Sakelar gerak tanpa kontak

Sakelar perjalanan non-kontak (transduser rel yang beroperasi tanpa aksi mekanis dari pembatas bergerak) digunakan dalam sirkuit kontrol untuk penggerak listrik mesin, mekanisme, dan mesin. Sakelar sensor dirancang untuk mengalihkan sirkuit kontrol relay elektromagnetik atau elemen logika tanpa kontak, yang dilakukan di bawah pengaruh elemen kontrol.

Klasifikasi sakelar kedekatan

Sakelar perjalanan non-kontak dapat diklasifikasikan menurut: metode aksi pada elemen sensitif, prinsip fisik pengoperasian konverter, desain, kelas akurasi, tingkat perlindungan.

Menurut metode pengaruh elemen sensitif, sakelar perjalanan tanpa kontak dapat dibagi menjadi sakelar mekanis dan parametrik.

Pada sakelar tipe pertama, elemen kontrol secara langsung bekerja secara mekanis pada penggerak utama sakelar batas nirkontak, yang berinteraksi tanpa kontak dengan elemen penginderaan.Pada sakelar tipe kedua, tergantung pada posisi elemen kontrol, yang tidak terhubung secara mekanis ke sakelar kedekatan, parameter fisik transduser diubah. Nilai tertentu dari parameter ini mengubah status elemen relai.

Klasifikasi sakelar perjalanan non-kontak menurut prinsip fisik operasi konverter meliputi jenis-jenis berikut:

Sakelar induktif dibangun berdasarkan perubahan induktansi, induktansi timbal balik serta sakelar induktif.

Saat ini, sebagian besar sakelar perjalanan tanpa kontak di pasaran adalah peralatan induktif.

Pada gilirannya, konverter proximity switch induktif dapat dibangun sesuai dengan skema berikut: resonansi, autogenerator, diferensial, jembatan, konversi langsung.

Sakelar induktif magnetik yang didasarkan pada prinsip-prinsip berikut: efek Hall, magnetoresistor, magnetodioda, magnetothyristor, sakelar buluh.

Sakelar kapasitif: dengan luas pelat yang bervariasi, dengan celah pelat yang bervariasi, dengan konstanta dielektrik yang bervariasi dari celah pelat.

Sakelar fotolistrik dengan elemen: fotodioda, fototransistor, fotoresistor, fotothyristor.

Sakelar fotovoltaik dan sakelar sinar yang berdekatan, di mana sinar dari sifat fisik yang berbeda, misalnya radiasi radioaktif, dapat digunakan bersama dengan sinar cahaya tampak.

Secara desain, sakelar batas nirkontak dibagi menjadi: slot, cincin (setengah cincin), bidang, ujung, sakelar dengan penggerak mekanis, sakelar multi-elemen.

Pembagian sakelar batas non-kontak menjadi versi ujung dan planar agak bersyarat, karena pergerakan elemen kontrol relatif terhadap permukaan sensitif, untuk beberapa jenis sakelar batas non-kontak, dapat terjadi baik dalam bidang paralel maupun tegak lurus. Dalam hal ini, penggunaan preferensialnya dapat diambil sebagai dasar.

Kelas akurasi (nilai kesalahan dasar) sakelar gerak tanpa kontak dibagi menjadi rendah (sekitar ± 0,5 mm atau lebih), sedang [sekitar ± (0,05-0,5) mm], meningkat [sekitar ± (0,005-0,05) mm ] dan akurasi tinggi (sekitar ± 0,005 mm atau kurang).

Sakelar batas non-kontak dapat memiliki tingkat perlindungan yang berbeda terhadap masuknya benda asing dan masuknya air ke dalam perangkat. Karakteristik tingkat perlindungan sensor jarak dan klasifikasi yang terkait dengan tingkat perlindungan sesuai dengan karakteristik dan klasifikasi yang diterima di dalam dan luar negeri untuk peralatan listrik dan peralatan listrik dengan tegangan hingga 1000 V.

Karakteristik teknis sakelar kedekatan

Karakteristik teknis sakelar perjalanan non-kontak meliputi karakteristik presisi (metrologi), kecepatan, karakteristik kelistrikan, dimensi dan berat keseluruhan dan pemasangan, kondisi operasi nominal dan yang diizinkan, indikator keandalan, harga, dll.

