หลักการทำงานของสวิตช์เปลี่ยนทาง

I. คำจำกัดความหลักของกสวิตช์เปลี่ยน

สวิตช์เปลี่ยนทาง (หรือที่รู้จักในชื่อสวิตช์รวม) เป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าควบคุมแบบแมนนวลหลายตำแหน่ง หลายหน้าสัมผัส ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเปิด/ปิดวงจร การสลับแหล่งจ่ายไฟ การแปลงสัญญาณ หรือการควบคุมการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับของมอเตอร์ คุณสมบัติหลักคือการหมุนหรือการโยนจะขับเคลื่อนชุดหน้าสัมผัสภายในหลายชุดให้ทำงานพร้อมกัน ทำให้เกิดการสลับเส้นทางวงจรที่แตกต่างกัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมอุตสาหกรรม อุปกรณ์ไฟฟ้า และเครื่องมือวัด

ครั้งที่สอง โครงสร้างหลักของสวิตช์เปลี่ยน

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของมัน จำเป็นต้องระบุส่วนประกอบหลักซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้บรรลุฟังก์ชันสวิตชิ่งก่อน:

กลไกการทำงาน: ส่วนประกอบควบคุมด้วยตนเองภายนอก (เช่น ลูกบิดหรือมือจับ) ที่หมุนหรือโยนเพลาภายใน โดยทั่วไปจะมีหลายตำแหน่ง (เช่น 2, 3, 4 ตำแหน่ง) ซึ่งแต่ละตำแหน่งจะสอดคล้องกับชุดหน้าสัมผัสที่แตกต่างกัน

ระบบหน้าสัมผัส: องค์ประกอบการทำงานหลัก ประกอบด้วยหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่และแบบอยู่กับที่ หน้าสัมผัสแต่ละชุดสอดคล้องกับเส้นทางวงจรเดียว หน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่จะยึดอยู่กับเพลา และหน้าสัมผัสแบบอยู่กับที่จะถูกยึดเข้ากับแผงขั้วต่อภายในตัวเครื่อง วัสดุหน้าสัมผัสมักเป็นโลหะผสมทองแดง (เช่น โลหะผสมเงิน) เพื่อให้มั่นใจถึงการนำไฟฟ้าและความต้านทานการสึกหรอ

อุปกรณ์กำหนดตำแหน่ง: โดยทั่วไปประกอบด้วยสปริง ลูกเหล็ก หรือโครงสร้างลูกเบี้ยว ใช้เพื่อยึดกลไกการทำงานให้อยู่ในตำแหน่ง ป้องกันการทำงานโดยไม่ตั้งใจ เมื่อหมุนที่จับควบคุมการทำงานไปยังตำแหน่งที่กำหนด อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งจะล็อคเข้าที่ เพื่อให้มั่นใจว่าหน้าสัมผัสมีความเสถียร การสลับต้องเอาชนะแรงในการกำหนดตำแหน่งเพื่อให้แน่ใจว่าเลือกตำแหน่งได้ชัดเจน

ตัวเรือนและขั้วต่อ: ตัวเรือนทำจากวัสดุฉนวน (เช่น พลาสติกหรือเซรามิก) เพื่อการแยกและการป้องกัน เทอร์มินัลใช้สำหรับเชื่อมต่อสายไฟภายนอกโดยเชื่อมต่อระบบหน้าสัมผัสเข้ากับวงจรควบคุม

ที่สาม หลักการทำงานหลักของสวิตช์เปลี่ยนหลักการทำงานหลักของสวิตช์เปลี่ยนเกียร์คือ "การเลือกเชื่อมต่อเส้นทางวงจรโดยการขับเคลื่อนหน้าสัมผัสเพื่อเปิดและปิดโดยอัตโนมัติ" กระบวนการเฉพาะสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนสำคัญ:

**ตัวกระตุ้นการทำงาน:** การหมุนหรือการโยนที่จับควบคุมด้วยตนเองจะขับเคลื่อนเพลาภายในให้หมุน ในเวลานี้ อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งจะปล่อยตำแหน่งปัจจุบันในขณะที่เพลาหมุนและล็อคเข้าที่ตำแหน่งเป้าหมาย เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานถูกต้อง

การสลับหน้าสัมผัส: ขณะที่เพลาหมุน หน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งจับจ้องอยู่ที่เพลาจะหมุนพร้อมกัน ทำให้ "หน้าสัมผัส" หรือ "การแยก" ด้วยหน้าสัมผัสที่อยู่นิ่งที่สอดคล้องกัน:

เมื่อหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่สัมผัสกับหน้าสัมผัสที่อยู่กับที่ เส้นทางวงจรจะปิด

เมื่อหน้าสัมผัสที่กำลังเคลื่อนที่แยกออกจากหน้าสัมผัสที่อยู่กับที่ เส้นทางวงจรจะเปิดขึ้น

การทำงานแบบซิงโครนัสของกลุ่มหน้าสัมผัสหลายกลุ่ม (เช่น การสลับกลุ่มหน้าสัมผัสสามกลุ่มพร้อมกัน) ทำให้สามารถควบคุมวงจรหลาย ๆ แบบพร้อมกันได้ (เช่น การสลับพลังงาน สัญญาณ และวงจรป้องกันพร้อมกัน)

