Выключатель путевой бесконтактный

Принцип действия бесконтактных датчиков

Принцип действия бесконтактных выключателей (датчиков) основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в чувствительную зону датчика конкретного материала определенных размеров. Расстояние переключения устройства задается в зависимости от потребностей процесса и разновидности датчика. Бесконтактный способ распознавания объекта воздействия позволяет существенно повысить надежность работы устройства по причине отсутствия движущихся и трущихся деталей.

Перечень функциональных возможностей бесконтактных датчиков широк. Обнаружение положения объекта, подсчет, позиционирование и сортировка предметов на конвейерах, контроль перемещения и скорости, обнаружение поломок механизмов, определение угла поворота, измерение перекоса и еще много других функций заложено в понятие «датчик приближения», как еще называют бесконтактный выключатель.

Именно потому их используют в самых разных отраслях: от металлообработки до пищевого производства, как элемент автоматизации транспорта и для контроля в станкостроении, для управления водо- газо, нефтеснабжением и на морских нефтеперерабатывающих платформах. Чтобы подобрать подходящий переключатель, стоит ознакомиться с классификацией датчиков по принципу их действия.

Индуктивные бесконтактные выключатели

Индуктивные датчики реагируют на металлические, магнитные, ферромагнитные или аморфные материалы нужных размеров. Эффект достигается за счет изменения амплитуды колебаний генератора при попадании объекта в чувствительную зону датчика.

Подберите индуктивный выключатель:

по параметрам по аналогам по отраслям по маркировке

Емкостные бесконтактные выключатели

Емкостные выключатели обнаруживают как металлические, так и диэлектрические объекты. Принцип действия выключателя основан на изменении емкости конденсатора, выполняющего роль чувствительного элемента, при внесении в чувствительную зону объектов.

Подберите емкостный выключатель:

по параметрам по аналогам по отраслям по маркировке

Оптические бесконтактные выключатели

Оптические бесконтактные датчики обнаруживают контролируемые объекты, отражающие или прерывающие оптическое излучение. Коммутационный элемент у оптических бесконтактных датчиков полупроводниковый или релейный. Дальность действия этих датчиков может достигать значения 150 метров.

Подберите оптический выключатель:

по параметрам по аналогам по отраслям по маркировке

Магниточувствительные бесконтактные выключатели

Магниточувствительные датчики служат для обнаружения в пространстве намагниченного объекта. Срабатывание датчика происходит при изменении напряженности магнитного поля, вызванного, например, перемещением постоянного магнита, расположенного на подвижной части механизма.

Подберите магниточувствительный выключатель:

по параметрам по аналогам по отраслям по маркировке

Бесконтактные датчики могут быть исполнены в особо прочных корпусах из специальных материалов, согласно стандарту NAMUR, а также с приемкой 5.

Достоинства бесконтактных датчиков (выключателей):

  • частота срабатывания: до 3 кГц, на эффекте Холла до 15 кГц;
  • высокая надежность;
  • однозначная зависимость выходной величины от входной;
  • стабильность характеристик во времени;
  • небольшие размеры и масса;
  • отсутствие обратного воздействия на объект;
  • повышенная герметичность IP 68
  • различные варианты монтажа
  • работа при различных условиях эксплуатации:
    • в общепромышленных условиях
    • в широких температурных диапазонах (от -60C° до +150C°)
    • при высоком давлении (до 500 Атм)
    • в агрессивных средах
    • во взрывоопасных зонах

Бесконтактные переключатели

Свойства тиристоров

Бесконтактные переключатели (пускатели, выключатели) пред­назначены для выполнения операций включения, выключения, а также переключения электрических цепей.

Переключатели выполняются на базе различных электриче­ских аппаратов, таких, как магнитные усилители, герметизиро­ванные магнитоуправляемые контакты, тиристоры и т. д. В дан­ной главе рассматриваются бесконтактные переключатели, выпол­ненные на тиристорах, так как они широко распространены в схемах автоматического управления (магнитные усилители см. гл. 11, магнитоуправляемые контакты — гл. 8).

