Wyłącznik krańcowy – co to jest, rodzaje, właściwości

4 listopada 2021 0

Autor:

Wyłącznik krańcowy co to jest?

Wyłącznik krańcowy ma wiele zastosowań, toteż ich specyfikacja może być zróżnicowana pod wieloma względami. Urządzenia czujnikowe, umożliwiające wykonywanie przełączeń w obwodach elektrycznych pod wpływem modyfikacji dotyczących położenia obiektu, znajdują zastosowanie nie tylko w elektromechanice, ale również w robotyce. Na co dzień można spotkać wiele urządzeń, które wykorzystują mechanizm działania wyłącznika krańcowego. W głównej mierze elementy te stosuje się jednakże na masową skalę w przemyśle oraz przy rozwijaniu nowoczesnych technologii. Wybór wyłącznika krańcowego nie jest prosty i zależy od wielu czynników, ze szczególnym uwzględnieniem warunków środowiskowych, w jakich funkcjonuje obwód. Wyłączniki krańcowe są to urządzenia czujnikowe, które pozwalają na wykonywanie przełączeń w obwodach elektrycznych za sprawą zmiany położenia obiektu. Najczęściej spotyka się je w układach automatyki przemysłowej, jak i w prostych układach automatyki budynkowej. Czujniki krańcowe wyróżniają się niewielkimi rozmiarami. Co więcej, są bardzo proste w montażu, a za sprawą możliwości wyboru spośród wariantów o zróżnicowanych pod kątem prądu roboczego oraz ukształtowania dźwigni styku krańcowego, wybór konkretnego czujnika nie stanowi żadnego problemu.

Wyłącznik krańcowy i czujnik krańcowy – czym się różnią?

Wyłącznik krańcowy jest urządzeniem elektromechanicznym. Jego głównym zadaniem jest sygnalizacja osiągnięcia skrajnego położenia przez element ruchomy układu. Poprzez wykonywaną czynność, zabezpiecza przed przemieszczeniem się, z tego względu jest niezbędny w przypadku budowania bezpiecznych sieci elektrycznych. Ponadto znajduje zastosowanie w przypadku zamykania obwodu sterowanego po osiągnięciu określonej pozycji. Dzięki temu umożliwia dokonywanie przełączeń następujących pod wpływem modyfikacji związanych z położeniem obiektu.

Warto zacząć od tego, że w przypadku tych dwóch określeń, zastosowana nomenklatura może wprowadzać w błąd. Oba urządzenia pełnią funkcję wyłączników. W przypadku czujnika krańcowego, wzbogacono ten element o funkcję ostrzegania o zbliżaniu się do przeszkody, bądź informowania o dotarciu do danej przeszkody. Klasyczny wyłącznik również przekaże informacje dotyczące położenia, jednakże nastąpi to dopiero w momencie dotarcia do danego punktu, za pomocą włączenia lub wyłączenia obwodu. Dodatkowe opcje dodawane są na zasadzie rozbudowania podstawowej wersji. Wraz ze wzrostem specyfikacji, rośnie również cena elementu. Warto również zaznaczyć, że często stosuje się wyłącznik krańcowy oraz czujnik krańcowy jako dwa uzupełniające się elementy.

Wyłącznik krańcowy zasada działania

Zasada działania wyłącznika krańcowego opiera się na elektromechanicznym przełączaniu położenia styku ruchomego i następuje na skutek kontaktu obiektu zewnętrznego z elementem wykonawczym, który wywiera nacisk na dźwignię styku krańcowego wyłącznika, przy czym prób przełączenia jest nastawialny.

W sytuacji, kiedy element wykonawczy połączony fizycznie z czujnikiem krańcowym obraca się lub przemieszcza, położenie styków elektrycznych ulega zmianie. Ponieważ wyłączniki krańcowe wyróżniają się jedną pozycją stabilną, w zależności od konstrukcji wyłącznika jego styki w stanie stabilnym mogą być zwarte lub rozwarte.

Istotnymi zaletami wyłączników krańcowych jest ich wyjątkowo długa żywotność. Wyłącznik krańcowy ceniony jest za powtarzalnie wysoki poziom precyzji przy przełączaniu – również w niekorzystnych warunkach. Ich atutem jest także możliwość przełączania obciążeń elektrycznych dużej mocy.

