быстродействие ключа и является еще одним его важным параметром.

Бездуговая коммутация позволяет обеспечить неограниченный ресурс работы в ключевых режимах при высокой частоте. Реализация этих возможностей зависит от выполнения определенных требований и учета всех факторов, влияющих на них. Динамическая ВАХ зависит от внутренних параметров ключа и от параметров коммутируемой цепи. При анализе динамических режимов пользуются упрощенными математическими моделями. Включение и отключение представляется линейным изменением тока и напряжения:

Каждый электрик должен знать:  Подключение сарая к трехфазной сети (380 В)

Характер нагрузки и ее параметры существенно влияют на ВАХ ключа и потери энергии в нем при коммутации. При коммутации активной нагрузки

изменения токов и напряжений описываются линейными соотношениями. При включении динамическая ВАХ описывается уравнением

Отсюда следует, что время включения на ВАХ не влияет. Аналогичная ситуация при выключении.

Процесс коммутации нагрузки, содержащей реактивные элементы, протекает иначе. При включении индуктивной нагрузки рост тока происходит по экспоненте

Рис.11.23. Диаграммы напряжения и тока при включении

Очевидно, что наличие индуктивности замедляет нарастание тока при включении и уменьшает значение мгновенной энергии, выделяющейся в ключе. При выключении индуктивной нагрузки получаем зависимость для напряжения

Уравнение свидетельствует о том, что при отключении возникает перенапряжение.

При коммутации емкостной нагрузки в период включения образуется всплеск тока

Область допустимых значений электрических параметров ключа, при которых он может работать без повреждений, называется областью

Рис. 11.24. Область безопасной работы ключа

безопасной работы (ОБР). Эта область ограничена предельными значениями тока, напряжения и допустимой мощностью потерь, которые определяют-

ся электронными и тепловыми процессами, протекающими в конкретном приборе с учетом условий его эксплуатации. Границы ОБР зависят от режима

работы: чем дольше ключ замкнут, тем меньше ток и мощность. При работе в статическом или динамическом режимах значения тока и напряжения не должны выходить за пределы ОБР. Для приведения в соответствие дина-мических ВАХ и ОБР приходится включать дополнительные емкости и индуктивности, которые образуют цепи формирования траектории переключения (ЦФТП), иногда называемые в технической литературе снабберами (snubber). Схемотехника ЦФТП определяется типом полупроводникового прибора и параметрами коммутируемой цепи. Основой ЦФТП является емкость или индуктивность. Конденсатор ограничивает значение и скорость нарастания напряжения, а индуктивность – тока. Реактивные элементы поглощают энергию за время коммутации, которая рассеивается в активных элементах (диссипативные ЦФТП) или возвращается в источник питания или цепь нагрузки (недиссипативные ЦФТП). Конкретные исполнения ЦФТП определяются типом применяемых полупроводниковых приборов.

1. Силовые диоды. Для определения мер защиты диода целесообразно

вначале рассмотреть диаграммы тока и напряжения при его включении и отключении.

Включение. Диод включен в цепь с индуктивностью. Первоначально он выключен обратным напряжением. При подаче прямого напряжения он отпирается (t = t ). Происходит разряд емкости p-n перехода и ток растет со скоростью, определяемой индуктивностью L . В момент времени t1 напряжение на диоде достигает установившегося значения. При большой скорости нарастания тока di/dt возможно превышение прямого напряжения за счет


Рис. 11.25. Диаграммы тока и напряжения цепи с диодом: а – при

включении; б – при выключении

влияния индуктивности выводов диода.

Выключение. При подаче обратного напряжения происходит выключение

диода. Ток спадает со скоростью, определяемой L. В момент времени t диод был в проводящем состоянии, в нем накоплен избыточный запас носителей заряда. С момента времени t ток спадает со скоростью dir/dt, определяемой L. В момент времени t1 ток проходит через 0 и начинает течь обратный ток iRR. В момент времени t2 заканчивается процесс рассасывания избыточных носителей и диод восстанавливает запирающие свойства, блокируя протекание iRR. Спад обратного тока вызывает появление перенапряжений. При достижении током величины ¼ IRR процесс запирания заканчивается.

Защита силовых диодов. Причиной выхода силовых диодов из строя является высокое значение di/dt при включении и перенапряжение при отключении. При высоких скоростях роста тока возникает неравномерная концентрация носителей заряда в структуре диода и, как следствие, местные перегревы. Производная di/dt тем выше, чем меньше индуктивность цепи. Для снижения di/dt целесообразно включать последовательно с диодом линейный реактор. Если при этом использовать реактор насыщающийся, то ограничение изменения тока наступает именно на первом этапе включения, когда это наиболее опасно.

