主令电器用来发布命令或信号,从而接通或断开控制电路,改变控制系统工作状态。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。
微课:主令电器
控制按钮是一种手动且可以自动复位的主令电器,其结构简单、控制方便,在电气控制电路中应用广泛。
控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等部分组成,如图1-41所示。根据需要,每个按钮中的触点形式和数量可装配成一常开、一常闭到六常开、六常闭等形式。当按下按钮时,先断开常闭触点,后接通常开触点;当松开按钮时,在复位弹簧的作用下,常开触点先断开,常闭触点后闭合。
控制按钮按用途分为起动按钮(带有常开触点)、停止按钮(带有常闭触点)和复合按钮(带有常开触点、常闭触点)等,按保护形式分为开启式、保护式、防水式和防腐式等,按结构形式分为嵌压式、紧急式、钥匙式、带信号灯、带灯揿钮式、带灯紧急式等。按钮颜色有红、黑、绿、黄、白、蓝等。控制按钮的图形及文字符号如图1-42所示。
图1-41 控制按钮
图1-42 控制按钮的图形及文字符号
控制按钮常用的型号有LA18、LA19、LA20、LA25和LAY3系列。
行程开关也称位置开关,它是利用运动部件的行程位置实现控制的电器。若将行程开关安装于生产机械行程的终点处,用以限制其行程,则称为限位开关或终端开关,是将机械位移转变为电信号,以控制机械运动的电气器件。
行程开关的种类很多,按运动形式分为直动式、滚动式、微动式;按触点的性质分为有触点式和无触点式。
直动式行程开关如图1-43所示,它的动作原理与按钮相同,区别在于它不靠手压,而是利用生产机械运动部件的挡块碰压而使触点动作。
滚轮式行程开关采用盘形弹簧,如图1-44所示。
图1-43 直动式行程开关
图1-44 滚轮式行程开关
当生产机械的行程比较小而作用力也很小时,可采用具有瞬时动作和微小行程的微动式行程开关,如图1-45所示。
滚轮式和微动式行程开关的动作原理不再详述。
行程开关触点类型有一常开一常闭、一常开二常闭、二常开一常闭、二常开二常闭等形式。
行程开关的图形及文字符号如图1-46所示。
图1-45 微动式行程开关结构
图1-46 行程开关的图形及文字符号
常用的行程开关有LX19、LXW5、LXK3、LX32等系列。
接近开关又称非接触式、无触点的行程开关,是当运动的物体与开关接近到一定距离发出接近信号,以不接触方式进行控制。接近开关不仅用于行程控制、限位保护等,还可用于高速计数、测速、检测零件尺寸、液面控制、检测金属体的存在等。
按工作原理,接近开关主要分为电感式和电容式,电感式检测金属材料的物体,电容式则检测非金属材料的物体。
图1-47为LJ2系列电感式接近开关电路,由振荡器、放大器和输出三部分组成。其基本原理是当有金属物体接近高频振荡器的线圈时,使振荡回路参数变化,振荡减弱直至终止而产生输出信号。
图1-47中晶体管VT1、电感振荡线圈 L 及电容 C 1~ C 3组成电容三点式高频振荡器,由晶体管VT2放大,经二极管VD1、VD2整流成直流信号,然后送至晶体管VT3基极,使VT3导通,晶体管VT4截止,从而使晶体管VT5导通,并使末级晶体管VT6截止,其集电极无信号输出。
如果有金属物体接近振荡线圈 L ,则在金属物体中产生涡流,涡流产生磁场反过来使振荡电路的谐振阻抗和谐振频率发生变化而停振,使晶体管VT3~VT6的状态与前相反,此时VT6饱和导通,产生输出信号。
电感式接近开关外形如图1-48所示。
与行程开关相比,接近开关具有定位精度高、操作频率高、寿命长、抗冲击振荡、耐潮湿、能适应恶劣工作环境等优点,因此在工业生产中得到大量应用。
接近开关的主要技术参数有工作电压、输出电流、动作距离、重复精度及工作响应频率等。
常用接近开关有LJ5、LXJ6、LXJ18等系列。
图1-47 LJ2系列电感式接近开关电路
图1-48 电感式接近开关外形图
万能转换开关实际上是一种多档位、控制多回路的组合开关,可用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制,也可作为电压表、电流表的换相开关,或小容量电动机的起动、调速和换向控制开关。因其换接电路多、用途广泛,故称为万能转换开关。
图1-49为LW6系列万能转换开关,图1-49a为其外形图,图1-49b为某一层的结构原理图,主要由操作机构、面板、手柄及触点座等部件组成,操作位置有2~12个,触点底座有1~10层,其中每层底座均可装3个触点,并由底座中间的凸轮进行控制。由于每层凸轮可做成不同的形状,因此当手柄转到不同位置时,通过凸轮的作用,可使各对触点按所需要的规律接通和断开。
万能转换开关的图形及文字符号如图1-50所示。可以看出各档位电路通断情况,虚线表示操作档位,有几个档位就画几根虚线,实线与成对的端子表示触点,使用多少触点就可以画多少对。虚实线交叉处标黑点表示对应的触点在虚线对应的档位是接通的,不标黑点意味着该触点在该档位被分断。图1-50中,在零位时只有1路接通,在左位时2、3、4三路接通,在右位时2、3两路接通。
图1-49 LW6系列万能转换开关
图1-50 万能转换开关的图形及文字符号
常用的万能转换开关有LW5、LW6、LW12-16等系列。
主令控制器又称主令开关,用来频繁按预定顺序切换多个控制电路,与磁力控制盘配合,可实现对起重机、轧钢机、卷扬机及其他生产机械的远距离控制。
主令控制器如图1-51所示。图1-51b为某一层的结构示意图。当转动方轴8时,凸轮块随之转动,当凸轮块的凸起部分转到与小轮3接触时,则推动支杆4向外张开,使动触头5离开静触头6,将被控回路断开。当凸轮块的凹陷部分与小轮接触时,支杆在反力弹簧作用下复位,使动触头闭合,从而接通被控回路。这样安装一串不同形状的凸轮块,可使触头按一定顺序闭合与断开,以获得按一定顺序进行控制的电路。
图1-51 主令控制器
1—凸轮块 2—转动轴 3—小轮 4—支杆 5—动触头 6—静触头 7—接线柱 8—方轴
主令控制器的图形及文字符号如图1-52所示。
图1-52 主令控制器的图形及文字符号
常用的主令控制器有LK14、LK15、LK16、LK17等系列。
凸轮控制器是一种大型的手动控制器,主要用于起重设备中直接控制中小型绕线转子异步电动机的起动、停止、调速、反转和制动,也适用于有相同要求的其他电力拖动场合。
凸轮控制器主要由触点、转轴、凸轮、杠杆、手柄、灭弧罩及定位机构等组成。其工作原理与主令控制器基本相同。由于凸轮控制器可直接控制电动机工作,所以其触点容量大并有灭弧装置,这是其与主令控制器的主要区别。凸轮控制器的优点是控制电路简单、开关元件少、维修方便等,缺点是体积较大、操作笨重。
主令控制器、凸轮控制器的图形符号及触点在各档位通断状态的表示方法与万能转换开关相同,文字符号也用SA表示。
常用的凸轮控制器有KT10、KT14系列交流凸轮控制器和KTZ2系列直流凸轮控制器。