Kontaktløse bevegelsesbrytere

Berøringsfrie reisebrytere (skinnetransdusere som opererer uten mekanisk handling fra den bevegelige begrenseren) brukes i kontrollkretser for elektriske stasjoner til maskiner, mekanismer og maskiner. Sensorbrytere er utformet for å bytte kontrollkretser gjennom elektromagnetiske releer eller kontaktløse logiske elementer, som utføres under påvirkning av kontrollelementet.

Klassifisering av nærhetsbrytere

Berøringsfrie reisebrytere kan klassifiseres i henhold til: virkemåte på det følsomme elementet, fysisk prinsipp for drift av omformeren, design, nøyaktighetsklasse, beskyttelsesgrad.

I henhold til metoden for å påvirke det følsomme elementet, kan kontaktløse reisebrytere deles inn i mekaniske og parametriske brytere.

I brytere av den første typen virker styreelementet direkte mekanisk på primærdriften til den kontaktløse endebryteren, som samvirker kontaktløst med følerelementet.I brytere av den andre typen, avhengig av posisjonen til kontrollelementet, som ikke er mekanisk koblet til nærhetsbryteren, endres en fysisk parameter til transduseren. En viss verdi av denne parameteren endrer tilstanden til reléelementet.

Klassifiseringen av kontaktløse reisebrytere i henhold til det fysiske prinsippet for drift av omformeren inkluderer følgende typer:

Induktive brytere bygget på endring induktans, gjensidig induktans samt induktive brytere.

For tiden er de fleste av de kontaktløse reisebryterne på markedet induktivt apparat.

I sin tur kan induktive nærhetsbryteromformere bygges i henhold til følgende skjemaer: resonans, autogenerator, differensial, bro, direkte konvertering.

Magnetiske induktive brytere som er basert på følgende prinsipper: Halleffekt, magnetoresistor, magnetodiode, magnetotyristor, reed-bryter.

Kapasitive brytere: med varierende plateareal, med varierende plategap, med varierende dielektrisk konstant for plategapet.

Fotoelektriske brytere med elementer: fotodiode, fototransistor, fotoresistor, fototyristor.

Fotovoltaiske brytere og tilstøtende strålebrytere, der stråler av ulik fysisk natur, for eksempel radioaktiv stråling, kan brukes sammen med synlige lysstråler.

Ved design er kontaktløse grensebrytere delt inn i: spor, ring (halv ring), plan, ende, brytere med mekanisk stasjon, multi-element brytere.

Inndelingen av berøringsfrie endebrytere i ende- og planversjoner er noe betinget, siden bevegelsen av kontrollelementet i forhold til den følsomme overflaten kan for enkelte typer berøringsfrie endebrytere foregå både i parallelle og vinkelrette plan. I dette tilfellet kan dens preferansebruk tas som grunnlag.

Nøyaktighetsklasse (verdien av grunnfeilen) kontaktløse bevegelsesbrytere er delt inn i lav (omtrent ± 0,5 mm eller mer), middels [omtrent ± (0,05-0,5) mm], økt [omtrent ± (0,005-0,05) mm ] og høy (omtrent ± 0,005 mm eller mindre) nøyaktighet.

Berøringsfrie grensebrytere kan ha ulike grader av beskyttelse mot inntrengning av fremmedlegemer og inntrenging av vann i enheten. Egenskapene til beskyttelsesgraden for nærhetssensorer og klassifiseringen knyttet til beskyttelsesgraden tilsvarer egenskapene og klassifiseringen som er akseptert i inn- og utland for elektrisk utstyr og elektriske enheter med en spenning på opptil 1000 V.

Tekniske egenskaper for nærhetsbrytere

De tekniske egenskapene til berøringsfrie reisebrytere inkluderer nøyaktige (metrologiske) egenskaper, hastighet, elektriske egenskaper, total- og installasjonsdimensjoner og vekt, nominelle og tillatte driftsforhold, pålitelighetsindikatorer, pris, etc.