Для снижения перенапряжения целесообразно шунтировать диод резистором и емкостью. При этом Rs и Сs поглощают энергию, накопленную в Ls , ограничивая перенапряжение. При Rs = 0 процесс становится колебательным.

Для защиты диодов от перегрузок по току используют быстродействующие автоматы или предохранители.

Силовые транзисторы. Для определения особенностей ЦФТП для транзисторов рассмотрим их поведение в переходных режимах (см.

Включение биполярного транзистора. В момент времени t на базу транзистора поступил импульс тока больше граничного. Ток в цепи эмиттер – коллектор начинает расти после заряда входной емкости, что

приводит к задержке на включение (t t1 ). При t = t2 наступает режим насыщения. Ток коллектора не растет, но происходит накопление избыточного заряда в базе. Этот заряд определяется коэффициентом насыщения. Выключение биполярного транзистора. В момент времени t4 на базу подается запирающий сигнал. Начинается интенсивное рассеивание избыточного за-

ряда. В момент времени t5 транзистор выходит из насыщения и происходит

Рис. 11.26. Динамические процессы в биполярном транзисторе

Из рассмотренного ясно, что на быстродействие биполярного транзистора сильно влияют коэффициент насыщения S и ток базы.

Включение полевого МОП-транзистора. Процесс включения МОП- транзистора происходит аналогично рассмотренному ранее. Главное отличие – отсутствие явления накопления и рассасывания избыточных носителей заряда.

Рис. 11.27. ЦФТП на выключение активно-индуктивной нагрузки:

а – на основе обратного диода; б –стабилитрона; в –конденсатора;

Это приводит к более высокому быстродействию. Главным фактором является скорость заряда входной емкости, которая определяется параметрами источника сигнала управления.

Выключение полевого МОП-транзистора. При выключении МОП-транзистора после снижения сигнала управления до нуля также возникает интервал задерж-

ки, обусловленный снижением напряжения на затворе до граничного. Далее транзистор переходит в закрытое состояние.

в
б
а

Рис. 11.28. ЦФТП на включение: а – принципиальная схема;б – диаграмма тока, напряжения и мгновенной мощности при Ls = 0; в – диаграмма тока, напряжения, мгновенной мощности при недостаточной величине Ls

Обеспечение безопасной работы транзисторов. Область безопасной работы

транзисторов ограничена максимальным током, напряжением и рассеиваемой мощностью. В динамических режимах происходят те же процессы, что и во

всех ключах. При активно-индуктивной нагрузке возможно возникновение перенапряжений, гасить которые можно несколькими способами (рис. 11.27):

1. Шунтирование нагрузки диодом. В этом случае при выключении энергия,

запасенная в индуктивности, рассеивается в Rн через диод.

Шунтирование транзистора стабилитроном. При определенной величине перенапряжения стабилитрон пробивается и энергия рассеивается в Rн.

2. Шунтирование транзистора диодом и конденсатором. Энергия, запасенная в

индуктивности, рассеивается через емкость.

4. Ограничение перенапряжений в схеме рис. 11.27, г происходит посредством

введения дополнительной цепи с диодом VD, имеющей трансформаторную

связь с нагрузкой. При выключении ключа S в обмотке наводится ЭДС, под

воздействием которой включается диод и энергия, накопленная в индуктив-

ности, рекуперирует в источник питания.

ЦФТП для снижения потерь при включении показана на рис. 11.29.

Увеличение емкости Cs приводит к затягиванию нарастания напряжения и уменьшению мощности потерь. Накопленная в емкости энергия рассеивается в Rs при включении ключа.

Для ограничения перегрузок по току при включении используются реакторы, включаемые последовательно с нагрузкой. При отсутствии реактора при включении возникает бросок тока. Увеличение индуктивности реактора приводит к снижению потерь энергии в ключе, но растет запас энергии в Ls. Снижение потерь происходит за счет присутствия Rs и VDs. Для воздействия на процессы при включении и отключении схемы ЦФТП совмещают. При этом нарастание тока при включении ограничивается индуктивностью, а нарастание напряжения при отключении – емкостью (рис. 11.29). В схемах с МОП-транзисторами для снятия перенапряжений, обусловленных паразитными индуктивностями монтажа и высокими значениями diн/dt, их шунтируют RC

цепями. Аналогично производится защита биполярного транзистора с изолированным затвором (БТИЗ).