Тиристор является управляемым полупроводниковым вентилем (рис. 12.1). Если ток управления подается на управляющий элек­трод Т при отсутствии сигнала управления (Iу = 0 и Uмакс<Uт.макс), тиристор имеет большое сопротивление и через нагрузку протекает небольшой ток (ветвь 1 на рис. 12.1, а). Если же Uмакс>Uт.макс, то переходное сопротивление тиристо­ра резко уменьшается и тиристор от­крывается. Через нагрузку течет ток, определяемый ее сопротивлением. При номинальном токе управления Iу = Iу.н переход на ветвь 2 происхо­дит по пунктирной кривой. Таким об­разом, при отсутствии тока управле­ния (Iу = 0) тиристор является очень большим сопротивлением, а при наличии номинального тока управления Iу = Iу.н) — очень малым сопротивлением. После прохождения переменного тока через нуль тиристор восстанавливает свои вентильные свойства и цепь тока, обрывается. Эти свойства тиристора ис­пользуют для построения схем автоматического управления, создания усилителей, релейных элементов и бездуговой коммутации электриче­ских цепей.

Для регулирования тока в оба полупериода применяется схема включения тиристоров, пред­ставленная на рис, 12.2. В настоящее время со­здан полупроводниковый управляемый вентиль на оба направления — симметричный тиристор или симистор. К недостаткам тиристоров относится наличие гальванической связи между входной цепью и управляемой.

Тиристорный пускатель

Бесконтактный тиристорный пускатель — наиболее широко распространенное устройство, обеспечивающее бездуговое включение и отключение силовых электрических цепей. На рис. 12.3 приве­дена одна из возможных схем тиристорного пускателя, коммути­рующего цепь асинхронного двигателя. Пускатель состоит из си­лового блока Б1 с тиристорами ВУ1—ВУ3 и диодами Д1—Д3, рас­считанными на номинальный и пусковой ток и двигателя Д. при подаче сигнала на управляющие электроды тиристоров они откры­ваются и подключают двигатель к сети. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отрицательным анодным напряжением, ток двигателя пропускается диодами (возможен вариант установки вместо диодов также тиристоров). |

При снятии сигнала управления с тиристоров (при перегрузке или нажатии кнопки Стоп) они закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого все три диода Д1, Д2, Д3 закрываются и двигатель отключается от сети.

Блок формирования управляющих сигналов Б2 является в данном случае блокинг-генератором. Транзистор Т3 работает в гене­раторном режиме. При включении кнопки Пуск включается тири­стор ВУ5 и все напряжение прикладывается к резистору R15. При этом транзистор Т3 закрывается, так как напряжение на резисторе R15 больше, чем на резисторе

R13. По мере заряда конденсатора С4 наступают условия для открытия транзистора Т3 и конденсатор начинает разряжаться на обмотку , электродвижущая сила, возникающая на обмотке , позволяет открыть транзистор Т3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R15 возрас­тает, Т3 закрывается и снова идет процесс заряда конденсатора С4. Таким образом, генерируются импульсы тока в обмотке и в трех выходных обмотках появятся управляющие импульсы.

Б3 — блок питания блокинг-генератора. При нормальном ре­жиме транзистор Т2 находится в насыщении и лампа Л2 не горит. Если на зажимы 7, 8 подано напряжение от блока защиты Б 4, тиристор ВУ4 включается и закорачивает источник питания, При этом генерация в блоке Б2 прекращается, тиристор ВУ5 отклю­чается. Одновременно транзистор Т2 закрывается и лампа Л2 за­горается, сигнализируя об отключении пускателя по сигналу блока защиты Б 4.

