Ein DPDT-Drehschalter kann die auf einen zweidrahtigen Permanentmagnet-DC-Motor anwendete Polarität umkehren, indem beide Motoranschlüsse gleichzeitig ausgetauscht werden. In einer gängigen Sechterms-Anordnung verbinden Sie den Motor mit den beiden zentralen gemeinsamen Anschlüssen und ordnen die positive und negative Versorgungsspannung an gegenüberliegenden Außenkanten an, sodass die beiden Schaltzustände die Polarität wechseln. Die Anschlusseinstellung ist nicht universell: Identifizieren Sie die gemeinsamen und die Auswerfanschlüsse anhand der genauen Schaltanordnung oder eines Kontinuummessers, bevor Sie die Verkabelung durchführen.
Dies ist eine Beschreibung der Schaltungstypologie und keine Empfehlung, einen bestimmten Motor direkt zu schalten. Der Start- und Stoppstrom eines Gleichstrommotors kann viel höher sein als der Strom bei Betrieb, und ein Motor ist eine induktive Last. Die für dieses Beispiel angezeigten Produktinformationen des LEMA LT2210C listen Wechselstrom-Nennwerte; sie legen keine DC-Motor-Schaltstromwerte fest. Verwenden Sie ein DPDT-Bauteil mit einer veröffentlichten DC-Nennwert für den tatsächlichen Motorbetrieb oder ein entsprechend bewertetes Relais/Kontaktor oder Motorregler.
Was DPDT in einem Umkehrschaltkreis bedeutet
DPDT steht für „Doppelpol, doppelt schalten“: Der Schalter steuert zwei separate Schalttreppen und kann jeden Pol mit seinem gemeinsamen Anschluss mit einem der beiden Schwingungen verbinden. In einem Schaltkreis, der die Polarität umkehrt, wechseln die beiden Polen gemeinsam die beiden Motorleitungen. Eine Schaltzustandswahl führt zu positiver Spannung für die Motorleitung A und negativer Spannung für die Motorleitung B. Die andere Schaltzustandswahl wechselt diese Verbindungen. Umgekehrtes Spannungsverhältnis im Gleichstrommotor mit einem Bürstmotor führt zu einer Umkehrung der Drehrichtung, wie SparkFun’s DC-Bürstenmotor-Anleitung Erklärt.
Ein Schalter mit der Kennzeichnung “ON-OFF-ON” verfügt über einen dritten, zentralen Rückschritt, der beide Pole abschaltet. Dies ist oft nützlich für eine manuelle Vorwärts-Stopp-Rückwärts-Steuerung, aber „zentral abgeschaltet“ ist nicht dasselbe wie eine elektrische Sperre oder eine sichere Stoppfunktion. Ein Motor kann im Leerlauf fahren, eine Last kann sich unter der Wirkung der Schwerkraft bewegen und der Mechanismus kann Bremsvorgaben oder eine separate Sicherheitsschaltung erfordern.
Verwechseln Sie dies nicht mit dem Umkehrvorgang bei einem AC-Motor. Die Drehrichtung von Einphasen- und Dreiphasenmotoren hängt von den Wicklungskonditionen und dem Motorbauprinzip ab; die einfache Zweikopplungs-Polaritätsumkehr gilt für einen kompatiblen, mit Bürsten betriebenen Gleichstrommotor, nicht für beliebige AC-, bürstenlose- oder Schrittmotor oder elektronisch gesteuerte Motoren.
Erste Schritte: Identifizieren Sie die sechs Anschlüsse
Hersteller verwenden keine einheitliche Nummerierung für die Terminals. Ein Sechtermantel kann die beiden gemeinsamen Anschlüsse in der Mitte der Rückansicht platzieren, doch eine andere Ansichtshaltung, die Anordnung der Terminals oder die interne Konstruktion können die Darstellung der Zeichnung verändern. Fangen Sie damit an, das modellspezifische Schaltplanentwurf zu finden und identifizieren Sie zwei gemeinsame Anschlüsse sowie vier Ausgänge. Falls das Schaltplanentwurf nicht verfügbar ist, testen Sie den nicht mit Strom versorgten Schalter in jeder Hebelposition mit einem Kontinuummesser.
Für jeden Pol sollte der gemeinsame Anschluss an eine der beiden Ausgänge in einer ON-Position angeschlossen werden und der andere Anschluss in der entgegengesetzten ON-Position. Bei einer ON-OFF-ON-Version sollten weder der Ausgänge in der Mitte in der OFF-Position noch die Anschlussseite in der Mitte in der ON-Position mit dem gemeinsamen Anschluss verbunden sein. Markieren Sie die Anschlussseite und die Ausrichtungsrichtung auf einem Skizze; gehen Sie nicht davon aus, dass die Hebelseite und die Kabelseite die gleiche linke/rechte Ausrichtungsrichtung aufweisen.
