Бесконтактный концевик

Мы привыкли думать, что перегрузка двигателя это крайне опасный момент в работе и приводит к выходу из строя. Однако, если контролировать этот процесс, то можно обернуть перегрузку на нашу сторону и сконструировать ряд устройств, позволяющих обойтись без концевых переключателей в классическом представлении. Рассмотрим несколько примеров.

Есть бункер, который наполняется не жидкостью, а неким сыпучим веществом. Применение поплавковых или оптических датчиков в этом случае не эффективно, поскольку вещество сыпется горкой и верхняя кромка неравномерна. Чтобы контролировать уровень наполнения, можно использовать плоскую крыльчатку, установленную на маломощном двигателе (рис.1).

По мере заполнения бункера, движение крыльчатки будет затрудняться и, потребляемый двигателем ток, будет возрастать. Обычно для этого используются малогабаритные низковольтные коллекторные двигатели постоянного тока. Питание 12В безопасно для человека, поэтому можно обойтись без гальванической развязки и использовать шунт для контроля потребляемого тока (рис.2).

По мере заполнения бункера, ход крыльчатки затрудняется и, следовательно, возрастает потребляемый ток, повышая напряжение на шунте. При достижении определенного порога, срабатывает компаратор DA1 и через дифференцирующую цепочку С2R5 переключает триггер DD1. Электронный ключ VT1 открывается и двигатель-датчик отключается. По мере регистрации, устройство возвращается в исходное состояние нажатием кнопки SB1. Аналогичный принцип можно применить, например, в автомобильном компрессоре, которым вы накачиваете шины. Для этого нужно отградуировать R3 по показаниям манометра (опорное напряжение компаратора прямо пропорционально давлению).

Подобным образом можно контролировать и электроприводы, рассчитанные на определенный ход. Например привод ворот. Однако, следует принять во внимание, что там используются мощные высоковольтные двигатели. Поэтому эксплуатация этого устройства должна быть безопасной для пользователя. Используем гальваническую развязку при помощи трансформатора тока. Промышленные трансформаторы стоят достаточно дорого и, использование их в данной постановке задачи, будет не оправданным. Гораздо проще использовать для этого низкочастотные трансформаторы от портативных батарейных радиоприемников. Обычно, зазор между шпулей и сердечником позволяет пропустить провод, но если диаметр питающего провода слишком велик, то можно переделать трансформатор (рис.3), и пропустить провод через свободное окно.

В остальном схема существенно не меняется.

ВНИМАНИЕ: Напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока может быть смертельно опасным. Не прикасайтесь к ней в рабочем режиме и не включайте без нагрузки.

Как правило, в подобных устройствах используются применяются 3-фазные двигатели, следовательно, для контроля потребуется 3 трансформатора (рис.4). В качестве источника сигнала нужно использовать НИЗКООМНУЮ обмотку.

В отличии от предыдущей схемы, здесь используются балансировочные усилители, позволяющие выставить нужный уровень для каждой фазы отдельно. Уровни можно подстраивать при помощи R4R5R6. Тепловые реле и пускатель являются штатными элементами обвязки двигателя. Реле ограничителя просто отключает его при перегрузке.

Павел А. Улитин (aka Soundoverlord). г.Чистополь (Татарстан)