Contactloze bewegingsschakelaars

Contactloze rijschakelaars (railtransducers werken zonder mechanische actie van de bewegende begrenzer) worden gebruikt in besturingscircuits voor elektrische aandrijvingen van machines, mechanismen en machines. Sensorschakelaars zijn ontworpen om regelcircuits door te schakelen elektromagnetische relais of contactloze logische elementen, die wordt uitgevoerd onder invloed van het bedieningselement.

Classificatie van naderingsschakelaars

Contactloze reisschakelaars kunnen worden geclassificeerd op basis van: werkingswijze op het gevoelige element, fysisch werkingsprincipe van de omvormer, ontwerp, nauwkeurigheidsklasse, beschermingsgraad.

Volgens de methode om het gevoelige element te beïnvloeden, kunnen contactloze rijschakelaars worden onderverdeeld in mechanische en parametrische schakelaars.

Bij schakelaars van het eerste type werkt het bedieningselement direct mechanisch in op de primaire aandrijving van de contactloze eindschakelaar, die contactloos samenwerkt met het sensorelement.Bij schakelaars van het tweede type wordt, afhankelijk van de positie van het bedieningselement, dat niet mechanisch is verbonden met de naderingsschakelaar, een fysieke parameter van de transducer gewijzigd. Een bepaalde waarde van deze parameter verandert de status van het relaiselement.

De classificatie van contactloze reisschakelaars volgens het fysieke werkingsprincipe van de omvormer omvat de volgende typen:

Inductieve schakelaars gebouwd op verandering inductie, wederzijdse inductie en inductieve schakelaars.

Momenteel zijn de meeste contactloze reisschakelaars op de markt inductief apparaat.

Op hun beurt kunnen inductieve naderingsschakelaarconverters worden gebouwd volgens de volgende schema's: resonantie, autogenerator, differentieel, brug, directe conversie.

Magnetische inductieve schakelaars die zijn gebaseerd op de volgende principes: Hall-effect, magnetoweerstand, magnetodiode, magnetothyristor, reed-schakelaar.

Capacitieve schakelaars: met variërend plaatoppervlak, met variërende plaatopening, met variërende diëlektrische constante van de plaatopening.

Foto-elektrische schakelaars met elementen: fotodiode, fototransistor, fotoresistor, fotothyristor.

Fotovoltaïsche schakelaars en aangrenzende bundelschakelaars, waarin stralen van een andere fysische aard, bijvoorbeeld radioactieve straling, samen met zichtbare lichtstralen kunnen worden gebruikt.

Door het ontwerp zijn contactloze eindschakelaars onderverdeeld in: sleuf, ring (halve ring), vlak, einde, schakelaars met een mechanische aandrijving, schakelaars met meerdere elementen.

De indeling van contactloze eindschakelaars in eind- en vlakke versies is enigszins voorwaardelijk, aangezien de beweging van het bedieningselement ten opzichte van het gevoelige oppervlak bij sommige typen contactloze eindschakelaars zowel in parallelle als loodrechte vlakken kan plaatsvinden. In dit geval kan het preferentiële gebruik als basis worden genomen.

Nauwkeurigheidsklasse (de waarde van de basisfout) contactloze bewegingsschakelaars zijn onderverdeeld in laag (ongeveer ± 0,5 mm of meer), medium [ongeveer ± (0,05-0,5) mm], verhoogd [ongeveer ± (0,005-0,05) mm] en hoge (ongeveer ± 0,005 mm of minder) nauwkeurigheid.

Contactloze eindschakelaars kunnen verschillende beschermingsniveaus hebben tegen het binnendringen van vreemde voorwerpen en het binnendringen van water in het apparaat. De kenmerken van de beschermingsgraad van naderingssensoren en de classificatie met betrekking tot de beschermingsgraad komen overeen met de in binnen- en buitenland geaccepteerde kenmerken en classificatie voor elektrische apparatuur en elektrische apparaten met een spanning tot 1000 V.

Technische kenmerken van naderingsschakelaars

De technische kenmerken van contactloze reisschakelaars omvatten nauwkeurige (metrologische) kenmerken, snelheid, elektrische kenmerken, totale en installatieafmetingen en gewicht, nominale en toegestane bedrijfsomstandigheden, betrouwbaarheidsindicatoren, prijs, enz.

