Công tắc chuyển động không tiếp xúc

Công tắc hành trình không tiếp xúc (bộ chuyển đổi đường ray hoạt động mà không có tác động cơ học từ bộ giới hạn di chuyển) được sử dụng trong các mạch điều khiển truyền động điện của máy móc, cơ cấu và máy móc. Công tắc cảm biến được thiết kế để chuyển mạch điều khiển thông qua rơle điện từ hoặc phần tử logic không tiếp xúc, được thực hiện dưới ảnh hưởng của phần tử điều khiển.

Phân loại công tắc tiệm cận

Công tắc hành trình không tiếp xúc có thể được phân loại theo: phương pháp tác động lên phần tử nhạy cảm, nguyên lý hoạt động vật lý của bộ chuyển đổi, thiết kế, cấp độ chính xác, mức độ bảo vệ.

Theo phương pháp tác động đến phần tử nhạy cảm, công tắc hành trình không tiếp xúc có thể được chia thành công tắc cơ và công tắc tham số.

Trong các công tắc loại đầu tiên, phần tử điều khiển tác động trực tiếp một cách cơ học lên ổ đĩa chính của công tắc giới hạn không tiếp xúc, tương tác không tiếp xúc với phần tử cảm biến.Trong các công tắc loại thứ hai, tùy thuộc vào vị trí của phần tử điều khiển không được kết nối cơ học với công tắc lân cận, một tham số vật lý của đầu dò được thay đổi. Một giá trị nhất định của tham số này sẽ thay đổi trạng thái của phần tử rơle.

Phân loại công tắc hành trình không tiếp điểm theo nguyên lý hoạt động vật lý của bộ chuyển đổi bao gồm các loại sau:

Công tắc cảm ứng được xây dựng dựa trên sự thay đổi độ tự cảm, điện cảm lẫn nhau cũng như các công tắc cảm ứng.

Hiện nay, hầu hết các công tắc hành trình không tiếp xúc trên thị trường là thiết bị quy nạp.

Đổi lại, các bộ chuyển đổi công tắc lân cận cảm ứng có thể được chế tạo theo các sơ đồ sau: cộng hưởng, bộ tạo tự động, vi sai, cầu, chuyển đổi trực tiếp.

Công tắc cảm ứng từ dựa trên các nguyên tắc sau: Hiệu ứng Hall, điện trở từ, điốt từ, điện trở từ, công tắc sậy.

Công tắc điện dung: với diện tích tấm thay đổi, với khe hở tấm thay đổi, với hằng số điện môi thay đổi của khe hở tấm.

Công tắc quang điện với các phần tử: photodiode, phototransistor, photoresistor, photothyristor.

Công tắc quang điện và công tắc chùm liền kề, trong đó các tia có bản chất vật lý khác nhau, ví dụ như bức xạ phóng xạ, có thể được sử dụng cùng với các tia sáng nhìn thấy được.

Theo thiết kế, các công tắc giới hạn không tiếp xúc được chia thành: khe, vòng (nửa vòng), mặt phẳng, đầu cuối, công tắc có ổ đĩa cơ, công tắc nhiều phần tử.

Việc phân chia các công tắc giới hạn không tiếp xúc thành các phiên bản cuối và phẳng là hơi có điều kiện, vì chuyển động của phần tử điều khiển so với bề mặt nhạy cảm có thể, đối với một số loại công tắc giới hạn không tiếp xúc, diễn ra cả trong các mặt phẳng song song và vuông góc. Trong trường hợp này, việc sử dụng ưu đãi của nó có thể được coi là cơ sở.

Lớp chính xác (giá trị của lỗi cơ bản) công tắc chuyển động không tiếp xúc được chia thành thấp (khoảng ± 0,5 mm trở lên), trung bình [khoảng ± (0,05-0,5) mm], tăng [khoảng ± (0,005-0,05) mm ] và độ chính xác cao (xấp xỉ ± 0,005 mm hoặc thấp hơn).

Công tắc giới hạn không tiếp xúc có thể có các mức độ bảo vệ khác nhau chống lại sự xâm nhập của các vật thể lạ và sự xâm nhập của nước vào thiết bị. Các đặc điểm về mức độ bảo vệ của cảm biến tiệm cận và phân loại liên quan đến mức độ bảo vệ tương ứng với các đặc điểm và phân loại được chấp nhận trong và ngoài nước đối với thiết bị điện và thiết bị điện có điện áp lên đến 1000 V.

Đặc tính kỹ thuật của công tắc tiệm cận

Các đặc tính kỹ thuật của công tắc hành trình không tiếp xúc bao gồm các đặc tính (đo lường) chính xác, tốc độ, đặc tính điện, kích thước và trọng lượng tổng thể và lắp đặt, điều kiện vận hành danh nghĩa và cho phép, chỉ số độ tin cậy, giá cả, v.v.

