Interruptors de moviment sense contacte
Els interruptors de viatge sense contacte (transductors de carril que funcionen sense l'acció mecànica del limitador en moviment) s'utilitzen en circuits de control per a accionaments elèctrics de màquines, mecanismes i màquines. Els interruptors de sensor estan dissenyats per canviar els circuits de control relés electromagnètics o elements lògics sense contacte, que es realitza sota la influència de l'element de control.
Classificació dels interruptors de proximitat
Els interruptors de viatge sense contacte es poden classificar segons: mètode d'acció sobre l'element sensible, principi físic de funcionament del convertidor, disseny, classe de precisió, grau de protecció.
Segons el mètode per influir en l'element sensible, els interruptors de viatge sense contacte es poden dividir en interruptors mecànics i paramètrics.
En els interruptors del primer tipus, l'element de control actua directament mecànicament sobre l'accionament primari de l'interruptor de límit sense contacte, que interacciona sense contacte amb l'element sensor.En els interruptors del segon tipus, depenent de la posició de l'element de control, que no està connectat mecànicament a l'interruptor de proximitat, es modifica un paràmetre físic del transductor. Un cert valor d'aquest paràmetre canvia l'estat de l'element del relé.
La classificació dels interruptors de viatge sense contacte segons el principi físic de funcionament del convertidor inclou els següents tipus:
Interruptors inductius basats en el canvi inductància, inductància mútua així com interruptors inductius.
Actualment, la majoria dels interruptors de viatge sense contacte del mercat ho són aparell inductiu.
Al seu torn, els convertidors d'interruptors de proximitat inductius es poden construir segons els esquemes següents: ressonant, autogenerador, diferencial, pont, conversió directa.
Interruptors inductius magnètics que es basen en els principis següents: efecte Hall, magnetoresistors, magnetodíode, magnetotiristor, interruptor de canya.
Interruptors capacitius: amb àrea de placa variable, amb espai de placa variable, amb constant dielèctrica variable de l'espai de placa.
Interruptors fotoelèctrics amb elements: fotodiode, fototransistor, fotoresistor, fototiristor.
Interruptors fotovoltaics i interruptors de feix adjacents, en els quals es poden utilitzar raigs de naturalesa física diferent, per exemple radiació radioactiva, juntament amb raigs de llum visible.
Per disseny, els interruptors de límit sense contacte es divideixen en: ranura, anell (mitjà anell), pla, final, interruptors amb accionament mecànic, interruptors multielement.
La divisió dels interruptors de final de carrera sense contacte en versions final i planar és una mica condicionada, ja que el moviment de l'element de control en relació a la superfície sensible pot, per a alguns tipus d'interruptors de final de carrera sense contacte, tenir lloc tant en plans paral·lels com perpendiculars. En aquest cas, es pot prendre com a base el seu ús preferent.
Els interruptors de moviment sense contacte de classe de precisió (el valor de l'error bàsic) es divideixen en baix (aproximadament ± 0,5 mm o més), mitjà [aproximadament ± (0,05-0,5) mm], augmentat [aproximadament ± (0,005-0,05) mm] i alta precisió (aproximadament ± 0,005 mm o menys).
Els interruptors de límit sense contacte poden tenir diferents graus de protecció contra l'entrada de cossos estranys i l'entrada d'aigua al dispositiu. Les característiques del grau de protecció dels sensors de proximitat i la classificació relacionada amb el grau de protecció corresponen a les característiques i classificació acceptades al país ia l'estranger per a equips elèctrics i aparells elèctrics amb una tensió de fins a 1000 V.
Característiques tècniques dels interruptors de proximitat
Les característiques tècniques dels interruptors de viatge sense contacte inclouen característiques (metrològiques) precises, velocitat, característiques elèctriques, dimensions i pes globals i d'instal·lació, condicions de funcionament nominals i admissibles, indicadors de fiabilitat, preu, etc.
