Магнитомодуляционные переключающие устройства
Эти устройства характеризуются наличием чувствительного элемента магнитомодуляционного типа, реагирующего на изменение магнитного поля (элемент Хола, герметичные магнитоуправляемые контакты (герконы), феррозонды).
В магнитомодуляционных путевых переключателях сигнал о положении объекта формируется без механического и электрического контакта с ним.
Структура схема магнитомодуляционного переключающего устройства.
УЭ
ОУ
ПД
ЧЭ
ИЭ
КЭ
УЭ – управляющий элемент (магнит, катушка электромагнита).
ЧЭ – чувствительный элемент
КЭ – коммутирующий элемент
ИЭ – исполнительный элемент (реле, магнит или полупроводниковые усилители)
ПД – исполнительный двигатель.
Управляющий элемент жестко связан с перемещением объекта управления. При достижении ОУ заданного положения УЭ вырабатывает упрвляющее воздействие, которое поступает на чувствительный элемент. В ЧЭ перемещение в виде сигнала УЭ преобразуется в изменение какого-либо параметра – электрического (индуктивного) или магнитного (магнитной проницаемости). После ЧЭ действует коммутирующий элемент, предназначенный для преобразования непрерывного изменения индуктивности обмтки ЧЭ в дискретные изменения тока или напряжения. Исполнительный элемент непосредственно коммутирует цепи управления исполнительного двигателя с цеьлю его останова, реверса, переключения на другую скорость и т.д.
Путевые переключатели на магнитоуправляемых контактах (герконах)
Наиболее часто используют в путевых переключателях со сложными логическими зависимостями. Контактную групу МК обычно включают в цепь управления многоконтактного реле или контактора.
Вариант схемного исполенеия путевого переключателя на МК:
Взаимное расположение герконов и якоря
1 2
3 4
Схема подключения герконов
Данный переключатель содержит 4 МК (1 ÷ 4), соединение последовательно-параллельное, что позволяет дублировать каждый контакт в случае его несрабатывания или залипания. Управление осуществляется поворотом якоря (постоянным магнитом) относительно собственной оси.
Взаимное расположение МК и якоря выбирают таким, чтобы нейтраль якоря была перпендикулярна оси МК и контактные пластины находились в зоне максимального магнитного потока. При повороте якоря относительно собственной оси поток в зоне расположения МК уменьшается.
Работоспособность такого переключателя обеспечивается при повороте якоря на угол до 20° от нейтрали.
Примером такого переключателя на МК является переключатель типа КЭМ-2, используется в цепях постоянного тока с напряжением 30 В и током до 0,25 А.
Бесконтактные магнитомодуляционные путевые переключатели (БМПП)
Бесконтактные магнитомодуляционные путевые переключатели (БМПП) используют чувствительный элемент, построенный по принципу феррозонда.
Например: чувствительный элемент содержит магнитопровод в форме тороидального сердечника 1 с равномерно распределенной обмоткой 2; управляется якорем – постоянным магнитом 3 цилиндрической формы, намагниченным по диаметру.
~
3
Направление переменного тока, приложенного к обмотке 2, такое, что сердечник при удалении от якоря не насыщается и его магнитная проницаемость будет максимальной, что определяет максимальное значение индуктивости обмотки.
Принцип магнитной модуляции проявляется здесь в модуляции электрического сопротивления обмотки магнитным полем перемещающегося якоря. При приближении якоря создаваемый им магнитный поток подмагничивает сердечник до состояния насыщения, что вызывает резкое уменьшение магнитной проницаемости сердечника и индуктивности обмотки.
Схемы БМПП характеризуются простотой, надежностью, мощными выходными сигналами, точностью:
η = 0,6 ÷ 0,85
Cos φ = 0,5 ÷ 0,45 коэффициент мощности
Время срабатывания tСРБ = 50 ÷ 300 мс
Диапазон рабочих темеператур – 60 ÷ + 115°С
Допустимые вибрации в диапазоне 5 ÷ 600 Гц
Срок службы ( 25 ÷ 30 )·103 час
Для обеспечения постоянства параметров необходима стабильность частоты питающего напряжения и его величины.