Konzeptionelle Sechterms-Verkabelungsplan
Die folgende Tabelle beschreibt eine gängige Anordnung für die Rückansicht, bei der die beiden Mittelanschlüsse die Stromabzweigpunkte sind und jede Reihe aus einem einzelnen Anschluss besteht. Dies ist lediglich ein logisches Beispiel. Stellen Sie sicher, dass die tatsächliche Schalteranordnung dieser Anordnung entspricht, bevor Sie eine Stromversorgung anschließen. Kennzeichnen Sie die Anschlüsse anhand der gemessenen Funktion, anstatt sich auf die in einem generischen Schaltplan dargestellten Positionen zu verlassen.
| Rückblickposition | Verbindung | Zweck |
|---|---|---|
| Oberer linker Außenwurf | Versorgung mit positiver Spannung (+V) | Erster Polaritätszulauf für den Pol A |
| Gemeinsamer Bereich im oberen Bereich | Motorleiter A | Ausgang von Pol A |
| Oberer rechter Außenwurf | Versorgung mit negativer Spannung (0 V) | Anschluss der Gegenpolart für den A-Pol |
| Tieferer linker Außenwurf | Versorgung mit negativer Spannung (0 V) | Erster Polaritätszulauf für den Pol B |
| Gemeinsame Unterseite | Motor-Anschluss B | Ausgang von Polen B |
| Untere rechte Außenwurf | Versorgung mit positiver Spannung (+V) | Fütterung mit entgegengesetzter Polarität für den Pol B |
Wenn die Handhabe die linke Auswerferpaarung auswählt, erhält der Motoranschluss A +V und der Motoranschluss B 0 V. Die Auswahl der rechten Auswerferpaarung wechselt die beiden Motoranschlüsse. Im zentralen Sperrglied befindet sich ein Ein-/Aus-Schalter, der beide gemeinsamen Anschlüsse abschaltet. Wenn der Motor entgegen der beabsichtigten “Vorwärts”-Kennzeichnung der Maschine läuft, trennen Sie den Strom und tauschen Sie die beiden Motoranschlüsse aus oder ändern Sie die Maschinenrichtungsregelung; während des Strombetriebs dürfen Sie die Versorgungsleitung nicht ändern.
Die gleiche Topologie wird oft als Kreuzung oder “X”-Leitungsplan dargestellt. DigiKey’s Diskussion über die Polartransformation DPDT Ist eine nützliche visuelle Referenz. Vergleichen Sie die numerische Kennzeichnung mit der Zeichnung, die für Ihren tatsächlichen Schalter bereitgestellt wurde, bevor Sie die numerierten Pins übersetzen.
Überprüfen Sie die Belastung, bevor Sie den Motor direkt einschalten.
Ein Polverschieberegler muss sowohl die elektrischen Anforderungen der beiden Pole erfüllen. Ermitteln Sie die Nennspannung des Motors, den normalen Betriebsstrom, den Startstrom, den Stillstandstrom, die Drehrichtung und die Zeitdauer der Umkehroperationen. Ein belastetes System kann mehr Drehmoment und Strom verbrauchen als ein leiser Motor auf einem Prüfstand. Prüfen Sie die Motordatenblätter und messen Sie die tatsächliche Bauweise, wenn die Daten des Herstellers nicht die gesamte Belastung abdecken.
Bei geöffneten Kontakten kann die Induktivität eines Motors eine Spannungsschwankung erzeugen. Bei Gleichspannung gibt es keine periodische Nullpunktübergangsbewegung, die dazu beitragen würde, den Öffnungsbogen zu löschen. Das Umdrehen, während der Motor noch läuft, kann ebenfalls zu einem hohen Strom- und mechanischen Schlag führen. Eine Position „Aus“ bietet eine manuelle Stoppfunktion, die jedoch nicht garantiert, dass der Bediener lange genug wartet, bis der Motor stillsteht. Die Steuerung muss möglicherweise einen Stillstandzeitbereich, eine Sperrung, einen Bremskreis, eine Strombegrenzung oder einen entsprechend konstruierten Motorregler enthalten.
Wählen Sie eine elektrische Leistung aus, die explizit den Versorgertyp, die Spannung, die Motorbelastung und die erwartete Schaltlebensdauer abdeckt. Die LEMA Produktseite für LT2210C Wird ein dreipositioniges DPDT-Schalter mit ON-OFF-ON-Funktion identifiziert und bei 250 V AC 15 A und bei 125 V AC 20 A angezeigt. Diese AC-Werte geben keine DC-Motorleistung an. Diese Werte sollten nicht als geschätzte DC-Leistung interpretiert werden. Falls keine geeignete DC-Leistung veröffentlicht ist, fordern Sie schriftliche technische Bestätigung oder verwenden Sie ein entsprechendes Leistungsniveau aufweisendes Relais/Kontaktor oder einen H-Brückenschaltkreis-Motorregler.
