主令电器及其应用场景-控制系统必备

自动控制系统中用于发送控制指令的电器称为主令电器。常用的主令电器有按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关等几种。

1.按钮

控制按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关。按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，通常制成具有常开触点和常闭触点的复合式结构，其结构示意图如图2-6所示。指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作。旋钮式按钮是用手扭动旋转来进行操作的。

按钮的额定电压为交流380V、直流220V，额定电流为5A。在机床上常用的有LA2（老产品）、LA18、LA19及LA20等系列。按钮帽有多种颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作启动按钮。按钮主要根据所需要的触点数、使用场合及颜色来选择。

按钮的图形符号及文字符号如图2-7所示。

图2-6 按钮结构示意图

1—按钮帽2—复位弹簧3—动触点4—常闭触点5—常开触点

图2-7 按钮的图形符号及文字符号

a）常开触点b）常闭触点c）复式触点

2.行程开关

行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器，用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。行程开关有机械式和电子式两种，机械式常见的有按钮式和滑轮式两种。机床上常用的有LX2、LX19、JLXK1及LXW-11、JLXW1-11型微动开关等。

LX19及JLXK1型行程开关都备有一常开、一常闭两对触点，并有自动复位（单轮式）和不能自动复位（双轮式）两种类型，如图2-8所示。

LXW-11及JLXW1-11型是微动开关，体积小，动作灵敏，在机床中使用较多。

普通行程开关允许操作频率为每小时1200～2400次，机电寿命约为1×10⁶～2×10⁶次。行程开关主要根据机械位置对开关的要求及触点数目的要求来选择型号。

行程开关的图形符号及文字符号如图2-9所示。

图2-8 LXl9系列行程开关(www.xing528.com)

a）单轮旋转式 b）双轮旋转式

图2-9 行程开关的图形符号及文字符号

a）常开触点 b）常闭触点

3.接近开关

行程开关是有触点开关，工作时由挡块与行程开关的滚轮或触杆碰撞使触点接通或断开。在操作频繁时，易产生故障，工作可靠性较低。接近开关是无触点开关，按工作原理来区分，有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等多种，其中以高频振荡型最为常用。高频振荡型接近开关的电路由振荡器、晶体管放大器和输出电路三部分组成。其基本工作原理是：当装在运动部件上的金属物体接近高频振荡器的线圈L（称为感辨头）时，由于该物体内部产生涡流损耗，使振荡回路等效电阻增大，能量损耗增加，使振荡减弱直至终止，开关输出控制信号。通常把接近开关刚好动作时感辨头与检测体之间的距离称为动作距离。

常用的接近开关有LJ1、LJ2和JXJ0等系列。图2-10所示为LJ2系列晶体管接近开关电路原理图。此开关的振荡器是由晶体管V₁、振荡线圈L和电容C₁、C₂和C₃组成的电容三点式振荡器。振荡器的输出加到晶体管V₂的基极上，经V₂放大及二极管VD₁、VD₂整流成为直流信号，再加至V₃的基极。当开关附近没有金属物体时，VD₁、VD₂整流电路有电压输出，使V₃导通，故V₄截止，V₅导通，V₆截止，开关无输出。当金属物体靠近开关感辨头到达动作距离时，致使振荡回路的振荡减弱至终止振荡，这时VD₁、VD₂整流电路无输出电压，则V₃截止，使V₄导通，V₅截止，V₆导通并有信号输出。

接近开关因具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高、动作迅速等优点，故应用越来越广泛。接近开关的图形符号及文字符号如图2-11所示。

图2-10 LJ2系列晶体管接近开关电路原理图

图2-11 接近开关的图形符号及文字符号

a）常开触点b）常闭触点

4.万能转换开关

万能转换开关是一种多档式控制多回路的主令电器，目前常用的有LW5、LW6等系列。LW6系列转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触点座等主要部件组成，用螺栓组装成为整体。触点座可有1～10层，每层均可装三对触点，并由其中的凸轮进行控制，如图2-12所示。由于每层凸轮可做成不同的形状，因此当手柄转到不同位置时，通过凸轮的作用，可使各对触点按需要的规律接通和分断。

LW6系列转换开关还可以装成双列型式，列与列之间用齿轮啮合，并由公共手柄进行操作。因此，这种转换开关装入的触点数最多可达到2×10×3=60对。

图2-12 万能转换开关 结构示意图