Una de les característiques principals dels interruptors de viatge sense contacte, que afecta directament la seva construcció i una sèrie d'altres característiques tècniques, està determinada per la disposició geomètrica de l'element de control en relació a la superfície sensible durant el funcionament... Per als interruptors de proximitat en un pla, la característica principal es pren com la distància de treball: la distància entre la superfície sensible de l'interruptor i l'element de control sobre el qual funciona l'interruptor. La característica principal de l'interruptor de límit és la distància màxima d'influència, és a dir. la distància màxima entre la superfície sensible de l'interruptor i l'element de control a la qual és possible un canvi en el seu estat de commutació. La característica principal dels interruptors de ranura i anell és l'amplada de la ranura i el diàmetre interior de l'anell, respectivament, aquests interruptors.
Les característiques de precisió dels interruptors de viatge sense contacte inclouen l'error bàsic, errors addicionals dels canvis en la temperatura ambient i els canvis en la tensió d'alimentació i l'error total màxim. Les característiques de precisió dels interruptors de viatge sense contacte també inclouen el diferencial de viatge, és a dir. la diferència entre la coordenada del punt d'accionament de la carrera sense contacte de l'interruptor i la coordenada del punt de la seva desconnexió quan l'element de control es mou en sentit contrari.
Velocitat (temps de resposta) de l'interruptor de proximitat: és el temps entre el moment de l'establiment de la coordenada de treball i el moment d'assolir el valor de tensió estacionària a la sortida de l'interruptor de límit sense contacte.Coneixent la magnitud de la velocitat de l'interruptor de viatge sense contacte, és possible determinar els errors dinàmics en el funcionament dels interruptors de viatge sense contacte quan canvia la velocitat de moviment de l'element de control.
Les característiques elèctriques dels interruptors de proximitat inclouen els paràmetres necessaris de la font d'alimentació (alimentació) i les característiques de càrrega. Els paràmetres de la xarxa de subministrament inclouen: tipus de corrent (directe, altern), tensió d'alimentació i les seves desviacions permeses, nivell d'ondes, potència consumida per un interruptor de proximitat o consum de corrent, freqüència de la xarxa (per a corrent altern). Les característiques de càrrega dels interruptors de viatge sense contacte són el tipus de càrrega (relé, xip, etc.). la tensió de sortida, la potència o el corrent extret de la càrrega.
Els indicadors de fiabilitat i durabilitat dels interruptors de límit sense contacte inclouen, en primer lloc: la probabilitat d'un funcionament sense problemes durant un determinat període de funcionament o per a un nombre determinat d'operacions i la vida útil d'un interruptor de límit sense contacte.
Els paràmetres més importants també haurien d'incloure les dimensions generals i de muntatge dels interruptors de moviment sense contacte.
Requisits dels interruptors de proximitat
Un dels requisits més importants per als interruptors de límit és el requisit d'alta fiabilitat del seu funcionament. En comparació amb altres equips elèctrics, inclosos els electrònics, els interruptors de límit funcionen en les condicions més difícils, ja que es troben directament a les zones de treball de les màquines de procés, on hi ha una àmplia gamma de temperatures, vibracions i cops, camps electromagnètics forts, contaminació de són possibles xips i diferents líquids.
Es poden requerir interruptors de límit per funcionar a freqüències de funcionament elevades a velocitats elevades de moviment dels controls.
Les dades tècniques dels interruptors de final de carrera de contacte no sempre permeten complir els requisits. Això és especialment característic dels equips de procés automatitzats amb equips elèctrics complexos que contenen un gran nombre interruptors de límit de contactecom ara línies de màquines automàtiques, transportadors d'empenta superior i altres sistemes de transport ramificats, equips de fosa i metal·lúrgia, etc. Això també s'aplica a equips pesats amb un gran nombre d'operacions per unitat de temps, com ara equips de forja i premsa.
