开关基础知识:使用篇

额定值

额定值是开关的特性及保证基准,表示接点可以通过的最大电流值。因电压大小和负载种类而异。

规定开关接点可以施加的电压及其负载可以通过的最大电流值。
一般来说电压越低,可以通过的电流越大。

额定值
请选择适用于所用负载及条件(电流/电压)的开关。

冲击电流

冲击电流是指刚打开开关使负载工作时产生的远大于恒定值的电流。
电机之类的电动机负载、白炽灯泡之类的灯泡负载会产生冲击电流。

1. 冲击电流

阻性负载

冲击电流:阻性负载

打开电源后电流始终保持恒定。

灯泡负载

突入電流:灯泡负载

刚打开电源时产生约10倍于恒定值的冲击电流,之后保持恒定。

2. 冲击电流和额定值

负载的种类和冲击电流

如果像“电动机负载”、“灯泡负载”一样标明了不同负载的额定值,可以根据该值来判断能否使用开关。如果只标明了阻性负载,则粗略计算所用负载的冲击电流,判断是否超过了额定值。

例:

加热器  → 阻性负载 恒定电流<阻性负载额定值
白炽灯  → 灯泡负载 恒定电流×10<阻性负载额定值
电机  → 电机负载 恒定电流×6<阻性负载额定值

额定值中也请对冲击电流加以考量。

直流电路

电弧是指开关断开电路时在接点之间产生的火花。
电流越大越容易发生,切换接点的速度越快,持续时间越长。持续时间长会导致接点剧烈消耗。

直流电路

直流电路的开关动作

在电流的流动方向会发生改变的交流电路中,电压每次变为0V时电弧都会熄灭。而在直流电路中,电流的流动方向恒定,电弧持续时间长会导致接点消耗,耐久性降低。而且还会发生接点移转现象,在接点上产生凹凸,因卡住无法分离而导致误动作。
而且还会发生接点移转现象,在接点上产生凹凸,因卡住无法分离而导致误动作。

直流电路的开关动作
在直流电路中请务必使用有直流额定值的开关,按照其额定值使用。
新利官方网站-新利(中国)备有配备磁吹机构的直流电流专用微动开关型X系列。

操作速度

抖动是开关处于ON状态,但接点因外部振动等影响而临时分离,重复ON/OFF的现象。
震荡是指刚操作开关后,接点因切换造成的冲击而发生跳动,重复ON/OFF的现象。

1. 操作速度极慢时

接点的接触不稳定,发生抖动。
发出错误信号或因电弧而导致接点劣化。

操作速度极慢时:电弧时间长

2. 操作速度极快时

振动、冲击导致接点发生震荡。
发出错误信号或因机械应力而导致破损。

操作速度极快时:震荡时间长
请将设定值设定为允许动作速度的规定值。

微小负载

微小负载是指为了获得向配备MCU等的电子新利官方网站-新利(中国)输入的信号用脉冲而对电流为数mA的电路进行开关时的负载。

1. 微小负载用开关

微小负载无法获得破坏接点面的氧化膜或硫化膜的能量,可能会导致接触不良。建议使用配备材质不易生成膜的金类接点、交叉形状接点的微小负载型开关。微动开关的主要机型都备有微小负载型新利官方网站-新利(中国)。

2. 微小负载的使用

为了避免接触不良,还需要确认开关规定的电流-电压的使用范围。

微小负载的使用

例如,

额定值 DC30V 0.1A
最小适用负载 DC5V 1mA

使用这种开关时,使用范围在右图的梯形之内。

最小适用负载以N水准为参考值(JIS C5003)。
这表示工作200万次会因电阻不稳定而发生1次偶发故障。

请使用微小负载用开关,确认使用条件在其使用范围内。
请设置CR电路等吸收电路,防止震荡和抖动所导致的噪声和脉冲缺失。
对于开关时会产生冲击电流的负载,请插入接点保护电路,以免导致耐久性降低。

耐久性

耐久性(寿命)是指在使用开关的过程中,动作特性或性能从保证值到偏离保证值期间可执行开关动作的次数。

耐久性分为机械耐久性(寿命)和电力耐久性(寿命)共2种。

1. 机械耐久性(寿命)

指开关不通电状态下、按指定操作频率和行程执行动作时的耐久性能。

机械耐久性(寿命)

随着开关接点次数的增加,会发生接点磨损(*1)等。

*1 接点磨损:接点因摩擦而损耗。

2. 电力耐久性(寿命)

指将负载连接于开关、施加额定电流/电压后按指定操作频率和行程使其执行动作时的耐久性能。

电力耐久性(寿命)

伴随接点的开关,会产生接点磨损(*2)等。

*2 接点磨损:因电弧等而导致接点材料溶化、飞散。

耐久性会收到负载条件、动作条件、使用环境的影响,故请在实际使用条件下实施评估试验。

操作行程

操作行程是指传动杆在操作件的作用下发生的移动。

操作行程
  1. 通常情况下,请务必使传动杆位于自由位置(FP)。(操作件与传动杆分离)
  2. 请切勿使操作件在开关的动作位置(OP)及复位位置(RP)附近停止移动。
  3. 设计操作件的动作反转位置(开关的正确推入量)时,请根据开关的过行程(OT)标准值,使操作件和开关的推入量可调。
  4. 在装置上组装开关时,请将操作件的动作反转位置(TTP)设定在开关动作位置(OP)到动作限制位置(TTP)范围的60~90%。
合理推入量
开关的推入量请设定为OT的60~90%。

故障

主要故障及其原因/对策

故障状况 推测原因 对策
电力特性不良 接触不良 接点附着异物 使用密封型开关防止异物侵入。
接点表面上生成膜 使用具有摩擦闭合效果的金类接点开关。
行程设定错误导致接点接触力不足 设定合理行程。
误动作 振动/冲击导致接点闭合(震颤) 使用接点接触力较大(动作力OF高)的开关。
熔敷 超出接点开关容量 使用高容量开关。增设接点保护电路。
绝缘老化 电弧导致接点飞散 使用高容量开关。
机械特性不良 动作不良 行程设定错误、过大负载或冲击动作导致机构损坏 设定正确的行程,以合理的动作速度、负载等执行操作。
异物侵入并附着于机构或接点 使用密封型开关防止异物侵入。
外部损坏 挡块、凸轮形状或不合理的操作方法导致向传动杆施加过大负载 更改挡块、凸轮设计,执行合理操作。

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