Một trong những đặc điểm chính của công tắc hành trình không tiếp xúc, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của nó và một số đặc tính kỹ thuật khác, được xác định bởi sự sắp xếp hình học của phần tử điều khiển so với bề mặt nhạy cảm trong quá trình vận hành... Đối với công tắc lân cận trong một mặt phẳng, đặc tính chính được coi là khoảng hở làm việc — khoảng cách giữa bề mặt nhạy cảm của công tắc và phần tử điều khiển mà công tắc hoạt động trên đó. Đặc điểm chính của công tắc giới hạn là khoảng cách ảnh hưởng tối đa, tức là khoảng cách tối đa giữa bề mặt nhạy cảm của công tắc và phần tử điều khiển mà tại đó có thể thay đổi trạng thái chuyển mạch của nó. Đặc điểm chính của công tắc khe và vòng là chiều rộng của khe và đường kính trong của vòng tương ứng với các công tắc này.

Các đặc tính chính xác của công tắc hành trình không tiếp xúc bao gồm lỗi cơ bản, lỗi bổ sung do thay đổi nhiệt độ môi trường và thay đổi điện áp nguồn và tổng lỗi tối đa. Các đặc tính chính xác của công tắc hành trình không tiếp xúc cũng bao gồm vi sai hành trình, tức là sự khác biệt giữa tọa độ của điểm khởi động của hành trình không tiếp xúc của công tắc và tọa độ của điểm ngắt kết nối của nó khi phần tử điều khiển được di chuyển theo hướng ngược lại.

Tốc độ (thời gian phản hồi) của công tắc lân cận — đây là khoảng thời gian giữa thời điểm thiết lập tọa độ làm việc và thời điểm đạt đến giá trị điện áp đứng yên ở đầu ra của công tắc giới hạn không tiếp xúc.Biết độ lớn của tốc độ của công tắc hành trình không tiếp xúc, có thể xác định các lỗi động trong hoạt động của công tắc hành trình không tiếp xúc khi tốc độ chuyển động của phần tử điều khiển thay đổi.

Đặc tính điện của công tắc lân cận bao gồm các thông số cần thiết của nguồn điện (nguồn điện) và đặc tính tải. Các tham số của mạng cung cấp bao gồm: loại dòng điện (trực tiếp, xoay chiều), điện áp cung cấp và độ lệch cho phép của nó, mức độ gợn sóng, công suất tiêu thụ của công tắc lân cận hoặc mức tiêu thụ dòng điện, tần số của mạng (đối với dòng điện xoay chiều). Đặc tính tải của công tắc hành trình không tiếp xúc là loại tải (rơle, chip, v.v.). điện áp đầu ra, công suất hoặc dòng điện được rút ra từ tải.

Các chỉ số về độ tin cậy và độ bền của công tắc giới hạn không tiếp xúc trước hết bao gồm: xác suất hoạt động không gặp sự cố trong một khoảng thời gian hoạt động nhất định hoặc trong một số lần vận hành nhất định và tuổi thọ của công tắc giới hạn không tiếp xúc.

Các thông số quan trọng nhất cũng phải bao gồm kích thước tổng thể và kích thước lắp đặt của công tắc chuyển động không tiếp xúc.

Yêu cầu đối với công tắc tiệm cận

Một trong những yêu cầu quan trọng nhất đối với công tắc giới hạn là yêu cầu về độ tin cậy cao trong hoạt động của chúng. So với các thiết bị điện khác, bao gồm cả điện tử, công tắc giới hạn hoạt động trong những điều kiện khó khăn nhất, vì chúng được đặt trực tiếp trong khu vực làm việc của các máy xử lý, nơi có nhiều loại nhiệt độ, rung và va đập, trường điện từ mạnh, ô nhiễm từ chip và chất lỏng khác nhau là có thể.

Công tắc giới hạn có thể được yêu cầu hoạt động ở tần số hoạt động cao ở tốc độ chuyển động cao của bộ điều khiển.

Dữ liệu kỹ thuật của công tắc giới hạn tiếp xúc không phải lúc nào cũng đáp ứng các yêu cầu. Điều này đặc biệt đặc trưng cho thiết bị xử lý tự động với các thiết bị điện phức tạp có chứa một số lượng lớn công tắc giới hạn tiếp xúcchẳng hạn như dây chuyền máy tự động, băng tải đẩy hàng đầu và các hệ thống vận chuyển phân nhánh khác, thiết bị đúc và luyện kim, v.v. Điều này cũng áp dụng cho thiết bị hạng nặng với số lượng lớn hoạt động trên một đơn vị thời gian, chẳng hạn như thiết bị rèn và ép.