En molts dels casos anteriors, quan s'utilitzen interruptors de límit de contacte, és impossible garantir una fiabilitat acceptable del funcionament dels equips tecnològics automatitzats i, a més, aquests interruptors s'han de substituir periòdicament a l'equip de treball a causa de la seva curta vida útil en relació amb el nombre total d'operacions.
Com a regla general, els interruptors de proximitat són altament fiables, capaços de funcionar amb una alta freqüència d'operacions i tenen una llarga vida útil pel que fa al nombre total d'operacions. Un avantatge important dels interruptors de moviment sense contacte és que la seva fiabilitat (la probabilitat d'un funcionament sense problemes durant un període determinat) és pràcticament independent de la freqüència de les operacions.
L'augment de la fiabilitat dels equips quan s'utilitzen interruptors de viatge sense contacte també es veu facilitat pel fet que els interruptors de viatge sense contacte només es poden activar quan sigui necessari.En el cas d'utilitzar interruptors de final de carrera dels contactes, la commutació dels contactes es produeix amb cada empenta de la lleva, independentment de si aquests contactes estan connectats al circuit elèctric o no.
Alguns requisits per als interruptors de proximitat també es deuen a les condicions de funcionament.
Les principals condicions ambientals a tenir en compte solen ser la tensió d'alimentació de CA i la temperatura ambient. Dins dels límits especificats de canvis en les condicions externes, els interruptors de límit sense contacte han de mantenir l'operabilitat i la precisió requerida. El funcionament dels interruptors no s'ha de veure afectat significativament per la humitat de l'aire circumdant, així com per l'altitud sobre el nivell del mar dins dels límits acceptats per als interruptors de límit.
Els requisits que solen imposar-se als interruptors de viatge sense contacte són la capacitat d'ocupar qualsevol posició de treball a l'espai i l'absència d'influència del material de base sobre el qual s'instal·len i els cossos metàl·lics en contacte amb el cos del sense contacte. viatjar. El funcionament dels sensors de proximitat no s'ha de veure afectat per vibracions i cops, així com per la penetració d'oli, emulsió, aigua, pols.
La freqüència d'accionament més alta dels interruptors de viatge sense contacte quan s'utilitzen com a relé electromagnètic de càrrega pràcticament pot arribar a 120 operacions per minut. Si s'utilitzen dispositius electrònics com a càrrega d'interruptors de proximitat, la freqüència de funcionament del sistema pot ser significativament més alta.
Interruptors de proximitat del generador
El principi de funcionament dels interruptors de viatge del generador sense contacte es basa en els canvis en els paràmetres del circuit oscil·lant del generador sota influència externa. Aquest paràmetre canviant que converteix el moviment de l'element de control en un senyal elèctric canviant sol ser la inductància o la capacitat del circuit oscil·lant o la inductància mútua entre les bobines del circuit. En els interruptors de límit sense contacte amb un generador inductiu del tipus final, l'element de control, que és una placa conductora, introdueix, quan s'apropa, una pertorbació en el camp electromagnètic d'alta freqüència creat per la bobina inductiva del circuit oscil·lador.
Al mateix temps, en l'element de control, corrents de Foucaultcreant el seu propi camp electromagnètic. Camp electromagnètic Els corrents de Foucault tenen l'efecte contrari a la bobina del convertidor, provocant canvis en la resistència activa i reactiva i, per tant, un canvi en el senyal de sortida de l'oscil·lador en freqüència i amplitud dels valors inicials corresponents a una distància significativa de l'element de control als valors d'aquests paràmetres corresponents a la posició de l'element de control en què hi ha un canvi brusc d'estat, el dispositiu de llindar. Aquest canvi en el senyal de sortida de l'oscil·lador és finalment detectat per la unitat.
El senyal de sortida de l'oscil·lador és una fluctuació de tensió amb una freqüència de diversos centenars de kilohertz. A la sortida del dispositiu de llindar, aquest senyal ha d'arribar unipolar. Per tant, es connecta un rectificador entre el generador i el dispositiu de llindar.
