Beskontaktni prekidači pokreta

Beskontaktne putne sklopke (tračnički pretvarači koji rade bez mehaničkog djelovanja graničnika kretanja) koriste se u upravljačkim krugovima za električne pogone strojeva, mehanizama i strojeva. Senzorski prekidači dizajnirani su za prebacivanje upravljačkih krugova elektromagnetski releji ili beskontaktni logički elementi, koji se provodi pod utjecajem kontrolnog elementa.

Klasifikacija blizinskih prekidača

Beskontaktne putne sklopke možemo klasificirati prema: načinu djelovanja na osjetljivi element, fizičkom principu rada pretvarača, izvedbi, klasi točnosti, stupnju zaštite.

Prema načinu utjecaja na osjetljivi element beskontaktne putne sklopke možemo podijeliti na mehaničke i parametarske sklopke.

U prekidačima prvog tipa, upravljački element izravno mehanički djeluje na primarni pogon beskontaktnog krajnjeg prekidača, koji beskontaktno djeluje s osjetnim elementom.U prekidačima drugog tipa, ovisno o položaju upravljačkog elementa, koji nije mehanički povezan s blizinskim prekidačem, mijenja se fizički parametar pretvarača. Određena vrijednost ovog parametra mijenja stanje relejnog elementa.

Klasifikacija beskontaktnih putnih sklopki prema fizičkom principu rada pretvarača uključuje sljedeće vrste:

Induktivni prekidači izgrađeni na promjeni induktivitet, međusobnu induktivnost kao i induktivne sklopke.

Trenutačno je većina beskontaktnih putnih prekidača na tržištu induktivni aparat.

S druge strane, induktivni pretvarači prekidača blizine mogu se graditi prema sljedećim shemama: rezonantna, autogeneratorska, diferencijalna, mostna, izravna pretvorba.

Magnetske induktivne sklopke koje se temelje na sljedećim principima: Hallov efekt, magnetorezistor, magnetodioda, magnetotiristor, reed sklopka.

Kapacitivne sklopke: s promjenjivom površinom ploča, s promjenjivim razmakom ploča, s promjenjivom dielektričnom konstantom razmaka ploča.

Fotoelektrične sklopke s elementima: fotodioda, fototranzistor, fotootpornik, fototiristor.

Fotonaponski prekidači i prekidači susjednog snopa, u kojima se uz zrake vidljive svjetlosti mogu koristiti zrake različite fizičke prirode, na primjer radioaktivno zračenje.

Po dizajnu, beskontaktne granične sklopke dijele se na: utorne, prstenaste (poluprstenove), ravne, krajnje, sklopke s mehaničkim pogonom, sklopke s više elemenata.

Podjela beskontaktnih graničnih prekidača na krajnje i ravninske izvedbe donekle je uvjetna, budući da se kretanje upravljačkog elementa u odnosu na osjetljivu površinu može, za neke vrste beskontaktnih graničnih prekidača, odvijati iu paralelnim i okomitim ravninama. U ovom slučaju, njegova preferencijalna uporaba može se uzeti kao osnova.

Klasa točnosti (vrijednost osnovne pogreške) beskontaktne sklopke za kretanje dijelimo na niske (oko ± 0,5 mm ili više), srednje [oko ± (0,05-0,5) mm], povećane [oko ± (0,005-0,05) mm ] i visoka (približno ± 0,005 mm ili manje) točnost.

Beskontaktne granične sklopke mogu imati različite stupnjeve zaštite od ulaska stranih tijela i ulaska vode u uređaj. Obilježja stupnja zaštite senzora blizine i klasifikacija vezana uz stupanj zaštite odgovaraju karakteristikama i klasifikaciji prihvaćenoj u zemlji i inozemstvu za električnu opremu i električne uređaje napona do 1000 V.

Tehničke karakteristike blizinskih prekidača

Tehničke karakteristike beskontaktnih putnih sklopki uključuju precizne (mjeriteljske) karakteristike, brzinu, električne karakteristike, ukupne i ugradbene dimenzije i masu, nazivne i dopuštene radne uvjete, pokazatelje pouzdanosti, cijenu itd.