Wyłączniki krańcowe rodzaje

Istnieje wiele rodzajów krańcówek, producenci przeważnie ulepszają bazową wersję. W zależności od danej branży, bądź zastosowania w przemyśle, wyłączniki dzielą się na wiele kategorii. Jednakże najczęściej stosowany jest podział uwzględniający sposoby wykrywania w nich przeszkód. Wówczas wyróżnia się:

Wyłączniki krańcowe elektromechanicznie

Krańcówki elektromechaniczne, które są najpopularniejszą i najliczniejszą kategorią. Wyróżniają się przede wszystkim prostą budową oraz niezawodnością. Elementem, który wykrywa przeszkodę jest ruchoma dźwignia mechaniczna, która stanowi nieodzowny element elektrycznego łącznika znajdującego się w obudowie.

Wyłącznik krańcowy magnetyczny

Czujniki krańcowe magnetyczne. Ten rodzaj wyróżnia się zastosowaniem dwóch magnesów. Ich działanie polega na zbliżaniu się do siebie, gdy dochodzi do indukcji prądu, czyli zbliżania się do przeszkody. Czujniki magnetyczne są bardzo precyzyjne, jednakże ze względu na użyte magnesy, są również podatne na zaburzenia związane z polami elektromagnetycznymi. Z tej przyczyny mogą być nieskuteczne w niektórych branżach.

Czujnik krańcowy optyczny

Czujniki krańcowe optyczne, które oparte są precyzyjnym układzie. Stosowane są w środowisku pozbawionym pyłów i zanieczyszczeń powietrza, a więc wymagają niemalże sterylnych warunków, aby poprawnie funkcjonować. Sprawdzają się również w przypadku bardzo małych podzespołów. Znajdują zastosowanie przede wszystkim w robotyce przemysłowej. Specjaliści cenią je za niezawodność oraz precyzyjność.

Właściwości wyłączników krańcowych

1). Wzmiankowanie i sygnalizacja. Podstawową czynnością, jaką wykonuje łącznik krańcowy, jest sterowanie stanem obwodu. Jednakże rozbudowanie końcówek powoduje zwiększenie możliwości urządzeń. Bardziej zaawansowane technologicznie krańcówki nie tylko zliczają cykle pracy, ale również informują o napotkaniu niewidzialnej przeszkody. Parametr ten staje się niezbędny w przypadku rozwijania nowoczesnych technologii opartych na automatyce przemysłowej.

2). Ilość cykli. Częstotliwość działania może przybierać dwie różne wartości. Należy rozgraniczyć częstotliwość mechaniczną oraz elektryczną. Mechaniczna, która przyjmuje większe wartości, określa częstotliwość uruchomienia mechanizmu dźwigni, natomiast elektryczna tempo, w jakim łącznik osiąga pierwotny stan.

3). Elementy dźwigni. Wyłączniki krańcowe odróżniają się od siebie budową dźwigni. To, jak jest skonstruowana, często determinuje jej funkcjonalność. Dźwignia może funkcjonować na wielu płaszczyznach, często wyposażona jest również w rolkę lub dodatkowy pręt. Wyróżnia się przede wszystkim dźwignie zderzakowe, które odróżniają się dźwignią ustawioną w osi. Istnieją również bardziej zaawansowane technologicznie dźwignie posiadające sprężynę umożliwiającą samodzielny powrót do pozycji wyjściowej.

4). Zakres ruchu. W standardowych ustawieniach punktem zatrzymania się wyłącznika jest dana przeszkoda, którą umieszcza się na torze ruchu. Jednakże istnieją również typy pozwalające na zawężenie zakresu przesuwu. Wówczas można samodzielnie dokonać modyfikacji czasu lub odległości. W tym przypadku punkt zatrzymania następuje w ustawionym miejscu, a nie w momencie natrafienia na określoną przeszkodę.

5). Rodzaje styków. Najpopularniejsze są styki migowe wyróżniające się natychmiastowym działaniem. W tym przypadku oba styki odłączane są w tym samym momencie. Drugim rodzajem są styki typu zwłocznego, które załączają lub odłączają dany obwód z prędkością, która jest uwarunkowana prędkością działania wyłącznika. Wówczas najpierw dochodzi do rozłączenia jednego ze styków, a następnie kolejnego.

6). Przeznaczenie. Przy wyborze odpowiedniej krańcówki, niebagatelna jest obudowa i materiał jakiego użyto do jej produkcji. Większość modeli posiada klasyczną wersję wykonaną z plastiku, jednakże gwarantuje ona wyłącznie podstawową ochronę, niewystarczającą w większości branży. Na rynku znajdują się również krańcówki z obudową olejoodporną, wytrzymałą na szkodliwe działanie substancji oleistych. Znajduje ona zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Warto wspomnieć również o czujniku krańcowym drzwi zabezpieczającym osłaniające drzwi w przypadku szafek elektrycznych.

