Меню

Магнитный выключатель принцип действия

Электромагнитные выключатели. Типы, виды, устройство, работа электромагнитных выключателей

Выключатели электромагнитные обладают теми достоинствами, что для своей работы не требуют ни масла, ни сжатого воздуха, ни тем более элегаза, они допускают большое число включений. Однако отключающая способность их ограничена по напряжению. Гашение в электромагнитных выключателях основано на воздействии на ствол дуги и достижении падения напряжения на стволе дуги, большего приложенного. Они находят применение как выключатели для КРУ на напряжение 6—20 кВ, токи до 3200 А при частых коммутациях (выключатели нагрузки — выключатели в цепях мощных двигателей и других нагрузок).

Гашение дуги здесь осуществляется при помощи магнитного дутья в камерах с продольными (прямыми, извилистыми и т. п.) щелями. Катушки магнитного дутья и токопроводы к ним обычно при замкнутых контактах не обтекаются током. При отключении возникающая дуга перебрасывается на эти детали и включает их последовательно в цепь тока. Возбуждается поле гашения дуги. Дуга гаснет, ток в цепи обрывается. Таким образом, эти детали находятся под током только на время гашения — примерно 0,02 с.

Рис. 1-14. Контактная и дугогасительная системы электромагнитного выключателя.

На рис. 1-14, а представлена схема контактной и дугогасительной систем электромагнитного выключателя. Контактная система состоит из основных 1 и 2 и дугогасительных 3 и 10 контактов, последние имеют дугостойкие напайки. Дугогасительная система состоит из изоляционной камеры 4 и охватывающего камеру П-образного магнитопровода 5, на среднюю часть которого надета дугогасительная катушка 6. Внутри камеры размещен пакет дугогасительных керамических пла­стин 8, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. В нижней части пластины имеют вырезы, постепенно сужающиеся кверху. Пластины образуют постепенно сужающуюся зигзагообразную щель (рис. 1-14,6). По бокам пакета укреплены дугогасительные рога. Рог 7 электрически соединен только с дугогасительной катушкой. Второй конец катушки присоединен к неподвижному контакту. Рог 9 соединен с подвижным контактом. При замкнутых контактах катушка не обтекается током. Возникающая при размыкании контактов дуга движется сначала под действием только электродинамических сил контура (положения А и Б) и перебрасывается этими силами на рога 7 и 9. При этом в контур тока включается дугогасительная катушка, и созданное ею магнитное поле загоняет дугу в решетку (положения В, Г и Д), где и происходит ее гашение. Многие дугогасительные устройства имеют пламегасительные решетки.

В системах с электромагнитным дутьем затруднено гашение малых токов ввиду соответственно малых электродинамических сил, подчас недостаточных для растяжения дуги и переброса ее на рога. Поэтому многие конструкции снабжаются небольшим автопневматическим устройством, связанным с подвижной системой и действующим на начальном этапе расхождения контактов.

Все три полюса выключателя монтируются на стальной сварной раме, имеющей катки. В нижней части рамы расположен привод. Как правило, привод электромагнитный, но может быть и другой. На опорных фарфоровых изоляторах, закрепленных на вертикальной стойке рамы, укреплены контактная и дугогасительная системы. Токоподводы при встройке выключателя в КРУ снабжаются втычными контактами. Подвижные контакты трех полюсов связаны изоляционными тягами с общим валом выключателя. Дугогасительная камера и контакты каждого полюса закрыты изоляционным кожухом, отделяющим полюсы выключателя друг от друга и от стенок распределительного устройства.

Механическая износостойкость выключателей-до 50000 циклов, коммутационная — 5000 отключений.

Источник

ВИДЫ КОНЦЕВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Концевой выключатель (КВ) — это специфическая разновидность коммутационного устройства, которое используется в различных системах в качестве датчика положения.

Читайте также:  Выключатели нагрузки серии isarc

Типовой функцией выключателя концевого типа является подача сигнала при достижении контролируемым движущимся элементом какой – либо конструкции некоторой конечной позиции. По этой причине такие выключатели также называют конечными.

Типы концевых выключателей можно классифицировать следующим образом:

  • механические;
  • магнитные (герконовые);
  • бесконтактные.

КВ широко применяются в схемах автоматики, управления, блокировки, охранных системах.

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Традиционная конструкция КВ представляет собой механическое устройство, содержащее контактную группу, размещённую внутри корпуса прибора.

Контакты в таких конструкциях жёстко связаны с подпружиненным стержнем (штоком). Часть штока выступает за пределы корпуса КВ и воспринимает внешние механические воздействия, в результате которых шток перемещается, сжимая пружину и изменяя состояние контактной группы.

Для удобства интеграции КВ в различные системы, контактная группа обычно содержит как нормально открытые (НО, NO — normal open), так и нормально закрытые (НЗ, NC — normal closed) контакты.

Иногда такие типы контактов называют соответственно нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми.

Механические КВ имеют различное исполнение. В зависимости от их назначения, на выступающем конце стержня может устанавливаться ролик.

