Коммутационные устройства ручного управления

2. Коммутационные устройства ручного управления

2.1 Классификация, основные параметры, условные обозначения

Коммутационные устройства ручного управления предназначены, для коммутации электрических цепей с помощью ручного привода.

В зависимости от способа управления приводным механизмом коммутационные устройства ручного управления подразделяется на следующие группы: нажимные (кнопочные), перекидные (тумблеры), поворотные (галетные и барабанные) и движковые.

Каждый из способов управления имеет свои преимущества и недостатки. Например, с точки зрения оперативности (быстродействия) и удобства работы оператора предпочтение отдается нажимному способу управления. Однако при этом способе управления усложняются устройства надежной фиксации кнопок в определенных положениях. В настоящее время более или менее четкая фиксация обеспечивается не более; чем в двух положениях, что является недостатком нажимного управления. Кроме тоги, для индикации фиксированного положения кнопок нужны специальные индикаторы и защита от случайного нажатия кнопок.

При перекидном способе управления в тумблерах обеспечивается более надежная фиксация положения приводного механизма, индикация состояния определяется положением рычага. Недостатками перекидного способа являются значительные усилия на рычаг для перевода тумблера из одного положения в другое, а также малое число положений (полюсов) при переключении (не более трех).

Наибольшая многополюсность (множество положений) реализуется при поворотном способе управления. Благодаря особенностям конструкции в поворотных переключателях обеспечивается малое и стабильное сопротивление контактов.

При движковом способе управления надежная фиксация переключателя обеспечивается в двух положениях. Применяются движковые переключатели в аппаратуре, у которой выступающая часть приводного механизма должна быть малой.

Коммутационные устройства ручного управления могут быть как мгновенного действия, когда скорость их перехода из одного состояния в другое практически не зависит от скорости перемещения привода, так и обычного действия.

К коммутационным устройствам мгновенного действия относятся кнопки и микротумблеры на базе микропереключателей.

В зависимости от степени защищенности от окружающей среды коммутационные устройства ручного управления бывают: пылебрызгозащищенные, герметические, с применением герконов и др.

Коммутационные устройства ручного управления подразделяются также на низкочастотные и высокочастотные.

Основными параметрами коммутационных устройств ручного управления являются:

усилие или момент переключения;

число положений переключения;

способ фиксации;

диапазон коммутируемых напряжений;

диапазон коммутируемых токов;

максимальная коммутируемая мощность;

сопротивление электрических контактов;

максимальное число переключении;

сопротивление изоляции;

электрическая прочность изоляции;

емкость между соседними контактами;

диапазон окружающей температуры;

диапазон атмосферного давления;

вибро- и удароустойчивость;

габаритные размеры, масса и др.

РГЗ №1 Расчет переключателей

Задание: Подобрать коммутационное устройство для коммутации цепи переменного тока до 4(А)., позволяющее зрительно контролировать рабочее состояние на панели прибора. Число полюсов 2 Усилие срабатывания не более 12 Н Сопротивление контактов 0,05 Ом. Число переключений .

а) Расчет точечного контакта

1. Так как коммутируемый ток равен 4 А, то в качестве материала контактов выберем медь. Из справочника находим напряжение размягчения меди Uр=0,1 В. Зная напряжение размягчения определим допустимое падение напряжения на контакте:

2. Вычислим величину контактного сопротивления:

3. Определим необходимое контактное усилие:

где n=2, K=2·, т.к. контакты сделаны из меди. Полученное значение для идеально чистых поверхностей теперь увеличим в 10 раз, для того чтобы учесть качество изготовления контактов и условия эксплуатации.

б) Расчет контактов, соприкасающихся по поверхности

1. Для контактов, соприкасающихся по поверхности примем плотность тока j=0,1 ; удельное давление p=0,05 . Теперь определим площадь перекрытия контактов, через которую ток подводится непосредственно к месту контакта:

2. Найдем контактное усилие

3. Теперь выбираем форму контактов: шар-плоскость и материал —медь.

4. Определяем величину контактного сопротивления, которое зависит от конструкции и формы контактов:

5. Определяем радиус площади перекрытия контактов:

6. Определяем радиус кривизны контактов:

где  и — модули упругости, . r — радиус шара.

7. Вычисляем минимально допустимое расстояние, обеспечивающее заданное сопротивление изоляции между контактными пружинами.

где  — удельное поверхностное сопротивление материала изолятора (в данном случае — фторопласта 4), на котором укреплены контактные пружины [Ом]. Объемным сопротивлением изоляции пренебрегаем.