Kontaktittomat liikekytkimet

Kosketuksettomat ajokytkimet (kiskoanturit, jotka toimivat ilman liikkuvan rajoittimen mekaanista toimintaa) käytetään koneiden, mekanismien ja koneiden sähkökäyttöjen ohjauspiireissä. Anturikytkimet on suunniteltu kytkemään ohjauspiirejä läpi sähkömagneettiset releet tai kontaktittomia logiikkaelementtejä, joka suoritetaan ohjauselementin vaikutuksen alaisena.

Lähestymiskytkimien luokitus

Kosketuksettomat ajokytkimet voidaan luokitella seuraavien mukaan: vaikutustapa herkkään elementtiin, muuntimen fyysinen toimintaperiaate, rakenne, tarkkuusluokka, suojausaste.

Herkän elementin vaikuttamismenetelmän mukaan kosketuksettomat ajokytkimet voidaan jakaa mekaanisiin ja parametrisiin kytkimiin.

Ensimmäisen tyypin kytkimissä ohjauselementti vaikuttaa suoraan mekaanisesti kosketuksettoman rajakytkimen ensiökäyttöön, joka on kosketuksettomassa vuorovaikutuksessa anturielementin kanssa.Toisen tyypin kytkimissä muutetaan anturin fyysistä parametria ohjauselementin asennosta riippuen, jota ei ole mekaanisesti kytketty lähestymiskytkimeen. Tämän parametrin tietty arvo muuttaa releelementin tilaa.

Kosketuksettomien ajokytkinten luokitus muuntimen fyysisen toimintaperiaatteen mukaan sisältää seuraavat tyypit:

Induktiiviset kytkimet rakennetaan muutokseen induktanssi, keskinäinen induktanssi sekä induktiiviset kytkimet.

Tällä hetkellä suurin osa markkinoilla olevista kontaktittomista matkakytkimistä on induktiivinen laite.

Induktiiviset lähestymiskytkinmuuntimet puolestaan ​​voidaan rakentaa seuraavien kaavioiden mukaisesti: resonanssi, autogeneraattori, differentiaali, silta, suoramuunnos.

Magneettiset induktiiviset kytkimet, jotka perustuvat seuraaviin periaatteisiin: Hall-ilmiö, magnetovastus, magnetodiodi, magnetotyristori, reed-kytkin.

Kapasitiiviset kytkimet: vaihtelevalla levypinta-alalla, vaihtelevalla levyvälillä, vaihtelevalla levyvälin dielektrisyysvakiolla.

Valosähköiset kytkimet elementeillä: valodiodi, valotransistori, valovastus, fototyristori.

Aurinkosähkökytkimet ja vierekkäiset sädekytkimet, joissa voidaan käyttää yhdessä näkyvän valonsäteen kanssa eri fyysisiä säteitä, esimerkiksi radioaktiivista säteilyä.

Suunnittelun mukaan kosketuksettomat rajakytkimet on jaettu: ura, rengas (puolirengas), taso, pääty, kytkimet mekaanisella käytöllä, monielementtiset kytkimet.

Kosketuksettomien rajakytkimien jako pääty- ja tasoversioihin on jossain määrin ehdollista, koska ohjauselementin liike herkän pinnan suhteen voi tapahtua tietyntyyppisille kosketuksettomille rajakytkimille sekä yhdensuuntaisissa että kohtisuorassa tasossa. Tässä tapauksessa sen etuuskohtelu voidaan ottaa perustana.

Tarkkuusluokan (perusvirheen arvo) kosketuksettomat liikekytkimet jaetaan matalaan (noin ± 0,5 mm tai enemmän), keskisuuriin [noin ± (0,05-0,5) mm], korotettuihin [noin ± (0,005-0,05) mm ] ja korkea (noin ± 0,005 mm tai vähemmän) tarkkuus.

Kosketuksettomilla rajakytkimillä voi olla eriasteinen suojaus vieraiden esineiden pääsyä ja veden pääsyä vastaan ​​laitteeseen. Läheisyysanturien suojausasteen ominaisuudet ja suojausasteeseen liittyvä luokitus vastaavat kotimaassa ja ulkomailla hyväksyttyjä ominaisuuksia ja luokitusta sähkölaitteille ja sähkölaitteille, joiden jännite on enintään 1000 V.

