Nguyên lý làm việc của công tắc chuyển đổi

I. Định nghĩa cốt lõi của mộtCông tắc chuyển đổi

Công tắc chuyển đổi (còn được gọi là công tắc kết hợp) là một bộ phận điện điều khiển bằng tay đa vị trí, đa tiếp điểm, chủ yếu được sử dụng để bật/tắt mạch, chuyển đổi nguồn điện, chuyển đổi tín hiệu hoặc điều khiển chuyển động quay tiến và lùi của động cơ. Tính năng cốt lõi của nó là việc xoay hoặc chuyển động điều khiển nhiều bộ tiếp điểm bên trong hoạt động đồng bộ, đạt được khả năng chuyển đổi các đường dẫn mạch khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong điều khiển công nghiệp, thiết bị điện và thiết bị đo đạc.

II. Cấu trúc cốt lõi của một Switch chuyển đổi

Để hiểu nguyên lý hoạt động của nó, trước tiên cần xác định các thành phần cốt lõi của nó, chúng hoạt động cùng nhau để đạt được chức năng chuyển mạch:

Cơ chế vận hành: Một bộ phận điều khiển bằng tay bên ngoài (chẳng hạn như núm hoặc tay cầm) làm quay hoặc lật trục bên trong. Nó thường có nhiều vị trí (ví dụ: 2, 3, 4 vị trí), mỗi vị trí tương ứng với một tổ hợp tiếp điểm khác nhau.

Hệ thống tiếp điểm: Thành phần chức năng cốt lõi, bao gồm các tiếp điểm chuyển động và cố định. Mỗi bộ tiếp điểm tương ứng với một đường dẫn mạch. Tiếp điểm chuyển động được cố định vào trục và tiếp điểm cố định được cố định vào khối đầu cuối bên trong vỏ. Vật liệu tiếp xúc thường là hợp kim đồng (như hợp kim bạc) để đảm bảo độ dẫn điện và chống mài mòn.

Thiết bị định vị: Thường bao gồm một kết cấu lò xo, bi thép hoặc cam, nó được sử dụng để cố định cơ cấu vận hành ở đúng vị trí, ngăn ngừa sự vận hành ngoài ý muốn. Khi tay cầm vận hành được xoay đến vị trí được chỉ định, thiết bị định vị sẽ khóa vào vị trí, đảm bảo sự tiếp xúc ổn định của các tiếp điểm. Việc chuyển đổi yêu cầu khắc phục lực định vị để đảm bảo lựa chọn vị trí rõ ràng.

Vỏ và thiết bị đầu cuối: Vỏ được làm bằng vật liệu cách điện (như nhựa hoặc gốm) để cách ly và bảo vệ; các thiết bị đầu cuối được sử dụng để kết nối dây bên ngoài, kết nối hệ thống tiếp điểm với mạch điều khiển.

III. Nguyên tắc làm việc cốt lõi củaCông tắc chuyển đổiNguyên tắc làm việc cốt lõi của công tắc chuyển đổi là "kết nối có chọn lọc các đường dẫn mạch bằng cách điều khiển cơ học các tiếp điểm để bật và tắt." Quá trình cụ thể có thể được chia thành ba bước chính:

**Kích hoạt thao tác:** Xoay hoặc ném tay cầm vận hành theo cách thủ công sẽ khiến trục bên trong quay. Lúc này, thiết bị định vị sẽ nhả vị trí hiện tại khi trục quay và khóa cố định tại vị trí mục tiêu, đảm bảo hoạt động chính xác.

Chuyển mạch tiếp điểm: Khi trục quay, tiếp điểm động cố định trên trục quay đồng bộ, tạo nên sự “tiếp xúc” hoặc “tách” với tiếp điểm đứng yên tương ứng:

Khi tiếp điểm chuyển động tiếp xúc với tiếp điểm cố định, đường dẫn mạch sẽ đóng lại;

Khi tiếp điểm chuyển động tách khỏi tiếp điểm cố định, đường dẫn mạch sẽ mở;

Hoạt động đồng bộ của nhiều nhóm tiếp điểm (ví dụ: chuyển đổi đồng thời ba nhóm tiếp điểm) cho phép điều khiển phối hợp nhiều mạch (ví dụ: chuyển đổi đồng thời nguồn điện, tín hiệu và mạch bảo vệ).

