Электроника:Цифровая электроника/Переключатели/«Нормальное» состояние контакта и последовательное замыкание/размыкание

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Нормальное» состояние контакта и последовательное замыкание/размыкание[1]

Любую разновидность контактного переключателя можно спроектировать так, чтоб контакты при срабатывании переключателя «замыкались» (обеспечивали электрическую непрерывность) или «размыкались» (разрывали электрическую непрерывность).

Для переключателей, в которых есть механизм с пружинным возвратом, направление, в которое пружина возвращает его без приложения внешней силы, называется нормальным состоянием.

Поэтому, если контакты разомкнуты в этом (нормальном) положении, то они называются нормально разомкнутыми, а контакты, которые замкнуты в этом (нормальном) положении, называются нормально замкнутыми.

«Нормальные» состояния переключателей производственных процессов

Для переключателей производственных процессов нормальное положение/состояние – это то, в котором переключатель находится, когда на него не влияют физические процессы. Простой способ выяснить нормальное состояние технологического коммутатора – это рассмотреть состояние коммутатора, когда основной механизм находится «законсервированном» состоянии, не во время работы. Вот несколько примеров «нормальных» состояний переключателей производственных процессов:

Важно различать «нормальное» состояние коммутатора и его «нормальное» использование в рабочем процессе.

Рассмотрим пример с датчиком расхода жидкости, которое подаёт сигнал в случае слишком низкого расхода в системе охлаждения воды.

Нормальное (исправное) состояние системы охлаждения воды предполагает постоянный поток охлаждающей жидкости, проходящий через трубу с датчиком.

Если мы хотим, чтобы контакт реле замыкался в случае ослабления потока охлаждающей жидкости (например, для замыкания электрической цепи, которая активирует сирену аварийной сигнализации), мы хотим использовать датчик потока с нормально замкнутыми, а не нормально разомкнутыми контактами.

При достаточном потоке в трубе контакты переключателя принудительно размыкаются; когда расход падает до недопустимо низкого уровня, контакты возвращаются из нормального (разомкнутого) состояния.

Это может внести путаницу, так как термин «нормально» люди интерпретируют применительно к стандартно (без эксцессов) протекающему процессу. Когда речь идёт именно о переключателе производственного процесса, всегда думайте о «нормальном» состоянии этого переключателя как о том, в котором он находится по умолчанию (до срабатывания).

Схемные обозначения переключателей

На схемах символ переключателя различается в зависимости от его назначения и способа «нормального» срабатывания.

Нормально разомкнутый контакт переключателя изображён так, чтобы обозначать открытое соединение, готовое замкнуться при срабатывании. И наоборот, нормально замкнутый переключатель показан как замкнутое соединение, которое будет разомкнуто при срабатывании. Обратите внимание на следующие символы:

Рис. 1. Схемные обозначения переключателей различаются в зависимости от назначения и срабатывания.
Рис. 1. Схемные обозначения переключателей различаются в зависимости от назначения и срабатывания.

Существует также общепринятая символика для любого контактного переключателя, использующая пару вертикальных линий для обозначения точек контакта.

Нормально разомкнутые контакты обозначаются линиями, не соприкасающимися друг с другом, а нормально замкнутые контакты ещё и дополнены соединяющей их диагональной линией. Вот, сравните:

Рис. 2. Стандартное обозначение контактного переключателя (нормально разомкнутый и нормально замкнутый).
Рис. 2. Стандартное обозначение контактного переключателя (нормально разомкнутый и нормально замкнутый)

Переключатель слева замыкается при нажатии и размыкается в «нормальном» (до срабатывания) состоянии. Переключатель справа размыкается при нажатии и замыкается в «нормальном» (до срабатывания) состоянии.

Если переключатели обозначены этими общими символами, тип переключателя обычно указывается в тексте непосредственно рядом с символом. Обратите внимание, обозначение слева не следует путать с символом конденсатора. Если конденсатор необходимо представить в управляющей логической схеме, он будет показан следующим образом:

Рис. 3. Схемное обозначение конденсатора.
Рис. 3. Схемное обозначение конденсатора.

В стандартной электронной символике приведённый выше рисунок зарезервирован для конденсаторов, чувствительных к полярности.

Логически сообразно, что этот символ конденсатора используется для любого типа конденсатора, даже если конденсатор не чувствителен к полярности, чтобы чётко отличать его от нормально разомкнутого контактного переключателя.

Многоходовые селекторные переключатели

При использовании многоходовых (т.е. многопозиционных) селекторных переключателей необходимо учитывать ещё один фактор конструкции: это в какой последовательности происходит разрыв старых соединений и создание новых соединений при перемещении переключателя из одной позиции в другую, при этом подвижный контакт последовательно соприкасается с одним или несколькими неподвижными контактами.

