如何通過執行器開關控制線性執行器?

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我需要哪種類型的執行器開關?

有很多類型的 電氣開關 在那裡,那麼你怎麼知道哪個最適合控制一個線性執行器。由於您最有可能想要伸縮線性執行器,因此您需要使用雙刀雙擲(DPDT)ON-OFF-ON開關。線性執行器開關的極數和擲數將定義其操作方式,分別指電路數和接通位置數。雙刀執行器開關將允許您更改執行器輸入電壓的方向,這是改變方向所需要的;而雙擲則為您提供兩個打開位置,一個用於伸出,另一個用於收回。您還可以找到ON-ON的DPDT開關,這意味著沒有關閉位置,但是這些執行器開關對於在您的應用中控制執行器可能沒有意義。

DPDT開關的電路圖

即便如此,仍然有許多DPDT ON-OFF-ON開關以各種樣式和不同功能出現。在這些不同的執行器開關之間進行選擇主要取決於您的應用或個人喜好,但是有一項功能會影響執行器開關的工作方式,即執行器開關是瞬時的還是非瞬時的。如果不按動,瞬時開關將始終默認為中心位置,而非瞬時或持續開關將鎖定在其被按下的最後位置。這兩種類型的執行器開關都可以用於控制線性執行器,您選擇的一種將取決於您的應用和偏好,但是考慮到這一點很重要,因為使用一種樣式比另一種樣式更有意義你的情況。

翹板開關撥動開關防水LED翹板開關

了解了12v執行器開關的功能後,您就可以開始研究各種開關的不同樣式和功能。包含 翹板開關, 撥動開關LED背光開關。但是在購買之前,您需要檢查所需的執行器開關的規格。這些規格包括尺寸,電氣特性和預期壽命,但是對於大多數應用而言,最重要的是額定功率。額定功率通常以交流或直流形式的安培數和電壓給出,例如:16A 250V AC,它是交換機可以處理的絕對功率極限。如果您的執行器開關僅適用於交流電,則仍然可以與直流電路一起使用,但是額定功率會大大降低(約為交流電額定值的10%,但這並不是硬性規定)。當使用帶有電感負載的執行器開關(如線性執行器)時,這一點尤為重要,因為打開開關會引起電流湧入,而關閉會導致電壓峰值。這些電流和電壓的高點可能會超過開關的額定值,這會縮短執行器開關的壽命,甚至立即導致其失效[1]。因此,重要的是要確保所選的執行器開關的額定功率高於所需的功率。

用執行器開關控制線性執行器

 一旦選擇了適用於您的應用的執行器開關,就可以很簡單地控制線性執行器。在交換機的底部,您將看到6個連接器,如下圖所示,該連接器與上面的DPDT開關的電路圖對齊。 如果將開關按到前進位置,則頂部和中間的連接器將連接到開關內部;如果將開關按到後退位置,則將連接底部和中間連接器;如果開關處於中間位置,則開關斷開。

電源位於中間位置的DPDT開關設置 執行器在中間位置的DPDT開關設置

如上所示,您可以通過兩種方式連接12v執行器開關,以控制線性執行器。第一種方法是將執行器連接到頂部和底部連接器,正極和負極引線開關側,電源連接到中間連接器,如左上方所示。另一種方法是相反的操作,如右圖所示,將電源連接到具有正極和負極引線切換側的頂部和底部連接器,並將執行器連接到中間連接器。從功能上講,這兩條佈線的作用相同。當外部連接器的任一側翻轉時,致動器的極性將翻轉,並導致運動方向發生變化。

DPDT開關控制2個執行器

您在設置中的選擇將取決於您的應用程序和偏好。通過並聯連接執行器,如上所述,該設置還可用於同時控制多個執行器。這樣做時需要小心,因為更多並聯的執行器會增加總電流消耗。您需要確保執行器開關能夠處理本博客上一節中提到的電流消耗的增加。 

克服功率限制

如上所述,您需要注意不要超過執行器開關的額定功率,但是如果找不到符合您要求的執行器開關該怎麼辦。那是接力發揮作用的時候。 繼電器 是電磁開關,可以用較小的電流操作以打開和關閉較大的電流[2]。繼電器允許您使用較小的開關來控制較大的電氣負載,而不必擔心超出開關的額定功率,因為這兩個電路在物理上是隔離的。繼電器是開關,因此它們使用相似的術語,並且它們通過使線圈通電(當通電時會磁化)來打開和關閉大功率電路的連接[2]。線圈不通電時的連接稱為常閉(NC),線圈通電時的連接稱為常開(NO)。繼電器還具有額定功率,您需要對其進行檢查以確保它們可以在您的設計中正常工作。

DPDT繼電器4通道中繼模塊

 

控制 如果是線性執行器,則需要使用帶有SPST(單刀單擲)開關的DPDT繼電器或帶有SPDT(單刀單擲)開關的兩個SPDT(單刀雙擲)繼電器。使用單個DPDT繼電器配置,如下左圖所示,您只需要一個SPST開關,因為只有一個線圈可以通電。當線圈通電時,執行器將伸出,而當線圈未通電時,執行器將縮回。這意味著沒有偏離位置,這對於您的設計可能是不可接受的。如果您需要將執行器停在完全伸出和完全縮回位置之間,則需要使用兩個帶有DPDT ON-OFF-ON開關配置的SPDT繼電器。在此配置中(如右下圖所示),兩個繼電器用於翻轉執行器的電壓極性,而開關用於控制繼電器。您需要設置電路,以確保當兩個線圈都未通電時,當開關處於斷開位置時,執行器沒有電源連接(執行器的兩根導線都接地)。當向前按下執行器開關時,只有一個線圈通電才能使執行器伸出,而向後按下執行器開關時,相反的線圈會通電以使執行器縮回。

使用繼電器控制線性執行器

儘管利用繼電器會使控制線性執行器的設置更加複雜,但它使您可以安全地控制較高的功率負載,而不必擔心線性執行器開關發生故障。當您使用線性執行器移動重物或計劃用一個開關控制多個線性執行器時,這是關鍵。

局限性

使用線性執行器開關控制線性執行器時有一些限制。首先,您將無法在不同時間控制多個執行器。如果要分別控制兩個執行器,則需要利用兩個開關來執行。您也將無法調整線性執行器的速度。您只能控制執行機構的行進方向。另一個限制是無法利用執行機構的反饋,該反饋可用於更精確地定位執行機構。

儘管存在一些限制,但它們在您的應用中可能並不重要,在這種情況下,使使用開關控制線性執行器成為一種簡便的解決方案。如果確實需要更多控制,則需要使用更複雜的控制系統。

  1. 拉莫斯河(2018年11月)。選擇正確的開關:從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)。繼電器。 取自:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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