Lähestymiskytkimien tekniset ominaisuudet

Kosketuksettomien ajokytkimien teknisiä ominaisuuksia ovat tarkat (metrologiset) ominaisuudet, nopeus, sähköiset ominaisuudet, kokonais- ja asennusmitat ja -paino, nimellis- ja sallitut käyttöolosuhteet, luotettavuusmittarit, hinta jne.

Yksi kosketuksettomien ajokytkimien pääominaisuuksista, joka vaikuttaa suoraan sen rakenteeseen ja useisiin muihin teknisiin ominaisuuksiin, määräytyy ohjauselementin geometrisen järjestelyn suhteen herkän pinnan suhteen käytön aikana... Lähestymiskytkimille tasossa pääominaisuutena pidetään työvälystä — kytkimen herkän pinnan ja sen ohjauselementin välistä etäisyyttä, jolla kytkin toimii. Rajakytkimen pääominaisuus on suurin vaikutusetäisyys, ts. kytkimen herkän pinnan ja ohjauselementin välinen maksimietäisyys, jolla sen kytkentätilan muutos on mahdollista. Rako- ja rengaskytkimien pääominaisuus on raon leveys ja renkaan sisähalkaisija, vastaavasti näiden kytkimien.

Kontaktittomien ajokytkimien tarkkuusominaisuuksia ovat perusvirhe, ympäristön lämpötilan muutoksista ja syöttöjännitteen muutoksista johtuvat lisävirheet sekä enimmäiskokonaisvirhe. Kosketuksettomien ajokytkimien tarkkuusominaisuuksiin kuuluu myös kulkuero, ts. kytkimen kontaktittoman iskun käyttöpisteen ja sen katkaisupisteen koordinaatin välinen ero, kun ohjauselementtiä siirretään vastakkaiseen suuntaan.

Lähestymiskytkimen nopeus (vasteaika) - tämä on aika työkoordinaatin muodostushetken ja kosketuksettoman rajakytkimen lähdön kiinteän jännitteen arvon saavuttamisen välillä.Tietäen kosketuksettoman ajokytkimen nopeuden suuruus on mahdollista määrittää kosketuksettomien ajokytkimien toiminnan dynaamiset virheet, kun ohjauselementin liikenopeus muuttuu.

Lähestymiskytkimien sähköiset ominaisuudet sisältävät tarvittavat teholähteen (virtalähteen) parametrit ja kuormitusominaisuudet. Syöttöverkon parametreja ovat: virran tyyppi (tasa-, vaihtovirta), syöttöjännite ja sen sallitut poikkeamat, aaltoilutaso, lähestymiskytkimen tai virrankulutus, verkon taajuus (vaihtovirralle). Kosketuksettomien ajokytkinten kuormitusominaisuudet ovat kuorman tyyppi (rele, siru jne.). lähtöjännite, teho tai kuormasta otettu virta.

Kosketuksettomien rajakytkimien luotettavuuden ja kestävyyden indikaattoreita ovat ennen kaikkea: häiriöttömän toiminnan todennäköisyys tietyn käyttöajan tai tietyn toimintomäärän ajan ja kosketuksettoman rajakytkimen käyttöikä.

Tärkeimpiin parametreihin tulisi kuulua myös kontaktittomien liikekytkinten kokonais- ja asennusmitat.

Lähestymiskytkimien vaatimukset

Yksi tärkeimmistä rajakytkimien vaatimuksista on vaatimus niiden toiminnan korkeasta luotettavuudesta. Verrattuna muihin sähkölaitteisiin, mukaan lukien elektroniset, rajakytkimet toimivat vaikeimmissa olosuhteissa, koska ne sijaitsevat suoraan prosessikoneiden työalueilla, joissa on laaja lämpötila-alue, tärinää ja iskuja, voimakkaita sähkömagneettisia kenttiä, epäpuhtauksia lastut ja erilaiset nesteet ovat mahdollisia.

Rajakytkimiä voidaan vaatia toimimaan korkeilla toimintataajuuksilla säätimien suurilla liikenopeuksilla.

Kosketinrajakytkimien tekniset tiedot eivät aina täytä vaatimuksia. Tämä on erityisen ominaista automatisoiduille prosessilaitteille, joissa on monimutkaisia ​​sähkölaitteita, jotka sisältävät suuren määrän kosketusrajakytkimetkuten automaattiset konelinjat, ylätyöntökuljettimet ja muut haarautuneet kuljetusjärjestelmät, valimo- ja metallurgiset laitteet jne. Tämä koskee myös raskaita laitteita, joissa on suuri määrä operaatioita aikayksikköä kohti, kuten taonta- ja puristuslaitteita.

