Kontaktlösa rörelseomkopplare

Beröringsfria färdomkopplare (rälsomvandlare som fungerar utan mekanisk verkan från den rörliga begränsaren) används i styrkretsar för elektriska drivningar av maskiner, mekanismer och maskiner. Givarbrytare är utformade för att koppla igenom styrkretsar elektromagnetiska reläer eller kontaktlösa logiska element, som utförs under påverkan av kontrollelementet.

Klassificering av närhetsbrytare

Beröringsfria färdomkopplare kan klassificeras enligt: ​​verkningsmetod på det känsliga elementet, fysisk princip för omvandlarens drift, design, noggrannhetsklass, skyddsgrad.

Enligt metoden för att påverka det känsliga elementet kan kontaktlösa färdbrytare delas in i mekaniska och parametriska strömställare.

I omkopplare av den första typen verkar styrelementet direkt mekaniskt på den beröringsfria gränslägesbrytarens primärdrift, som samverkar beröringsfritt med avkänningselementet.I omkopplare av den andra typen, beroende på positionen för kontrollelementet, som inte är mekaniskt ansluten till närhetsbrytaren, ändras en fysisk parameter för givaren. Ett visst värde på denna parameter ändrar reläelementets tillstånd.

Klassificeringen av beröringsfria resebrytare enligt den fysiska principen för drift av omvandlaren inkluderar följande typer:

Induktiva omkopplare byggda på förändring induktans, ömsesidig induktans samt induktiva omkopplare.

För närvarande är de flesta av de kontaktlösa reseväxlarna på marknaden induktiv apparat.

I sin tur kan induktiva närhetsomvandlare byggas enligt följande scheman: resonans, autogenerator, differential, brygga, direktkonvertering.

Magnetiska induktiva omkopplare som bygger på följande principer: Halleffekt, magnetoreistor, magnetodiod, magnetotyristor, reed-omkopplare.

Kapacitiva omkopplare: med varierande plåtarea, med varierande plåtgap, med varierande dielektrisk konstant för plåtgapet.

Fotoelektriska omkopplare med element: fotodiod, fototransistor, fotoresistor, fototyristor.

Solcellsströmbrytare och intilliggande strålströmbrytare, i vilka strålar av annan fysisk natur, till exempel radioaktiv strålning, kan användas tillsammans med synliga ljusstrålar.

Genom design är kontaktlösa gränslägesbrytare indelade i: slits, ring (halvring), plan, ände, brytare med mekanisk drivning, flerelementsbrytare.

Uppdelningen av beröringsfria gränslägesbrytare i änd- och planversioner är något villkorad, eftersom manöverelementets rörelse i förhållande till den känsliga ytan, för vissa typer av beröringsfria gränslägesbrytare, kan ske både i parallella och vinkelräta plan. I detta fall kan dess föredragna användning tas som grund.

Noggrannhetsklass (värdet på grundfelet) kontaktlösa rörelseomkopplare är indelade i låga (cirka ± 0,5 mm eller mer), medium [ungefär ± (0,05-0,5) mm], ökade [ungefär ± (0,005-0,05) mm ] och hög (ungefär ± 0,005 mm eller mindre) noggrannhet.

Beröringsfria gränslägesbrytare kan ha olika grader av skydd mot inträngning av främmande kroppar och inträngning av vatten i enheten. Egenskaperna för skyddsgraden för närhetssensorer och klassificeringen relaterad till skyddsgraden motsvarar egenskaperna och klassificeringen som accepteras hemma och utomlands för elektrisk utrustning och elektriska enheter med en spänning på upp till 1000 V.

Tekniska egenskaper för närhetsbrytare

De tekniska egenskaperna hos beröringsfria färdbrytare inkluderar exakta (metrologiska) egenskaper, hastighet, elektriska egenskaper, total- och installationsmått och vikt, nominella och tillåtna driftsförhållanden, tillförlitlighetsindikatorer, pris etc.