Рис. 11.29. Пример схемы ЦФТП на включение и выключение

биполяного транзистора (а) и МОП- транзистора (б)

2. Тиристоры. При включении тиристора в цепь его управления подается

управляющий импульс (рис. 11.30). Время включения состоит из времени задержки и времени нарастания анодного тока. Этот процесс завершается в момент времени t2 , когда напряжение анод-катод снижается до 10% от начального. На длительность переходного процесса влияет характер нагрузки, амплитуда и скорость нарастания импульса управления, температура, напряжение и ток нагрузки. При этом не должно возникать недопустимых скоростей нарастания прямого напряжения dUАК/dt, которое может привести к несанкционированному открытию тиристора. Не должно быть и

недопустимых значений diАК/dt. Процесс отключения тиристора аналогичен отключению диода. Вначале ток снижается до нуля со скоростью, определяе-

Рис. 11.30. Диаграммы процессов включения (а)

и выключения (б) тиристора

мой параметрами цепи. Затем в течение времени tRR происходит процесс восстановления. При отключении возможна естественная коммутация, когда запирание происходит под воздействием напряжения сети, и принудительная, когда запирание тиристора происходит за счет разряда конденсатора.

Защита тиристоров. Тиристоры критичны к скоростям нарастания тока и напряжения. При этом резкое спадание тока восстановления может привести к перенапряжениям. Обычно используются схемы ЦФТП, которые в динамическом режиме защищают от недопустимых значений diАК/dt и dUАК/dt. Для защиты могут использоваться последовательно включенные реакторы и параллельно включенные RC цепи. Однако

в большинстве случаев индуктивности коммутируемой цепи оказывается достаточно, чтобы не вводить дополнительную индуктивность.

Путевые и концевые выключатели

Мы с вами сегодня поговорим про выключатели. Но не про простые выключатели, а про золотые… Да ладно, шучу я. Мы с вами привыкли к тому, что выключатель — это то, что выключает свет. В редких случаях он может выключать теплый пол или кондиционер. Так же бывают автоматические выключатели. Они отвечают за защиту нашего дома или квартиры от перенапряжений и коротких замыканий. Но мы сегодня не будем говорить не про один из вышеперечисленных типов выключателей. Мы поговорим про путевые и концевые выключатели. Таких выключателей бывает большое количество, поэтому стоит приготовиться, возможно мы сегодня с вами задержимся чуть дольше, чем планировали. Но откладывать нельзя, так как можно к следующему разу забыть, о чем мы говорили в одной из частей. Так что обо всем поговорим в одной части. И больше не медлим, мы переходим к путевым выключателям.

Что же такое путевой выключатель? Это устройство для коммутации электрических цепей. Напряжение таких цепей может достигать 660 вольт при переменном токе, и 440 вольт при постоянном. Он срабатывает под воздействием управляющих упоров на пути движения подконтрольного тела. Проще объяснить на примере — путевой выключатель трудится на заводе. Он отвечает за конвейер. На конвейере есть много подвижных частей. На той, за которую отвечает наш выключатель, стоит банка, которую должны наполнить соком. Она движется по ленте контейнера и в какой-то момент ее нужно заполнить соком, а в какой-то запечатать. Вот, как только банка достигает места розлива сока, путевой выключатель его включает. Как правило, путевые выключатели могут отвечать за один или два процесса, в зависимости от количества коммутируемых цепей.

Теперь поговорим о концевом выключателе. И тут есть несколько разных типов. ВК — применяется в сетях сигнализации, управления и контроля положения подвижных частей механизма. Концевые выключатели КУ —служат для организации безопасности строительных кранов. Если быть более точным, то не дают тележкам кранов достигать предельных значений. Есть еще Выключатель концевой ВУ. Он отвечает за коммутирование цепей управления переменного и постоянного тока. Мы с вами сегодня не будем разбирать каждый тип путевых и концевых выключателей, так как это очень долго и вряд ли нужно. Мы поговорим о материалах, из которых они сделаны, местах где применяются. Так же поговорим о том, как их выбрать в общих чертах.

Все хорошие путевые и концевые выключатели сделаны из силумина. Силумин — это сплав алюминия и кремния. Основа этого сплава — алюминий. В зависимости от потребностей, в такой сплав добавляют от 4 до 22% кремния. Иногда в него добавляют другие металлы, но это зависит от требуемых на выходе свойств. Огромный плюс такого сплава в том, что он снижает подверженность устройства коррозии. Так же силумин обладает огромной прочностью и износостойкостью. Материалы контактной группы — медь, покрытая гальваническим покрытием. Гальванизация — метод покрытия одного металла другим. Осуществляется такое покрытие путем электролиза. В промышленности такой тип покрытия применяется для борьбы с коррозией.