Een van de belangrijkste kenmerken van contactloze reisschakelaars, die direct van invloed is op de constructie en een aantal andere technische kenmerken, wordt bepaald door de geometrische opstelling van het bedieningselement ten opzichte van het gevoelige oppervlak tijdens het gebruik... Voor naderingsschakelaars in een vlak, wordt het belangrijkste kenmerk genomen als de werkafstand - de afstand tussen het gevoelige oppervlak van de schakelaar en het bedieningselement waarop de schakelaar werkt. Het belangrijkste kenmerk van de eindschakelaar is de maximale invloedsafstand, d.w.z. de maximale afstand tussen het gevoelige oppervlak van de schakelaar en het bedieningselement waarop een verandering van de schakeltoestand mogelijk is. Het belangrijkste kenmerk van sleuf- en ringschakelaars is de breedte van de sleuf en de binnendiameter van de ring respectievelijk deze schakelaars.

De nauwkeurigheidskenmerken van contactloze reisschakelaars omvatten de basisfout, aanvullende fouten door veranderingen in de omgevingstemperatuur en veranderingen in de voedingsspanning, en de maximale totale fout. De nauwkeurigheidskenmerken van contactloze reisschakelaars omvatten ook reisdifferentieel, d.w.z. het verschil tussen de coördinaat van het bedieningspunt van de contactloze slag van de schakelaar en de coördinaat van het punt van ontkoppeling wanneer het bedieningselement in de tegenovergestelde richting wordt bewogen.

Snelheid (responstijd) van de naderingsschakelaar — dit is de tijd tussen het moment van vaststelling van de werkcoördinaat en het moment van het bereiken van de stationaire spanningswaarde aan de uitgang van de contactloze eindschakelaar.Als de grootte van de snelheid van de contactloze rijschakelaar bekend is, is het mogelijk om de dynamische fouten in de werking van de contactloze rijschakelaars te bepalen wanneer de bewegingssnelheid van het bedieningselement verandert.

Elektrische kenmerken van naderingsschakelaars omvatten de vereiste parameters van de voeding (voeding) en belastingskarakteristieken. De parameters van het voedingsnetwerk omvatten: type stroom (gelijkstroom, wisselstroom), voedingsspanning en de toegestane afwijkingen, niveau van rimpelingen, stroomverbruik door een naderingsschakelaar of stroomverbruik, frequentie van het netwerk (voor wisselstroom). De belastingskarakteristieken van contactloze reisschakelaars zijn het type belasting (relais, chip, enz.). de uitgangsspanning, het vermogen of de stroom die aan de belasting wordt onttrokken.

Indicatoren voor de betrouwbaarheid en duurzaamheid van contactloze eindschakelaars zijn in de eerste plaats: de waarschijnlijkheid van een probleemloze werking gedurende een bepaalde gebruiksperiode of voor een bepaald aantal handelingen en de levensduur van een contactloze eindschakelaar.

De belangrijkste parameters moeten ook de totale en montageafmetingen van contactloze bewegingsschakelaars omvatten.

Vereisten voor naderingsschakelaars

Een van de belangrijkste vereisten voor eindschakelaars is de vereiste voor een hoge betrouwbaarheid van hun werking. Vergeleken met andere elektrische apparatuur, inclusief elektronische, werken eindschakelaars in de moeilijkste omstandigheden, omdat ze zich direct in de werkgebieden van procesmachines bevinden, waar een breed scala aan temperaturen, trillingen en schokken, sterke elektromagnetische velden, vervuiling door chips en verschillende vloeistoffen zijn mogelijk.

Eindschakelaars kunnen nodig zijn om te werken bij hoge werkfrequenties bij hoge bewegingssnelheden van de bedieningselementen.

De technische gegevens van de contacteindschakelaars laten niet altijd toe om aan de eisen te voldoen. Dit is vooral kenmerkend voor geautomatiseerde procesapparatuur met complexe elektrische apparatuur die een groot aantal bevat contact eindschakelaarszoals automatische machinelijnen, topduwtransportbanden en andere vertakte transportsystemen, gieterij- en metallurgische apparatuur, enz. Dit geldt ook voor zwaar materieel met een groot aantal bewerkingen per tijdseenheid, zoals smeed- en persapparatuur.