En av huvudegenskaperna hos beröringsfria färdbrytare, som direkt påverkar dess konstruktion och ett antal andra tekniska egenskaper, bestäms av det geometriska arrangemanget av styrelementet i förhållande till den känsliga ytan under drift... För närhetsbrytare i en plan, huvudkaraktäristiken tas som arbetsavståndet - avståndet mellan den känsliga ytan på omkopplaren och kontrollelementet på vilket omkopplaren fungerar. Huvudkarakteristiken för gränslägesbrytaren är det maximala påverkansavståndet, dvs. det maximala avståndet mellan omkopplarens känsliga yta och styrelementet vid vilket en förändring av dess omkopplingstillstånd är möjlig. Det huvudsakliga kännetecknet för spår- och ringbrytare är spårets bredd och ringens innerdiameter respektive dessa omkopplare.

Noggrannhetsegenskaperna för kontaktlösa färdbrytare inkluderar grundfelet, ytterligare fel från förändringar i omgivningstemperaturen och förändringar i matningsspänningen och det maximala totala felet. Noggrannhetsegenskaperna för beröringsfria färdbrytare inkluderar även färddifferential, d.v.s. skillnaden mellan koordinaten för aktiveringspunkten för omkopplarens kontaktlösa slag och koordinaten för punkten för dess frånkoppling när kontrollelementet förs i motsatt riktning.

Hastighet (svarstid) för närhetsbrytaren - detta är tiden mellan det ögonblick då arbetskoordinaten upprättas och det ögonblick då det stationära spänningsvärdet uppnås vid utgången av den beröringsfria gränslägesbrytaren.Genom att känna till storleken på hastigheten för den beröringsfria färdströmställaren, är det möjligt att bestämma de dynamiska felen i driften av de beröringsfria rörelseomkopplarna när rörelsehastigheten för styrelementet ändras.

Elektriska egenskaper för närhetsbrytare inkluderar de nödvändiga parametrarna för strömförsörjningen (strömförsörjning) och belastningsegenskaper. Parametrarna för försörjningsnätverket inkluderar: typ av ström (direkt, växel), matningsspänning och dess tillåtna avvikelser, nivå av rippel, ström som förbrukas av en närhetsbrytare eller strömförbrukning, nätverkets frekvens (för växelström). Belastningsegenskaperna för beröringsfria färdbrytare är typen av belastning (relä, chip, etc.). den utspänning, effekt eller ström som dras från lasten.

Indikatorer för tillförlitlighet och hållbarhet för beröringsfria gränslägesbrytare inkluderar först och främst: sannolikheten för problemfri drift under en viss driftsperiod eller för ett visst antal operationer och livslängden för en beröringsfri gränslägesbrytare.

De viktigaste parametrarna bör också inkludera de totala och monteringsmåtten för kontaktlösa rörelseomkopplare.

Krav på närhetsbrytare

Ett av de viktigaste kraven för gränslägesbrytare är kravet på hög driftsäkerhet. Jämfört med annan elektrisk utrustning, inklusive elektronisk, fungerar gränslägesbrytare under de svåraste förhållandena, eftersom de är placerade direkt i arbetsområdena på processmaskiner, där det finns ett brett spektrum av temperaturer, vibrationer och stötar, starka elektromagnetiska fält, kontaminering från chips och olika vätskor är möjliga.

Gränslägesbrytare kan behövas för att fungera vid höga arbetsfrekvenser vid höga rörelsehastigheter för kontrollerna.

De tekniska data för kontaktgränslägesbrytarna tillåter inte alltid att uppfylla kraven. Detta är särskilt karakteristiskt för automatiserad processutrustning med komplex elektrisk utrustning som innehåller ett stort antal kontakt gränslägesbrytaresåsom automatiska maskinlinjer, toppskjutstransportörer och andra förgrenade transportsystem, gjuteri- och metallurgisk utrustning etc. Detta gäller även för tung utrustning med ett stort antal operationer per tidsenhet, såsom smide och pressutrustning.

