如何使用执行器开关控制线性执行器?

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我需要什么类型的执行器开关?

有很多类型 电气开关 那么你怎么知道哪一个最适合控制线性执行器。由于您很可能想要伸出和缩回线性执行器,因此您需要使用双刀双掷 (DPDT) ON-OFF-ON 开关。线性执行器开关的极数和投掷数将定义其操作方式,并分别指电路的数量和接通位置的数量。双刀执行器开关将允许您改变执行器的输入电压方向,这是改变方向所必需的,而双刀则为您提供两个 ON 位置,一个用于伸出,另一个用于缩回。您还可以找到 ON-ON 的 DPDT 开关,这意味着没有关闭位置,但这些执行器开关对于控制应用中的执行器可能没有意义。

DPDT 开关的电路图

尽管如此,仍然有许多 DPDT ON-OFF-ON 开关,样式各异,具有不同的功能。您在这些不同执行器开关之间的选择主要取决于您的应用或个人喜好,但有一个功能会影响执行器开关的操作方式,即执行器开关是瞬时的还是非瞬时的。如果未按下,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到最后按下的位置。这两种类型的执行器开关都能够用于控制线性执行器,您选择的类型将取决于您的应用和偏好,但重要的是要考虑,因为使用一种样式可能比使用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

一旦您知道 12v 执行器开关如何发挥作用,您就可以开始查看各种开关的不同样式和功能;包括 摇臂开关, 拨动开关, 和 LED背光开关。但在购买之前,您需要检查所需执行器开关的规格。这些规格包括尺寸、电气特性和预期寿命,但对于大多数应用来说,最重要的是额定功率。额定功率通常以交流或直流的安培数和电压给出,例如:16A 250V AC,并且是交换机可以处理的绝对功率限制。如果您的执行器开关仅额定为交流电,它仍然可以与直流电路一起使用,但额定功率会大大降低(大约为交流额定值的 10%,但这不是硬性规则)。当使用带有感性负载的执行器开关(例如线性执行器)时,这一点尤其重要,因为打开开关会导致电流涌入,而关闭开关会导致电压峰值。这些电流和电压的高点可能会超过开关的额定值,这将缩短执行器开关的使用寿命,甚至导致其立即失效[1]。因此,确保您选择的执行器开关具有比您需要的更高的额定功率非常重要。

使用执行器开关控制线性执行器

 一旦您选择了适合您的应用的执行器开关,控制线性执行器的设置就相当简单了。在开关底部,您将看到 6 个连接器,如下所示,它们与上面 DPDT 开关的电路图一致。 如果开关按到向前位置,则顶部和中间连接器将在开关内部连接;如果开关按到后面位置,底部和中间的连接器将被连接;如果开关处于中间位置,则开关打开。

电源位于中间位置的 DPDT 开关设置 执行器位于中间位置的 DPDT 开关设置

如上所示,您可以通过两种方式连接 12v 执行器开关来控制线性执行器。第一种是将执行器连接到顶部和底部连接器,正极和负极引线切换侧并将电源连接到中间连接器,如上左图所示。另一种方法是相反的,将电源连接到顶部和底部连接器,正极和负极引线切换侧,并将执行器连接到中间连接器,如右图所示。从功能上讲,这两种接线的作用相同。当外部连接器两端翻转时,执行器的极性翻转并导致运动方向改变。

控制 2 个执行器的 DPDT 开关

您对设置的选择将取决于您的应用和偏好。这一设置还可用于通过并联连接执行器来同时控制多个执行器,如上所示。执行此操作时需要小心,因为并联连接的更多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电流消耗的增加,如本博客上一部分所述。 

克服功率限制

如上所述,您需要小心不要超过执行器开关的额定功率,但如果找不到满足您要求的执行器开关怎么办?这就是继电器发挥作用的时候。 继电器 是电磁开关,可以通过较小的电流来打开和关闭更大的电流[2]。继电器允许您使用较小的开关来控制较大的电力负载,而不必担心超过开关的额定功率,因为​​两个电路是物理隔离的。继电器是开关,因此它们使用类似的术语,并且它们通过具有线圈来工作,线圈在通电时变得磁性,以打开和关闭高功率电路的连接[2]。线圈未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,您需要检查它们以确保它们能够在您的设计中工作。

双刀双掷继电器4通道继电器模块

 

控制 对于线性执行器,您需要使用带有 SPST(单刀单掷)开关的 DPDT 继电器或带有 DPDT 开关的两个 SPDT(单刀双掷)继电器。利用单 DPDT 继电器配置(如下左图所示),您只需要一个 SPST 开关,因为只有一个线圈需要通电。当线圈通电时,执行器将伸出,当线圈未通电时,执行器将缩回。这意味着没有偏离位置,这对于您的设计来说可能是不可接受的。如果您需要执行器在完全伸出和完全缩回位置之间停止,您需要使用两个带有 DPDT ON-OFF-ON 开关配置的 SPDT 继电器。在此配置中,如下右图所示,两个继电器用于翻转执行器的电压极性,开关用于控制继电器。您需要设置电路,以确保当开关处于关闭位置时,当两个线圈均未通电时,执行器上没有电源连接(执行器的两根引线均接地)。当向前按下执行器开关时,只有一个线圈通电,导致执行器伸出;当向后按下执行器开关时,相反的线圈通电,导致执行器缩回。

使用继电器控制线性执行器

虽然使用继电器会使控制线性执行器的设置变得更加复杂,但它可以让您安全地控制更高功率的负载,而不必担心线性执行器开关发生故障。当您使用线性执行器移动重物或计划使用单个开关控制多个线性执行器时,这一点至关重要。

局限性

使用线性执行器开关控制线性执行器时存在一些限制。首先,您将无法在不同时间控制多个执行器。如果您想单独控制两个执行器,则需要使用两个开关来实现。您也将无法调整线性执行器的速度;您只能控制执行器行进的方向。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。

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

  1. 拉莫斯,R.(2018 年 11 月)。选择正确的开关:了解交流电和直流电。检索自:https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. 伍德福德,C.(2019 年 6 月)。继电器。 检索自:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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