In veel van de bovengenoemde gevallen, wanneer contacteindschakelaars worden gebruikt, is het onmogelijk om een ​​acceptabele betrouwbaarheid van de werking van geautomatiseerde technologische apparatuur te garanderen, en bovendien moeten deze schakelaars periodiek worden vervangen op de werkende apparatuur vanwege hun korte levensduur in verhouding tot het totale aantal operaties.

In de regel zijn naderingsschakelaars zeer betrouwbaar, in staat om met een hoge frequentie van bewerkingen te werken en hebben ze een lange levensduur in termen van het totale aantal bewerkingen. Een belangrijk voordeel van contactloze bewegingsschakelaars is dat hun betrouwbaarheid (de kans op een storingsvrije werking gedurende een bepaalde periode) praktisch onafhankelijk is van de bedieningsfrequentie.

Het vergroten van de betrouwbaarheid van apparatuur bij het gebruik van contactloze reisschakelaars wordt ook vergemakkelijkt door het feit dat contactloze reisschakelaars alleen kunnen worden ingeschakeld wanneer dat nodig is.In het geval van het gebruik van eindschakelaars van de contacten, vindt het schakelen van de contacten plaats bij elke druk op de nok, ongeacht of deze contacten zijn aangesloten op het elektrische circuit of niet.

Sommige vereisten voor naderingsschakelaars zijn ook te wijten aan bedrijfsomstandigheden.

De belangrijkste omgevingsomstandigheden waarmee rekening moet worden gehouden, zijn meestal de AC-voedingsspanning en de omgevingstemperatuur. Binnen de gespecificeerde limieten van veranderingen in externe omstandigheden moeten contactloze eindschakelaars de bruikbaarheid en de vereiste nauwkeurigheid behouden. De werking van de schakelaars mag niet significant worden beïnvloed door de vochtigheid van de omringende lucht, evenals door de hoogte boven zeeniveau binnen de limieten die zijn geaccepteerd voor de limietschakelaars.

De eisen die doorgaans worden gesteld aan contactloze rijschakelaars zijn de mogelijkheid om elke werkpositie in de ruimte in te nemen en de afwezigheid van invloed van het basismateriaal waarop ze zijn geïnstalleerd en de metalen lichamen die in contact staan ​​met het lichaam van de contactloze reis. De werking van de nabijheidssensoren mag niet worden beïnvloed door trillingen en schokken, evenals door het binnendringen van olie, emulsie, water, stof.

De hoogste activeringsfrequentie van contactloze rijschakelaars kan bij gebruik als elektromagnetisch relais voor belasting praktisch 120 bewerkingen per minuut bereiken. Als elektronische apparaten worden gebruikt als belasting van naderingsschakelaars, kan de werkfrequentie van het systeem aanzienlijk hoger zijn.

Generatornaderingsschakelaars

Het werkingsprincipe van contactloze generatorschakelaars is gebaseerd op veranderingen in de parameters van het oscillerende circuit van de generator onder invloed van buitenaf. Zo'n veranderende parameter die de beweging van het bedieningselement omzet in een veranderend elektrisch signaal is meestal de zelfinductie of capaciteit van de oscillerende schakeling of de onderlinge inductie tussen de spoelen van de schakeling. Bij contactloze eindschakelaars met een inductieve generator van het eindtype veroorzaakt het bedieningselement, dat een geleidende plaat is, bij nadering een verstoring in het hoogfrequente elektromagnetische veld dat wordt gecreëerd door de inductieve spoel van het oscillatorcircuit.

Tegelijkertijd in het bedieningselement wervelstromenhet creëren van een eigen elektromagnetisch veld. Elektromagnetisch veld wervelstromen hebben het tegenovergestelde effect op de spoel van de omzetter, veroorzaken veranderingen in de actieve en reactieve weerstand daarin en daarom een ​​verandering in het oscillatoruitgangssignaal in frequentie en amplitude ten opzichte van de beginwaarden die overeenkomen met een aanzienlijke afstand van het besturingselement met de waarden van deze parameters die overeenkomen met die positie van het besturingselement waarbij er een abrupte toestandsverandering optreedt, het drempelapparaat. Deze verandering in het uitgangssignaal van de oscillator wordt uiteindelijk waargenomen door de aandrijving.