7). Prędkość, która określa w jakim czasie dochodzi do uruchomienia włącznika. Związana jest pośrednio z dokładnością, gdyż szybsze elementy są bardziej precyzyjne od wolniejszych wersji.

8). Środowisko pracy. Krańcówki dopasowane są do warunków pracy. Producenci starają się określić optymalne parametry, w przypadku których użycie podzespołu będzie bezpieczne, a jednocześnie efektywne. W zależności od gałęzi przemysłu, istnieją krańcówki odporne na wstrząsy, wibracje, bądź zanieczyszczenia lotne. Uwzględniane są także dane dotyczące odpowiedniej temperatury, w jakiej użycie krańcówki jest bezpieczne. W ten sposób producenci starają się zminimalizować ryzyko nie tylko uszkodzenia przewodu, ale również zabezpieczenia miejsca pracy i pracowników.

9). Trwałość definiowaną za pomocą ilości cyklów. Pozwala określić po jakim czasie dojdzie do zużycia przynajmniej jednego z podzespołów urządzenia. Dzięki temu istnieje duże prawdopodobieństwo wskazania momentu w którym dojdzie do awarii krańcówki.

10). Napięcie. Wybierając rodzaj krańcówki, należy zwrócić uwagę przede wszystkim na parametry prądu. Inne elementy posłużą do 12 V, inne natomiast do 230 V. Uwarunkowane jest to również elementami użytymi do konstrukcji podzespołu.

Czujniki magnetyczne i kontaktrony – do czego służą

Zestyk kontaktronowy to przełącznik, którego stan położenia styków zmienia się przez przyłożenie źródła pola magnetycznego. Takim źródłem jest na przykład magnes lub obwód elektryczny, przez który płynie prąd o odpowiedniej mocy. Wtedy też układ stykowy z materiału ferromagnetycznego, umieszczony w ośrodku próżniowym w szklanej bańce, zostaje zwarty, a kontaktron zaczyna przewodzić prąd w obwodzie elektrycznym, którego jest elementem. W momencie, gdy źródło pola magnetycznego oddali się, styki kontaktronu zostają rozwarte, przez co przewodzenie prądu w obwodzie zostaje przerwane.

Zarówno kontaktrony, jak i czujniki magnetyczne to elementy, które zwykle montowane są w budynkach, a ich zadaniem jest aktywowanie alarmu czy też dzwonka, gdy otwarte zostają drzwi lub okna. Ponadto na stacjach pogodowych w anemometrach, bardzo wiele kontaktronów przełączanych jest w zależności od prędkości wiatru w odpowiedniej kolejności. Oblicza się ją, biorąc pod uwagę odstępy czasowe między załączeniami poszczególnych kontaktronów.

Jaki wyłącznik krańcowy kupić?

Aby dobrać wyłącznik krańcowy do własnych potrzeb, należy dokładnie zapoznać się ze specyfikacją danego modelu. Na rynku znajdują się urządzenia w różnej rozpiętości cenowej. Trzeba zaznaczyć, że tańsze modele kosztujące kilka złotych nadają się raczej do rozwiązań amatorskich. Profesjonalny przyrząd kosztuje dużo więcej, bardziej złożone elementy osiągają cenę nawet kilku tysięcy złotych. Przeważnie wystarczające są jednak modele za kilkadziesiąt złotych, dostosowane do danego urządzenia i wymogów obwodu.

Zapraszamy do kolejnych artykułów w których opisujemy:

Ogranicznik przepięć – podłączenie, co to jest, jak działa, budowa

Rozłącznik izolacyjny – co to jest, jak dobrać, budowa, zastosowanie

Wyłącznik różnicowoprądowy – czym jest i w jaki sposób działa?

Bezpieczniki, elementy zabezpieczające instalacje elektryczne

Wyłącznik silnikowy – skuteczny sposób na zabezpieczenie silnika

Łącznik krzywkowy – jak podłączyć, zasada działania

Przekaźnik czasowy – zasada działania, budowa, rodzaje

UdostępnijShare on FacebookShare on Google+Tweet about this on Twitter

Powiązane produkty

Newsletter
Bądź na bieżąco