主令電器結(jié)構(gòu)及選擇

主令電器結(jié)構(gòu)及選擇主令電器用于在控制電路中以開關(guān)接點的通斷形式來發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對應(yīng)的控制任務(wù)。主令電器應(yīng)用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、選擇開關(guān)、足踏開關(guān)等。一、按鈕按鈕是一種最常用的的主令電器，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。1.按鈕的結(jié)構(gòu)、種類及常用型號按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點和外殼等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號如圖1-20所示。觸點采用橋式觸點，額定電流在5A以下。觸點又分常開觸點（動斷觸點）和常閉觸點（動合觸點）兩種。按鈕從外形和操作方式上可以分為平鈕和急停按鈕，急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕，如圖1-20（c）所示，除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱桿式、帶燈式等多種類型。從按鈕的觸點動作方式可以分為直動式和微動式兩種，圖1-20中所示的按鈕均為直動式，其觸點動作速度和手按下的速度有關(guān)。而微動式按鈕的觸點動作變換速度快，和手按下的速度無關(guān)，其動作原理如圖1-21所示。動觸點由變形簧片組成，當(dāng)彎形簧片受壓向下運動低于平形簧片時，彎形簧片迅速變形，將平形簧片觸點彈向上方，實現(xiàn)觸點瞬間動作。小型微動式按鈕也叫微動開關(guān)，微動開關(guān)還可以用于各種繼電器和限位開關(guān)中，如時間繼電器、壓力繼電器和限位開關(guān)等。按鈕一般為復(fù)位式，也有自鎖式按鈕，最常用的按鈕為復(fù)位式平按鈕，如圖1-20（a）所示，其按鈕與外殼平齊，可防止異物誤碰。2.按鈕的顏色紅色按鈕用于“停止”、“斷電”或“事故”。綠色按鈕優(yōu)先用于“起動”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。一鈕雙用的“起動”與“停止”或“通電”與“斷電”，即交替按壓后改變功能的，不能用紅色按鈕，也不能用綠色按鈕，而應(yīng)用黑、白或灰色按鈕。按壓時運動，抬起時停止運動（如點動、微動），應(yīng)用黑、白、灰或綠色按鈕，最好是黑色按鈕，而不能用紅色按鈕。用于單一復(fù)位功能的，用藍、黑、白或灰色按鈕。同時有“復(fù)位”、“停止”與“斷電”功能的用紅色按鈕。燈光按鈕不得用作“事故”按鈕。3.按鈕的選擇原則（1）根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。（2）根據(jù)用途，選用合適的型式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。（3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。（4）按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。其中表1-1給出了按鈕顏色的含義。二、行程開關(guān)行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，它的種類很多，按運動形式可分為直動式、微動式、轉(zhuǎn)動式等；按觸點的性質(zhì)分可為有觸點式和無觸點式。1.有觸點行程開關(guān)有觸點行程開關(guān)簡稱行程開關(guān)，行程開關(guān)的工作原理和按鈕相同，區(qū)別在于它不是靠手的按壓，而是利用生產(chǎn)機械運動的部件碰壓而使觸點動作來發(fā)出控制指令的主令電器。它用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置等，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣。圖1-22所示為幾種操作類型的行程開關(guān)動作原理示意圖及圖形符號。行程開關(guān)的主要參數(shù)有型式、動作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。目前國內(nèi)生產(chǎn)的行程開關(guān)有LXK3、3SE3、LXl9、LXW和LX等系列。常用的行程開關(guān)有LX19、LXW5、LXK3、LX32和LX33等系列。2.無觸點行程開關(guān)無觸點行程開關(guān)又稱接近開關(guān)，它可以代替有觸頭行程開關(guān)來完成行程控制和限位保護，還可用于高頻計數(shù)、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動銜接等的非接觸式開關(guān)。由于它具有非接觸式觸發(fā)、動作速度快、可在不同的檢測距離內(nèi)動作、發(fā)出的信號穩(wěn)定無脈動、工作穩(wěn)定可靠、壽命長、重復(fù)定位精度高以及能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等特點，所以在機床、紡織、印刷、塑料等工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。