Trong nhiều trường hợp trên, khi sử dụng công tắc giới hạn tiếp xúc, không thể đảm bảo độ tin cậy chấp nhận được cho hoạt động của thiết bị công nghệ tự động, ngoài ra, các công tắc này phải được thay thế định kỳ trên thiết bị làm việc do thời gian sử dụng ngắn. liên quan đến phép tính tổng.

Theo quy định, các công tắc lân cận có độ tin cậy cao, có khả năng hoạt động với tần suất hoạt động cao và có tuổi thọ lâu dài xét về tổng số lần hoạt động. Một lợi thế quan trọng của công tắc chuyển động không tiếp xúc là độ tin cậy của chúng (xác suất hoạt động không gặp sự cố trong một khoảng thời gian nhất định) thực tế không phụ thuộc vào tần suất hoạt động.

Việc tăng độ tin cậy của thiết bị khi sử dụng công tắc hành trình không tiếp xúc cũng được hỗ trợ bởi thực tế là công tắc hành trình không tiếp xúc chỉ có thể được bật khi cần thiết.Trong trường hợp sử dụng công tắc hành trình của các tiếp điểm, việc chuyển đổi các tiếp điểm diễn ra với mỗi lần nhấn cam, bất kể các tiếp điểm này có được kết nối với mạch điện hay không.

Một số yêu cầu đối với công tắc lân cận cũng là do điều kiện hoạt động.

Các điều kiện môi trường chính cần xem xét thường là điện áp nguồn AC và nhiệt độ môi trường. Trong giới hạn quy định về sự thay đổi của điều kiện bên ngoài, công tắc hành trình không tiếp xúc phải duy trì khả năng hoạt động và độ chính xác cần thiết. Hoạt động của công tắc không bị ảnh hưởng đáng kể bởi độ ẩm của không khí xung quanh, cũng như độ cao so với mực nước biển trong giới hạn được chấp nhận đối với công tắc giới hạn.

Các yêu cầu thường được đặt ra đối với công tắc hành trình không tiếp xúc là khả năng chiếm bất kỳ vị trí làm việc nào trong không gian và không chịu ảnh hưởng của vật liệu cơ bản mà chúng được lắp đặt và thân kim loại tiếp xúc với thân không tiếp xúc du lịch. Hoạt động của các cảm biến tiệm cận không được bị ảnh hưởng bởi các rung động và chấn động, cũng như sự xâm nhập của dầu, nhũ tương, nước, bụi.

Tần số hoạt động cao nhất của công tắc hành trình không tiếp điểm khi được sử dụng làm rơle điện từ phụ tải trên thực tế có thể đạt tới 120 hoạt động mỗi phút. Nếu các thiết bị điện tử được sử dụng làm tải của công tắc lân cận, thì tần suất hoạt động của hệ thống có thể cao hơn đáng kể.

Công tắc tiệm cận máy phát điện

Nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình máy phát không tiếp xúc dựa trên sự thay đổi các thông số của mạch dao động của máy phát dưới tác động bên ngoài. Một tham số thay đổi như vậy để chuyển đổi chuyển động của phần tử điều khiển thành tín hiệu điện thay đổi thường là độ tự cảm hoặc điện dung của mạch dao động hoặc độ tự cảm lẫn nhau giữa các cuộn dây của mạch. Trong các công tắc giới hạn không tiếp xúc với một máy phát cảm ứng loại cuối, phần tử điều khiển, là một tấm dẫn điện, khi tiếp cận sẽ tạo ra nhiễu trong trường điện từ tần số cao do cuộn dây cảm ứng của mạch dao động tạo ra.

Đồng thời trong phần tử điều khiển, dòng điện xoáytạo ra trường điện từ của chính nó. Trường điện từ dòng điện xoáy có tác động ngược lại lên cuộn dây của bộ biến đổi, gây ra sự thay đổi điện trở hoạt động và phản kháng trong đó và do đó, làm thay đổi tín hiệu đầu ra của bộ dao động về tần số và biên độ so với các giá trị ban đầu tương ứng với một khoảng cách đáng kể của phần tử điều khiển với các giá trị của các tham số này tương ứng tại vị trí của phần tử điều khiển tại đó có sự thay đổi trạng thái đột ngột, thiết bị ngưỡng. Sự thay đổi này trong tín hiệu đầu ra của bộ tạo dao động cuối cùng được biến tần cảm nhận.

Tín hiệu đầu ra của bộ tạo dao động là dao động điện áp với tần số vài trăm kilohertz. Ở đầu ra của thiết bị ngưỡng, tín hiệu này phải đến đơn cực. Do đó, một bộ chỉnh lưu được kết nối giữa máy phát và thiết bị ngưỡng.

