Концевые выключатели – специальные устройства, позволяющие отключать электрическое питание от исполнительного механизма в нужный момент. Другое название этих приборов – «концевик типа выключатель», что объясняется спецификой монтажа их держателей на конечных участках перемещений. Для понимания особенностей работы важно ознакомиться с конструкцией этого вида коммутирующих изделий.
Особенности конструкции
Используемый в электрических цепях концевой выключатель – электротехнический прибор, по своим функциям напоминающий обычное переключающее устройство. Отличие от привычных всем изделий заключается в специфике применения и связанных с этим особенностях конструкции. Поскольку они срабатывают только на конечном участке перемещения, на их корпусе предусматривается специальный шток, фиксирующий момент достижения контрольной позиции.
Современный конечный выключатель оснащается бесконтактными средствами определения положения, включая датчики индуктивного или емкостного типа.
Технологически продвинутые образцы с индуктивными и емкостными датчиками существенно упрощают монтаж и повышают надежность исполнительных устройств, снижая их стоимость и продляя срок службы.
Области применения
Известные типы концевых переключателей востребованы в самых различных сферах деятельности человека. По своей функциональной направленности они подразделяются на следующие типы:
- концевики защитного действия;
- приборы индивидуального применения.
Первые монтируются с целью защиты механизмов и людей от действий, не предусмотренных правилами эксплуатации устройств. Например, лифтовые механизмы не приводятся в движение до тех пор, пока их дверные шторки полностью не закрыты. Основное их назначение – обеспечение безопасности человека при пользовании различными механизмами.
Приборы индивидуального применения используются в бытовых приборах или промышленных агрегатах, где требуется зафиксировать определенный момент перемещения. При закрытии дверей холодильника освещение в нем отключается контактным выключателем, а при открывании снова включается.
В общем случае областью применения устройств являются все те места, где необходимо ограничить перемещение какими-то рамками. Один из вариантов – управление положением задвижки устройств, блокирующей недопустимые механические перемещения.
При установке концевика в цепочку управления распашной дверью, например, он фиксируется на саморезы внутри встроенного в стенку шкафа. При закрытом состоянии корпус двери нажимает контрольную кнопку, размыкая электрическую цепочку освещения внутренних пространств. При ее открытии кнопочный контакт восстанавливается и замыкает рабочую цепь, после чего лампочка загорается.
Классификация по принципу действия
По принципу своего действия концевые выключатели делятся на три основные группы:
- контактные концевики электрические;
- бесконтактные устройства;
- магнитные приборы.
Работа механических выключателей основана на непосредственном воздействии конечника на исполнительный механизм электропривода, прерывающем подачу питания за счет прямого соприкосновения с ним. Примером контактных концевых выключателей являются механизмы, срабатывающие при закрытии дверей автомобиля или гаражных ворот.
Особенностью бесконтактных устройств является передача энергии воздействия на сенсоры следующих типов:
- индуктивные концевые датчики;
- емкостные чувствительные элементы;
- ультразвуковые и оптические датчики.
С учетом типа встроенного в переключатели сенсора производится их монтаж в те или иные исполнительные цепи.
Магнитные концевики
Особое место занимают чувствительные приборы, срабатывающие под воздействием магнитного поля. Эти изделия, по-другому называемые герконами, приходят на смену механическим моделям переключателей. Их контакты из ферромагнетика, помещенные в стеклянную колбу, замыкаются или размыкаются при помещении рядом постоянного магнита. За счет упрощенной конструкции размеры этого прибора очень малы, благодаря чему он легко монтируется в разрыв управляемой цепи.
Контакты в нем бывают нормально замкнутыми, а также нормально разомкнутыми или переключаемыми, а выбор конкретного типа зависит от характера перемещения, включая реверсивный режим.
При установке магнитных герконов обязательно учитывают их полярность. Если спутать полюса – они работать не будут.