Блок Б 4 обеспечивает защиту двигателя и силовых тиристоров от перегрузки. Стабилитрон Ст1 работает в режиме пробоя. До тех пор, пока напряжение на нем меньше напряжения пробоя (U<Uпpo6), стабилитрон имеет высокое сопротивление, и ток базы транзистора Т1 недостаточен для его открытия. При напряжении U>Uпpo6 сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе Т1 возрастает и он открывается. Ток в стабилитроне ограничи­вается резистором R5 до значения, безопасного для него. Если восстановится неравенство U<Uпpo6,то стабилитрон снова при­обретет высокое сопротивление и Т1 закроется. После открытия транзистора Т1 начинается заряд конденсатора С2, но напряжение на конденсаторе С2 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока это напряжение не превысит напряжение переключения динистора Д11. Если перегрузка кратковременна, то напряжение на выходе не появится и пускатель останется включенным. Если Uc2 (напряжение на конденсаторе С2) станет больше напряжения переключения динистора Д11, произойдет разряд конденсатора С2 на цепь управления тиристора ВУ4 и последний откроется.

По сравнению с контактными пускателями бесконтактное уст­ройство имеет следующие преимущества: 1) отсутствие электри­ческой дуги при коммутации, что позволяет применить его при работе во взрыво- и пожароопасных средах; 2) высокая электри­ческая износостойкость (105 — 106 циклов); 3) возможность осу­ществления надежных быстродействующих защит от перегрузки, токов короткого замыкания, что увеличивает срок службы двига­теля (потребителей); 4) значительное увеличение числа включе­ний в нас (до 2000); 5) снижение времени отключения потреби­теля до 0,2 с.

иристор-регулятор

Широкое применение получили устройства с использованием ти­ристоров в качестве регуляторов. Если использовать для управ­ления тиристором магнитный усилитель, то, изменяя ток управ­ления усилителя, можно изменять угол насыщения магнитопровода и момент появления напряжения на нагрузке, которое открывает тиристор. Таким образом, можно получать широтно-импульсное ре­гулирование тока в на­грузке.

На рис. 12,4 представ­лена тиристорная схема управления двигателем постоянного тока. Тири­стор в этой схеме явля­ется управляемым вы­прямителем. Управление тиристором производится напряжением, создаваемым на резисторе Rн током нагрузки магнитного усилителя (МУС). Магнитодвижущая сила обмотки смещения выбирается такой, чтобы при токе управления МУС, равном нулю, ток нагрузки через резистор Rн был мини­мальным. Диод Д2 служит для того, чтобы тиристор Т не откры­вался током холостого хода МУС (напряжение холостого хода на резисторе RH меньше порогового напряжения диода Д2). При подаче тока управления в МУС напряжение, создаваемое на ре­зисторе Rн, открывает тиристор, через двигатель протекает ток iа. Из-за наличия индуктивности цепи якоря тиристор закрывается не в нуле напряжения, а в момент t2, когда ток становится равным нулю. Регулируя ток управления МУС, можно менять угол открытия тиристора α и средний ток, протекающий через якорь.

Виды бесконтактных выключателей

Принципы функционирования чувствительного элемента в бесконтактных моделях могут отличаться в зависимости от рабочих условий и необходимого быстродействия. При этом конструкция устройств всегда включает следующие компоненты:

  • чувствительный элемент;
  • элемент для обработки сигнала;
  • силовой ключ.

Применяются следующие виды датчиков: емкостные, индуктивные, оптические, ультразвуковые. Об особенностях этих устройств пойдет речь ниже.

Емкостные датчики

Функционирование емкостных датчиков основано на взаимодействии с человеческим телом: когда человек поблизости, возникает электрическая емкость, в результате чего запускается задающий время контур мультивибратора. Чем ближе человек к выключателю, тем больше объем емкости и ниже частота, создаваемая мультивибратором. После преодоления частотой минимального порога устройство включается, однако стоит человеку отойти на определенное расстояние, датчик срабатывает на выключение.

Функцию чувствительного элемента в приборе выполняет пластина, наложенная на конденсатор, который, в свою очередь, подключается к мультивибратору. На выходе мультивибратор стыкуется с преобразователем частоты и напряжения, а также компаратором, выступающим в качестве порогового элемента.

