Kontaktløse bevægelsesafbrydere

Berøringsfri rejseafbrydere (skinnetransducere, der fungerer uden mekanisk påvirkning fra den bevægelige begrænser) bruges i styrekredsløb til elektriske drev af maskiner, mekanismer og maskiner. Sensorkontakter er designet til at skifte styrekredsløb igennem elektromagnetiske relæer eller kontaktløse logiske elementer, som udføres under indflydelse af kontrolelementet.

Klassificering af nærhedsafbrydere

Berøringsfri rejseafbrydere kan klassificeres efter: virkemåde på det følsomme element, fysiske princip for drift af konverteren, design, nøjagtighedsklasse, beskyttelsesgrad.

Ifølge metoden til at påvirke det følsomme element kan kontaktløse rejsekontakter opdeles i mekaniske og parametriske kontakter.

I afbrydere af den første type virker styreelementet direkte mekanisk på den kontaktløse endestops primære drev, som interagerer berøringsløst med følerelementet.I afbrydere af den anden type, afhængigt af positionen af ​​kontrolelementet, som ikke er mekanisk forbundet med nærhedsafbryderen, ændres en fysisk parameter for transduceren. En vis værdi af denne parameter ændrer relæelementets tilstand.

Klassificeringen af ​​berøringsfri rejseafbrydere i henhold til det fysiske princip for drift af konverteren omfatter følgende typer:

Induktive kontakter bygget på forandring induktans, gensidig induktans samt induktive kontakter.

I øjeblikket er de fleste af de kontaktløse rejsekontakter på markedet induktivt apparat.

Til gengæld kan induktive nærhedsafbryderkonvertere bygges i henhold til følgende skemaer: resonans, autogenerator, differential, bro, direkte konvertering.

Magnetiske induktive afbrydere, der er baseret på følgende principper: Hall effekt, magnetoresistor, magnetodiode, magnetothyristor, reed switch.

Kapacitive kontakter: med varierende pladeareal, med varierende pladegab, med varierende dielektrisk konstant for pladegabet.

Fotoelektriske kontakter med elementer: fotodiode, fototransistor, fotomodstand, fototyristor.

Fotovoltaiske afbrydere og tilstødende stråleafbrydere, hvori stråler af forskellig fysisk karakter, for eksempel radioaktiv stråling, kan anvendes sammen med synlige lysstråler.

Ved design er kontaktløse grænseafbrydere opdelt i: slot, ring (halv ring), plan, ende, kontakter med mekanisk drev, multi-element kontakter.

Opdelingen af ​​berøringsfrie endestop i ende- og plane versioner er noget betinget, da bevægelsen af ​​styreelementet i forhold til den følsomme overflade for nogle typer af berøringsfri endestop kan foregå både i parallelle og vinkelrette planer. I dette tilfælde kan dens foretrukne anvendelse tages som grundlag.

Nøjagtighedsklasse (værdien af ​​grundfejlen) kontaktløse bevægelsesafbrydere er opdelt i lav (ca. ± 0,5 mm eller mere), medium [ca. ± (0,05-0,5) mm], øget [ca. ± (0,005-0,05) mm ] og høj (ca. ± 0,005 mm eller mindre) nøjagtighed.

Berøringsfrie endestopkontakter kan have forskellige grader af beskyttelse mod indtrængen af ​​fremmedlegemer og indtrængning af vand i enheden. Karakteristikaene for beskyttelsesgraden af ​​nærhedssensorer og klassificeringen relateret til graden af ​​beskyttelse svarer til de karakteristika og klassificering, der accepteres i ind- og udland for elektrisk udstyr og elektriske enheder med en spænding på op til 1000 V.

Tekniske karakteristika for nærhedsafbrydere

De berøringsfrie kørekontakters tekniske karakteristika omfatter præcise (metrologiske) egenskaber, hastighed, elektriske egenskaber, overordnede og installationsmål og vægt, nominelle og tilladte driftsforhold, pålidelighedsindikatorer, pris osv.