Конструкция концевого выключателя с роликом позволяет воспринимать не только осевые внешние воздействия на шток, но и усилия, направленные под небольшим углом по касательной к поверхности ролика. Такое исполнение уменьшает механический износ концевого стержня, контактирующего с внешними конструкциями.

В отдельных конструкциях вместо выступающего стержня снаружи корпуса располагается поворотный рычаг с роликом на конце. Рычаг сопрягается с кулачковым механизмом, благодаря которому происходит перемещение стержня при повороте рычага.

Поворотные концевые выключатели удобно использовать в случаях, когда необходимо зафиксировать движение контролируемой конструкции мимо точки установки концевика.

Например, тележка мостового крана должна быть автоматически остановлена до её соприкосновения с механическим ограничителем во избежание сильного удара. Для этой цели на некотором расстоянии от упора производится установка концевого поворотного выключателя.

Перемещаясь мимо него, тележка поворачивает рычаг с роликом. Срабатывание контактной группы концевого переключателя вызывает останов ходового электродвигателя и торможение тележки крана. Расстояние от концевого упора до места установки КВ рассчитывается исходя из инерционного выбега тележки.

МАГНИТНЫЕ (ГЕРКОНОВЫЕ) И БЕСКОНТАКТНЫЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Данный тип занимает отдельное место в классификационном перечне по следующим причинам:

  • концевые выключатели на основе герметизированных контактов (герконов) не относятся к механическим устройствам, так как не требуют внешнего механического воздействия для срабатывания;
  • геркон представляет собой контакт механического типа и не может быть отнесён к бесконтактным устройствам.

Геркон представляет собой контакт или контактную группу, запаянную в герметичную стеклянную колбу. Контакты выполняются из магнитного материала, поэтому меняют своё состояние при воздействии внешнего магнитного поля.

Герконовый концевой датчик состоит из двух частей — собственно геркона и постоянного магнита. Приближение магнита к геркону вызывает его срабатывание.

Герконовые датчики (магнитоконтактные извещатели) входят в состав многих охранных систем в качестве концевых выключателей, устанавливаемых на двери и окна. К недостаткам концевых датчиков такого типа следует отнести наличие механических контактов, имеющих ограниченный ресурс, а также их небольшую коммутируемую мощность.

БЕСКОНТАКТНЫЕ КОНЦЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

КВ бесконтактного типа обычно называют датчиками. Существует несколько их разновидностей по принципу действия:

  • индуктивные;
  • оптические;
  • емкостные.
Читайте также:  Выключатель для светильников ножной

Индуктивный датчик реагирует на появление в его активной зоне материалов, обладающих ферро – магнитными свойствами. Индуктивный концевой выключатель оснащён катушкой индуктивности и генератором импульсов, создающим магнитное поле в активной зоне.

При внесении в зону действия концевого переключателя металлического материала изменяются параметры магнитного поля и амплитуда колебаний задающего генератора.

Концевые датчики индуктивного типа широко применяются в схемах управления и блокировки конвейеров топливоподачи и транспортировки различных минеральных веществ в качестве индикаторов движения ленты, а также для выявления посторонних металлических предметов в минеральной массе.

Оптический датчик состоит из двух частей — генератора и приёмника. Генератор вырабатывает оптический сигнал, обычно инфракрасного спектра. Условием срабатывания датчика служит появление на пути луча непрозрачного предмета, вызывающего прекращение приёма сигнала приёмником.

Емкостной датчик реагирует на изменение электрической ёмкости, происходящее при приближении к рабочим электродам тела, имеющего диэлектрическую проницаемость отличную от воздуха.

Применяются концевые выключатели емкостного типа в различных производственных автоматических системах и станочном оборудовании.

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник

Концевые выключатели. Конструкция, виды, сфера применения

Конструкция концевого выключателя

Виды концевых выключателей

Концевые выключатели различаются по способу взаимодействия с управляемым оборудованием. Так, для срабатывания механических моделей нужно непосредственное давление на рычаг или колесико, а для бесконтактных достаточно, например, взаимодействия с магнитным полем.

В механических концевых выключателях к размыканию или замыканию контактов приводит физическое воздействие на особые части конструкции — ролики, кнопки, рычажки или поплавки. После изменения положения контактов концевик направляет на механизм управляющий или предупредительный сигнал. Помимо механических изделий стандартных размеров, встречаются микровыключатели. Основываясь на том же принципе работы, такие устройства имеют небольшие габариты. Они рассчитаны на малые токи, рабочий ход также небольшой. Чтобы его увеличить, применяется конструкция с использованием дополнительного рычага и ролика. В любом случае, миниатюрные изделия требуют особенно тщательной настройки.

Бесконтактные концевики – это усовершенствованная версия механических прародителей. В конструкции нет движущихся частей, но есть чувствительный элемент и анализатор сигнала. В основе лежит специальный транзисторный ключ. Поскольку трения и движения деталей нет, надежность устройств высока. Изделия данного вида делятся на несколько подвидов.

Индуктивные выключатели отвечают на приближение и отдаление объекта. Входящая в конструкцию катушка индуктивности взаимодействует с материалом, изменяющим ее магнитное поле, при этом происходит активация датчика.

