2.4 Шляхові вимикачі і перемикачі
Шляхові вимикачі і перемикачі призначені для перемикання в колах керування залежно від просторового положення робочого органу машини або керованого чи захищуваного механізму. Якщо такі апарати використовуються для перемикання електричних кіл при крайніх положеннях контрольованих механізмів, то їх називають кінцевими вимикачами.
За принципом дії шляхові вимикачі поділяються на контактні і безконтактні. Контактні вимикачі складаються з групи контактів у різних комбінаціях і привода, змонтованих у металевому корпусі. Залежно від виду привода вимикачі поділяються на натискні (кнопкові), важільні, шпиндельні й обертові.
У натискних шляхових вимикачах упор контрольованого робочого органу діє на підпружинений шток кнопкового елемента і перемикання контактів відбувається із швидкістю переміщення робочого органу.
У важільних вимикачах упор діє на важіль, який обертається. Завдяки наявності пружин замикання і розмикання контактів відбувається з високою швидкістю, яка не залежить від швидкості руху упора.
У шпиндельних шляхових вимикачах контакти перемикаються при переміщенні гайки по гвинту, який через передачу з'єднаний з валом контрольованого механізму.
Перемикання контактів у обертових шляхових вимикачах здійснюється кулачковими шайбами, які приводяться в рух від контрольованого механізму, що обертається.
У контактних шляхових вимикачах перемикання контактів відбувається внаслідок механічної дії контрольованого робочого органу на привод вимикача, що обумовлює недостатню точність їх роботи, складність настройки і порівняно невисоку надійність й довговічність. Значно кращі ці показники у шляхових вимикачів з герметичними магнітокерованими контактами – герконами, на основі яких розроблена серія вимикачів ВСГ. Основними вузлами вимикачів цієї серії є геркон, постійний магніт і пластинка з магнітом'якої сталі, жорстко з'єднана з контрольованим робочим органом. При переміщенні робочого органу пластинка входить у вузьку щілину між герконом і постійним магнітом і замикає на себе магнітний потік, внаслідок чого геркон перемикається.
Допустима частота перемикань вимикачів з герконами досягає 6000 за годину, стійкість проти комутаційних спрацювань – 106…108 перемикань.
Більш швидкодіючими і довговічними є безконтактні шляхові вимикачі, в яких робочий орган діє не на контакти, а на безконтактні датчики. За принципом дії датчики можуть бути індуктивними, індукційними, магнітомодуляційними, оптичними та ін.
Широко поширені безконтактні шляхові вимикачі генераторного типу БВК-24, КВД-3/24 і ДЗ.
Безконтактний шляховий вимикач КВД-3/24 змонтований в ударостійкому корпусі з полістиролу, герметизованому епоксидним компаундом. В корпусі є щілина шириною 3 мм для введення алюмінієвої пластинки. Електрична схема вимикача складається з автогенератора і двокаскадного підсилювача на транзисторах (рис. 2.1). Вимикач підключають до джерела постійного струму напругою 24 В. Якщо алюмінієва пластинка знаходиться поза щілиною датчика, то в момент вмикання транзистор VT1 відкривається і через обмотку L1 проходить струм. Завдяки трансформаторному зв'язку в обмотці L2 наводиться ЕРС, від дії якої заряджається конденсатор С1, приєднаний до бази транзистора VT1. При досягненні певної напруги на конденсаторі С1 транзистор закривається. Потім процес повторюється, тобто виникає автогенераторний коливний режим. Завдяки трансформаторному зв'язку з обмоткою L1 в обмотці L3 наводиться ЕРС, під дією якої через діод VD1 проходить струм, що створює від'ємне зміщення на базі транзистора VT2. Транзистор VT2 відкривається, а VTЗ – закривається.
Коли в щілину між базовою L2 і колекторною L3 обмотками генератора введена алюмінієва пластинка, зменшується коефіцієнт зворотного зв'язку, і генерація зривається. Транзистор VT2 закривається, а вихідний транзистор VTЗ відкривається, пропускаючи струм на котушку реле КV.
Рисунок 2.1 – Схема безконтактного шляхового вимикача КВД-3/24
Якщо до виходу безконтактних шляхових вимикачів приєднати логічні елементи, підсилювач або коло керування тиристорами, то вся схема керування електроприводом може бути безконтактною.