En av hovedkarakteristikkene til berøringsfrie reisebrytere, som direkte påvirker konstruksjonen og en rekke andre tekniske egenskaper, bestemmes av det geometriske arrangementet av kontrollelementet i forhold til den følsomme overflaten under drift... For nærhetsbrytere i en planet, er hovedkarakteristikken tatt som arbeidsklaringen - avstanden mellom den følsomme overflaten på bryteren og kontrollelementet som bryteren fungerer på. Hovedkarakteristikken til grensebryteren er den maksimale påvirkningsavstanden, dvs. den maksimale avstanden mellom bryterens følsomme overflate og kontrollelementet ved hvilken en endring i brytertilstanden er mulig. Hovedkarakteristikken til spor- og ringbrytere er bredden på sporet og den indre diameteren til ringen henholdsvis disse bryterne.

Nøyaktighetskarakteristikkene til kontaktløse reisebrytere inkluderer grunnfeilen, tilleggsfeil fra endringer i omgivelsestemperatur og endringer i forsyningsspenning, og maksimal totalfeil. Nøyaktighetsegenskapene til berøringsfrie reisebrytere inkluderer også reisedifferensial, dvs. forskjellen mellom koordinaten til aktiveringspunktet for det kontaktløse slaget til bryteren og koordinaten til punktet for frakoblingen når kontrollelementet beveges i motsatt retning.

Hastighet (responstid) til nærhetsbryteren - dette er tiden mellom tidspunktet for etablering av arbeidskoordinaten og øyeblikket for å nå den stasjonære spenningsverdien ved utgangen til den berøringsfrie grensebryteren.Når du kjenner størrelsen på hastigheten til den berøringsfrie kjørebryteren, er det mulig å bestemme de dynamiske feilene i driften av de berøringsfrie reisebryterne når bevegelseshastigheten til kontrollelementet endres.

Elektriske egenskaper til nærhetsbrytere inkluderer de nødvendige parameterne for strømforsyningen (strømforsyning) og belastningskarakteristikk. Parametrene til forsyningsnettverket inkluderer: type strøm (direkte, vekselstrøm), forsyningsspenning og dens tillatte avvik, nivå av krusninger, strøm forbrukt av en nærhetsbryter eller strømforbruk, frekvensen til nettverket (for vekselstrøm). Belastningsegenskapene til berøringsfrie reisebrytere er typen last (relé, chip, etc.). utgangsspenningen, kraften eller strømmen som trekkes fra lasten.

Indikatorer for pålitelighet og holdbarhet til berøringsfrie grensebrytere inkluderer først og fremst: sannsynligheten for problemfri drift for en viss driftsperiode eller for et visst antall operasjoner og levetiden til en kontaktfri grensebryter.

De viktigste parametrene bør også inkludere de totale dimensjonene og monteringsdimensjonene til kontaktløse bevegelsesbrytere.

Krav til nærhetsbrytere

Et av de viktigste kravene til grensebrytere er kravet til høy driftssikkerhet. Sammenlignet med annet elektrisk utstyr, inkludert elektronisk, fungerer grensebrytere under de vanskeligste forholdene, fordi de er plassert direkte i arbeidsområdene til prosessmaskiner, hvor det er et bredt spekter av temperaturer, vibrasjoner og støt, sterke elektromagnetiske felt, forurensning fra chips og forskjellige væsker er mulig.

Det kan være nødvendig med grensebrytere for å operere ved høye driftsfrekvenser ved høye bevegelseshastigheter for kontrollene.

De tekniske dataene til kontaktgrensebryterne tillater ikke alltid å oppfylle kravene. Dette er spesielt karakteristisk for automatisert prosessutstyr med komplekst elektrisk utstyr som inneholder et stort antall kontakt endebryteresom automatiske maskinlinjer, toppskyvetransportører og andre forgrenede transportsystemer, støperi og metallurgisk utstyr, etc. Dette gjelder også for tungt utstyr med et stort antall operasjoner per tidsenhet, som smi- og presseutstyr.