Путевые и концевые переключатели имеют очень широкое применение и обладают огромным количеством преимуществ. Как правило, путевые и концевые выключатели применяются для работы лифтов и ворот с автоматическими приводами. Но есть и другие, весьма странные места применения — например, строительные краны, конвейеры и другое строительное оборудование. Ещё путевые и концевые выключатели применяются при выкатных сборках электрощитов. Выкатные устройства — это когда часть шкафа выкатывается к вам. Иногда нет возможности сделать полноценную дверь, или нужно обслуживать оборудование с нескольких сторон, тогда применяют выкатное исполнение.


Давайте поговорим о том, как подобрать путевые и концевые выключатели, и на что стоит обратить внимание. Первое, и самое важное, что нужно сделать, это проконсультироваться со специалистом. Он лучше подскажет, что именно вам нужно. Потому, что выглядят практически все выключатели одинаково. После того, как вы будете знать тип нужного вам выключателя, можно переходить к рабочему напряжению. Напряжение выключателей бывает сильно разным, и его допустимые величины зависят от типа тока. Если мы говорим о постоянном токе, то чаше всего это 12, 24, 110, 220 и 440 вольт. Для переменного тока это значения от 12 до 660 вольт. Стоит отметить, что один и тот же выключатель способен одинаково хорошо работать при постоянном и переменном токе, а также при любом напряжении. Номинальный ток включения выключателей равен десяти амперам. Мы с вами уже забыли про такую характеристику как износостойкость, но придётся её вспомнить. Механическая износоустойчивость таких выключателей — 16 миллионов включений. Механическая износоустойчивость — более одного миллиона циклов. Существует много разных типов привода путевых и концевых выключателей. Основными считаются — селективный привод, рычаг с роликом и толкатель. Они могут быть комбинированные между собой. Из их названия, вполне понятен их принцип действия. Если у кого-то возникли вопросы, можете посмотреть на картинку ниже.

Сегодня мы с вами получили представление о том, что такое путевые и концевые выключатели. Научились выбирать их и поняли зачем они вообще нужны. Надеюсь, что теперь у вас будет гораздо меньше вопросов, связанных с автоматизацией того, или иного процесса. Разговор у нас с вами сегодня получился достаточно коротким, так как если говорить, про каждый выключатель, то это будет очень долго. Да и мало кому из нас с вами это понадобиться, для нас важнее общее понимание устройства. До новых встреч.

Электрические аппараты автоматического управления — Бесконтактные путевые выключатели

Содержание материала

Общие сведения

В схемах автоматического управления важную роль играют бесконтактные путевые выключатели. Они предназначены для преобразования механических перемещений в электрический сигнал. Путевые выключатели имеют широкое применение в схемах автоматического управления движением различных частей станков, для электрической блокировки, обеспечивающей выполнение операций в заданной последовательности, для аварийного ограничения хода отдельных частей станка. Когда они производят действие в конце пути, их называют конечными выключателями.

Индуктивные бесконтактные путевые выключатели

Принцип работы индуктивных бесконтактных путевых выключателей основан на изменении индуктивности катушки выключателей при смещении якоря. Эти выключатели просты и надежны. Наиболее часто для построения путевых выключателей применяются магнитные системы с переменной величиной воздушного зазора. С изменением воздушного зазора (рис. 9.54) будет изменяться индуктивность катушки, а значит, и х ее. Катушка выключателя соединяется по одной из схем, приведенных на рисунке, где а — катушка соединена последовательно с нагрузкой, б — в качестве плеча мостовой схемы, в — мостовая схема с более сложным магнитопроводом, г — резонансная схема — резонанс токов, д — резонансная схема — резонанс напряжений.

Типы бесконтактных путевых выключателей

На рис. 9.54 приведены схемы магнитных систем индуктивных бесконтактных путевых выключателей типов ВИ-1, ВИ-2, ВИ-5,. ВИ-6, БИКВ-1 и БИКВ-3.
В табл. 9.11 приведены технические данные этих типов выключателей. Выключатель типа ВИ-1 имеет П-образный сердечник и плоский якорь. Сердечник крепится ко дну корпуса, а якорь перемещается поступательно с помощью немагнитного толкателя — планки. Выключатель типа ВИ-2 аналогичен ВИ-4. Выключатель ВИ-5 подобен выключателю с нормально закрытым контактом, магнитопровод его П-образной формы имеет поворотный якорь. Выключатель типа ВИ-6 имеет две поочередно включаемые магнитные системы и напоминает реле с одним нормально открытым и одним нормально закрытым контактами.

