Устройство и принцип действия кулачковых переключателей

Кулачковые переключатели становятся все более распространенными электрическими механизмами, которые с помощью тактовой частоты обеспечивают коммутацию электрических цепей. Активно используются для измерения разных величин в мощных двигателях, принимают участие в управлении различных электрических систем, ими оснащаются трансформаторы.

Общая информация о кулачковом переключателе

Кулачковые переключатели – это специальные электрические устройства, которые в электрических цепях коммутируют как постоянные, так и переменные токи. Эксплуатируются такие устройства в низковольтных цепях, а также в цепях с напряжением до 500 В, для переменного и постоянного тока.

В состав изделий входит изолирующее и проводящее сырье высокого качества, также в производстве принимают участие результаты успешных опытов создания современной техники и знания, полученные в процессе разработок подобного оборудования. Характерные особенности кулачковых устройств – компактные размеры, высокая устойчивость к кратковременным нагрузкам в цепи. Также им свойственны отменные коммутационные характеристики. Чтобы уберечь их в электрической схеме от тока коротких замыканий, требуется дополнительно устанавливать предохранители, оснащенные плавкими вставками.

Технические характеристики

Основные рабочие детали — «кулачки», которые приводят в действие «толкатель». Оборудование предполагает оснащение группой коммутационных сегментов, при изменении месторасположения которых можно добиться желаемого их расположения для активации определенной схемы включения в данный момент времени.

Месторасположение кулачков и контактов – это коммутационная программа, ее основная задача заключается в сборке определенной схемы подключения. Их устанавливают внутри корпуса, изготовленного из пластмассы, в ее состав также входит меламин.

Преимущество материала корпуса заключается в устойчивости к вихревым токам и электрической дуге. Несложная, но при этом эффективная конструкция позволяет одновременно включать и отключать большое количество контактов. Обеспечивается это за счет того, что кулачок одного рабочего сегмента механически соединен с другими узлами.

Для повышения износостойкости и коммутационных характеристик в устройстве контакты изготавливают не из меди, а из серебра. Еще одно достоинство материала – серебро выдерживает электрическую дугу. Также устройство оснащено фиксирующим мехнизмом привода, без участия которого переключатель не сможет фиксироваться в заданном направлении, следовательно, кулачковый переключатель уже не сможет справляться с поставленными задачами.

Стоит упомянуть об ограничители движения привода. Его предназначение в том, чтобы фиксировать переключатель в крайнем положении. Вал устройства или привод — это обыкновенный прут квадратного сечения. Для оптимального переключения контактов и надежной работы его требуется изготавливать из качественного металла, чтобы деталь могла выдержать нагрузку при прокручивании. Этот момент очень важен в тех отраслях, где требуется управлять за электродвигателями. Для удобства управления и переключения режимов применяется специальная рукоятка, изготовленная из специального изоляционного вещества.

Виды кулачковых выключателей

В строительных магазинах представлен довольно большой ассортимент кулачковых переключателей в разных видах.

• Двухконтактное оборудование, которое требуется для работы трансформаторов импульсного типа. Особенность такого переключателя заключается в том, что управляющее устройство базируется на обычном переходнике. Характерные особенности: на выходе величина напряжения достигает 3 В; оснащен оболочкой изолятора; управление током осуществляется мощностью модулятора; величина модуля – 10 мВ; способен выдерживать перегрузку до 5 А. Его запрещается использовать при работе с вольтметрами.
• Кулачковый переключатель на 3 положения или трехпозиционный. Устройства, которые можно применять вместе с вольтметрами. Характерные особенности: небольшие размеры; показатели максимального напряжения достигают отметки в 20 В; соединения находятся с обратной стороны конструкции; устройство оснащено дополнительно стабилизаторами.
• Оборудование, которое используется в трансформаторах. Характерные черты данного вида кулачковых переключателей: некоторые модификации оснащены тетродами; 15-вольтовые установки имеют чувствительность модуляторов не более 40 мВ; пропускание тока достигает отметки в 6 мк.
• Переключающее оборудование, которое дополнительно оснащается усилителем. Активно используются в измерительных приборах. Характеристики устройств: соединение обеспечивается с помощью переходников; оснащены фильтрами разного вида; контакты размещены с обратной стороны корпуса; максимальные показатели нагрузки составляют 12 А; величина проведения тока 12 мк. Запрещается использовать данную разновидность с импульсными трансформаторами.

Чтобы выбрать наиболее подходящий кулачковый выключатель, требуется более детально изучить конкретные модели. Чтобы предупредить покупку некачественного товара или подделки известных производителей, нужно осуществлять покупки в специализированных магазинах или у официальных представителей.

Принцип действия

Работа кулачкового переключателя основывается на активации группы контактов за счет вращения привода устройства. Механическое вращение встроенной рукояти побуждает привод делать обороты вокруг своей оси, что приводит в действие те самые кулачки.

Активные «кулачки» замыкают требуемую группу контактов. Для анализа рабочей группы контактов требуется следить за диаграммой включений, принцип ее составления базируется на необходимой схеме подключения. Если привод находится в нужном положении, с помощью специального фиксирующего механизма переключатель становится неподвижным, заданная схема начинает выполнять свою работу. Для возвращения к нулевому положению требуется повторно провернуть рукоятку.

По принципу работы кулачковые переключатели делятся на ручные и оснащенные автоматическим возвратом рукоятки в исходное положение.

Назначение и область применения

Устройство активно используется в следующих целях:

• Включение и выключение привода рабочего сегмента секционного разъединителя, которым оснащены трансформаторные подстанции.
• Управление сложными конструкциями и целыми системами, которые приводятся в действие при помощи однофазных и трехфазных двигателей, изменение направления вращательного элемента, для соединения обмоток двигателей переменного тока.
• Осуществляется переключение режимов работы нагревательных элементов или оборудования в целом.
• Сигнализации и управления в оперативных целях.
• Обеспечение требуемого соединения элементов сопротивления.
• В виде переключателя рабочих положений в электрическом сварочном аппарате.

Устройство достаточно многофункциональное, поэтому нашло применение не только в промышленном производстве, но и в быту, объектах электроснабжения и водоснабжения. Также кулачковый переключатель активно эксплуатируется в сельском хозяйстве для управления оборудованием. Если постараться, с помощью такого переключатели можно организовать байпасное подключение.

Кулачковые переключатели имеют довольно обширный перечень преимущественных особенностей. Отдельного внимания заслуживает качество и безопасность коммутации, а также стойкость к высоким нагрузкам.

Для изготовления оборудования используются качественные, крепкие и износоустойчивые материалы, чем объясняется немалая стоимость оборудования. Простота использования и технического обслуживания также является приятным дополнением к регулярной эксплуатации кулачкового переключателя.

Разработчики выделяют немало времени, сил и финансов для изобретения подобного оборудования, но предназначенного для работы в неблагоприятных условиях, например, во влажной среде или при критических температурных отметках (запредельно низкие или высокие температуры). Также можно изготовить кулачковые переключатели по индивидуальным заказам, учитывая цели и задачи заказчика.