I mange av de ovennevnte tilfellene, når kontaktgrensebrytere brukes, er det umulig å sikre akseptabel pålitelighet av driften av automatisert teknologisk utstyr, og i tillegg må disse bryterne periodisk skiftes ut på arbeidsutstyret på grunn av deres korte levetid i forhold til det totale antall operasjoner.

Som regel er nærhetsbrytere svært pålitelige, i stand til å operere med høy operasjonsfrekvens og har lang levetid i forhold til det totale antallet operasjoner. En viktig fordel med kontaktløse bevegelsesbrytere er at deres pålitelighet (sannsynligheten for problemfri drift i en viss periode) er praktisk talt uavhengig av operasjonsfrekvensen.

Å øke utstyrets pålitelighet ved bruk av kontaktløse reisebrytere er også lettet ved at kontaktløse reisebrytere kun kan slås på ved behov.Ved bruk av endebrytere av kontaktene, skjer koblingen av kontaktene ved hvert trykk på kammen, uavhengig av om disse kontaktene er koblet til den elektriske kretsen eller ikke.

Noen krav til nærhetsbrytere skyldes også driftsforhold.

De viktigste miljøforholdene å vurdere er vanligvis AC-forsyningsspenning og omgivelsestemperatur. Innenfor de spesifiserte grensene for endringer i ytre forhold, må berøringsfrie grensebrytere opprettholde funksjonalitet og nødvendig nøyaktighet. Driften av bryterne bør ikke påvirkes nevneverdig av luftfuktigheten i den omgivende luften, samt av høyden over havet innenfor grensene som aksepteres for grensebryterne.

Kravene som vanligvis stilles til berøringsfrie reisebrytere er evnen til å innta en hvilken som helst arbeidsstilling i rommet og fraværet av påvirkning av grunnmaterialet de er installert på og metalllegemene i kontakt med kroppen til den berøringsfrie. reise. Driften av nærhetssensorene må ikke påvirkes av vibrasjoner og støt, samt av inntrengning av olje, emulsjon, vann, støv.

Den høyeste aktiveringsfrekvensen for berøringsfrie reisebrytere når de brukes som et elektromagnetisk lastrelé kan praktisk talt nå 120 operasjoner per minutt. Hvis elektroniske enheter brukes som belastning av nærhetsbrytere, kan driftsfrekvensen til systemet være betydelig høyere.

Generator nærhetsbrytere

Prinsippet for drift av kontaktløse generatorreisebrytere er basert på endringer i parametrene til generatorens oscillerende krets under ekstern påvirkning. En slik endringsparameter som konverterer bevegelsen til kontrollelementet til et skiftende elektrisk signal er vanligvis induktansen eller kapasitansen til den oscillerende kretsen eller den gjensidige induktansen mellom spolene i kretsen. I kontaktløse grensebrytere med en induktiv generator av endetypen, introduserer kontrollelementet, som er en ledende plate, når man nærmer seg, en forstyrrelse i det høyfrekvente elektromagnetiske feltet skapt av den induktive spolen til oscillatorkretsen.

Samtidig i kontrollelementet, virvelstrømmerskaper sitt eget elektromagnetiske felt. Elektromagnetisk felt virvelstrømmer har motsatt effekt på spolen til omformeren, og forårsaker endringer i den aktive og reaktive motstanden i den, og derfor en endring i oscillatorens utgangssignal i frekvens og amplitude fra startverdiene som tilsvarer en betydelig avstand på kontrollelementet til verdiene av disse parametrene som tilsvarer den posisjonen til kontrollelementet der det er en brå endring i tilstanden, terskelenheten. Denne endringen i oscillatorens utgangssignal registreres til slutt av stasjonen.

Utgangssignalet til oscillatoren er en spenningsfluktuasjon med en frekvens på flere hundre kilohertz. Ved utgangen av terskelenheten må dette signalet komme unipolært. Derfor er det koblet en likeretter mellom generatoren og terskelanordningen.