Выключатели типов БИКВ-1 и БИКВ-3′ работают как неполностью уравновешенный индуктивный мост переменного тока. Выключатель типа БИКВ-1 выполняется в корпусе ВК-211. Магнитопровод его (рис. 9.54, д) собран из Ш-образной листовой трансформаторной стали. Две симметричные половины магнитной системы выключателя поочередно замыкаются Т-образным поворотным якорем, который приводится в действие от супорта станка через ролик. Выключатель типа БИКВ-3 — малогабаритный.

Рис. 9.54
Индуктивный датчик типов И КВ-10, И КВ-22, И КВ-30. Эти датчики используются также в качестве путевых выключателей. Датчики типов ИКВ-10 и ИКВ-22 применяются в схемах, где величина управляющего импульса не зависит от направления, перемещения элемента системы, датчики типа ИКВ-30 — в схемах, где изменение управляющего импульса по величине и направлению зависит от направления перемещения элемента системы.

Бесконтактный путевой переключатель, типа БВК-24 (рис. 9.55). Этот переклЪчатель работает по схеме блокинг-генератора и срабатывает при введении в щель алюминиевой пластины (экрана) 4 толщиной 3 мм и шириной не менее 30 мм. Блокинг- генератор собран на полупроводниковом триоде, помещен в корпус и залит компаундной массой. Переключатель типа БВК-24 предназначен для работы в схемах управления производственными механизмами и рассчитан на подключение к его выходу электромагнитного реле Р.

Рис. 9.55
Предельный ток нагрузки 120 ма, напряжение сети 24 в постоянного тока. Допускаемые колебания питающего напряжения 0,85—1,25(/ном.
Для подсоединения переключателя к реле и источнику питания реле имеет три разноцветных маркированных провода (1 — зеленый, 2 — белый, 3 — красный) длиной 2 м. Допускаемая длина соединительных проводов до 100 м.

Бесконтактные путевые выключатели

Выключатели путевые бесконтактные серии ВПБ24 предназначены для контроля положения металлических и неметаллических частей оборудования, а также уровня жидкости и сыпучих материалов (в том числе продуктов).

Структура условного обозначения

ВПБ24204-2343Х1-Х4:
ВПБ — выключатели путевые бесконтактные;
24 — номер разработки;
2 — обозначение возможности встройки заподлицо в металл:
невстраиваемые;
04 — ток нагрузки: 0,2 А;
2 — конструктивное исполнение выключателя: цилиндрический
корпус без резьбы;
34 — диаметр корпуса: 34 мм;
3 — операция, выполняемая выключателем: переключение;
Х — структура выхода выключателя: 1 n-р-n; 2 р-n-р;
1 — обозначение наличия световой индикации:
1 — наличие индикации; 0 — отсутствие индикации);
Х4 — климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
по ГОСТ 15150-69.

Номинальные значения климатических факторов по ГОСТ 15543.1-89 и ГОСТ 15150-69 для климатических исполнений УХЛ4 и О4, при этом верхнее значение температуры окружающей среды для исполнения УХЛ 45°С.
&nbsp&nbspВысота над уровнем моря не более 2400 м.
&nbsp&nbspДиапазон рабочих температур от минус 25 до 70°С.
&nbsp&nbspОкружающая среда, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы, изоляцию, пластмассу, и токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих параметры выключателей в недопустимых пределах.
&nbsp&nbspТип атмосферы II по ГОСТ 15150-69.
&nbsp&nbspСтепень защиты выключателей от воздействия внешней среды IР65 по ГОСТ 14255-69.
&nbsp&nbspГруппа механического исполнения М8 по ГОСТ 17516.1-90.
&nbsp&nbspРабочее положение выключателей в пространстве любое.
&nbsp&nbspСпособ защиты человека от поражения электрическим током по классу III ГОСТ 12.2.007.0-75.
&nbsp&nbspТребования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.6-93.
&nbsp&nbspВыключатели для внутригосударственных и экспортных поставок соответствуют требованиям ТУ 16-89 ИГЛТ.648311.002 ТУ. ТУ 16-89 ИГЛТ.648311.002 ТУ