Interruptors de proximitat BVK-24
Interruptors de proximitat de tipus ranura generalitzats amb amplificadors de transistors que funcionen en mode generador. A la fig. 1 i mostra una visió general de l'interruptor tipus BVK-24. El seu circuit magnètic, situat a la caixa 4, consta de dos nuclis de ferrita 1 i 2 amb un entrefer de 5-6 mm d'ample entre ells. Al nucli 1 hi ha un bobinatge primari wk i un bobinatge de realimentació positiva wp.c, al nucli 2 hi ha un bobinatge de realimentació negativa wо.s. Aquest circuit magnètic elimina la influència dels camps magnètics externs. Les bobines de retroalimentació estan connectades en sèrie, oposada. Com a element de commutació, s'utilitza un pètal d'alumini (placa) 3 amb un gruix de fins a 3 mm, que es pot moure a la ranura (a l'entrefer) del sistema magnètic del sensor.
Interruptor de moviment sense contacte BVK -24: a — vista general; b — Esquema elèctric
Si el pètal està fora del nucli, aleshores la diferència entre les tensions induïdes als bobinatges wpc i wo.c serà positiva, el transistor VT1 es tanca i la generació d'oscil·lacions constants al circuit wc — C3 (Fig. 1, b). ) no es produeix. Quan s'introdueix un pètal a la ranura del sensor, la connexió entre les bobines wk i wо.c es debilita (per tant, el pètal també s'anomena pantalla), s'aplica una tensió negativa a la base del transistor VT1 i s'obre. En el circuit wk — es genera C3 i corrent altern, que indueix un EMF a la bobina wp.c del circuit principal del transistor. Al circuit base del transistor VT1, es detecta la component variable del corrent base. El transistor s'obre, provocant el relé K
Per estabilitzar el funcionament del transistor amb fluctuacions de temperatura i tensió, s'utilitza un divisor de tensió no lineal, format per un element lineal: R1, un termistor semiconductor R2 i un díode VD2.
L'error de resposta és d'1-1,3 mm. La tensió d'alimentació de l'interruptor BVK-24 és de 24 V.
Esquema de circuit de l'interruptor sense contacte BVK
Esquema de commutació seqüencial de dos interruptors sense contacte BVK
Esquema de connexió en paral·lel de dos interruptors sense contacte BVK
Interruptors sense contacte KVD
Els interruptors de final de carrera sense contacte del tipus KVD estan dissenyats per commutar circuits elèctrics de control i senyalització durant l'automatització de diversos sistemes. El circuit inclou un oscil·lador i un disparador de transistor. Quan s'introdueix una placa metàl·lica al buit de funcionament, es produeix una disminució del coeficient de retroalimentació, provocant una ruptura en la generació, el disparador gira i s'obre un transistor de sortida normalment tancat, que activa un relé o element lògic. Tensió d'alimentació: 12 o 24 V
Interruptors de final de carrera sense contacte BTB
Els interruptors BTB estan dissenyats per commutar circuits de control mitjançant relés o combinant elements d'elements lògics sense contacte. Els interruptors canvien l'estat de commutació (acció) quan s'apropen a l'element sensible de l'element de control d'acer estructural. Els interruptors funcionen segons el principi d'un generador controlat, la commutació es produeix quan s'apropa a l'element sensible de la part controlada o element de control fet d'acer estructural.
Tots els interruptors estan equipats amb circuits de protecció contra polaritat inversa de la tensió d'alimentació i sobretensió en apagar càrregues inductives. Els interruptors BTP 103-24, BTP 211-24-01 i BTP 301-24, a més dels esquemes de protecció anteriors, estan equipats amb un circuit de protecció contra sobrecàrrega i curtcircuit a la cadena de mercaderies. Tensió d'alimentació dels interruptors BTB: 24 V.