Концевые выключатели назначение применение

Онлайн помощник домашнего мастера

Концевой выключатель: принцип работы и основные характеристики. Проверенные схемы подключения своими руками!

Концевики, конечники, концевые или конечные выключатели – так называют устройство для ограничения движения механизма. К ним предъявляют особые требования по настройке срабатывания. При неправильном применении (расположении в электрической схеме), может случиться авария – сломаться движущийся механизм.

По принципу работы оно напоминает обычный выключатель, только работает не вручную при непосредственном нажатии клавиши по желанию, а в особых ситуациях – при необходимости не допустить дальнейшего движения, ограничить его в допустимых пределах.

Краткое содержимое статьи:

Конструкция

Рассматривая фото концевого выключателя, можно увидеть, что он состоит из 2-х или 3-х основных частей:

Диэлектрического или проводящего ток корпуса (зависит от предназначения и исполнения).
Подвижной механической части, реагирующей на нажатие. Бесконтактные и электромагнитные ее не имеют. Эта часть отсутствует в их конструкции.
Группа замыкающих-размыкающих контактов, которые управляют движением или подают сигнал.

Напоминает коробку небольших или вовсе миниатюрных размеров с подвижной частью в виде кнопки, колесика или рычажка.

Принцип работы

Концевой выключатель работает по-разному: на подачу или отключение напряжения. Это может быть как прямое механическое воздействие – толчок, касание, нажатие, так и воздействие электромагнитных полей, ультразвука или инфракрасного излучения на особые элементы, входящие в конструкцию выключателя.

Сенсорные, например, реагируют на попадание объекта в спектр излучения лучей, емкостные – на приближение человека, механические – только на прямое физическое воздействие.

Независимо от функциональных особенностей, всегда срабатывает группа контактов, контролирующих необходимый диапазон движения.

При этом важно правильно настроить и установить концевой выключатель, чтобы он не запускался преждевременно, не пропускал сигнал, не ломался при «наезде» на него работающего механизма.

Классификация

Концевые выключатели разбиваются по типам и группам. Требования, предъявляемые к их виду и конфигурации определяются сферой их применения и назначения.

Существуют такие группы концевиков:

Механические или контактные. Срабатывание происходит при непосредственном воздействии на штырь, кнопку, колёсико или рычажок. Подается сигнал управления или предупреждения. К ним также относятся микровыключатели. Их серьезный недостаток – подгорание, залипание контактов при многократном включении-отключении. Для длительного применения, без частых ремонтов в их конструкции предусмотрены камеры дугогасителей.
Пневматические. Реагируют на давление в системе, останавливают подачу воздуха или какого-либо газа.
Герконы (электромагнитные). Активируются при приближении к определенной точке пространства. Настроены на магнит, входящий в устройство движущегося механизма.
Автомобильные. Применяются в схемах сигнализации и освещения. Можно отнести к механическим, так как принцип работы тот же.
Бесконтактные. Срабатывают при приближении любого предмета в определенную зону.
Шпиндельные. Ограничивают ход движения механизма, часто используются в качестве путевого выключателя. Могут использоваться там, где вращается вал с небольшой скоростью.

Сфера применения

По сфере применения используются конечные выключатели таких видов:

С защитной функцией (например, клеть для спуска в шахту снабжена такого рода концевиками, чтобы механизм лебедки активировался при закрытии дверей, можно было начать движение вниз).
Функциональные, для регулярного включения – отключения. Наглядный пример – холодильник, свет которого включается при открытии дверцы.

Краткая характеристика некоторых подвидов

Конструкцию конечных механических выключателей определяет сфера их применения. Чаще всего это:

Строительство;
Машиностроение;
Металлургия.
Различные цели производства, требующие автоматического контроля.

В основном они изготовляются таких видов:

Роликовые
Рычаговые;
Поплавковые;
Кнопочные.

Микровыключатели

Микровыключатели являются разновидностью механических концевиков. Применяются в основном в электронике и бытовых приборах. Но можно их эффективно применять в домашних условиях: поставить на дверь, чтобы при открытии ее зажигался свет или включалась вытяжка.

Требуют особой тщательности в настройке срабатывания, так как ход их подвижной части исчисляется в миллиметрах.

Бесконтактные выключатели

Бесконтактные выключатели – более совершенное устройство, в работе которых задействованы транзисторные ключи с малым сопротивлением. При разрыве электроцепи не происходит подгорание контактов.

Бесконтактные выключатели имеют свою разновидность:

Ультразвуковые

Используются в качестве датчиков объема и движения. В конструкции – специальные звуковые кварцевые элементы.

Емкостные

Реагируют на приближение человеческого тела. Основаны на взаимодействии с ним.

Сенсорные (оптические)

В конструкции предусмотрен специальный инфракрасный светодиод и фототранзистор. Работает при любом освещении. Когда луч светодиода прерывается, срабатывает фотоэлемент, отключается-включается рабочий механизм.