Напряжение питания постоянного тока, В — 15-35 Максимальный ток нагрузки, А — 0,2 Коэффициент пульсации напряжения питания, не более — 0,1 Потребляемая мощность (при напряжении питания 24 В), Вт, не более — 0,48 Диапазон расстояния воздействия (для работы с заземленной металлической пластиной в качестве управляющего элемента), мм: максимальное — 25 минимальное — 2 Остаточное напряжение, В, не более — 1,5 Изоляция сухих, не бывших в эксплуатации, выключателей, выдерживает в течение 1 мин испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц, В — 500 Сопротивление изоляции сухих выключателей — Ряд I по ГОСТ 12434-93 Дифференциал хода, мм, не более — 1 Максимальная частота срабатывания, Гц — 70 Сечение жилы кабеля (провода) выключателей, мм 2 — 0,5 Масса, кг, не более — 0,2
&nbsp&nbspИзменение расстояния воздействия при изменении температуры окружающей среды в рабочем диапазоне температур не превышает 20% установленного значения расстояния воздействия.
&nbsp&nbspЗначения расстояния воздействия при работе с различными продуктами питания составляются не менее указанных для выключателей, настроенных на расстояние воздействия 25 мм при работе с управляющим элементом из Ст. 35 по ГОСТ 1050-74 размером 55×55 мм, толщиной 1 мм с шероховатостью поверхности 1,25: мука — 6 мм, рис — 8 мм, сахар-песок — 3 мм.
&nbsp&nbspВоспроизводимость расстояния воздействия при настройке выключателей на расстояние воздействия 13 мм от указанного выше стального управляющего элемента — 1 мм.
&nbsp&nbspГарантийный срок — 2 года со дня ввода выключателей в эксплуатацию, но не более 2,5 лет с момента изготовления.

Конструкция и принцип действия

В цилиндрическом гладком корпусе из пластмассы размещена печатная плата, на которой установлены радиоэлементы. Чувствительным элементом выключателя является емкостный датчик, представляющий собой конденсатор — две металлические пластины, разделенные диэлектриком.
&nbsp&nbspТорцевая часть датчика является чувствительной поверхностью.
&nbsp&nbspВнутренняя полость выключателя покрыта эпоксидным компаундом.
&nbsp&nbspВыключатели подключаются к источнику питания и нагрузке кабелем (проводами) длиной 2 м.
&nbsp&nbspПри отсутствии управляющего элемента (металл, дерево, песок, продукты, жидкость и др.) в зоне чувствительности выключателя генератор генерирует колебания высокой частоты. Под воздействием управляющего элемента (при внесении его в зону чувствительности) амплитуда колебаний уменьшается и, по достижении порога срабатывания триггера, последний изменяет выходное напряжение.
&nbsp&nbspЭтот сигнал открывает выходной транзистор усилителя, что ведет к коммутации в цепи нагрузки.
&nbsp&nbspГабаритные, установочные и присоединительные размеры выключателей ВПБ24 приведены на рис. 1, электрические схемы подключения выключателей к нагрузке и цвет изоляции проводов — на рис. 2.

&nbsp&nbspОбщий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры выключателей серии ВПБ24

В комплект поставки входят: выключатель и скоба для крепления.
&nbsp&nbspК каждой партии выключателей прилагаются техническое описание и инструкция по эксплуатации — «Выключатели путевые бесконтактные серии ВПБ24. Техническое описание и инструкция по эксплуатации» ГЛТИ.648311.002 ТО, 1 экз. на 20 выключателей, если иное количество не оговорено в заказе. Выключатели классифицируются по типоисполнениям в зависимости от структуры выхода выключателя и климатического исполнения согласно структуре условного обозначения.

Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание в Москве

Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание Москвацена.рф / Купить / Потребительские товары / Книги

Фото и видео

Характеристики

Общие

  • Isbn: 978-5-458-31733-7
  • Автор: Л.А. Срибнер, П.И. Виленский
  • Количество страниц: 82
  • Мелованная бумага: есть
  • Название: Бесконтактные путевые выключатели

Описание

На этой странице Вашему вниманию предложен товар категории Книги «Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание». Список качеств представлен в разделе «Характеристики» в поле «Общие» и других.

Документация (0)

Вы можете заказать данный товар
и быстро найти продавца по оптимальной для Вас цене.

Заполните форму быстрой заявки

Вы хотите оставить заявку на покупку товара, то щелкните по кнопке «быстрый заказ» и заполните форму.

Все продавцы мгновенно получат уведомление о Вашем заказе

Далее всем продавцам данного товара придет оповещение о Вашем заказе.
Мы используем все доступные средства связи для обеспечения надежности доставки Вашей заявки.

Продавцы сделают расчеты и предложат свои цены

Продавцы подготовят оптимальные предложения по Вашей заявке с учетом действующих акций и скидок.
Иногда продавцы не указывают цену, либо она становится неактуальной, в связи с быстро меняющимися внешними факторами.

Вы сможете выбрать лучший вариант из предложенных

Основываясь на отзывах и рейтинге, а также по предложенной цене Вам будет проще сделать выбор того или иного продавца.
Низкая цена не всегда является решающим фактором выбора продавца.