Jedna od glavnih karakteristika beskontaktnih putnih sklopki, koja izravno utječe na njihovu konstrukciju i niz drugih tehničkih karakteristika, određena je geometrijskim rasporedom upravljačkog elementa u odnosu na osjetljivu površinu tijekom rada... Za blizinske sklopke u ravnini, glavna karakteristika se uzima kao radni zazor — udaljenost između osjetljive površine prekidača i upravljačkog elementa na kojem prekidač djeluje. Glavna karakteristika graničnog prekidača je najveća udaljenost utjecaja, tj. najveća udaljenost između osjetljive površine sklopke i upravljačkog elementa na kojoj je moguća promjena njezina uklopnog stanja. Glavna karakteristika utornih i prstenastih sklopki je širina utora i unutarnji promjer prstena odnosno sklopki.

Karakteristike točnosti beskontaktnih putnih sklopki uključuju osnovnu pogrešku, dodatne pogreške zbog promjena temperature okoline i promjena napona napajanja te najveću ukupnu pogrešku. Karakteristike točnosti beskontaktnih hodnih sklopki također uključuju hodni diferencijal, tj. razlika između koordinate točke aktiviranja beskontaktnog hoda sklopke i koordinate točke njenog odspajanja kada se upravljački element pomiče u suprotnom smjeru.

Brzina (vrijeme odziva) blizinskog prekidača - ovo je vrijeme između trenutka uspostavljanja radne koordinate i trenutka postizanja stacionarne vrijednosti napona na izlazu beskontaktnog graničnog prekidača.Poznavajući veličinu brzine beskontaktne sklopke hoda, moguće je odrediti dinamičke pogreške u radu beskontaktne sklopke hoda pri promjeni brzine kretanja upravljačkog elementa.

Električne karakteristike blizinskih prekidača uključuju potrebne parametre napajanja (napajanja) i karakteristike opterećenja. Parametri opskrbne mreže uključuju: vrstu struje (istosmjerna, izmjenična), napon napajanja i njegova dopuštena odstupanja, razinu valovitosti, snagu koju troši blizinski prekidač ili potrošnju struje, frekvenciju mreže (za izmjeničnu struju). Karakteristike opterećenja beskontaktnih putnih sklopki su vrsta opterećenja (relej, čip, itd.). izlazni napon, snaga ili struja izvučena iz opterećenja.

Pokazatelji pouzdanosti i trajnosti beskontaktnih krajnjih sklopki uključuju prije svega: vjerojatnost nesmetanog rada za određeno vrijeme rada ili za određeni broj operacija i životni vijek beskontaktne krajnje sklopke.

Najvažniji parametri također trebaju uključivati ​​ukupne i ugradbene dimenzije beskontaktnih sklopki.

Zahtjevi za blizinske prekidače

Jedan od najvažnijih zahtjeva za krajnje sklopke je zahtjev za visokom pouzdanošću njihovog rada. U usporedbi s drugom električnom opremom, uključujući elektroničku, granični prekidači rade u najtežim uvjetima, jer se nalaze izravno u radnim područjima procesnih strojeva, gdje postoji širok raspon temperatura, vibracija i udara, jakih elektromagnetskih polja, kontaminacije od čips i različite tekućine su mogući.

Možda će biti potrebno da granični prekidači rade na visokim radnim frekvencijama pri velikim brzinama pomicanja kontrola.

Tehnički podaci kontaktnih graničnih prekidača ne dopuštaju uvijek ispunjavanje zahtjeva. To je osobito karakteristično za automatiziranu procesnu opremu sa složenom električnom opremom koja sadrži veliki broj kontaktne krajnje sklopkekao što su automatske strojne linije, gornji potisni transporteri i drugi razgranati transportni sustavi, ljevaonička i metalurška oprema itd. To se također odnosi na opremu za teške uvjete rada s velikim brojem operacija po jedinici vremena, kao što je oprema za kovanje i prešu.

