Công tắc hành trình – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Công tắc hành trình dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện điều khiển trong truyền động điện tự động theo tín hiệu “hành trình” ở các cơ cấu chuyển động cơ khí nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt mạch điện ở cuối hành trình để đảm bảo an toàn. Một loại công tắc hoạt động theo kiểu nhấn đè hay gạt cần để điều khiển thiết bị điện đóng ngắt được dùng trong cửa cuốn, băng chuyền, Palang, máy CNC, cẩu trục… Cùng Bazo tìm hiểu ngay thôi nào!

1.Công tắc hành trình là gì?

Công tắc hành trình hay còn gọi là công tắc giới hạn hành trình, là một thiết bị cơ điện dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động. Nó có cấu tạo như công tắc điện bình thường nhưng có thêm cần tác động, để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm bên trong nó. Công tắc hành trình là loại không duy trì trạng thái, khi không còn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu.

Công tắc hành trình dùng để đóng cắt mạch dùng ở lưới điện hạ áp. Nó có tác dụng giống như nút ấn động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm cho quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

Chúng bao gồm một bộ truyền động được liên kết cơ học với một bộ tiếp điểm. Khi một đối tượng tiếp xúc với bộ truyền động, thiết bị sẽ vận hành các tiếp điểm để tạo hoặc ngắt kết nối điện.

Công tắc hành trình được sử dụng trong nhiều ứng dụng và môi trường khác nhau vì độ chắc chắn, dễ cài đặt và hoạt động tin cậy. Nó có thể xác định sự hiện diện hoặc không, định vị và kết thúc hành trình của một vật thể.

Ký hiệu công tắc hành trình

Trong bản vẽ kỹ thuật, công tắc hành trình có ký hiệu tương tự như ký hiệu của công tắc thông thường. Chúng ta xem hình minh hoạ bên dưới để được rõ hơn.

Công tắc hành trình tiếng Anh là gì?

Công tắc hành trình trong tiếng Anh được gọi là Limit Switch. Có thể được hiểu theo nghĩa tiếng Việt như: công tắc hành trình, công tắc giới hạn,…

2.Cấu tạo của công tắc hành trình

Bộ phận truyền động: Là một bộ phận của công tắc hành trình, nó tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị khác. Trong một số công tắc, nó được gắn vào đầu thao tác để mở hoặc đóng các tiếp điểm của công tắc.

Phần thân công tắc: là phần chứa cơ chế tiếp xúc điện

Ổ cắm/chân cắm: Là nơi chứa các đầu vít của tiếp điểm để kết nối với các tiếp điểm với hệ thống dây điện.

Cấu tạo công tắc hành trình 3 chân

Trong công nghiệp, công tắc hành trình 3 chân được sử dụng nhiều hơn. Ngoài ra, còn có loại công tắc hành trình 2 chân (hay gọi là công tắc hành trình mini), công tắc hành trình 2 cặp tiếp điểm, công tắc hành trình 2 chiều… Nhưng nhìn chung chúng có cấu tạo tương tự nhau và cũng rất đơn giản thôi. Chúng ta cùng tìm hiểu qua cấu tạo của chúng nhé.

Về cơ bản, một công tắc hành trình 3 chân có cấu tạo bao gồm 3 bộ phận chính:

• Bộ phận tiếp điểm
• Bộ phận truyền động
• Chân kết nối điện

Bộ phận tiếp điểm: Chúng bao gồm các cặp tiếp điểm. Có nhiệm vụ đóng ngắt theo tác động từ bộ phận truyền động đưa đến.

Cơ bản công tắc hành trình cũng là một loại công tắc. Cho nên nó có cấu tạo của một công tắc điện bình thường. Nó bao gồm các chân tiếp điểm: Chân COM, chân thường đóng và chân thường hở. Tạo thành các cặp tiếp điểm thường hở NO, thường đóng NC.

Bộ phận truyền động: Là phần tiếp xúc trực tiếp với các vật thể cần giám sát chuyển động. Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà chúng có đặc điểm cấu tạo khác nhau.

Chân kết nối điện: Là các đầu terminal dùng để đấu dây cho công tắc hành trình hoạt động.

3.Nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình

Công tắc hành trình dùng để đóng mở mạch điện trong lưới điện, thay vì ta ấn nút bằng tay như công tắc thường thì nó sẽ được tương tác với 1 bộ điều khiển và Reley. Reley này chuyển thông tin về bộ điều khiển, sau đó tín hiệu đóng ngắt mạch điện sẽ tự động phản hồi.

Có 3 chân trong công tắc hành trình, khi đóng mở mạch điện sẽ làm hở các tiếp điểm, có thể nối công tắc này với 2 thiết bị điện, đóng thiết bị này là mở thiết bị kia hoặc nếu chỉ dùng với 1 thiết bị thì chỉ có đóng/ngắt. Mục đích của nó là làm thay đổi hướng dòng điện đi vào các thiết bị điện.

Như hình trên, chúng ta có thể thấy cấu tạo vô cùng đơn giản của công tắc. Bao gồm có: cần tác động, chân COM, chân thường đóng (NC), chân thường hở (NO). Nguyên lý hoạt động công tắc: ở điều kiện bình thường, tiếp điểm giữa chân COM và chân NC sẽ được đấu với nhau. Khi có lực tác động lên cần tác động thì tiếp điểm giữa chân COM + chân NC sẽ hở và chuyển qua chân COM + chân NO

Công tắc hành trình là thiết bị giúp chuyển đổi chuyển động cơ thành tín hiệu điện để phục vụ cho quá trình điều khiển và giám sát.