Средняя цена

Средняя цена на товар по городу Москве (1751 руб.) складывается на основе данных о стоимости в разных местах продажи. В поле «График изменения цены» отражается рост и снижение средней стоимости товара день ото дня на протяжение месяца.

Цены продавцов

Если Вы владелец одной или нескольких компаний, прошедших регистрацию на портале, нажав на кнопку «Я продаю этот товар» Вы можете оставить информацию о своем бизнесе во вкладке «Где купить». Чтобы разместить свои данные во вкладке «Цены продавцов» кликните кнопку «Установить цену».

Цены покупателей

Если Вы знаете цену данного товара, то можете указать ее, нажав кнопку «Изменить цену», далее цена отобразится во вкладке «Цены покупателей». Здесь же Вы можете посмотреть за какую цену разные компании продали данный товар другим покупателям.

Где купить


Если Вы искали, где можно недорого купить «Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание» в Москве, смотрите адреса и другую информацию о местах продаж во вкладке «Где купить».
Показаны координаты как от продавцов, так и от покупателей, которые добавили информацию через форму из раздела Цены покупателей.

Сравнить товары

Если желаете сравнить два товара категории Книги, нажмите на кнопку «Добавить к сравнению» на интересующих страницах. Нажмите на всплывающее окно и Вы перейдете к форме сравнения.

Посмотреть отзывы о товаре

Нам важно Ваше мнение. При желании Вы можете поделиться своим опытом и написать отзыв о «Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание» нажав на ссылку «Оставить отзыв» в поле рядом с рейтингом или узнать, что пишут другие пользователи в разделе «Отзывы». На той же странице Вы можете поучаствовать в формировании рейтинга товара по пятибалльной системе.
Средняя оценка пользователей выводится в виде звездочек справа от фото товара.

Задать вопросы

Благодаря тому, что на нашем портале представлены практически все продавцы данного товара, у Вас есть возможность получить наиболее компетентные ответы на Ваши вопросы.
Отвечая на вопросы покупателей, продавец не только рекламирует свои товары, но и набирает внутренние баллы рейтинга на нашем портале.

Обсуждения

Если вы хотите задать вопрос всем пользователям, а не только продавцам или обсудить те или иные моменты касающиеся данного товара, то Вы можете Добавить комментарий

Поделиться с друзьями

Также у Вас есть возможность поделиться ссылкой на товар в социальных сетях.
Для этого кликните по значку нужного сайта справа от фото наверху страницы или под этим текстом.

Обратите внимание, что данный товар может по некоторым параметрам не совпадать с изображенным на фотографии. Для того, чтобы рассмотреть изображение в оригинальном размере щелкните по нему мышкой.
После прочтения описания можете также посмотреть другие фото товара, щелкнуть по вкладке с видеоматериалами и документацией.

Заявки на покупку

На данный момент цены от продавцов отсутствуют.

Если вы недавно приобрели данный товар, то на вкладке Цены покупателей, можете указать цену и место покупки.

На данный момент цены от покупателей отсутствуют.

Если вы приобретали товар Книга Бесконтактные путевые выключатели, издательство: Неизвестное издание и вы знаете цену, то, пожалуйста, помогите нам — укажите цену за данный товар.

Бесконтактные концевые выключатели в Москве

данные Яндекс Маркета от 24.11.2020 00:00

Выключатель путевой конечный ВПК 21 10 IP65 (ET000522)

Москва, Большая Пионерская, д. 4

LEGRAND 76666 Выключатель бесконтактный, 2M, Mosaic

LEGRAND 76666 Выключатель бесконтактный, 2M, Mosaic

Москва, Лобанова, д. 8

Концевой выключатель ВК-300 БР11-67У2-23 EKF PROxima

Концевой выключатель ВК-300 БР11-67У2-23 EKF PROxima

Москва, Отрадная, д. 2Б, стр. 10

Выключатель концевой магнитный MDC

Предназначение: Для электрической завесы . Подходящие модели: Frico . Напряжение: 220 В. Класс защиты: IP44 . Глубина: 43 мм. Высота: 155 мм. Ширина: 87 мм. Описание: Магнитный концевой выключатель Frico MDC предназначен для включения/выключения воздушной завесы или перевода ее в режим высокой/низкой скорости при открытии/закрытии дверей. Имеет один переменный контакт и очень удобен для часто открываемых дверей.