U mnogim od navedenih slučajeva, kada se koriste kontaktni krajnji prekidači, nemoguće je osigurati prihvatljivu pouzdanost rada automatizirane tehnološke opreme, a osim toga, te prekidače je potrebno povremeno mijenjati na radnoj opremi zbog kratkog vijeka trajanja u odnosu na ukupan broj operacija.

Proximity prekidači su u pravilu vrlo pouzdani, sposobni za rad pri visokoj frekvenciji operacija i imaju dug vijek trajanja u odnosu na ukupan broj operacija. Važna prednost beskontaktnih sklopki za kretanje je u tome što je njihova pouzdanost (vjerojatnost nesmetanog rada u određenom razdoblju) praktički neovisna o učestalosti rada.

Povećanje pouzdanosti opreme pri korištenju beskontaktnih putnih prekidača također je olakšano činjenicom da se beskontaktni putni prekidači mogu uključiti samo kada je to potrebno.U slučaju korištenja krajnjih prekidača kontakata, preklapanje kontakata se odvija svakim pritiskom bregaste osovine, bez obzira jesu li ti kontakti spojeni na električni krug ili ne.

Neki zahtjevi za blizinske prekidače također su uvjetovani radnim uvjetima.

Glavni uvjeti okoline koje treba uzeti u obzir obično su izmjenični napon napajanja i temperatura okoline. Unutar navedenih granica promjena vanjskih uvjeta, beskontaktne granične sklopke moraju održavati operativnost i potrebnu točnost. Na rad prekidača ne bi trebala značajno utjecati vlažnost okolnog zraka, kao ni nadmorska visina unutar granica prihvaćenih za granične prekidače.

Zahtjevi koji se obično postavljaju na beskontaktne putne sklopke su mogućnost zauzimanja bilo kojeg radnog položaja u prostoru i odsutnost utjecaja osnovnog materijala na koji su ugrađeni i metalnih tijela u dodiru s tijelom beskontaktnog prekidača. putovati. Na rad senzora blizine ne smiju utjecati vibracije i udarci, kao ni prodiranje ulja, emulzije, vode, prašine.

Najveća frekvencija aktiviranja beskontaktnih putnih prekidača kada se koriste kao elektromagnetski relej opterećenja može praktički doseći 120 operacija u minuti. Ako se kao opterećenje blizinskih prekidača koriste elektronički uređaji, tada radna frekvencija sustava može biti znatno veća.

Prekidači blizine generatora

Načelo rada beskontaktnih generatorskih hodnih sklopki temelji se na promjeni parametara titrajnog kruga generatora pod vanjskim utjecajem. Takav promjenjivi parametar koji pretvara kretanje upravljačkog elementa u promjenjivi električni signal obično je induktivitet ili kapacitet titrajnog kruga ili međusobni induktivitet između zavojnica kruga. U beskontaktnim graničnim prekidačima s induktivnim generatorom krajnjeg tipa, upravljački element, koji je vodljiva ploča, unosi, kada se približi, smetnju u visokofrekventnom elektromagnetskom polju koje stvara induktivni svitak oscilatorskog kruga.

U isto vrijeme u upravljačkom elementu, vrtložne strujestvarajući vlastito elektromagnetsko polje. Elektromagnetsko polje vrtložne struje imaju suprotan učinak na zavojnicu pretvarača, uzrokujući promjene u aktivnom i reaktivnom otporu u njemu i, prema tome, promjenu izlaznog signala oscilatora u frekvenciji i amplitudi od početnih vrijednosti koje odgovaraju značajnoj udaljenosti od upravljački element na vrijednosti ovih parametara koji odgovaraju onom položaju upravljačkog elementa na kojem dolazi do nagle promjene stanja, uređaj praga. Ovu promjenu u izlaznom signalu oscilatora u konačnici osjeti pogon.