En af hovedkarakteristikaene ved berøringsfrie kørekontakter, som direkte påvirker dens konstruktion og en række andre tekniske egenskaber, er bestemt af det geometriske arrangement af kontrolelementet i forhold til den følsomme overflade under drift... For nærhedsafbrydere i en plan, er hovedkarakteristikken taget som arbejdsafstanden - afstanden mellem kontaktens følsomme overflade og kontrolelementet, som kontakten fungerer på. Hovedkarakteristikken for endestopkontakten er den maksimale indflydelsesafstand, dvs. den maksimale afstand mellem kontaktens følsomme overflade og kontrolelementet, ved hvilken en ændring i dens skiftetilstand er mulig. Det vigtigste kendetegn ved slids- og ringkontakter er bredden af ​​slidsen og den indvendige diameter af ringen henholdsvis disse kontakter.

Nøjagtighedsegenskaberne for kontaktløse kørekontakter inkluderer den grundlæggende fejl, yderligere fejl fra ændringer i omgivelsestemperaturen og ændringer i forsyningsspændingen og den maksimale totale fejl. Nøjagtighedsegenskaberne for berøringsfri rejseafbrydere omfatter også rejsedifferentiale, dvs. forskellen mellem koordinaten for aktiveringspunktet for kontaktens kontaktløse slag og koordinaten for punktet for dens frakobling, når kontrolelementet bevæges i den modsatte retning.

Hastighed (responstid) for nærhedsafbryderen - dette er tiden mellem tidspunktet for etablering af arbejdskoordinaten og tidspunktet for at nå den stationære spændingsværdi ved udgangen af ​​den berøringsfrie grænseafbryder.Ved at kende størrelsen af ​​hastigheden af ​​den berøringsfrie kørekontakt er det muligt at bestemme de dynamiske fejl i betjeningen af ​​de berøringsfrie kørekontakter, når bevægelseshastigheden af ​​styreelementet ændres.

Elektriske egenskaber for nærhedsafbrydere inkluderer de nødvendige parametre for strømforsyningen (strømforsyning) og belastningskarakteristika. Forsyningsnettets parametre inkluderer: strømtype (direkte, veksel), forsyningsspænding og dens tilladte afvigelser, niveau af bølger, strømforbruget af en nærhedsafbryder eller strømforbrug, netværkets frekvens (til vekselstrøm). Belastningsegenskaberne for berøringsfri rejseafbrydere er belastningstypen (relæ, chip osv.). udgangsspændingen, effekt eller strøm trukket fra belastningen.

Indikatorer for pålidelighed og holdbarhed af berøringsløse grænseafbrydere inkluderer først og fremmest: sandsynligheden for problemfri drift i en bestemt driftsperiode eller for et vist antal operationer og levetiden for en berøringsfri grænseafbryder.

De vigtigste parametre bør også omfatte de overordnede og monteringsmæssige dimensioner af kontaktløse bevægelsesafbrydere.

Krav til nærhedsafbrydere

Et af de vigtigste krav til endestopkontakter er kravet om høj pålidelighed af deres drift. Sammenlignet med andet elektrisk udstyr, herunder elektronisk, virker grænseafbrydere under de vanskeligste forhold, fordi de er placeret direkte i arbejdsområderne på procesmaskiner, hvor der er en bred vifte af temperaturer, vibrationer og stød, stærke elektromagnetiske felter, forurening fra chips og forskellige væsker er mulige.

Grænseafbrydere kan være nødvendige for at fungere ved høje driftsfrekvenser ved høje bevægelseshastigheder af betjeningselementerne.

De tekniske data for kontaktendestopkontakterne tillader ikke altid at opfylde kravene. Dette er især karakteristisk for automatiseret procesudstyr med komplekst elektrisk udstyr, der indeholder et stort antal kontakt endestopkontaktersåsom automatiske maskinlinjer, top push-transportører og andre forgrenede transportsystemer, støberi og metallurgisk udstyr mv. Det gælder også for tungt udstyr med et stort antal operationer pr. tidsenhed, såsom smede- og presseudstyr.

