Коммутационные устройства управления

По принципу коммутации:

1 - контактные;

2 - бесконтактные.

По принципу действия:

По способу управления приводом все механические переключатели делятся на:

1 - нажимные (кнопочные);

2 - перекидные (тумблер);

3 - поворотные (галетные);

4 - движковые;

5 - сенсорные.

По способу управления приводом все механические переключатели делятся на:

1 - нажимные (кнопочные);

2 - перекидные (тумблер);

3 - поворотные (галетные);

4 - движковые;

5 - сенсорные.

1 - Нажимные (кнопочные) - приводятся в действие нажатием кнопки. Такие переключатели обеспечивают наибольшую скорость переключения. В качестве коммутирующего устройства используются микропереключатели (их особенность мгновенное действие).

2 - Перекидные (тумблер) - привод выполнен в виде рычага, который перекидывается (иногда на рычаг наносится слой люминофора). Такие переключатели имеют один, два, три, не более четырех полюсов. При переключении имеют два или три положения.

3 - Поворотные (галетные) - это многопозиционные переключатели.

4 - Движковые - имеют орган управления в виде движка.

5 - Сенсорные - такие переключатели не имеют подвижного контакта. Включаются при прикосновении пальца к некоторой поверхности. Существуют также квазисенсорные переключатели, которые имеют подвижный контакт, который замыкается или размыкается - он связан со схемой управления.

Коммутационные устройства с электрическим управлением (реле):

1 - электромагнитные;

2 - магнитоуправляемые (герконовые);

3 - магнитодинамические;

4 - электростатические;

5 - электромагнитострикционные;

6 - электротепловые;

7 - электронные;

8 - гальваномагнитные;

9 - электретные;

10 - магнитные;

11 - пьезоэлектрические;

12 - криотронные;

13 - халькогенидные;

14 - оптические.

По типу исполнительной системы оптические реле (оптроны) делятся на:

1 - резисторные;

2 - диодные;

3 - транзисторные;

4 - однопереходные транзисторы;

5 - тиристорные.

2. Параметры и характеристика

Разнообразие требований, которые предъявляются к коммутационным устройствам и соединителям, привело к созданию большого числа их разновидностей, различающихся по функциональному назначению, принципу действия, конструкции, параметрам, техническим возможностям и областям применения.

Основные требования сводятся к снижению затрат энергии (мощности) на управление, улучшению качества коммутации и соединений, улучшению конструктивно-технологической совместимости с ИС, повышению надежности, быстродействия (для коммутационных устройств) и уменьшению усилий сочленения и расчленения (для соединителей).

Основным параметром контактных и бесконтактных соединителей и коммутационных устройств как ручного, так и дистанционного и автоматического управления является сопротивление в состоянии контакта, или в замкнутом состоянии (при электрическом контакте) или в открытом состоянии (при использовании бесконтактных коммутационных устройств и соединителей), а также сопротивление в разомкнутом состоянии.

Основные параметры:

1. Контактное сопротивление - R _к.

2. Статическая нестабильность контактного сопротивления - R_ст.

3. Динамическая нестабильность контактного сопротивления - R_дин.

4. Максимальное рабочее напряжение - U_max

5. Сопротивление изоляции - R _из.

6. Коммутируемая мощность - P _к.

7. Коммутируемая напряжение -U _к.

8. Коммутируемая токи - I _к.

9. Износостойкость.

На высоких частотах работы переключателя появляются паразитные параметры.

Релейная характеристика.

Коммутационное устройство может находиться в двух состояниях: исходном и рабочем.

Значение выходного параметра, при происходит переход из исходного состояния в рабочее - X_ср., а обратный переход происходит при - X_отп. .

Любое коммутационное устройство состоит из:

В коммутационных устройствах происходит преобразование одного вида энергии в другой.

Как известно, явление проводимости металлов состоит в том, что благодаря наличию свободных электронов создаются благоприятные условия для протекания тока. Физические процессы, которые наблюдаются при протекании тока по соединению металлических тел, гораздо сложнее, чем в металлах. Действительно, при механическом соприкосновении двух металлов, как правило, не может произойти такое их сближение, при котором внутренние структуры соединяются, образуя единое целое для прохождения тока. Это происходит потому, что поверхности металлов, даже тщательно обработанные, имеют шероховатости, размер которых значительно превышает размер молекул и атомов металлов, а также потому, что в результате воздействия окружающей среды они никогда не бывают абсолютно чистыми. На поверхностях адсорбируются молекулы кислорода и других газов, многие металлы вступают во взаимодействие с газами окружающей среды (кислородом, парами воды, сернистыми газами). Контакт между двумя металлами схемотехнически показан на рисунке.

На рисунке обозначены:

1, 4 - металлические тела, имеющие шероховатость поверхности;

2 - точки соприкосновения металлических поверхностей через тонкие поверхностные пленки, в которых реализуются другие виды проводимости;

3 - пленки на их поверхности;

5 - точки прямого соприкосновения металлов, в которых удалены пленки, но присутствует одноатомный слой адсорбированных газов - в этих точках обеспечивается металлическая проводимость;

6 - разрушенные пленки.