I många av ovanstående fall, när kontaktgränsbrytare används, är det omöjligt att säkerställa acceptabel tillförlitlighet för driften av automatiserad teknisk utrustning, och dessutom måste dessa omkopplare periodiskt bytas ut på arbetsutrustningen på grund av deras korta livslängd i förhållande till det totala antalet operationer.

Som regel är närhetsbrytare mycket tillförlitliga, kan arbeta med en hög frekvens av operationer och har en lång livslängd i termer av det totala antalet operationer. En viktig fördel med kontaktlösa rörelseomkopplare är att deras tillförlitlighet (sannolikheten för problemfri drift under en viss period) är praktiskt taget oberoende av operationsfrekvensen.

Att öka utrustningens tillförlitlighet vid användning av kontaktlösa reseväxlar underlättas också av att kontaktlösa resekontakter endast kan slås på vid behov.Vid användning av gränslägesbrytare av kontakterna sker omkopplingen av kontakterna med varje tryck på kammen, oavsett om dessa kontakter är anslutna till den elektriska kretsen eller inte.

Vissa krav på närhetsbrytare beror också på driftförhållanden.

De viktigaste miljöförhållandena att beakta är vanligtvis AC-matningsspänning och omgivningstemperatur. Inom de angivna gränserna för förändringar i yttre förhållanden måste beröringsfria gränslägesbrytare bibehålla funktionsduglighet och erforderlig noggrannhet. Omkopplarnas funktion bör inte påverkas nämnvärt av luftfuktigheten i den omgivande luften, samt av höjden över havet inom de gränser som accepteras för gränslägesbrytarna.

Kraven som vanligtvis ställs på beröringsfria färdbrytare är förmågan att inta vilken arbetsposition som helst i rymden och frånvaron av inflytande från basmaterialet på vilket de är installerade och metallkropparna i kontakt med den beröringsfria kroppens kropp. resa. Närhetssensorernas funktion får inte påverkas av vibrationer och stötar, samt av inträngning av olja, emulsion, vatten, damm.

Den högsta aktiveringsfrekvensen för beröringsfria färdbrytare när de används som ett elektromagnetiskt lastrelä kan praktiskt taget nå 120 operationer per minut. Om elektroniska enheter används som belastning av närhetsbrytare, kan systemets driftsfrekvens vara betydligt högre.

Generatornäringsbrytare

Funktionsprincipen för kontaktlösa generatorrörelsebrytare är baserad på förändringar i parametrarna för generatorns oscillerande krets under extern påverkan. En sådan förändringsparameter som omvandlar styrelementets rörelse till en föränderlig elektrisk signal är vanligtvis induktansen eller kapacitansen hos den oscillerande kretsen eller den inbördes induktansen mellan kretsens spolar. I kontaktlösa gränslägesbrytare med en induktiv generator av ändtyp introducerar styrelementet, som är en ledande platta, när man närmar sig en störning i det högfrekventa elektromagnetiska fältet som skapas av den induktiva spolen i oscillatorkretsen.

Samtidigt i kontrollelementet, virvelströmmarskapar sitt eget elektromagnetiska fält. Elektromagnetiskt fält virvelströmmar har motsatt effekt på omvandlarens spole, vilket orsakar förändringar i det aktiva och reaktiva motståndet i den och därför en förändring i oscillatorns utsignal i frekvens och amplitud från de initiala värdena som motsvarar ett betydande avstånd på kontrollelementet till värdena för dessa parametrar som motsvarar den position av kontrollelementet där det sker en abrupt förändring i tillståndet, tröskelanordningen. Denna förändring i oscillatorns utsignal avkänns slutligen av drivenheten.