Концевые магнитные выключатели широко применяются в конструкции откатных ворот. Некоторые модели входят в состав исполнительного узла охранной сигнализации, монтируемой на входе в дом. Нередко эти устройства устанавливаются в современных образцах мебели для управления внутренним освещением, например. Встроенный мебельный выключатель света – самый убедительный пример эффективности их действия. Отсутствие механических контактов в такой конструкции является ее бесспорным достоинством, способствующим продлению срока службы изделия.
Порядок и специфика подключения
Хотя сам по себе микровыключатель концевой устроен достаточно просто, его допускается применять в насыщенном электроникой технологическом оборудовании. Из этого следует, что подключать его должен специалист со стажем, хорошо разбирающийся в схемах коммутации электронных компонентов.
Характерный пример такого подключения – установка механического переключателя в типовой 3D принтер, при работе которого требуется фиксировать крайнее положение каретки. У монтируемого выключателя имеется 3 контакта со следующими обозначениями: COM, NO, NC. В разомкнутом состоянии на первой и третьей клемме имеется напряжение +5 Вольт (при этом второй контакт надежно заземлен). При достижении подвижной кареткой крайнего положения между COM и NC появляется соединение, после чего происходит ее фиксация и отскок примерно на 2 мм.
Подключается такой датчик посредством двух проводников в изоляции красного и черного цвета. При монтаже другой разновидности выключателя (с индикатором) применяют более сложную схему, в которой предусмотрен еще один проводник – в зеленой изоляции. При срабатывании микро-выключателей нажимного типа в принтерах загорается светодиод и раздается характерный щелчок. Его разъем, размещенный на плате коммутации, имеет специальные обозначения:
- красный провод маркируется, как V (+5 Вольт) и служит для подключения соответствующего напряжения;
- черный проводник подводится к точке G (или земле);
- для зеленой шины выбран значок S (сигнал).
Такие же знаки имеются и на разъеме оптического конечного выключателя, который более точно фиксирует положение каретки.
Работает совершенно бесшумно, достижение крайней позиции сопровождается светодиодной индикацией. К его недостаткам относят возможность сбоев при сильном запылении или воздействии прямого солнечного света.
Инструкция по подключению магнитных датчиков приводится в паспорте на мебельные гарнитуры, имеющие в своей конструкции конечные выключатели. На прилагаемой к ней схеме обычно указывается точка крепления пластикового корпуса с клавишей управления работой выключателя. Для расположенной посередине шкафа двери прибор устанавливается таким образом, чтобы не мешать нормальному затвору другой дверной створки.
Маркировка концевых выключателей
Микровыключатели и микропереключатели независимо от их характеристик имеют специфическую маркировку. После ее расшифровки удается получить все сведения о каждой модели концевого выключателя. Если на нем обнаружится запись типа «ВУ222М» – это указывает на выключатель соответствующей серии. В качестве примера расшифруем маркировку широко распространенного изделия марки ВП 15М4221-54У2. Она означает, что в его конструкции имеется один подвижный элемент серии 15, а также по одному замыкающему и размыкающему контакту.
Все переключающие элементы этой серии управляются встроенным в корпус толкателем с роликом.
Степень защищенности со стороны привода конструкции соответствует IP54, а значок «У» означает климатическое исполнение. Следующая за ним цифра 2 – категория размещения изделия, которое соответствует ТУ У 31.2-25019584-005.
Ведущие производители
Выпуском оконечных датчиков занимаются многие фирмы. Признанный всеми лидер – немецкая компания Sick, считающаяся основным производителем продукции этого класса. Еще одна известная фирма Autonics занимается выпуском бесконтактных выключателей индуктивного и емкостного типа. Недорогие датчики этого же класса и достаточно высокого качества выпускаются и российской компанией под названием «ТЕКО». Ее изделия отличаются высокой степенью герметичности (IP68), благодаря чему их допускается эксплуатировать в особо опасных средах.
Неплохо зарекомендовали себя на рынках России и конечные выключатели «Промфактор» с Украины. Этот производитель выпускает переключающие приборы под обозначениями ВП, ПП и ВУ. Выдаваемая на все эти изделия гарантия составляет 3 года.