Izlazni signal oscilatora je fluktuacija napona s frekvencijom od nekoliko stotina kiloherca. Na izlazu uređaja za prag, ovaj signal mora stići unipolarno. Stoga je između generatora i uređaja za prag spojen ispravljač.

BVK-24 prekidači blizine

Rasprostranjeni prorezni blizinski prekidači s tranzistorskim pojačalima koji rade u generatorskom načinu rada. Na sl. 1, i prikazuje opći pogled na sklopku tipa BVK-24. Njegov magnetski krug, smješten u kutiji 4, sastoji se od dvije feritne jezgre 1 i 2 između kojih je zračni raspor širine 5-6 mm. U jezgri 1 postoji primarni namot wk i namot s pozitivnom povratnom spregom wp.c, u jezgri 2 postoji namot s negativnom povratnom spregom wo.s. Takav magnetski krug eliminira utjecaj vanjskih magnetskih polja. Povratne zavojnice spojene su u seriju — nasuprot. Kao sklopni element koristi se aluminijska latica (ploča) 3 debljine do 3 mm, koja se može pomaknuti u utor (u zračni raspor) magnetskog sustava senzora.

Beskontaktni prekidač kretanja BVK -24: a — opći pogled; b — električna shema

Ako je latica izvan jezgre, tada će razlika između napona induciranih u namotima wpc i wo.c biti pozitivna, tranzistor VT1 je zatvoren i stvaranje konstantnih oscilacija u krugu wc - C3 (Sl. 1, b ) se ne pojavljuje. Kada se latica uvede u utor senzora, veza između zavojnica wk i wó.c je oslabljena (stoga se latica naziva i zaslonom), negativni napon se dovodi na bazu tranzistora VT1 i on se otvara. U krugu wk — C3 generira se i naizmjenična struja, koji inducira EMF u zavojnici wp.c u glavnom krugu tranzistora. U krugu baze tranzistora VT1 detektira se varijabilna komponenta struje baze. Tranzistor se otvara, uzrokujući relej K na

Za stabilizaciju rada tranzistora s fluktuacijama temperature i napona koristi se nelinearni razdjelnik napona koji se sastoji od linearnog elementa - R1, poluvodičkog termistora R2 i diode VD2.

Greška odziva je 1-1,3 mm. Napon napajanja prekidača BVK-24 je 24 V.

Dijagram strujnog kruga beskontaktne sklopke BVK

Shema sekvencijalnog uključivanja dvaju beskontaktnih prekidača BVK

Shema paralelnog spajanja dvaju beskontaktnih prekidača BVK

KVD beskontaktni prekidači

Beskontaktni granični prekidači tipa KVD dizajnirani su za prebacivanje električnih upravljačkih i signalnih krugova tijekom automatizacije različitih sustava. Krug uključuje oscilator i tranzistorski okidač. Kada se metalna ploča uvede u radni raspor, dolazi do smanjenja koeficijenta povratne sprege, što uzrokuje slom u generaciji, okidač se okreće i otvara se normalno zatvoreni izlazni tranzistor, koji aktivira relej ili logički element. Napon napajanja — 12 ili 24 V

Beskontaktne granične sklopke BTB

BTB sklopke namijenjene su za preklapanje upravljačkih krugova pomoću releja ili prilagodbe elemenata beskontaktnih logičkih elemenata. Prekidači mijenjaju sklopno stanje (radnju) kada se približe osjetljivom elementu čeličnog elementa upravljanja. Prekidači rade na principu upravljanog generatora, preklapanje se događa kada se približi osjetljivi element upravljanog dijela ili upravljački element izrađen od konstrukcijskog čelika.

Sve sklopke opremljene su zaštitnim krugovima od obrnutog polariteta opskrbnog napona i prenapona pri isključivanju induktivnih trošila. Prekidači BTP 103-24, BTP 211-24-01 i BTP 301-24, uz gore navedene sheme zaštite, opremljeni su zaštitnim krugom od preopterećenje i kratki spoj u teretnom lancu. Napon napajanja BTB prekidača — 24 V.