Рис. 4. Подвижный контакт последовательно касается нескольких неподвижных контактов.
Рис. 4. Подвижный контакт последовательно касается нескольких неподвижных контактов.

Селекторный переключатель, показанный выше на рисунке 4, переключает общий контактный рычаг в одно из пяти различных положений, соединяясь с контактными проводами с номерами от 1 до 5.

Наиболее распространённая конфигурация многопозиционного переключателя, подобного этому, – это такая, в которой контакт разрывает соединение в одном положением перед тем, как установить контакт со следующим положением.

Эта конфигурация называется «сначала-разомкни-потом-замкни» (англ. break-before-make). Например, если бы переключатель был установлен в положение номер 3 и медленно вращался по часовой стрелке, контактный рычаг вышел бы из положения номер 3, размыкая эту цепь, переместился бы в положение между номером 3 и номером 4 (оба контура разомкнуты), а только затем перешёл бы позицию 4, замыкая это направление.

Существуют приложения, в которых в любой момент времени недопустимо полностью размыкать цепь, подключенную к «общему» проводу.

В этом случае можно использовать конструкцию, в которой подвижный контактный рычаг фактически замыкает два положения (когда находится между номером 3 и номером 4 в приведённом выше сценарии), пока перемещается между положениями.

Компромисс здесь заключается в том, что схема должна допускать замыкания переключателя между соседними позиционными контактами (1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5), когда ручка переключателя поворачивается из текущего положения в следующее. Такой переключатель показан здесь:

Рис. 5. Ручка переключателя поворачивается из одного положения в другое. В момент переключения подвижной контакт замкает одновременно два неподвижных, расположенных рядом.
Рис. 5. Ручка переключателя поворачивается из одного положения в другое. В момент переключения подвижной контакт замкает одновременно два неподвижных, расположенных рядом.

Когда подвижный контакт(-ы) можно одновременно соединить с несколькими положениями с неподвижными контактами, каждое такое положения иногда называют ходом (англ. throw).

Количество подвижных контактов иногда называют полюсами. Оба переключателя, показанные выше, с одним подвижным контактом и пятью неподвижными контактами, будут определены как «однополюсные пятиходовые» переключатели.

Если два идентичных однополюсных пятиходовых переключателя соединить вместе так, чтобы они приводились в действие одним и тем же механизмом, вся сборка была бы названа «двухполюсным пятиходовым переключателем»:

Рис. 6. Сборочный двухполюсный 5-ходовой переключатель.
Рис. 6. Сборочный двухполюсный 5-ходовой переключатель.

Вот несколько распространённых конфигураций переключателей и их сокращенные обозначения:

Рис. 7. Однополюсный одноходовой переключатель.
Рис. 7. Однополюсный одноходовой переключатель.
Рис. 8. Двухполюсный одноходовой переключатель.
Рис. 8. Двухполюсный одноходовой переключатель.
Рис. 9. Однополюсный двухходовой переключатель.
Рис. 9. Однополюсный двухходовой переключатель.
Рис. 10. Двухполюсный двухходовой переключатель.
Рис. 10. Двухполюсный двухходовой переключатель.
Рис. 11. Четырёхполюсный двухходовой переключатель.
Рис. 11. Четырёхполюсный двухходовой переключатель.

Итог

  • Нормальное состояние переключателя – то, в котором он не задействован. Для технологических коммутаторов это состояние, в котором они находятся, пока «пылятся без работы».
  • Переключатель, который разомкнут, пока не сработал, называется нормально разомкнутым. Переключатель, который замкнут, пока не сработал, называется нормально замкнутым. Иногда термины «нормально разомкнутый» («нормально открытый») и «нормально замкнутый» («нормально закрытый») обозначаются сокращенно, соответственно, НО и НЗ (англ. NO и NC, от normally-open и normally-closed).
  • Общая символика для НО и НЗ контактных переключателя следующая:
Рис. 12. Стандартные обозначения контактных переключателей: нормально разомкнутый и нормально замкнутый.
Рис. 12. Стандартные обозначения контактных переключателей: нормально разомкнутый и нормально замкнутый.
  • Многоходовые (многопозиционные) переключатели могут быть либо размыкающими перед переключением (более распространены), либо переключающими перед размыканием.
  • Число полюсов переключателя – это количество подвижных контактов, в то время как ходы переключателя относятся к количеству неподвижных контактов, приходящихся на один подвижный контакт.

См.также

Внешние ссылки