Chuyển mạch hoàn tất: Khi tay cầm vận hành ở vị trí mục tiêu, thiết bị định vị sẽ cố định vị trí, tiếp điểm chuyển động và tiếp điểm cố định tiếp xúc ổn định và mạch điều khiển được kích hoạt theo đường dẫn đặt trước, hoàn thành việc chuyển đổi.

Bổ sung chính: Logic phối hợp của nhiều vị trí và liên hệ

Ưu điểm cốt lõi của công tắc chuyển đổi nằm ở chỗ “nhiều vị trí tương ứng với nhiều tổ hợp tiếp điểm”. Ví dụ: công tắc chuyển đổi tiếp điểm 3 vị trí, 2 nhóm có trạng thái bật/tắt tiếp điểm khác nhau cho từng vị trí:

Vị trí 1: Nhóm liên lạc 1 bật, nhóm liên lạc 2 tắt;

Vị trí 2: Nhóm liên lạc 1 tắt, nhóm liên lạc 2 bật;

Vị trí 3: Cả hai nhóm tiếp điểm 1 và 2 đều bật (hoặc cả hai đều tắt, tùy yêu cầu thiết kế).

Thông qua sự kết hợp này, một thao tác đơn lẻ có thể điều khiển chuyển mạch đồng bộ của nhiều mạch, đơn giản hóa logic điều khiển.

IV. Phân loại và ứng dụng điển hình của công tắc chuyển đổi

Dựa trên cấu trúc và ứng dụng, công tắc chuyển đổi có thể được phân thành nhiều loại khác nhau, với những khác biệt nhỏ về nguyên tắc làm việc:

Phân loại theo phương thức hoạt động:

Công tắc chuyển đổi quay (Phổ biến nhất): Chuyển đổi vị trí bằng cách xoay một tay cầm, chẳng hạn như công tắc nguồn và công tắc điều khiển tiến/nghịch động cơ;

Công tắc chuyển đổi chuyển đổi: Chuyển đổi vị trí bằng cách chuyển đổi một tay cầm, thường được sử dụng trong các thiết bị hoặc dụng cụ nhỏ.

Phân loại theo số nhóm liên lạc:

* Công tắc chuyển đổi một cực: Chỉ một nhóm tiếp điểm, được sử dụng để chuyển mạch một mạch (ví dụ: bật/tắt nguồn đơn giản);

* Công tắc chuyển đổi nhiều cực: Hai hoặc nhiều nhóm tiếp điểm, được sử dụng để chuyển mạch phối hợp nhiều mạch (ví dụ: chuyển đổi đồng thời nguồn điện ba pha bằng ba nhóm tiếp điểm).

Các kịch bản ứng dụng điển hình:

* Chuyển đổi nguồn: Chẳng hạn như chuyển đổi giữa nguồn chính và nguồn dự phòng trong hệ thống cấp nguồn kép;

* Điều khiển động cơ: Điều khiển chiều quay thuận và quay ngược của động cơ (bằng cách chuyển pha điện của cuộn dây động cơ);

* Chuyển đổi tín hiệu: Chuyển đổi giữa các tín hiệu đo khác nhau trong các thiết bị (ví dụ: tín hiệu điện áp, dòng điện);

* Lựa chọn mạch: Chuyển đổi giữa các chế độ vận hành khác nhau trong thiết bị công nghiệp (ví dụ: chế độ thủ công/tự động).

V. Đặc điểm cốt lõi của nguyên lý làm việc

Khóa liên động cơ học: Chuyển mạch tiếp điểm hoàn toàn dựa vào hoạt động cơ học, không có linh kiện điện tử nào liên quan. Điều này dẫn đến cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao và phù hợp với môi trường khắc nghiệt (chẳng hạn như các tình huống rung và nhiệt độ cao).

Chuyển mạch đồng bộ: Nhiều bộ tiếp điểm hoạt động đồng bộ, đảm bảo tính nhất quán trong chuyển mạch đa mạch (ví dụ: khi động cơ đảo chiều, pha nguồn và mạch bảo vệ chuyển đổi đồng bộ).

Khóa bánh răng: Thiết bị định vị ngăn chặn việc chuyển mạch sai, đảm bảo sự ổn định của mạch và đặc biệt phù hợp với các tình huống điều khiển quan trọng (chẳng hạn như chuyển mạch hệ thống điện).