Salah satu karakteristik utama sakelar perjalanan non-kontak, yang secara langsung memengaruhi konstruksinya dan sejumlah karakteristik teknis lainnya, ditentukan oleh susunan geometris elemen kontrol relatif terhadap permukaan sensitif selama operasi... Untuk sakelar kedekatan dalam a bidang, karakteristik utama diambil sebagai jarak kerja - jarak antara permukaan sensitif sakelar dan elemen kontrol tempat sakelar beroperasi. Karakteristik utama dari sakelar batas adalah jarak pengaruh maksimum, mis. jarak maksimum antara permukaan sensitif sakelar dan elemen kontrol yang memungkinkan perubahan keadaan sakelarnya. Karakteristik utama sakelar slot dan ring adalah lebar slot dan diameter dalam ring masing-masing sakelar ini.

Karakteristik akurasi sakelar perjalanan nirsentuh meliputi kesalahan dasar, kesalahan tambahan dari perubahan suhu sekitar dan perubahan tegangan suplai, dan kesalahan total maksimum. Karakteristik akurasi sakelar perjalanan non-kontak juga mencakup diferensial perjalanan, yaitu. perbedaan antara koordinat titik penggerak sakelar tanpa kontak dan koordinat titik pemutusannya ketika elemen kontrol digerakkan ke arah yang berlawanan.

Kecepatan (waktu respons) dari sakelar kedekatan — ini adalah waktu antara saat penetapan koordinat kerja dan saat mencapai nilai tegangan stasioner pada keluaran sakelar batas non-kontak.Mengetahui besarnya kecepatan sakelar perjalanan non-kontak, dimungkinkan untuk menentukan kesalahan dinamis dalam pengoperasian sakelar perjalanan non-kontak ketika kecepatan pergerakan elemen kontrol berubah.

Karakteristik kelistrikan dari proximity switch meliputi parameter yang diperlukan dari catu daya (catu daya) dan karakteristik beban. Parameter jaringan suplai meliputi: jenis arus (langsung, bolak-balik), tegangan suplai dan penyimpangan yang diizinkan, tingkat riak, daya yang dikonsumsi oleh sakelar kedekatan atau konsumsi arus, frekuensi jaringan (untuk arus bolak-balik). Karakteristik beban sakelar perjalanan non-kontak adalah jenis beban (relai, chip, dll.). tegangan output, daya atau arus yang diambil dari beban.

Indikator keandalan dan daya tahan sakelar batas non-kontak meliputi, pertama-tama: kemungkinan operasi bebas masalah untuk periode operasi tertentu atau untuk sejumlah operasi tertentu dan masa pakai sakelar batas non-kontak.

Parameter terpenting juga harus mencakup dimensi keseluruhan dan pemasangan sakelar gerak tanpa kontak.

Persyaratan untuk sakelar kedekatan

Salah satu persyaratan terpenting untuk sakelar batas adalah persyaratan untuk keandalan operasinya yang tinggi. Dibandingkan dengan peralatan listrik lainnya, termasuk elektronik, sakelar batas bekerja dalam kondisi yang paling sulit, karena terletak langsung di area kerja mesin proses, di mana terdapat berbagai suhu, getaran dan guncangan, medan elektromagnetik yang kuat, kontaminasi dari keripik dan cairan yang berbeda dimungkinkan.

Sakelar batas mungkin diperlukan untuk beroperasi pada frekuensi operasi tinggi pada kecepatan tinggi pergerakan kontrol.

Data teknis dari sakelar batas kontak tidak selalu memenuhi persyaratan. Ini terutama karakteristik peralatan proses otomatis dengan peralatan listrik kompleks yang mengandung sejumlah besar sakelar batas kontakseperti jalur mesin otomatis, konveyor dorong atas dan sistem konveyor bercabang lainnya, peralatan pengecoran dan metalurgi, dll. Hal ini juga berlaku untuk alat berat dengan jumlah operasi per satuan waktu yang banyak, seperti alat tempa dan tekan.