Công tắc tiệm cận BVK-24

Công tắc lân cận loại khe rộng rãi với bộ khuếch đại bóng bán dẫn hoạt động ở chế độ máy phát. Trong bộ lễ phục. 1 và hiển thị chế độ xem chung của loại công tắc BVK-24. Mạch từ của nó, nằm trong hộp 4, bao gồm hai lõi ferit 1 và 2 với khe hở không khí rộng 5-6 mm giữa chúng. Trong lõi 1 có cuộn dây sơ cấp wk và cuộn dây phản hồi dương wp.c, trong lõi 2 có cuộn dây phản hồi âm wо.s. Mạch từ như vậy giúp loại bỏ ảnh hưởng của từ trường bên ngoài. Các cuộn dây phản hồi được mắc nối tiếp—ngược lại. Là một phần tử chuyển mạch, một cánh hoa (tấm) 3 bằng nhôm dày tới 3 mm được sử dụng, có thể di chuyển vào khe (trong khe hở không khí) của hệ thống từ tính của cảm biến.

Công tắc chuyển động không tiếp xúc BVK -24: a — tổng quan; b — sơ đồ điện

Nếu cánh hoa nằm ngoài lõi, thì sự khác biệt giữa điện áp cảm ứng trong cuộn dây wpc và w.c sẽ dương, bóng bán dẫn VT1 được đóng lại và tạo ra các dao động không đổi trong mạch wc — C3 (Hình 1, b ) không xảy ra. Khi một cánh hoa được đưa vào khe cảm biến, kết nối giữa các cuộn dây wk và wо.c bị suy yếu (do đó, cánh hoa còn được gọi là màn hình), một điện áp âm được đặt vào đế của bóng bán dẫn VT1 và nó sẽ mở ra. Trong mạch wk - C3 được tạo ra và Dòng điện xoay chiều, tạo ra một EMF trong cuộn dây wp.c trong mạch chính của bóng bán dẫn. Trong mạch cơ sở của bóng bán dẫn VT1, thành phần biến của dòng cơ sở được phát hiện. Transistor mở, làm cho rơle K

Để ổn định hoạt động của bóng bán dẫn với sự dao động của nhiệt độ và điện áp, một bộ chia điện áp phi tuyến được sử dụng, bao gồm một phần tử tuyến tính - R1, một nhiệt điện trở bán dẫn R2 và một diode VD2.

Lỗi phản hồi là 1-1,3mm. Điện áp cung cấp của công tắc BVK-24 là 24 V.

Sơ đồ mạch của công tắc không tiếp xúc BVK

Sơ đồ chuyển đổi tuần tự của hai công tắc không tiếp xúc BVK

Sơ đồ kết nối song song hai công tắc không tiếp xúc BVK

Công tắc không tiếp xúc KVD

Công tắc giới hạn không tiếp xúc loại KVD được thiết kế để chuyển mạch tín hiệu và điều khiển điện trong quá trình tự động hóa các hệ thống khác nhau. Mạch bao gồm một bộ tạo dao động và một bộ kích hoạt bóng bán dẫn. Khi một tấm kim loại được đưa vào khe hở vận hành, hệ số phản hồi sẽ giảm, gây ra sự cố trong quá trình tạo, bộ kích hoạt lật và một bóng bán dẫn đầu ra thường đóng sẽ mở ra, kích hoạt một rơle hoặc phần tử logic. Điện áp cung cấp — 12 hoặc 24 V

Công tắc giới hạn không tiếp xúc BTB

Công tắc BTB được thiết kế để chuyển đổi các mạch điều khiển bằng rơle hoặc bằng cách kết hợp các phần tử của các phần tử logic không tiếp xúc. Các công tắc thay đổi trạng thái chuyển mạch (hành động) khi tiếp cận phần tử nhạy cảm của phần tử điều khiển kết cấu thép. Các công tắc hoạt động theo nguyên tắc của một máy phát điện được điều khiển, chuyển mạch xảy ra khi tiếp cận phần tử nhạy cảm của bộ phận được điều khiển hoặc phần tử điều khiển làm bằng thép kết cấu.

Tất cả các thiết bị chuyển mạch đều được trang bị mạch bảo vệ chống phân cực ngược của điện áp nguồn và quá áp khi ngắt tải cảm ứng. Công tắc BTP 103-24, BTP 211-24-01 và BTP 301-24, ngoài các sơ đồ bảo vệ trên, còn được trang bị mạch bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch trong chuỗi vận chuyển hàng hóa. Điện áp cung cấp của công tắc BTB — 24 V.