Емкостные концевики реагируют на определенные предметы, проводящие ток или обладающие диэлектрическими свойствами. Чем ближе объект к устройству, тем выше емкость конденсатора и больше амплитуда колебаний, вырабатываемых генератором. Как только показатели достигают заданного значения, выключатель срабатывает. По сравнению с индуктивными моделями, емкостные менее чувствительны к внешним воздействиям. Они не реагируют на влажность воздуха и изменение плотности.

Кварцевые излучатели ультразвуковых концевых выключателей создают импульсные волны, которые меняются при движении объектов в радиусе действия концевиков. Зафиксировав изменения, устройство подает на оборудование сигнал.

Магнитные модели оснащены ферромагнитными контактами, меняющими свое положение под воздействием постоянного магнитного поля. Внутренние части герконов помещают в стеклянный или пластиковый корпус. Благодаря простоте устройства, магнитные выключатели имеют компактные размеры.

Функционирование оптических концевых выключателей основано на прерывании светового луча объектами, попадающим в зону действия. Кроме того, устройства способны реагировать на отраженный свет. Оптические модели обладают большим радиусом действия – до 150 метров.

Читайте также:  Электрический выключатель для цеха

Сфера применения концевых выключателей

Концевые выключатели активно используются в быту и промышленности. Малые размеры микровыключателей позволяют применять их в бытовых приборах и электронике. На основе бесконтактных моделей создают датчики уровня. Они реагируют на наполнение емкостей жидкостями и сыпучими продуктами, прекращая их подачу. По выполняемой функции концевики делятся на защитные и функциональные.

Защитные устройства предохраняют управляемое оборудование от повреждения, а также обеспечивают безопасность использующих его людей. Так, в лифтах и подъемниках выключатели препятствуют движению, пока двери не закроются.

Функциональные концевики отвечают за регулярное включение и выключение оборудования. Например, они могут зажигать свет при открывании двери. Кстати, именно так работает освещение в холодильниках.

Источник



Магнитoчувcтвительные бecконтакные выключaтeли

Устройство и принципы работы магнитoчувcтвительного бecконтакного выключaтeля

Магнитoчувcтвительный бecконтакный выключaтeль функционирует следующим образом:

1. Чувствительный элемент на эффекте Холла воспринимает изменение магнитного поля.
2. Триггер обеспечивает необходимую крутизну фронта сигнала переключения и значение гистерезиса.
3. Усилитель увеличивает выходной сигнал до необходимого значения.
4. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.
1. Геркон реагирует на изменения напряженности постоянного магнитного поля и производит коммутацию электрического тока.
2. Схема индикации обеспечивает работу индикатора при срабатывании геркона.
3. Светодиодный индикатор показывает состояние выключателя, обеспечивает контроль работоспособности, оперативность настройки.

Принцип работы магнитoчувствительногo бecконтактного выключaтеля

Принцип работы магнитoчувствительногo бecконтактного выключaтеля (в т.ч. на эффекте Холла основан на изменении характеристик чувствительного элемента при воздействии внешнего магнитного поля.

Устройство магнитoчувствительнoго бecконтактного выключaтеля с механическим чувствительным элментом

Устройство магниточувствительного бесконтактного выключателя с немеханическим чувствительным элментом

Компаунд обеспечивает необходимую степень защиты от проникновения твердых частиц и воды. Корпус обеспечивает монтаж выключателя, защищает от механических воздействий. Выполняется из латуни или полиамида, комплектуется метизными изделиями.

При этом возможны два случая:

Магниточувствительные бесконтактные выключатели разделяются на две группы по чувствительному элементу: на основе механических контактов — герконов и немеханических на эффекте Холла, индуктивные, магниторезистивные и пр.

Магниточувствительный бесконтактный выключатель

1. При увеличении напряженности внешнего магнитного поля до некоторого значения, происходит срабатывание триггера и изменение коммутационного состояния выключателя. Дальнейшее увеличение напряженности магнитного поля не влияет на состояние выключателя. При уменьшении напряженности магнитного поля происходит обратный процесс и выключатель возвращается в исходное состояние.

Магниточувствительный бесконтактный выключатель

2. При входе в чувствительную зону управляющего объекта из ферромагнитного материала, уменьшается напряженность внешнего магнитного поля до некоторого значения, происходит срабатывание триггера и изменение коммутационного состояния выключателя. Дальнейшее уменьшение напряженности магнитного поля не влияет на состояние выключателя. При выходе управляющего объекта из чувствительной зоны, напряженность магнитного поля возрастает и происходит обратный процесс — выключатель возвращается в исходное состояние.

Преимущества магниточувствительных бесконтактных выключателей с герконом:
— простота.
— возможность работы при переменном и постоянном напряжении до 300 В.
— низкое (близкое к нулю) падение напряжения.
Преимущества магниточувствительных бесконтактных выключателей на эффекте Холла:
— больший ресурс срабатывания из-за отсутствия механических контактов.
— большая частота коммутации.

Источник