無觸點行程開關(guān)分為有源型和無源型兩種，多數(shù)無觸點行程開關(guān)為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅(qū)動電路3部分，一般采用5V～24V的直流電流，或220V交流電源等。如圖1-23所示為三線式有源型接近開關(guān)結(jié)構(gòu)框圖。接近開關(guān)按檢測元件工作原理可分為高頻振蕩型、超聲波型、電容型、電磁感應(yīng)型、永磁型、霍爾元件型與磁敏元件型等。不同型式的接近開關(guān)所檢測的被檢測體不同。電容式接近開關(guān)可以檢測各種固體、液體或粉狀物體，其主要由電容式振蕩器及電子電路組成，它的電容位于傳感界面，當(dāng)物體接近時，將因改變了電容值而振蕩，從而產(chǎn)生輸出信號。霍爾接近開關(guān)用于檢測磁場，一般用磁鋼作為被檢測體。其內(nèi)部的磁敏感器件僅對垂直于傳感器端面的磁場敏感，當(dāng)磁極S極正對接近開關(guān)時，接近開關(guān)的輸出產(chǎn)生正跳變，輸出為高電平，若磁極N極正對接近開關(guān)時，輸出為低電平。超聲波接近開關(guān)適于檢測不能或不可觸及的目標(biāo)，其控制功能不受聲、電、光等因素干擾，檢測物體可以是固體、液體或粉末狀態(tài)的物體，只要能反射超聲波即可。其主要由壓電陶瓷傳感器、發(fā)射超聲波和接收反射波用的電子裝置及調(diào)節(jié)檢測范圍用的程控橋式開關(guān)等幾個部分組成。高頻振蕩式接近開關(guān)用于檢測各種金屬，主要由高頻振蕩器、集成電路或晶體管放大器和輸出器3部分組成，其基本工作原理是當(dāng)有金屬物體接近振蕩器的線圈時，該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生的渦流將吸取振蕩器的能量，致使振蕩器停振。振蕩器的振蕩和停振這兩個信號，經(jīng)整形放大后轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號輸出。接近開關(guān)輸出形式有兩線、三線和四線式幾種，晶體管輸出類型有NPN和PNP兩種，外形有方型、圓型、槽型和分離型等多種，圖1-24為槽型三線式NPN型光電式接近開關(guān)的工作原理圖和遠距分離型光電開關(guān)工作示意圖。接近開關(guān)的主要參數(shù)有型式、動作距離范圍、動作頻率、響應(yīng)時間、重復(fù)精度、輸出型式、工作電壓及輸出觸點的容量等。接近開關(guān)的圖形符號可用圖1-25表示。接近開關(guān)的產(chǎn)品種類十分豐富，常用的國產(chǎn)接近開關(guān)有LJ、3SG和LXJ18等多種系列，國外進口及引進產(chǎn)品亦在國內(nèi)有大量的應(yīng)用。3.有觸點行程開關(guān)的選擇有觸點行程開關(guān)的選擇應(yīng)注意以下幾點：（1）應(yīng)用場合及控制對象選擇。（2）安裝環(huán)境選擇防護形式，如開啟式或保護式。（3）控制回路的電壓和電流。（4）機械與行程開關(guān)的傳力與位移關(guān)系選擇合適的頭部形式。4.接近開關(guān)的選擇（1）工作頻率、可靠性及精度。（2）檢測距離、安裝尺寸。（3）觸點形式（有觸點、無觸點）、觸點數(shù)量及輸出形式（NPN型、PNP型）。（4）電源類型（直流、交流）、電壓等級。三、轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔位、多觸點、能夠控制多回路的主令電器，主要用于各種控制設(shè)備中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測量等，也可用于控制小容量電動機的起動、換向、調(diào)速。轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作原理和凸輪控制器一樣，只是使用地點不同，凸輪控制器主要用于主電路，直接對電動機等電氣設(shè)備進行控制，而轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于控制電路，通過繼電器和接觸器間接控制電動機。常用的轉(zhuǎn)換開關(guān)類型主要有兩大類，即萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和組合開關(guān)。二者的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似，在某些應(yīng)用場合下二者可相互替代。轉(zhuǎn)換開關(guān)按結(jié)構(gòu)類型分為普通型、開啟組合型和防護組合型等；按用途又分為主令控制用和控制電動機用兩種。轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號和凸輪控制器一樣，如圖1-26所示。轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點通斷狀態(tài)也可以用圖表來表示，如圖1-26中的4極5位轉(zhuǎn)換開關(guān)如表1-2所示。轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要參數(shù)有型式、手柄類型、觸點通斷狀態(tài)表、工作電壓、觸頭數(shù)量及其電流容量，在產(chǎn)品說明書中都有詳細說明。常用的轉(zhuǎn)換開關(guān)有LW2、LW5、LW6、LW8、LW9、LWl2、LWl6、VK、3LB和HZ等系列，其中LW2系列用于高壓斷