Dalam banyak kasus di atas, ketika sakelar batas kontak digunakan, tidak mungkin untuk memastikan keandalan pengoperasian peralatan teknologi otomatis yang dapat diterima, dan sebagai tambahan, sakelar ini harus diganti secara berkala pada peralatan kerja karena masa pakainya yang singkat di hubungannya dengan operasi bilangan bulat.

Biasanya, sakelar kedekatan sangat andal, mampu beroperasi pada frekuensi operasi yang tinggi, dan memiliki masa pakai yang lama dalam hal jumlah total operasi. Keuntungan penting dari sakelar gerak tanpa kontak adalah keandalannya (kemungkinan operasi bebas masalah untuk periode tertentu) secara praktis tidak tergantung pada frekuensi operasi.

Meningkatkan keandalan peralatan saat menggunakan sakelar perjalanan nirsentuh juga difasilitasi oleh fakta bahwa sakelar perjalanan nirsentuh hanya dapat dihidupkan saat diperlukan.Dalam kasus penggunaan sakelar batas kontak, peralihan kontak terjadi dengan setiap dorongan bubungan, terlepas dari apakah kontak ini terhubung ke sirkuit listrik atau tidak.

Beberapa persyaratan untuk sakelar kedekatan juga disebabkan oleh kondisi pengoperasian.

Kondisi lingkungan utama yang perlu dipertimbangkan biasanya tegangan suplai AC dan suhu sekitar. Dalam batas perubahan kondisi eksternal yang ditentukan, sakelar batas non-kontak harus menjaga pengoperasian dan akurasi yang diperlukan. Pengoperasian sakelar tidak boleh terpengaruh secara signifikan oleh kelembapan udara di sekitarnya, serta ketinggian di atas permukaan laut dalam batas yang diterima untuk sakelar batas.

Persyaratan yang biasanya dikenakan pada sakelar perjalanan non-kontak adalah kemampuan untuk menempati posisi kerja apa pun di ruang angkasa dan tidak adanya pengaruh bahan dasar tempat mereka dipasang dan badan logam yang bersentuhan dengan badan non-kontak. bepergian. Pengoperasian sensor jarak tidak boleh terpengaruh oleh getaran dan guncangan, serta penetrasi minyak, emulsi, air, debu.

Frekuensi penggerak tertinggi dari sakelar perjalanan non-kontak bila digunakan sebagai relai elektromagnetik beban praktis dapat mencapai 120 operasi per menit. Jika perangkat elektronik digunakan sebagai beban sakelar jarak, maka frekuensi pengoperasian sistem dapat jauh lebih tinggi.

Sakelar kedekatan generator

Prinsip pengoperasian sakelar perjalanan generator nirkontak didasarkan pada perubahan parameter sirkuit osilasi generator di bawah pengaruh eksternal. Parameter yang berubah seperti itu yang mengubah pergerakan elemen kontrol menjadi sinyal listrik yang berubah biasanya merupakan induktansi atau kapasitansi dari rangkaian osilasi atau induktansi timbal balik antara gulungan rangkaian. Dalam sakelar batas nirkontak dengan generator induktif tipe akhir, elemen kontrol, yang merupakan pelat konduktif, saat didekati, menyebabkan gangguan pada medan elektromagnetik frekuensi tinggi yang dibuat oleh kumparan induktif dari rangkaian osilator.

Pada saat yang sama di elemen kontrol, arus eddymenciptakan medan elektromagnetiknya sendiri. Medan elektromagnetik arus eddy memiliki efek sebaliknya pada koil konverter, menyebabkan perubahan resistansi aktif dan reaktif di dalamnya dan, oleh karena itu, perubahan sinyal keluaran osilator dalam frekuensi dan amplitudo dari nilai awal sesuai dengan jarak yang signifikan dari elemen kontrol ke nilai parameter ini sesuai pada posisi elemen kontrol di mana ada perubahan mendadak dalam keadaan, perangkat ambang. Perubahan sinyal keluaran osilator ini pada akhirnya dirasakan oleh drive.

Sinyal keluaran osilator adalah fluktuasi tegangan dengan frekuensi beberapa ratus kilohertz. Pada keluaran perangkat ambang batas, sinyal ini harus tiba secara unipolar. Oleh karena itu, penyearah dihubungkan antara generator dan perangkat ambang batas.

