【专题】微动开关(3):AET带你了解什么是微动开关?
以下就有关双投型(Z)速动机构的动作原理进行说明。
如下图所示为开关的力的关系。在未对传动器施加外力的自由位置中,由于受到2个力——F2与F0的影响,压缩弹簧的反作用力F1处于平衡状态。F0为将可动接点c推到固定接点b的压力。接着,通过传动器对拉力弹簧的一部分施加力,使拉力弹簧移位,此时,N点的力F1和F2将依次变大,夹角接近180°,不久,仅F1和F2处于平衡状态,即F0=0。从自由位置到F0=0间存在滑动作用,会使接点向水平方向移动,并进一步弯曲压缩弹簧。从F0=0的位置,通过进一步施加外力,使拉力弹簧微量移位,就会产生反方向的力—— F0,以弯曲压缩弹簧的最大强力将可动接点c从下方向压出,可动接点c 就会穿过空间向对面的固定接点a 移动。
微动开关基于拉力弹簧和压缩弹簧的组合进行动作的原理图
利用这一动作原理,微动开关以开关固有的切换速度(离开速度)切换接点,而与按住拉力弹簧时产生外力的速度无关。F0=0时的位置称为动作位置,与拉力弹簧的一部分通过死点的位置基本一致。
消除外力进行复位操作时,也是基于相同的原理,而此时弹簧的弯曲反作用力即为复位原动力。
(9)接触电阻·接点接触力特性
接触电阻根据接点接触力而变化,下图表示了其关系。接点接触力变大的话接触电阻变得较稳定(变小), 相反当接触力变小的话就开始变得不稳定(变大)。
接触电阻· 接点接触力特性
(10)动作特性的相关用语
关于偏差的解释例
(例)Z-15G-B OF(动作力) 2.45~3.43N
解释:表示将加在驱动杆上的力从0开始增加到3.43N,无论哪个开关都应动作。开关行程的设定请参考750页的「①关于操作行程设定」。
(11)力、冲程、接点接触力特性 微动开关的动作特性用力、冲程特性来表示。
下图表示这一特性。即将横轴冲程(传动器的行程) 施加到纵轴传动器上,取得此时所施加的力。微动开关的特点如下:
① 在动作时和还原时,力急剧变动,同时发出开关的切换音,由此可以判断开关的动作位置(OP)和复位位置(RP)。
②由于存在响应差的行程(MD),因此,即使操作传动器的操作体产生移动或上下晃动,可动接点中的其中一个固定接点也是稳定的,因此,可动接点适用于机械检测用开关。
③由于接点的切换会快速进行,因此,在电流开关时电弧连接时间较短的小型开关中,可以开关较大的电流。
下图表示冲程和接点接触力的关系。在自由状态下,随着将传动器逐渐押入,接点接触力将会逐渐减少,而到达OP后,接点接触力将会变为零,可动接点从常闭(NC) 向常开(NO)反转,随即产生接触力。如果再次押入传动器,NO侧的接触力将会增大。传动器复位时,NO侧变为零,接着就会在NC侧产生接触力。
(12)接点切换时间操作速度和接点切换时间的关系如下图所示。
随着传动器的操作速度逐渐变慢,接点切换时间会逐渐变长。因此,应用规定的最小操作速度来测定接点切换时间。下图中的测定电流规定为如下:微小负荷用微动开关的通电电流为1mA,一般用途微动开关的通电电流为100mA。如下图所示,接点切换时间为不稳定时间、反转时间及振动时间之和,一般微动开关的接点切换时间为5~15msec。这里,不稳定时间是由接触电阻不稳定引起的,而接触电阻不稳定是由前述接点反转前的接点接触力降低及接点摩擦闭合所导致的。
速动机构的机械反转会产生反转时间。可动接点冲击固定接点时的振动会产生振动时间。不稳定时间和振动时间会使接点发热,引起接点熔化, 而在和电子电路连接后, 还可能会引起电子电路的误动作。因此,设计微动开关时,应尽量缩短不稳定时间和振动时间。
(13)接点的摩擦闭合
根据速动机构的种类不同,有的微动开关在接点部几乎不发生摩擦闭合(滑动)。摩擦闭合作用,指可动接点在某一接触力下在固定接点面上滑动的动作。下图表示可动接点动作时和复位时的摩擦闭合说明图。
摩擦闭合会产生两种效果, 即对接点表面的净化作用和因冲击电流等引起接点熔化时的跳闸作用。(对于帝克的VM弹簧结构的开关来讲就是没有摩擦闭合的例子,而VMS弹片结构的开关就有了这个摩擦闭合的问题)
(14)端子符号和接触形
符号 |
端子符号 |
COM |
共通端子 |
NC |
常闭端子 |
NO |
常开端子 |
(15)端子的种类
注. 此外,还有端子连接部为塑封的带导线产品和单触连接器对应型产品。
(16) 接触类型的种类
明日揭晓EN61058-1规格的用语未完待续~