Индуктивные

Реагирует на электромагнитные поля при приближении-отдалении. Срабатывает, когда удовлетворяются настройки: механизм попадает в зону воздействия или выходит за ее пределы.

На основе бесконтактных коммуникационных устройств изготовляются различные полезные высокочувствительные датчики, широко применяемые в процессе автоматизации производственных процессов. Контроль, дозировка жидких и сыпучих материалов – основная сфера их применения.

Важно перед непосредственным монтажом концевика (независимо от его типа) отключить напряжение, обесточить цепь питания. Сама схема подключения обычно нарисована на корпусе устройства и не вызовет затруднений.

Чтобы понять, в каком месте нужно установить концевой выключатель нужно тщательно изучить особенности механизма, работу которого нужно контролировать.

Перед приобретением устройства и всех комплектующих нужно обязательно проконсультироваться со специалистом, чтобы понять, какой вид, модель подойдет лучше для конкретных целей.

Чтобы ни переплачивать, ни покупать то, что не нужно, важно понять для чего приобретается концевой выключатель, что он будет ограничивать, какой прибор включать – отключать. Правильный выбор, грамотное подключение – залог долгой работы!

Источник

Концевые выключатели. Виды и устройство. Работа и применение

Для ограничения движения разных агрегатов и механизмов применяются концевые выключатели. Электрики их еще могут называть концевиками, либо конечниками. К этим устройствам предъявляются требования по их надежности, долговечности и безопасности при работе.

Виды, устройство и применение

Имеется много разных видов концевиков, разделяющихся по принципу действия и особенностям. В каждый вид могут входить дополнительные виды. Это зависит от места применения устройства. рассмотрим подробнее особенности каждого вида.

Механические

Такой тип концевиков популярен на производстве, а также в бытовом применении. Выключатели бывают в виде кнопки, ролика, поплавкового, либо рычажного типа. Наглядным примером применения конечников является домовой лифт. В его конструкции имеется много конечных выключателей: в виде датчика наименьшей и наибольшей высоты перемещения лифта, подача сигнала на открывание дверей, датчик обрыва каната и многие другие.

В квартире многие домашние мастера устанавливают концевые выключатели в виде микровыключателей на двери, чтобы при ее открытии включалось освещение в комнате.

Выключатель кнопочный или с колесом

Включает в себя корпус, содержащий электрические контакты, которые могут быть как размыкающими, так и замыкающими. За корпусом установлена кнопка или ролик. Это зависит от способа функционирования.

Нередко на корпусах концевиков изображают схему подключения с номерами контактов. Рассмотрим принцип действия концевого выключателя на примере устройства, оснащенного роликом.

Движущийся механизм сталкивается с колесиком, которое толкает стержень вниз. В итоге контакты размыкаются, тем самым обесточивают электрическую сеть, которая была к ним подключена. Можно сказать, что конечник не дает дальше двигаться механизму, либо подключает какое-либо устройство или сигнализацию.

При монтаже концевика необходимо соблюдать особую точность. В противном случае механизм может не дойти до ролика, либо наоборот, зайдет на ролик слишком сильно, что приведет к поломке механизма конечного выключателя.

Надо сказать, что одинарные концевики уже практически не встречаются. В основном они выполнены в виде блока контактов в одном корпусе. В нашем рассматриваемом случае видно, что имеются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты, работающие парами. Такой вариант исполнения удобен, и является универсальным, так как подключаться можно к любой паре контактов, в зависимости от схемы работы. Не нужно искать специальную конструкцию.

Иногда необходим именно выключатель с двумя парами контактов, когда нужно выключить механизм и включить, например, обратный ход.

Микровыключатели

Такие миниатюрные концевые выключатели являются своеобразным подвидом конечников, которые применяются в электронике, бытовых устройствах. Они имеют маленькие размеры. По сути дела, это такие же концевые выключатели, однако они имеют свои отличительные особенности. При малых габаритах, ход рабочей части очень незначительный. Поэтому требуется точная настройка при его монтаже. При невозможности настройки микровыключателя с малым ходом, используют выключатели с промежуточным звеном (роликом). Это дает возможность увеличить ход стержня и выполнить необходимую настройку концевого выключателя.

Бесконтактные концевые выключатели

Этот вид концевиков стал популярным в промышленном производстве. На основе емкостных выключателей производятся различные датчики уровня в дозаторах (для проверки уровня жидкостей, сыпучих материалов и т.д.). При наполнении жидкостью какой-либо емкости, концевой выключатель, расположенный в емкости, в определенное время остановит ее наполнение.

В торговой сети представлен широкий выбор концевиков бесконтактного вида, поэтому сделать выбор устройства можно для любых видов конструкций. Перед приобретением целесообразно получить консультацию специалиста, чтобы не ошибиться в выборе определенной модели выключателя.