I mange af de ovennævnte tilfælde, når der anvendes kontaktendestopkontakter, er det umuligt at sikre acceptabel driftsikkerhed af automatiseret teknologisk udstyr, og desuden skal disse kontakter periodisk udskiftes på arbejdsudstyret på grund af deres korte levetid i forhold til det samlede antal operationer.

Som regel er nærhedsafbrydere yderst pålidelige, i stand til at fungere med en høj frekvens af operationer og har en lang levetid i forhold til det samlede antal operationer. En vigtig fordel ved kontaktløse bevægelsesafbrydere er, at deres pålidelighed (sandsynligheden for problemfri drift i en vis periode) er praktisk talt uafhængig af frekvensen af ​​operationer.

Forøgelse af udstyrets pålidelighed ved brug af kontaktløse rejsekontakter lettes også af, at kontaktløse rejsekontakter kun kan tændes, når det er nødvendigt.Ved brug af endestop af kontakterne sker omskiftningen af ​​kontakterne ved hvert tryk på knasten, uanset om disse kontakter er tilsluttet det elektriske kredsløb eller ej.

Nogle krav til nærhedsafbrydere skyldes også driftsforhold.

De vigtigste miljøforhold, der skal tages i betragtning, er normalt AC-forsyningsspænding og omgivende temperatur. Inden for de angivne grænser for ændringer i ydre forhold skal berøringsfrie endestopkontakter opretholde funktionalitet og den nødvendige nøjagtighed. Betjeningen af ​​kontakterne bør ikke være væsentligt påvirket af fugtigheden i den omgivende luft, samt af højden over havets overflade inden for de grænser, der accepteres for endestopkontakterne.

De krav, der normalt stilles til berøringsfri rejseafbrydere, er evnen til at indtage enhver arbejdsstilling i rummet og fraværet af påvirkning af grundmaterialet, som de er installeret på, og metallegemerne i kontakt med den berøringsfrie krop. rejse. Funktionen af ​​nærhedssensorerne må ikke påvirkes af vibrationer og stød, samt af indtrængning af olie, emulsion, vand, støv.

Den højeste aktiveringsfrekvens af berøringsfrie kørekontakter, når de bruges som et belastningselektromagnetisk relæ, kan praktisk talt nå 120 operationer i minuttet. Hvis elektroniske enheder bruges som belastning af nærhedskontakter, kan systemets driftsfrekvens være betydeligt højere.

Generator nærhedsafbrydere

Princippet for drift af kontaktløse generatorrejsekontakter er baseret på ændringer i parametrene for generatorens oscillerende kredsløb under ekstern påvirkning. En sådan skiftende parameter, der omdanner styreelementets bevægelse til et skiftende elektrisk signal, er sædvanligvis induktansen eller kapacitansen af ​​det oscillerende kredsløb eller den gensidige induktans mellem kredsløbets spoler. I kontaktløse grænseafbrydere med en induktiv generator af endetypen introducerer styreelementet, som er en ledende plade, når man nærmer sig, en forstyrrelse i det højfrekvente elektromagnetiske felt skabt af oscillatorkredsløbets induktive spole.

Samtidig i kontrolelementet, hvirvelstrømmeskabe sit eget elektromagnetiske felt. Elektromagnetisk felt hvirvelstrømme har den modsatte effekt på konverterens spole, hvilket forårsager ændringer i den aktive og reaktive modstand i den og derfor en ændring i oscillatorudgangssignalet i frekvens og amplitude fra startværdierne svarende til en betydelig afstand på kontrolelementet til værdierne for disse parametre, der svarer til den position af kontrolelementet, hvor der er en brat ændring i tilstanden, tærskelanordningen. Denne ændring i oscillatorudgangssignalet registreres i sidste ende af drevet.