Công tắc hành trình dùng để đóng cắt mạch điện ở lưới điện hạ áp. Nó có tác động tương tự nút ấn, chỉ khác là động tác ấn bằng tay sẽ được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, từ đó quá trình chuyển động cơ khí thành tín hiệu điện.

4.Các loại công tắc hành trình

Trên thị trường hiện nay sẽ có rất nhiều loại công tắc hành trình khác nhau, chủ yếu sẽ khác nhau về cách thức tác động. Và chính vì thế mà phạm vi ứng dụng của chúng cũng khác nhau. Tuy nhiên thì theo mình tìm hiểu, chúng ta sẽ có một số loại công tắc hành trình phổ biến như sau:

4.1. Công tắc hành trình dạng thân kim loại:

Loại công tắc này sẽ giống với công tắc trên ở bộ phận bánh gạt. Tuy nhiên về điểm khác biệt thì khá nhiều, công tắc dạng thân kim loại thường có cấu tạo bộ phận nhận truyền động dạng kim loại có bộ phận tăng giảm kích thước. Điều này rất phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau với các cơ cấu tác động lực khác nhau. Công tắc sẽ hoạt động với điện áp lên đến 500VAC, 10A với điện áp 24VDC, nhiệt độ hoạt động -25÷70°C. Tiếp điểm 1NO + 1NC kiểu tác động nha (snap action), sử dụng cable gland PG13.5.

4.2. Công tắc hành trình dạng bánh gạt:

Dạng công tắc này thường được cấu tạo bao gồm bộ phận nhận truyền động bằng bánh xe, thân bằng nhựa. Công tắc có tiêu chuẩn chống bụi chống nước IP67, nhiệt độ làm việc trong khoảng dưới 70°C, có điện áp tối đa là 500VAC, dòng điện định mức là 1A. Kiểu tác động của công tắc loại này là cặp tiếp điểm NO và NC tác động nhanh với cần tác động 2 chiều. Công tắc thường được tích hợp một cầu chì giúp bảo vệ ngắn mạch an toàn 10A, khối lượng sẽ là 75g.

4.3. Công tắc hành trình dạng lò xo:

Công tắc thiết kế với hai phiên bản thân nhựa và thân kim loại, đối với thân nhựa thì đạt IP65, thân kim loại đạt IP66. Nhìn chung thì cả hai loại này đều có thể sử dụng ngoài trời rất tốt. Thân có hai loại kích thước 22 x 53 x 30mm và 30 x 60 x 41mm. Tiếp điểm 1NO + 1NC kiểu tác động nhanh, lỗ nối dây kiểu PG13.5. Điểm khác biệt giữa công tắc loại này với các loại khác là có một lò xo gắn trên đầu có nhiệm vụ nhận tác động từ bộ phận truyền động.

4.4. Công tắc hành trình dạng tác động kéo:

Đây là loại công tắc tác động bằng cách kéo lên thông qua vòng kim loại trên đỉnh, được sử dụng trong hệ thống khẩn cấp hoặc trong các ứng dụng cửa kéo. Thiết kế thân kim loại, tiêu chuẩn kín nước IP65, tiếp điểm tác động nhanh NO, NC 10A, điện áp 500VAC. Chu kỳ hoạt động 3600 lần một giờ. Loại công tắc hành trình kéo đầu kim loại này sẽ có loại có nút reset và không có nút reset.

5.Ứng dụng của công tắc hành trình

Công tắc giới hạn được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp. Chúng có thể được sử dụng trong nhiều hoàn cảnh khác nhau. Chúng ta cùng tìm hiểu một vài ứng dụng phổ biến của loại công tắc :

• Trong ngành sản xuất ôtô, công tắc hành trình dùng để phát hiện khung xe đang di chuyển trên băng tải, đưa tín hiệu điều khiển về hệ thống trung tâm như PLC, DCS, SCADA…Đây là ứng dụng tiêu biểu để tiết kiệm chi phí khá đáng kể thay cho các loại cảm biến vị trí hay cảm biến quang, cảm biến tiệm cận…<< tìm hiểu thêm về hệ thống trung tâm PLC, DCS, SCADA… >>
• Trong ngành vận tải tại các cảng biển, chúng được dùng để điều khiển các cẩu trục vận chuyển các thùng container đi đúng vị trí…
• Trong các khu vui chơi, công tắc giới hạn được sử dụng để kiểm soát hành trình của các cơ cấu cơ khí như vòng đu quay, tàu lượn siêu tốc, xe lửa,…
• Trong dân dụng đời sống, chúng được sử dụng để đóng mở cổng tự động, giám sát hành trình của thang máy, thang cuốn,…với một số tên gọi như: công tắc hành trình thang máy, công tắc hành trình cửa cuốn,…
• Trong công nghiệp, chúng dùng trên các băng tải để đổi hướng đi cho vật thể trên băng tải, làm tiếp điểm chuyển mạch cho các cơ cấu máy, giám sát hành trình của các cánh tay rôbot…

 

Trên đây là những thông tin về công tắc hành trình giúp bạn hiểu hơn khi sử dụng sản phẩm này. Hy vọng bài viết trên hữu ích cho bạn đọc, hãy theo dõi Bazo để tìm hiểu thêm về công tắc hành trình cũng như nhiều sản phẩm khác nhé!