Герконы

Это вид конечных выключателей, которые реагируют на магнитное поле. Устройство геркона состоит из нескольких пар контактов, выполненных из ферромагнитного материала.

Действие контактов внутри геркона происходит при приближении к нему магнита. Достоинством такой конструкции является отсутствие механического контакта. Это в значительной степени повышает его срок службы. Во время монтажа таких концевиков особое внимание необходимо обратить на наличие магнита, так как на другой материал это устройство реагировать не будет.

Область применения герконов очень разнообразна. Геркон выступает в качестве микровыключателя, который легко установить в любое место. Его подключают в различные сигнализации, на двери. При закрытой двери магнитное поле действует на геркон, и цепь остается замкнутой. При открытии двери магнит перемещается от геркона, контакт размыкается и подключает сигнализацию, либо другое устройство.

Индуктивные выключатели

Такие концевые выключатели также не являются отдельным устройством, а выступают в виде блока нескольких пар контактов в одном корпусе. Они монтируются разными способами: клеем, болтами, гайками. Их размеры колеблются в широких пределах. На такие концевые выключатели необходимо подавать напряжение. Они используются в виде ограничителей движения разных агрегатов и механизмов.

Индуктивный вид концевиков используется в системах безопасности, так как такие выключатели реагируют как на вес металла, так и на его движение. Индуктивные выключатели применяются в штоках в качестве ограничителя хода, в механизмах защитных кожухов безопасности. Их отличительным достоинством является неприхотливость к загрязнениям, поэтому их используют в технологических процессах промышленного производства.

Индуктивные модели по своей конструкции могут заменить механические виды концевиков. Они удобны в использовании, так как для их срабатывания нет необходимости непосредственного прикосновения. В его конструкции имеется катушка индуктивности, которая реагирует на металл. Поэтому не требуется установка магнита.

Оптические сенсоры

Бесконтактные концевые выключатели снабжаются оптическими сенсорными датчиками. Поэтому такие устройства широко применяются в областях, где нужна особая точность. Оптические выключатели применяются для регулировки хода движущихся частей, в автоматических системах открывания ворот. Они срабатывают в конце хода движения створок ворот, либо при появлении посторонних предметов перед движущейся створкой.

Оптические концевики работают по нескольким принципам, разделяются на типы. Отражающие датчики излучают и принимают свет, отраженный от предмета, расположенный в зоне датчика. При улавливании энергии света, на выходе появляется определенный логический уровень. Дистанция от объекта до датчика зависит от габаритов предмета, качества поверхности, цвета и т.д.

Приемник и излучатель находятся в одном корпусе.

Отражающие возвращатели цвета принимают и излучают цвет, отраженный от особого отражателя. Если луч пересекается объектом, то выдается сигнал управления. Дальность действия такого концевого выключателя зависит от окружающей среды, ее пропускания света.

Сквозные датчики имеют отдельно приемник и источник света, находящиеся напротив друг друга. Предмет, который попал в зону луча света, прерывает свет, тем самым изменяет логический уровень выхода.

Стеновые оптические датчики состоят из инфракрасного диода и кремниевого фотоэлемента, которые находятся на пересекающихся оптических осях в темном корпусе, изготовленном из термостойкой пластмассы.

Детектор реагирует на излучение от инфракрасного диода во время прохождения объекта в его поле действия.

Емкостные выключатели

Такой вид выключателей применяется в качестве концевых выключателей. Емкостные датчики выявляют проводящие ток и непроводящие материалы, которые находятся в жидком, порошкообразном или твердом состоянии. Датчик срабатывает при расположении материала друг возле друга на настроенном расстоянии.

Емкостные выключатели включают в себя основные части:

Генератор, который создает электрическое поле для воздействия на объект.
Демодулятор, который преобразует амплитуду ВЧ колебаний в изменение напряжения.
Триггер – обеспечивает определенную величину сигнала, значения гистерезиса, и переключения.
Усилитель – повышает сигнал входа до определенного значения.
Светодиодный индикатор – выдает состояние положения выключателя, дает возможность контролировать работу и настройку.
Компаунд – обеспечивает определенную защиту от посторонних частиц и влаги.
Корпус – служит для установки выключателя, предохраняет все внутренние элементы от механических повреждений, изготавливается из латуни, либо пластмассы. В комплекте с корпусом прикладываются метизные детали

Принцип действия емкостных концевиков заключается в следующем. Активная поверхность выключателя состоит из 2-х металлических электродов. Их можно считать пластинами конденсатора. Электроды находятся в цепи обратной связи ВЧ генератора, который настроен так, что когда объекта нет возле активной поверхности, он не работает. При появлении возле активной поверхности объекта, возникает электрическое поле, тем самым, изменяя емкость обратной связи. При этом генератор вырабатывает колебания. Их амплитуда становится больше, когда объект приближается к поверхности.

Источник