Характерной особенностью коммутационных устройств является многократное переключение (105 … 108 раз) в процессе функционирования аппаратуры, т. е. при наличии токов и напряжений, что предъявляет высокие требования к износоустойчивости. При многократном замыкании и размыкании в электрических контактах происходит изменение состояния контактирующих поверхностей контакт-деталей и их разрушение. Срок службы коммутационных устройств равен примерно 15-25 лет. Все параметры коммутационных устройств и соединителей имеют случайные отклонения и должны рассматриваться как случайные величины. Кроме того, их параметры также случайно изменяются под действием температуры, механических воздействий, влажности и т. п.

3. Система условных обозначений

Обозначение коммутационных устройств с механическим управлением:

1. В, П - выключатель или переключатель.

2. Кн, Т, Г, П, Д - кнопочный, тумблер, галетный, программируемые

переключатели, движковые.

3. Б - бесконтактный, если нет обозначения - контактный.

4. N (цифра) - порядковый номер разработки.

5. N (цифра) - номер типономинала.

6. N (цифра) - число полюсов.

Пример обозначения коммутационного устройства с механическим управлением: ПГ39-3-4.

Обозначение коммутационных устройств с электрическим управлением:

1. Буква Р - реле.

2. Принцип действия.

Э - электромагнитное;

П - поляризованное;

Г - герконовое.

3. Буква

К - низкочастотное;

А - высокочастотное.

4. Порядковый номер разработки.

Пример обозначения коммутационного устройства с электрическим управлением: РЭК-20.

Условно-графические обозначения:

1. Замыкающий контакт Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Размыкающий контакт

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Если есть несколько контактов, то общую принадлежность обозначают так:

А) Размещено на http://www.allbest.ru/

Б) Позиционные обозначения: Размещено на http://www.allbest.ru/

В) Штриховая линия: Размещено на http://www.allbest.ru/

4. Переключатели без фиксации:

Размещено на http://www.allbest.ru/

5. Контакт с опережением: Размещено на http://www.allbest.ru/

- с запаздыванием: Размещено на http://www.allbest.ru/

6. Контакт повторным нажатием:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нажатие \ отжатие разными кнопками:

Размещено на http://www.allbest.ru/

7.Переключатель без фиксации в кайних положениях:

Размещено на http://www.allbest.ru/

8.Многопозиционный переключатель:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Буквенное обозначение контактов - S.

SA - выключатели \ переключатели.

SB - кнопка.

4. Конструкции и материалы

коммутационное устройство

В состав контактного устройства помимо контакт-деталей входит много конструктивных элементов, предназначенных для того, чтобы в совокупности создать законченное в конструктивном и технологическом отношении устройство, способное выполнять определенные функции. Элементы, создающие нажатие. Для осуществления электрического контакта требуется, чтобы металлические поверхности соприкасались с определенным контактным нажатием. В конструкции должны быть предусмотрены такие элементы, например, пружины различных конструкций. Они определяют основные параметры контактного устройства: контактное сопротивление, его стабильность и надежность. Изоляционные основания. Контакт-детали должны быть механически укреплены и в то же время электрически изолированы друг от друга так, чтобы было возможно их механическое соединение (контакт) и разъединение. Для этого используются изготовленные из специальных материалов изоляционные основания разных конструкций, в которых осуществляется установка и крепление контакт-деталей. Конструкция и точность изготовления изоляционных оснований могут влиять на значение контактного нажатия и его стабильность, что имеет важное значение для правильного функционирования электрического контакта в течение длительного времени.

Элементы перемещения и фиксации. В контактных устройствах соединение возникает в результате механического перемещения контакт-деталей, что требует создания специальных элементов конструкций, обеспечивающих необходимые пределы и точность перемещения.

Элементы конструкции, обеспечивающие защиту контакт-деталей от воздействия окружающей среды. Работоспособность и характеристики контактного устройства зависят от состояния контактирующих поверхностей, наличия на них пленок и т. д. Окружающая ЭА среда содержит пыль, влагу, различные газы и неизбежно влияет на состояние контактных устройств, их характеристики и свойства. Элементы крепления. Контактные устройства должны быть механически установлены в конструкции ЭА и электрически соединены с монтажом. Поэтому в их конструкции должны быть предусмотрены элементы крепления и элементы, обеспечивающие включение в электрическую схему.

Разновидности переключателей

Нажимные (кнопочные) - приводятся в действие нажатием кнопки.Такие переключатели обеспечивают наибольшую скорость переключения. В качестве коммутирующего устройства используются микропереключатели (их особеность мгновенное действие).

Перекидные (тумблер) -привод выполнен в виде рычага, который перекидывается (инода на рычаг наносится слой люминофора ). Такие переключатели имеют один, два, три, не более четырех полюсов. При переключении имеют два или три положения.

Поворотные (галетные) - это многопозиционные переключатели. Специальное условное обозначение таких переключателей:

24П15Н - 24 положения;

- 15 направлений.

Разовидности по форме конструкции.