Oscillatorens udgangssignal er en spændingsudsving med en frekvens på flere hundrede kilohertz. Ved udgangen af ​​tærskelanordningen skal dette signal ankomme unipolært. Derfor er en ensretter forbundet mellem generatoren og tærskelanordningen.

BVK-24 nærhedsafbrydere

Udbredte slot-type nærhedskontakter med transistorforstærkere, der fungerer i generatortilstand. I fig. 1, og viser et generelt billede af kontakten type BVK-24. Dets magnetiske kredsløb, der er placeret i boksen 4, består af to ferritkerner 1 og 2 med en luftspalte på 5-6 mm bred mellem dem. I kerne 1 er der en primær vikling wk og en positiv feedback vikling wp.c, i kerne 2 er der en negativ feedback vikling wо.s. Et sådant magnetisk kredsløb eliminerer indflydelsen af ​​eksterne magnetiske felter. Feedbackspolerne er forbundet i serie - modsat. Som omskifterelement anvendes et aluminiumsblad (plade) 3 med en tykkelse på op til 3 mm, som kan flyttes ind i spalten (i luftgabet) i sensorens magnetiske system.

Kontaktløs bevægelsesomskifter BVK -24: a — generel visning; b — elektrisk skematisk diagram

Hvis kronbladet er uden for kernen, så vil forskellen mellem spændingerne induceret i viklingerne wpc og wo.c være positiv, transistoren VT1 er lukket og genereringen af ​​konstante svingninger i kredsløbet wc - C3 (fig. 1, b) ) forekommer ikke. Når et kronblad indføres i sensorspalten, svækkes forbindelsen mellem spolerne wk og wо.c (derfor kaldes kronbladet også en skærm), en negativ spænding påføres bunden af ​​transistoren VT1 og den åbner. I kredsløbet wk — C3 genereres og vekselstrøm, som inducerer en EMF i spolen wp.c i transistorens hovedkredsløb. I basiskredsløbet af transistoren VT1 detekteres den variable komponent af basisstrømmen. Transistoren åbner, hvilket får relæet K til

For at stabilisere driften af ​​transistoren med udsving i temperatur og spænding bruges en ikke-lineær spændingsdeler, der består af et lineært element - R1, en halvledertermistor R2 og en diode VD2.

Svarfejlen er 1-1,3 mm. Forsyningsspændingen til BVK-24-switchen er 24 V.

Kredsdiagram over den kontaktløse afbryder BVK

Skema med sekventiel kobling af to kontaktløse kontakter BVK

Skema for parallelforbindelse af to kontaktløse kontakter BVK

KVD kontaktløse kontakter

Berøringsfri endestop af typen KVD er designet til at skifte elektriske kontrol- og signalkredsløb under automatisering af forskellige systemer. Kredsløbet inkluderer en oscillator og en transistortrigger. Når en metalplade indføres i driftsgabet, sker der et fald i feedbackkoefficienten, hvilket forårsager et sammenbrud i genereringen, triggeren vipper og en normalt lukket udgangstransistor åbner, hvilket aktiverer et relæ eller et logisk element. Forsyningsspænding - 12 eller 24 V

Berøringsfri endestop BTB

BTB-afbrydere er designet til at skifte styrekredsløb ved hjælp af relæer eller ved at matche elementer af berøringsfrie logiske elementer. Kontakterne ændrer koblingstilstanden (handling), når man nærmer sig det følsomme element i det strukturelle kontrolelement af stål. Kontakterne fungerer efter princippet om en styret generator, kobling sker, når man nærmer sig det følsomme element i den kontrollerede del eller kontrolelement lavet af konstruktionsstål.

Alle afbrydere er udstyret med beskyttelseskredsløb mod omvendt polaritet af forsyningsspændingen og overspænding ved frakobling af induktive belastninger. Switchene BTP 103-24, BTP 211-24-01 og BTP 301-24 er udover ovenstående beskyttelsesordninger udstyret med et beskyttelseskredsløb mod overbelastning og kortslutning i fragtkæden. Forsyningsspænding af BTB-afbrydere — 24 V.