BVK-24 nærhetsbrytere

Utbredte spor-type nærhetsbrytere med transistorforsterkere som opererer i generatormodus. I fig. 1, og viser et generelt riss av bryteren type BVK-24. Dens magnetiske krets, plassert i boksen 4, består av to ferrittkjerner 1 og 2 med et luftgap 5-6 mm bredt mellom dem. I kjerne 1 er det en primærvikling wk og en positiv tilbakekoblingsvikling wp.c, i kjerne 2 er det en negativ tilbakekoblingsvikling wо.s. En slik magnetisk krets eliminerer påvirkningen av eksterne magnetiske felt. Tilbakemeldingsspolene er koblet i serie – motsatt. Som et bryterelement brukes et aluminiumsblad (plate) 3 med en tykkelse på opptil 3 mm, som kan flyttes inn i sporet (i luftgapet) til sensorens magnetiske system.

Kontaktløs bevegelsesbryter BVK -24: a — generell oversikt; b — elektrisk skjematisk diagram

Hvis kronbladet er utenfor kjernen, vil forskjellen mellom spenningene indusert i viklingene wpc og wo.c være positiv, transistoren VT1 er lukket og genereringen av konstante oscillasjoner i kretsen wc — C3 (fig. 1, b) ) forekommer ikke. Når et kronblad føres inn i sensorsporet, svekkes forbindelsen mellom spolene wk og wо.c (derfor kalles kronbladet også en skjerm), en negativ spenning påføres bunnen av transistoren VT1 og den åpnes. I kretsen wk — C3 genereres og vekselstrøm, som induserer en EMF i spolen wp.c i hovedkretsen til transistoren. I basiskretsen til transistoren VT1 detekteres den variable komponenten av basisstrømmen. Transistoren åpner, noe som får relé K til å

For å stabilisere driften av transistoren med svingninger i temperatur og spenning, brukes en ikke-lineær spenningsdeler, bestående av et lineært element - R1, en halvledertermistor R2 og en diode VD2.

Svarfeilen er 1-1,3 mm. Tilførselsspenningen til BVK-24-bryteren er 24 V.

Kretsskjema for den kontaktløse bryteren BVK

Opplegg for sekvensiell svitsjing av to kontaktløse brytere BVK

Opplegg for parallellkobling av to kontaktløse brytere BVK

KVD kontaktløse brytere

Berøringsfrie grensebrytere av typen KVD er designet for å bytte elektriske kontroll- og signalkretser under automatisering av ulike systemer. Kretsen inkluderer en oscillator og en transistortrigger. Når en metallplate introduseres i driftsgapet, oppstår en reduksjon i tilbakekoblingskoeffisienten, noe som forårsaker et sammenbrudd i generasjonen, triggeren vipper og en normalt lukket utgangstransistor åpnes, som aktiverer et relé eller logisk element. Forsyningsspenning - 12 eller 24 V

Berøringsfrie endebrytere BTB

BTB-svitsjer er designet for å bytte styrekretser ved hjelp av releer eller ved å matche elementer av berøringsfrie logiske elementer. Bryterne endrer koblingstilstanden (handlingen) når de nærmer seg det følsomme elementet i det strukturelle kontrollelementet av stål. Bryterne fungerer etter prinsippet om en kontrollert generator, veksling skjer når man nærmer seg det følsomme elementet til den kontrollerte delen eller kontrollelementet laget av konstruksjonsstål.

Alle brytere er utstyrt med beskyttelseskretser mot omvendt polaritet av forsyningsspenningen og overspenning ved utkobling av induktive laster. Brytere BTP 103-24, BTP 211-24-01 og BTP 301-24, i tillegg til de ovennevnte beskyttelsesskjemaene, er utstyrt med en beskyttelseskrets mot overbelastning og kortslutning i fraktkjeden. Forsyningsspenning til BTB-brytere — 24 V.