Het uitgangssignaal van de oscillator is een spanningsfluctuatie met een frequentie van enkele honderden kilohertz. Aan de uitgang van het drempelapparaat moet dit signaal unipolair aankomen. Daarom is een gelijkrichter aangesloten tussen de generator en het drempelapparaat.

BVK-24 naderingsschakelaars

Wijdverbreide naderingsschakelaars van het slottype met transistorversterkers die in generatormodus werken. In afb. 1, en toont een algemeen aanzicht van het schakelaartype BVK-24. Het magnetische circuit, dat zich in doos 4 bevindt, bestaat uit twee ferrietkernen 1 en 2 met daartussen een luchtspleet van 5-6 mm breed. In kern 1 is er een primaire wikkeling wk en een positieve feedbackwikkeling wp.c, in kern 2 is er een negatieve feedbackwikkeling wо.s. Zo'n magnetisch circuit elimineert de invloed van externe magnetische velden. De terugkoppelspoelen zijn in serie geschakeld - tegenovergesteld. Als schakelelement wordt een aluminium bloemblad (plaat) 3 met een dikte van maximaal 3 mm gebruikt, dat in de sleuf (in de luchtspleet) van het magneetsysteem van de sensor kan worden geschoven.

Contactloze bewegingsschakelaar BVK -24: a — algemeen beeld; b — elektrisch schema

Als het bloemblad zich buiten de kern bevindt, zal het verschil tussen de geïnduceerde spanningen in de wikkelingen wpc en wo.c positief zijn, de transistor VT1 is gesloten en het genereren van constante oscillaties in het circuit wc - C3 (Fig. 1, b ) komt niet voor. Wanneer een bloemblad in de sensorsleuf wordt gebracht, wordt de verbinding tussen de spoelen wk en wо.c verzwakt (daarom wordt het bloemblad ook een scherm genoemd), wordt een negatieve spanning aangelegd op de basis van de transistor VT1 en deze gaat open. In de schakeling wk — wordt C3 gegenereerd en wisselstroom, die een EMF induceert in de spoel wp.c in het hoofdcircuit van de transistor. In de basisschakeling van de transistor VT1 wordt de variabele component van de basisstroom gedetecteerd. De transistor gaat open, waardoor relais K aangaat

Om de werking van de transistor te stabiliseren met schommelingen in temperatuur en spanning, wordt een niet-lineaire spanningsdeler gebruikt, bestaande uit een lineair element - R1, een halfgeleiderthermistor R2 en een diode VD2.

De responsfout is 1-1,3 mm. De voedingsspanning van de BVK-24-schakelaar is 24 V.

Schakelschema van de contactloze schakelaar BVK

Regeling van sequentiële schakeling van twee contactloze schakelaars BVK

Regeling van parallelle aansluiting van twee contactloze schakelaars BVK

KVD contactloze schakelaars

Contactloze eindschakelaars van het type KVD zijn ontworpen voor het schakelen van elektrische stuur- en signaleringscircuits tijdens automatisering van verschillende systemen. De schakeling bevat een oscillator en een transistortrigger. Wanneer een metalen plaat in de werkopening wordt geïntroduceerd, treedt een afname van de feedbackcoëfficiënt op, waardoor de generatie uitvalt, de trigger omslaat en een normaal gesloten uitgangstransistor opent, die een relais of logisch element activeert. Voedingsspanning — 12 of 24 V

Contactloze eindschakelaars BTB

BTB-schakelaars zijn ontworpen voor het schakelen van stuurcircuits door middel van relais of door bijpassende elementen van contactloze logische elementen. De schakelaars veranderen de schakeltoestand (actie) bij het naderen van het gevoelige element van het constructiestalen bedieningselement. De schakelaars werken volgens het principe van een gestuurde generator, schakelen vindt plaats bij het naderen van het gevoelige element van het bestuurde deel of bedieningselement van constructiestaal.

Alle schakelaars zijn voorzien van beveiligingscircuits tegen omgekeerde polariteit van de voedingsspanning en overspanning bij het uitschakelen van inductieve belastingen. Schakelaars BTP 103-24, BTP 211-24-01 en BTP 301-24 zijn naast de bovenstaande beveiligingsschema's uitgerust met een beveiligingscircuit tegen overbelasting en kortsluiting in de vrachtketen. Voedingsspanning van BTB-schakelaars — 24 V.