Индуктивные датчики

Бесконтактные выключатели этого типа отзываются не на присутствие человека, а на передвижения магнита. В зависимости от исполнения магнитного изделия, датчик изготавливается с металлическим или намагниченным сердечником. Индуктивный датчик создает электрические импульсы разной направленности в зависимости от приближения или отдаления объекта. Сигнал обрабатывается пороговым элементом: после превышения определенного уровня напряжения на обмотке датчика включается триггер, который открывает ключ.

Оптические датчики

Оптические приборы включают в себя инфракрасный светодиод и фототранзисторы. Светодиод работает вне зависимости от помех, создаваемых естественным освещением. Устройство может отражать свет (принцип работы устройства, считывающего штрих-код) или прерывать поток (предмет должен располагаться между датчиком и световым источником).

Ультразвуковые датчики

В ультразвуковых устройствах применяются кварцевые звуковые излучатели. На звук реагирует настроенный на определенную частоту приемник. Ультразвуковые приборы имеют и другое название — датчики движения и объема. При этом в помещении, где отсутствуют движущиеся объекты, период возврата и амплитуда сигнала являются постоянными. Если в помещении появляется движущийся объект, звуковые волны распределяются иначе, что отражается на изменении в сигнале, получаемом датчиком.

Преимущества бесконтактных моделей

Главным преимуществом бесконтактных выключателей является экономия электричества. Электроэнергия не тратится в случае отсутствия людей в помещении. Человеку не нужно принимать участие, чтобы включить или выключить свет. Следовательно, использование таких моделей считается комфортным.

Техническая простота является плюсом стандартных контактных выключателей, но есть некоторые минусы:

  1. Маленький ресурс при применении максимальной нагрузки. Если контакты размыкаются, возникает искра, что вызывает поломку выключателя. При наличии постоянного тока устранить аварию поможет конденсатор, имеющий параллельное подключение к контактам. При наличии в сетях переменного тока понадобится тугоплавкая напайка из вольфрама.
  2. Минусом контактного устройства считается сильная чувствительность к пыли и грязи. Это вызывает нарушение электрической цепи. Далее происходит снижение взаимодействия контактов, а в итоге — перегрев и поломка.

Бесконтактные выключатели отличаются от традиционных моделей высокой надежностью. Работа современных приборов заключается в использовании транзисторных ключей, имеющих незначительное сопротивление. Это способствует проведению значительных токов с отсутствием перегрева.

Огромный выбор дает возможность найти элемент для использования в конкретном случае. Если нужно реализовать сенсорное управление, подойдет емкостный выключатель, а для использования в загрязненных условиях лучше выбрать индуктивный вариант.

Бесконтактные датчики БВК

Бесконтактные датчики БВК-201, БВК-204, БВК-221, БВК-222, БВК-201, БВК-24М, БВК-260, БВК-261, БВК-262, БВК-265, БВК-322, БВК-422 – индуктивные выключатели щелевого типа с транзисторными усилителями. Работают на основе управляемого генератора, номинальное напряжение питания составляет 24В.

Датчики БВК предназначены для контроля положения устройства или отдельных его элементов. Управляются электромагнитным реле, бесконтактным логическим элементом. Индуктивные датчики срабатывают на металлические элементы, в частности на алюминиевые пластины, что исключает ложное срабатывание.

Бесконтактные выключатели БВК нашли применение в машиностроении, пищевой, текстильной промышленности. Используются в качестве конечных выключателей на станках, кузнечно-прессовом оборудовании, автоматических линиях, литейных машинах, конвейерах.

Щелевые выключатели БВК состоят из двух ферритовых сердечников с воздушным зазором 5-6 мм между ними. В одном сердечнике размещена первичная обмотка и обмотка положительной обратной связи. На другом сердечнике обмотка отрицательной обратной связи. В таком магнитопроводе исключается влияние внешних магнитных полей.

Подробные характеристики, расшифровка маркировки, схема подключения, принцип срабатывания бесконтактных датчиков БВК указаны ниже. Гарантийный срок работы датчиков БВК составляет 2 года. Предоставляем документы по качеству.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *