Công tắc hành trình là một thiết bị quen thuộc thường được sử dụng trong dây chuyền sản xuất, trong ứng dụng dân dụng. Tuy nhiên không hẳn ai cũng biết công tắc hành trình là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng ra sao? Cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé!
Công tắc hành trình là gì?
Trong Tiếng Anh, công tắc hành trình được gọi là “switch journey”. Công tắc hành trình hay còn gọi là công tắc giới hạn hành trình là dạng công tắc dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động.
Công tắc hành trình có cấu tạo như một 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 công tắc không dùy trì trạng thái, khi không còn tác động sẽ trở về vị trí ban đầu.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của công tắc hành trình
1. Cấu tạo của công tắc hành trình
Công tắc hành trình được cấu tạo từ 3 thành phần chính:
- Bộ phận truyền động: Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận khác trong công tắc hành trình. 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: Đây là phần chứa cơ chế tiếp xúc điện.
- Ổ cắm/chân cắm: Đây là bộ phận chứa các đầu vít của tiếp điểm để kết nối các tiếp điểm với hệ thống dây điện.
2. Nguyên lý hoạt động
Công tắc hành trình có nguyên lý hoạt động vô cùng đơn giản. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Có nghĩa là dựa vào sự di chuyển của một vật để điều khiển đóng ngắt tín hiệu điện. Đúng như tên gọi, chức năng chính của thiết bị này là để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động.
Qua hình trên, chúng ta thấy được cấu tạo đơn giản của công tắc hành trình gồm có: cần tác động, chân COM, chân thường hở (NO) và chân thường đóng (NC).
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 và chân NC sẽ hở và chuyển qua chân COM và chân NO. Do vậy, khi đấu điện cần xác định chính xác 3 chân này, chúng ta cũng có thể kiểm tra bằng cách sử dụng VOM đo ngắn mạch để xác định.
Phân loại công tắc hành trình
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại công tắc giới hạn hành trình khác nhau. Mỗi một loại công tắc hành trình đều có những ưu điểm riêng và phù hợp với một số ứng dụng nhất định.
Nếu phân loại dựa vào hình dạng thì công tắc giới hạn hành trình thường được chia thành:
- dạng nhấn,
- dạng gạt,
- dạng thường đóng thường mở,
- dạng kéo và treo,…
Nếu phân loại theo cách tác động thì có các loại như:
- cần tác động lò xo,
- cần tác động kéo,
- cần tác động tăng đưa.
Dưới đây là một số loại công tắc hành trình thông dụng được phân loại dựa theo cấu tạo vật lý của nó: Kiểu tế vi, kiểu nút nhấn và kiểu đòn.
1. Công tắc hành trình kiểu tế vi
Đây là loại công tắc giới hạn dùng cho các trường hợp cần độ chính xác hành trình cao từ 0,3-0,7mm. Nó bao gồm vỏ bọc kim loại chịu va đập, gồm 2 tiếp điển tĩnh và 1 tiếp điểm động.
Nguyên lý hoạt động của loại công tắc hành trình kiểu tế vi:
Tiếp điểm động này được gắn trên đầu của một lò xo lá (được làm bằng 1 lá kim loại thường là nhôm có tính đàn hồi), khi bấm nút công tắc (nút này được gắn với 1 trục gắn với lò xo lá) làm lò xo bị biến dạng và bật xuống dưới, tiếp điểm động trên lò xo chạm vào tiếp điểm tĩnh thường đóng (còn gọi là chân dưới) làm mạch điện kín, thiết bị điện hoạt động.
Khi buông công tắc ra, lò xo lá nhờ tính đàn hồi nên trở về vị trí ban đầu, tiếp điểm động được gắn trên đầu lò xo nhờ đó mà cũng về vị trí ban đầu dẫn đến mạch hở, thiết bị điện dừng ngay tại điểm hành trình.
2. Công tắc hành trình kiểu nút nhấn
Loại công tắc hành trình này có 1 nút nhấn ở trên đầu công tắc, vỏ và đầu được làm từ kim loại có khả năng chịu được các tác động vật lý như va đập lớn. Như thông thường, công tắc hành trình kiểu nút nhấn vẫn có 3 chân. Các chân này chính là các chân tiếp điểm. Các tiếp điểm động được nối liền với trục và nút nhấn, còn các tiếp điểm tĩnh thì nằm ở 3 chân và giữ nguyên vị trí không thay đổi.
Khi ta nhấn nút thì tiếp điểm động gắn với nút sẽ sụt từ chân này xuống chân kia làm đóng ngắt các mạch điện đi tới thiết bị. Cứ theo nguyên lý đó, thiết bị sẽ dừng hoặc hoạt động ngay khi ta nhấn nút. Loại này thường được dùng cho các hành trình khoảng 10mm.
3. Kiểu đòn
Đây là loại công tắc hành trình giới hạn được dùng cho các loại hành trình dài và cần chuyển đổi, cấu tạo của nó cũng phức tạp hơn 2 loại trên. Bao gồm các bộ phận:
- Đòn
- Lò xo
- Con lăn
- Tiếp điểm tĩnh
- Tiếp điểm động
- Then khóa
- Đĩa quay
Khi có lực tác động vào con lăn được gắn trên 1 cần (cò đá) lòi ra ngoài vỏ, đòn sẽ quay và nhờ lò xo sẽ làm bộ phận đĩa quay, các tiếp điểm được gắn với 1 trục bên trong kết nối với đĩa quay là tiếp điểm động, gắn với võ cách điện và kết nối với dây dẫn ra thiết bị bên ngoài là tiếp điểm tĩnh. Đĩa quay này làm trục quay theo, các tiếp điểm động trên trục tiếp xúc với các tiếp điểm tĩnh và gây ra hiện tượng đóng ngắt các mạch điện.
Ưu nhược điểm và ứng dụng công tắc hành trình
1. Ưu nhược điểm
a. Ưu điểm
- Đáp ứng tốt các điều kiện cần đến độ chính xác và có tính lặp lại.
- Có thể sử dụng hầu hết trong các ứng dụng công nghiệp.
- Có thể điều khiển được nhiều tải.
- Tiêu thụ ít năng lượng điện giúp tiết kiệm điện.
b. Nhược điểm
- Phải tiếp xúc trực tiếp với thiết bị nên làm các bộ phận cơ khí bị mòn.
- Hạn chế đối với những thiết bị có tốc độ chuyển động tương đối thấp.
2. Ứng dụng
Với ưu điểm dễ sử dụng, độ chính xác cao và mang lại sự tiện lợi cao nên công tắc hành trình được sử dụng rất nhiều.
Thường các công tắc hành trình được ứng dụng trong cần công nghiệp cần sự an toàn hoặc phát hiện:
- Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động.
- Phát hiện sự tiếp xúc của đối tượng.
- Phát hiện phạm vi di chuyển.
- Phát hiện tốc độ.
- Ngắt mạch khi gặp sự cố.
- Đếm
Trong các nhà máy, công tắc này được sử dụng rất nhiều như: băng chuyền, băng tải, dây chuyền sản xuất,… Hầu như được sử dụng để giới hạn hành trình, có nghĩa là khi cơ cấu tác động vào vị trí công tắc thì sẽ làm ngắt nguồn cung cấp cho cơ cấu.
>>Tham khảo: Công tắc dòng chảy là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