Monissa edellä mainituista tapauksista, kun käytetään kosketusrajakytkimiä, on mahdotonta varmistaa automaattisten teknisten laitteiden toiminnan hyväksyttävää luotettavuutta, ja lisäksi nämä kytkimet on vaihdettava säännöllisesti työvälineissä niiden lyhyen käyttöiän vuoksi. suhteessa operaatioiden kokonaismäärään.

Lähestymiskytkimet ovat pääsääntöisesti erittäin luotettavia, pystyvät toimimaan suurella toimintatiheydellä ja niillä on pitkä käyttöikä toimintojen kokonaismäärään nähden. Kontaktittomien liikekytkinten tärkeä etu on, että niiden luotettavuus (häiriöttömän toiminnan todennäköisyys tietyn ajan) on käytännössä riippumaton toimintojen tiheydestä.

Laitteiston luotettavuuden lisäämistä kontaktittomia ajokytkimiä käytettäessä helpottaa myös se, että kosketuksettomat ajokytkimet voidaan kytkeä päälle vain tarvittaessa.Koskettimien rajakytkimiä käytettäessä kosketinten kytkentä tapahtuu jokaisella nokan painalluksella riippumatta siitä, onko nämä koskettimet kytketty sähköpiiriin vai ei.

Jotkut lähestymiskytkimien vaatimukset johtuvat myös käyttöolosuhteista.

Tärkeimmät huomioon otettavat ympäristöolosuhteet ovat yleensä AC-syöttöjännite ja ympäristön lämpötila. Kosketuksettomien rajakytkimien on säilytettävä toimivuus ja vaadittu tarkkuus määritellyissä ulkoisten olosuhteiden muutosten rajoissa. Ympäröivän ilman kosteus ja korkeus merenpinnan yläpuolella ei saa merkittävästi vaikuttaa kytkinten toimintaan rajakytkimille hyväksytyissä rajoissa.

Kosketuksettomille ajokytkimille yleensä asetettavat vaatimukset ovat kyky olla missä tahansa työasennossa avaruudessa ja perusmateriaalin, johon ne on asennettu, vaikutuksen puuttuminen ja kosketuksettoman kytkimen rungon kanssa kosketuksissa oleviin metallikappaleisiin. matkustaa. Läheisyysanturien toimintaan ei saa vaikuttaa tärinän ja iskujen sekä öljyn, emulsion, veden tai pölyn tunkeutumisen.

Kosketuksettomien ajokytkimien suurin käyttötaajuus voi kuormitussähkömagneettisena releenä käytettäessä saavuttaa käytännössä 120 toimintoa minuutissa. Jos lähestymiskytkimien kuormana käytetään elektronisia laitteita, järjestelmän toimintataajuus voi olla huomattavasti korkeampi.

Generaattorin lähestymiskytkimet

Kontaktittomien generaattorien ajokytkinten toimintaperiaate perustuu generaattorin värähtelypiirin parametrien muutoksiin ulkoisen vaikutuksen alaisena. Tällainen muuttuva parametri, joka muuttaa ohjauselementin liikkeen muuttuvaksi sähköiseksi signaaliksi, on yleensä värähtelypiirin induktanssi tai kapasitanssi tai piirin kelojen välinen keskinäinen induktanssi. Kontaktittomissa rajakytkimissä, joissa on päätytyyppinen induktiivinen generaattori, ohjauselementti, joka on johtava levy, aiheuttaa lähestyessään häiriön oskillaattoripiirin induktiivisen kelan luomaan suurtaajuiseen sähkömagneettiseen kenttään.

Samaan aikaan ohjauselementissä, pyörrevirratluoda oman sähkömagneettisen kentän. Elektromagneettinen kenttä pyörrevirroilla on päinvastainen vaikutus muuntimen käämiin, mikä aiheuttaa muutoksia sen aktiivisessa ja reaktiivisessa resistanssissa ja siten muutoksen oskillaattorin lähtösignaalissa taajuudessa ja amplitudissa alkuperäisistä arvoista, jotka vastaavat merkittävää etäisyyttä ohjauselementin näiden parametrien arvoihin, jotka vastaavat sitä ohjauselementin asemaa, jossa tapahtuu äkillinen tilanmuutos, kynnyslaite. Taajuusmuuttaja havaitsee tämän muutoksen oskillaattorin lähtösignaalissa.