Sakelar kedekatan BVK-24

Sakelar kedekatan tipe slot yang luas dengan amplifier transistor yang beroperasi dalam mode generator. Dalam gambar. 1, dan menampilkan tampilan umum sakelar tipe BVK-24. Sirkuit magnetiknya, yang terletak di kotak 4, terdiri dari dua inti ferit 1 dan 2 dengan celah udara selebar 5-6 mm di antaranya. Pada core 1 terdapat lilitan primer wk dan lilitan umpan balik positif wо.c, pada core 2 terdapat lilitan umpan balik negatif wо.s. Sirkuit magnetik semacam itu menghilangkan pengaruh medan magnet eksternal. Kumparan umpan balik dihubungkan secara seri—berlawanan. Sebagai elemen switching, kelopak aluminium (pelat) 3 dengan ketebalan hingga 3 mm digunakan, yang dapat dipindahkan ke slot (di celah udara) dari sistem magnet sensor.

Sakelar gerak tanpa kontak BVK -24: a — pandangan umum; b — diagram skematik listrik

Jika kelopak berada di luar inti, maka perbedaan antara tegangan yang diinduksi pada belitan wpc dan wo.c akan menjadi positif, transistor VT1 ditutup dan pembangkitan osilasi konstan dalam rangkaian wc — C3 (Gbr. 1, b ) tidak terjadi. Ketika kelopak dimasukkan ke dalam slot sensor, koneksi antara kumparan wk dan wо.c melemah (oleh karena itu kelopak juga disebut layar), tegangan negatif diterapkan ke basis transistor VT1 dan terbuka. Di sirkuit wk — C3 dihasilkan dan arus bolak-balik, yang menginduksi EMF di koil wp.c di sirkuit utama transistor. Di sirkuit basis transistor VT1, komponen variabel dari arus basis terdeteksi. Transistor terbuka, menyebabkan relai K ke

Untuk menstabilkan operasi transistor dengan fluktuasi suhu dan tegangan, pembagi tegangan nonlinier digunakan, yang terdiri dari elemen linier — R1, termistor semikonduktor R2 dan dioda VD2.

Kesalahan respons adalah 1-1.3mm. Tegangan suplai sakelar BVK-24 adalah 24 V.

Diagram rangkaian sakelar nirkontak BVK

Skema peralihan berurutan dari dua sakelar nirsentuh BVK

Skema koneksi paralel dari dua sakelar nirsentuh BVK

Sakelar nirkontak KVD

Sakelar batas non-kontak dari tipe KVD dirancang untuk mengalihkan kontrol listrik dan sirkuit pensinyalan selama otomatisasi berbagai sistem. Rangkaian ini mencakup osilator dan pemicu transistor. Ketika pelat logam dimasukkan ke dalam celah operasi, terjadi penurunan koefisien umpan balik, menyebabkan kerusakan pada pembangkitan, pemicu membalik dan transistor keluaran yang biasanya tertutup terbuka, yang mengaktifkan relai atau elemen logika. Tegangan suplai — 12 atau 24 V

Sakelar batas non-kontak BTB

Sakelar BTB dirancang untuk mengalihkan sirkuit kontrol melalui relai atau dengan mencocokkan elemen elemen logika non-kontak. Sakelar mengubah keadaan peralihan (aksi) saat mendekati elemen sensitif dari elemen kontrol baja struktural. Sakelar bekerja berdasarkan prinsip generator yang dikontrol, sakelar terjadi ketika mendekati elemen sensitif dari bagian yang dikontrol atau elemen kontrol yang terbuat dari baja struktural.

Semua sakelar dilengkapi dengan sirkuit perlindungan terhadap polaritas terbalik dari tegangan suplai dan kelebihan tegangan saat mematikan beban induktif. Sakelar BTP 103-24, BTP 211-24-01 dan BTP 301-24, selain skema proteksi di atas, dilengkapi dengan rangkaian proteksi terhadap kelebihan beban dan hubung singkat dalam rantai angkutan. Tegangan suplai sakelar BTB — 24 V.