Oscillatorns utsignal är en spänningsfluktuation med en frekvens på flera hundra kilohertz. Vid utgången av tröskelanordningen måste denna signal anlända unipolär. Därför är en likriktare ansluten mellan generatorn och tröskelanordningen.

BVK-24 närhetsbrytare

Utbredda beröringspunkter av slottyp med transistorförstärkare som arbetar i generatorläge. I fig. 1, och visar en allmän vy av omkopplaren typ BVK-24. Dess magnetiska krets, placerad i lådan 4, består av två ferritkärnor 1 och 2 med ett luftgap 5-6 mm brett mellan dem. I kärna 1 finns en primärlindning wk och en positiv återkopplingslindning wp.c, i kärna 2 finns en negativ återkopplingslindning wо.s. En sådan magnetisk krets eliminerar påverkan av externa magnetfält. Återkopplingsspolarna är seriekopplade - motsatta. Som omkopplingselement används ett aluminiumblad (platta) 3 med en tjocklek på upp till 3 mm, som kan flyttas in i spåret (i luftgapet) i sensorns magnetiska system.

Kontaktlös rörelseomkopplare BVK -24: a — allmän bild; b — elektriskt schematiskt diagram

Om kronbladet är utanför kärnan, kommer skillnaden mellan spänningarna som induceras i lindningarna wpc och wo.c att vara positiv, transistorn VT1 är stängd och genereringen av konstanta svängningar i kretsen wc - C3 (Fig. 1, b) ) händer inte. När ett kronblad förs in i sensorslitsen försvagas kopplingen mellan spolarna wk och wо.c (därför kallas kronbladet även en skärm), en negativ spänning appliceras på basen av transistorn VT1 och den öppnas. I kretsen wk — C3 genereras och växelström, som inducerar en EMF i spolen wp.c i transistorns huvudkrets. I baskretsen för transistorn VT1 detekteras den variabla komponenten av basströmmen. Transistorn öppnar, vilket gör att relä K till

För att stabilisera transistorns funktion med fluktuationer i temperatur och spänning används en icke-linjär spänningsdelare, bestående av ett linjärt element - R1, en halvledartermistor R2 och en diod VD2.

Svarsfelet är 1-1,3 mm. Matningsspänningen för BVK-24-omkopplaren är 24 V.

Kretsschema för den kontaktlösa brytaren BVK

Schema för sekventiell omkoppling av två kontaktlösa omkopplare BVK

Schema för parallellkoppling av två kontaktlösa brytare BVK

KVD kontaktlösa brytare

Beröringsfria gränslägesbrytare av KVD-typ är konstruerade för omkoppling av elektriska styr- och signalkretsar under automatisering av olika system. Kretsen inkluderar en oscillator och en transistortrigger. När en metallplatta införs i arbetsgapet sker en minskning av återkopplingskoefficienten, vilket orsakar ett sammanbrott i genereringen, triggern vippar och en normalt sluten utgångstransistor öppnas, vilket aktiverar ett relä eller logikelement. Matningsspänning - 12 eller 24 V

Beröringsfria gränslägesbrytare BTB

BTB-omkopplare är utformade för att koppla styrkretsar med hjälp av reläer eller genom att matcha element av beröringsfria logiska element. Strömbrytarna ändrar kopplingstillståndet (åtgärden) när man närmar sig det känsliga elementet i styrelementet av stålkonstruktion. Omkopplarna fungerar enligt principen om en kontrollerad generator, omkoppling sker när man närmar sig det känsliga elementet i den kontrollerade delen eller kontrollelementet av konstruktionsstål.

Alla strömbrytare är utrustade med skyddskretsar mot omvänd polaritet av matningsspänningen och överspänning vid avstängning av induktiva laster. Switcharna BTP 103-24, BTP 211-24-01 och BTP 301-24 är, förutom ovanstående skyddsscheman, utrustade med en skyddskrets mot överbelastning och kortslutning i fraktkedjan. Matningsspänning för BTB-omkopplare — 24 V.