Концевой выключатель ВК-200 БР11-67У2-22 EKF PROxima

Концевой выключатель ВК-200 БР11-67У2-22 EKF PROxima

Москва, Отрадная, д. 2Б, стр. 10

Концевые выключатели Концевой выключатель крестообразный, рычаг с фиксацией (штырь квадратного сечения 6 мм), 2х(1НО+1НЗ) Schneider Electric

Москва, Большая пионерская, д. 4, стр. 1

Индуктивный датчик FOTEK PL-08P

Индуктивные датчики Индуктивные бесконтактные выключатели надежны и просты в эксплуатации. Могут работать при воздействии шумов, света, диэлектрической пыли и жидкостей, например, машинного масла. Имеют четко очерченную активную зону. При попадании в активную зону датчика любого металлического предмета, происходит изменение логического состояния выходного коммутирующего элемента датчика, в качестве которого может использоваться PNP или NPN транзистор или тиристор (при работе датчика на переменном токе).

Выключатель концевой V-156-1C25

Выключатель концевой V-156-1C25

Механический концевик (верхний)

Концевой выключатель (EndStop) — датчик механического типа, размыкающий или переключающий электрическую цепь питания какой-либо машины или механизма, когда их подвижные части достигают крайнего положения.

Концевые выключатели SZ Концевой выключатель с держателем Rittal

Концевой выключатель MTB4-MS7103

Концевые выключатели Концевой выключатель ролик xckm115h29 Schneider Electric

Москва, Большая пионерская, д. 4, стр. 1

Выключатель концевой медленногопереключения многонаправленный с пластмассовой консолью и стальной пружиной (1НО+1НЗ)

Индуктивный датчик FOTEK PT04-02PB (чувствительность = 1,5 мм)

Индуктивные датчики Индуктивные бесконтактные выключатели надежны и просты в эксплуатации. Могут работать при воздействии шумов, света, диэлектрической пыли и жидкостей, например, машинного масла. Имеют четко очерченную активную зону. При попадании в активную зону датчика любого металлического предмета, происходит изменение логического состояния выходного коммутирующего элемента датчика, в качестве которого может использоваться PNP или NPN транзистор или тиристор (при работе датчика на переменном токе).

Концевой выключатель MTB4-LZ8169

Концевой выключатель ВК-200-БР-11-67У2-31 EKF PROxima

Концевой выключатель ВК-200-БР-11-67У2-31 EKF PROxima

Москва, Отрадная, д. 2Б, стр. 10

Индуктивный датчик FOTEK BS-02N (чувствительность = 2 мм)

Индуктивные датчики Индуктивные бесконтактные выключатели надежны и просты в эксплуатации. Могут работать при воздействии шумов, света, диэлектрической пыли и жидкостей, например, машинного масла. Имеют четко очерченную активную зону. При попадании в активную зону датчика любого металлического предмета, происходит изменение логического состояния выходного коммутирующего элемента датчика, в качестве которого может использоваться PNP или NPN транзистор или тиристор (при работе датчика на переменном токе).

Концевой выключатель ВК-200 БР11-67У2-21 EKF PROxima

Концевой выключатель ВК-200 БР11-67У2-21 EKF PROxima

Москва, Отрадная, д. 2Б, стр. 10

Концевой выключатель Тепломаш ВП

Концевой выключатель Тепломаш ВП При замыкании контактов концевого выключателя (открытии ворот) во всех изделиях включается максимальная скорость вращения вентилятора. В изделиях с электрическим источником тепла включается максимальная мощность нагрева, а в изделиях с водяным источником тепла открывается клапан смесительного узла и включается насос. После закрытия ворот и размыкания контактов концевого выключателя изделие включается в режим, установленный на пульте или выключается, если было выключено.

Индуктивный датчик FOTEK PS-05N

Индуктивные датчики Индуктивные бесконтактные выключатели надежны и просты в эксплуатации. Могут работать при воздействии шумов, света, диэлектрической пыли и жидкостей, например, машинного масла. Имеют четко очерченную активную зону. При попадании в активную зону датчика любого металлического предмета, происходит изменение логического состояния выходного коммутирующего элемента датчика, в качестве которого может использоваться PNP или NPN транзистор или тиристор (при работе датчика на переменном токе).

Концевой выключатель MTB4-LZ8111

КВД-6М Выключатель конечный бесконтактный

Назначение Выключатели конечные бесконтактные КВД- 6М предназначены для преобразования информации о местонахождении объекта, перемещающегося относительно чувствительного элемента преобразователя, в дискретный (бинарный) электрический сигнал; преобразователи выдают сигнал о том, что контролируемый объект занял или покинул положение, определённое местом установки преобразователя на оборудовании. Основные технические характеристики: Тип преобразователя КВД-6М 1. Ширина щели чувствительного элемента, мм 6,0 2.

Каждый электрик должен знать:  Акустический датчик работы механизма
Добавить комментарий