Oskillaattorin lähtösignaali on jännitteen vaihtelu, jonka taajuus on useita satoja kilohertsejä. Kynnyslaitteen lähtöön tämän signaalin on tultava yksinapainen. Siksi generaattorin ja kynnyslaitteen väliin on kytketty tasasuuntaaja.

BVK-24 lähestymiskytkimet

Laajalti levinneitä slot-tyyppisiä lähestymiskytkimiä, joissa transistorivahvistimet toimivat generaattoritilassa. Kuvassa 1 ja esittää yleiskuvan kytkimestä BVK-24. Sen kotelossa 4 sijaitseva magneettipiiri koostuu kahdesta ferriittiytimestä 1 ja 2, joiden välissä on 5-6 mm leveä ilmarako. Sydämessä 1 on ensiökäämi wk ja positiivinen takaisinkytkentäkäämi wp.c, sydämessä 2 on negatiivinen takaisinkytkentäkäämi wо.s. Tällainen magneettipiiri eliminoi ulkoisten magneettikenttien vaikutuksen. Takaisinkytkentäkäämit on kytketty sarjaan – vastakkain. Kytkinelementtinä käytetään enintään 3 mm paksua alumiiniterälehteä (levyä) 3, joka voidaan siirtää anturin magneettijärjestelmän rakoon (ilmarakoon).

Kontaktiton liikekytkin BVK -24: a — yleiskuva; b — sähkökaavio

Jos terälehti on sydämen ulkopuolella, käämien wpc ja wo.c indusoituneiden jännitteiden välinen ero on positiivinen, transistori VT1 on kiinni ja jatkuvien värähtelyjen muodostuminen piirissä wc — C3 (kuva 1, b) ) ei tapahdu. Kun terälehti viedään anturiaukkoon, käämien wk ja wо.c välinen yhteys heikkenee (täten terälehteä kutsutaan myös suojukseksi), transistorin VT1 kantaan syötetään negatiivinen jännite ja se avautuu. Piirissä wk — C3 syntyy ja vaihtovirta, joka indusoi EMF:n transistorin pääpiirin käämiin wp.c. Transistorin VT1 kantapiirissä kantavirran muuttuva komponentti havaitaan. Transistori avautuu, jolloin rele K kytkeytyy

Transistorin toiminnan stabiloimiseksi lämpötilan ja jännitteen vaihteluilla käytetään epälineaarista jännitteenjakajaa, joka koostuu lineaarisesta elementistä - R1, puolijohdetermistorista R2 ja diodista VD2.

Vastausvirhe on 1-1,3 mm. BVK-24-kytkimen syöttöjännite on 24 V.

Kontaktittoman kytkimen BVK kytkentäkaavio

Kaavio kahden kontaktittoman kytkimen peräkkäisestä kytkemisestä BVK

Kahden kontaktittoman kytkimen BVK rinnakkaiskytkentäkaavio

KVD kosketuksettomat kytkimet

KVD-tyyppiset kosketuksettomat rajakytkimet on suunniteltu sähköisten ohjaus- ja merkinantopiirien kytkemiseen eri järjestelmien automatisoinnin aikana. Piiri sisältää oskillaattorin ja transistorin liipaisimen. Kun metallilevy viedään toimintarakoon, tapahtuu takaisinkytkentäkertoimen lasku, mikä aiheuttaa katkeamisen generaatiossa, liipaisin kääntyy ja normaalisti suljettu lähtötransistori avautuu, mikä aktivoi releen tai logiikkaelementin. Syöttöjännite - 12 tai 24 V

Kosketuksettomat rajakytkimet BTB

BTB-kytkimet on suunniteltu ohjauspiirien kytkemiseen releiden avulla tai kosketuksettomien logiikkaelementtien yhteensovittamiseen. Kytkimet muuttavat kytkentätilaa (toimintaa) lähestyessään rakenneteräsohjauselementin herkkää elementtiä. Kytkimet toimivat ohjatun generaattorin periaatteella, kytkentä tapahtuu lähestyttäessä rakenneteräksestä valmistettua ohjattavan osan tai ohjauselementin herkkää elementtiä.

Kaikki kytkimet on varustettu suojapiireillä syöttöjännitteen käänteisnapaisuutta ja ylijännitettä vastaan, kun induktiiviset kuormat kytketään pois päältä. Kytkimet BTP 103-24, BTP 211-24-01 ja BTP 301-24 on yllä mainittujen suojausjärjestelmien lisäksi varustettu suojapiirillä ylikuormitus ja oikosulku rahtiketjussa. BTB-kytkimien syöttöjännite — 24 V.