การสลับวงจรเสร็จสมบูรณ์: เมื่อที่จับการทำงานอยู่ที่ตำแหน่งเป้าหมาย อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งจะแก้ไขตำแหน่ง หน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่และหน้าสัมผัสที่อยู่กับที่จะสัมผัสกันอย่างเสถียร และวงจรควบคุมจะถูกเปิดใช้งานตามเส้นทางที่ตั้งไว้ล่วงหน้า เสร็จสิ้นการสลับ

ภาคผนวกที่สำคัญ: ลอจิกการประสานงานของหลายตำแหน่งและผู้ติดต่อ

ข้อได้เปรียบหลักของสวิตช์เปลี่ยนเกียร์อยู่ที่ "หลายตำแหน่งที่สอดคล้องกับการสัมผัสหลายชุด" ตัวอย่างเช่น สวิตช์เปลี่ยนหน้าสัมผัส 3 ตำแหน่ง 2 กลุ่มมีสถานะเปิด/ปิดหน้าสัมผัสที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละตำแหน่ง:

ตำแหน่ง 1: กลุ่มผู้ติดต่อ 1 เปิดอยู่ กลุ่มผู้ติดต่อ 2 ปิดอยู่

ตำแหน่ง 2: กลุ่มผู้ติดต่อ 1 ปิดอยู่ กลุ่มผู้ติดต่อ 2 เปิดอยู่

ตำแหน่ง 3: เปิดทั้งกลุ่มผู้ติดต่อ 1 และ 2 (หรือปิดทั้งสองกลุ่ม ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบ)

ด้วยการผสมผสานนี้ การดำเนินการเดียวสามารถควบคุมการสลับแบบซิงโครนัสของวงจรหลายวงจรได้ ทำให้ตรรกะการควบคุมง่ายขึ้น

IV. การจำแนกประเภทและการใช้งานทั่วไปของสวิตช์เปลี่ยนทาง

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและการใช้งาน สวิตช์เปลี่ยนทางสามารถแบ่งได้เป็นประเภทต่างๆ โดยมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันเล็กน้อย:

จำแนกตามวิธีการใช้งาน:

สวิตช์เปลี่ยนทางแบบหมุน (ทั่วไปที่สุด): สลับตำแหน่งโดยการหมุนที่จับ เช่น สวิตช์เปิด/ปิด และสวิตช์ควบคุมมอเตอร์เดินหน้า/ถอยหลัง

Toggle Changeover Switch: สลับตำแหน่งโดยการสลับที่จับ ซึ่งมักใช้ในอุปกรณ์หรือเครื่องมือขนาดเล็ก

จำแนกตามหมายเลขกลุ่มผู้ติดต่อ:

* สวิตช์เปลี่ยนขั้วเดี่ยว: กลุ่มหน้าสัมผัสเพียงกลุ่มเดียวเท่านั้น ซึ่งใช้สำหรับการสลับวงจรเดียว (เช่น เปิด/ปิดเครื่องอย่างง่าย)

* สวิตช์เปลี่ยนขั้วแบบหลายขั้ว: กลุ่มหน้าสัมผัสตั้งแต่ 2 กลุ่มขึ้นไป ใช้สำหรับการสลับแบบประสานงานหลายวงจร (เช่น การสลับแหล่งจ่ายไฟ 3 เฟสพร้อมกันโดยใช้กลุ่มหน้าสัมผัส 3 กลุ่ม)

สถานการณ์การใช้งานทั่วไป:

* การสลับไฟ: เช่นการสลับระหว่างไฟหลักและไฟสำรองในระบบจ่ายไฟคู่

* การควบคุมมอเตอร์: การควบคุมการหมุนไปข้างหน้าและย้อนกลับของมอเตอร์ (โดยการสลับเฟสกำลังของขดลวดมอเตอร์)

* การแปลงสัญญาณ: สลับระหว่างสัญญาณการวัดต่างๆ ในเครื่องมือ (เช่น แรงดันไฟฟ้า สัญญาณกระแส)

* การเลือกวงจร: การสลับระหว่างโหมดการทำงานที่แตกต่างกันในอุปกรณ์อุตสาหกรรม (เช่น โหมดแมนนวล/อัตโนมัติ)

V. คุณสมบัติหลักของหลักการทำงาน

การประสานทางกล: การสลับหน้าสัมผัสอาศัยการทำงานของกลไกทั้งหมด โดยไม่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์มาเกี่ยวข้อง ส่งผลให้มีโครงสร้างที่เรียบง่าย มีความน่าเชื่อถือสูง และเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น สถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูงและการสั่นสะเทือน)

การสลับแบบซิงโครนัส: หน้าสัมผัสหลายชุดทำงานพร้อมกัน เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอในการสลับวงจรหลายวงจร (เช่น เมื่อมอเตอร์กลับทิศทาง เฟสกำลังและวงจรป้องกันจะสลับพร้อมกัน)

การล็อคเกียร์: อุปกรณ์กำหนดตำแหน่งป้องกันการสลับที่ผิดพลาด ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของวงจร และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์การควบคุมที่สำคัญ (เช่น การสลับระบบไฟฟ้า)