如何使用执行器开关控制线性执行器?

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我需要哪种类型的执行器开关?

有很多类型的 电气开关 在那里,那么你怎么知道哪个最适合控制一个线性执行器。由于您最有可能想要伸缩线性执行器,因此您将需要使用双刀双掷(DPDT)ON-OFF-ON开关。线性执行器开关的极数和掷数将定义其操作方式,分别指电路数和接通位置数。双刀执行器开关可让您更改执行器输入电压的方向,这是改变方向所必需的;双掷开关可为您提供两个ON位置,一个用于伸出,另一个用于收回。您还可以找到ON-ON的DPDT开关,这意味着没有断开位置,但是这些执行器开关对于在您的应用中控制执行器可能没有意义。

DPDT开关的电路图

即便如此,仍然有许多DPDT ON-OFF-ON开关以各种样式和不同功能出现。在这些不同的执行器开关之间进行选择主要取决于您的应用或个人喜好,但是有一项功能会影响执行器开关的工作方式,即执行器开关是瞬时的还是非瞬时的。如果不按下,瞬时开关将始终默认为中心位置,而非瞬时或持续开关将锁定在其被按下的最后位置。这两种类型的执行器开关都可以用于控制线性执行器,您选择的一种将取决于您的应用和偏好,但是考虑到这一点很重要,因为使用一种样式比另一种样式更有意义你的情况。

翘板开关拨动开关防水LED翘板开关

了解了12v执行器开关的功能后,您就可以开始研究各种开关的不同样式和功能。包含 翘板开关, 拨动开关LED背光开关。但是在购买之前,您需要检查所需的执行器开关的规格。这些规格包括尺寸,电气特性和预期寿命,但是对于大多数应用而言,最重要的是额定功率。额定功率通常以交流或直流形式的安培数和电压给出,例如:16A 250V AC,它是交换机可以处理的绝对功率极限。如果您的执行器开关仅适用于交流电,则仍然可以与直流电路一起使用,但是额定功率会大大降低(约为交流电额定值的10%,但这并不是硬性规定)。当使用带有电感负载的执行器开关(例如线性执行器)时,这一点尤其重要,因为打开开关会引起电流涌入,而关闭会导致电压峰值。这些电流和电压的高点可能会超过开关的额定值,这会缩短执行器开关的寿命,甚至立即导致其失效[1]。因此,重要的是要确保所选的执行器开关的额定功率高于所需的功率。

用执行器开关控制线性执行器

 一旦选择了适用于您的应用的执行器开关,就可以很简单地控制线性执行器。在交换机的底部,您将看到6个连接器,如下图所示,该连接器与上面的DPDT开关的电路图对齐。 如果将开关按到前进位置,则顶部和中间的连接器将连接到开关内部;如果将开关按到后退位置,则将连接底部和中间连接器;如果开关处于中间位置,则开关断开。

电源位于中间位置的DPDT开关设置 执行器在中间位置的DPDT开关设置

如上所示,您可以通过两种方式连接12v执行器开关,以控制线性执行器。第一种方法是将执行器连接到顶部和底部连接器,正极和负极引线开关侧,电源连接到中间连接器,如左上方所示。另一种方法是相反的操作,如右图所示,将电源连接到具有正极和负极引线切换侧的顶部和底部连接器,并将执行器连接到中间连接器。从功能上讲,这两条布线的作用相同。当外部连接器的任一侧翻转时,致动器的极性将翻转,并导致运动方向发生变化。

DPDT开关控制2个执行器

您在设置中的选择将取决于您的应用程序和偏好。如上所述,通过并联连接执行器,此设置还可用于同时控制多个执行器。这样做时需要小心,因为更多并联的执行器会增加总电流消耗。您需要确保执行器开关能够处理本博客上一节中提到的电流消耗的增加。 

克服功率限制

如上所述,您需要注意不要超过执行器开关的额定功率,但是如果找不到符合您要求的执行器开关该怎么办。那是接力发挥作用的时候。 继电器 是电磁开关,可以用较小的电流操作以打开和关闭较大的电流[2]。继电器允许您使用较小的开关来控制较大的电气负载,而不必担心超出开关的额定功率,因为​​这两个电路在物理上是隔离的。继电器是开关,因此它们使用相似的术语,并且它们通过使线圈通电(当通电时会磁化)来打开和关闭大功率电路的连接[2]。线圈不通电时的连接称为常闭(NC),线圈通电时的连接称为常开(NO)。继电器还具有额定功率,您需要对其进行检查以确保它们可以在您的设计中正常工作。

DPDT继电器4通道中继模块

 

控制 如果是线性执行器,则需要使用带有SPST(单刀单掷)开关的DPDT继电器或带有SPDT(单刀单掷)开关的两个SPDT(单刀双掷)继电器。使用单个DPDT继电器配置,如下左图所示,您只需要一个SPST开关,因为只有一个线圈可以通电。当线圈通电时,执行器将伸出,而当线圈未通电时,执行器将缩回。这意味着没有偏离位置,这对于您的设计可能是不可接受的。如果您需要将执行器停在完全伸出和完全缩回位置之间,则需要使用两个带有DPDT ON-OFF-ON开关配置的SPDT继电器。在此配置中(如右下图所示),两个继电器用于翻转到执行器的电压极性,而开关用于控制继电器。您需要设置电路,以确保当两个线圈都未通电时,当开关处于断开位置时,执行器没有电源连接(执行器的两根导线都接地)。当向前按下执行器开关时,只有一个线圈通电才能使执行器伸出,而向后按下执行器开关时,相反的线圈会通电以使执行器缩回。

使用继电器控制线性执行器

尽管利用继电器会使控制线性执行器的设置更加复杂,但它使您可以安全地控制较高的功率负载,而不必担心线性执行器开关发生故障。当您用线性执行器移动重物或计划用一个开关控制多个线性执行器时,这是关键。

局限性

使用线性执行器开关控制线性执行器时有一些限制。首先,您将无法在不同时间控制多个执行器。如果要分别控制两个执行器,则需要使用两个开关来执行。您也将无法调整线性执行器的速度。您只能控制执行器的行进方向。另一个限制是无法利用执行器的反馈,该反馈可用于更精确地定位执行器。

尽管存在一些限制,但它们在您的应用中可能并不重要,在这种情况下,使使用开关控制线性执行器成为一种简便的解决方案。如果确实需要更多控制,则需要使用更复杂的控制系统。

  1. 拉莫斯河(2018年11月)。选择正确的开关:从DC了解您的AC。取自:https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. Woodford,C.(2019年6月)。继电器。 取自:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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