Bei größeren Lasten kann der Kippschalter nur eine Steuereingabe oder eine Relaisspule steuern, während die Motorleistung durch ordnungsgemäß ausgewählten Leistungskontakte bewältigt wird. Eine Relaislösung erfordert dennoch eine koordinierte Vorwärts-/Nachlaufverbindung, damit die beiden Richtungen nicht gleichzeitig angesteuert werden können. Eine Halbleiterschaltung mit H-Brücke kann eine kontrollierte Umkehrung und eine Strombegrenzung bieten, führt jedoch ihre eigenen Spannungs-, Strom-, thermischen und Schutzanforderungen mit sich.
Prüfung der Stabilität des Geräts vor dem Einschalten des Stroms
- Schließen Sie alle Stromanschlüsse ab und kennzeichnen Sie die Anschlussrichtung des Schalters.
- Verwenden Sie das Produktdiagramm oder den Messstab, um die beiden gemeinsamen Punkte und die beiden Ausrichtungen jeder Pole zu identifizieren.
- Überprüfen Sie die Kontinuität in der ersten Ein-Position, der Mitte-Aus-Position und der zweiten Ein-Position.
- Verifizieren Sie, dass die Überschneidung der Verdrahtung eine entgegengesetzte Polarität an den beiden Motorausgangsklemmen in den beiden Betriebspositionen erzeugt.
- Vergewissern Sie sich, dass es keine unbeabsichtigte Kurzschlussstrecke zwischen der Versorgungsspannung an der plus- und der minusseitigen Anschlussleitung gibt, bevor Sie den Motor anschließen.
- Verwenden Sie zunächst eine strombegrenzte Niederspannungstestvorrichtung, bei der der Motor mechanisch entlastet und gesichert ist.
- Verifizieren Sie die Vorschritt- und Rückwärtsbeschriftung, das Auslösen der Zentrierung, die Verriegelung sowie die Anhaltsposition der Maschine in der vollständigen Montage.
Verwenden Sie keinen Kontinuum-Zündschalter als einzige Prüfung für die Zuverlässigkeit eines Stromkreises. Er kann zwar den Kontaktzustand anzeigen, aber nicht beweisen, dass das Bauteil den gewünschten Strom schalten, eine induktive Last unterbrechen oder die erforderliche Lebensdauer erreichen kann. Die elektrische Eignung muss auf die tatsächliche Spannung, den Strom und die Last der Anwendung zugeschnitten sein.
Häufige Fehler
- Mit einem SPDT-Schalter. In der Standard-Anordnung kann ein Pol nicht gleichzeitig beide Motorleitungen austauschen.
- Unter der Annahme einer endgültigen Nummerierung. Rückspiegelzeichnungen können gespiegelt werden. Zeigen Sie die gemeinsamen und den Auswurf an.
- Abbremsen bei voller Last ohne Überprüfung der Last. Ein laufender Motor kann bei einer Änderung der Polarität einen großen transienten Strom erzeugen.
- Das Behandlungszentrum wird als Sicherheitsstop behandelt. Der Motor kann im Leerlauf laufen oder die Last kann sich bewegen; Sicherheitsfunktionen erfordern ein konzipiertes System.
- Die AC-Stromwerte auf die DC-Werte anwenden. Verwenden Sie für den genauen Schalter die ausdrücklich veröffentlichte Leistungsangabe des Gleichstrommotors.
- Angenommen, ein Gleichstrommotor würde sich umkehren, wenn man zwei Drähte austauscht. Bürstenlose Motoren und einige mehrpolige Motoren benötigen einen Controller oder eine spezielle Wicklungsumstellung.
Das Grundprinzip der Polarität ist einfach; die schwierige Sache ist jedoch die Bestimmung der Endenverbindung, der Belastungsgrenzen und des Maschinenverhaltens. Für weitere Themen lesen Sie bitte die folgenden Artikel: Handbuch zur Überprüfung von DPDT-Steckverbindern mit sechs Pins, der Handbuch für den Center-Off-Schalter, und überprüfen Sie die Bereich der LEMA-Schaltflächen.
Video: DPDT-Polarkopplungswandlung
Diese Bildungsdemonstration zeigt das Konzept des Cross-Over-Verlaufs zur Polarisierungsumkehr. Beachten Sie dies lediglich als Abbildung der Verkabelung: Die Anschlussanordnung und die Schaltleistung müssen anhand der Dokumentation des ausgewählten Produkts bestätigt werden.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein DPDT-Schalter einen zweiladrigen Gleichstrommotor umkehren?
Ja, wenn der Motor ein kompatibles, mit Permanentmagneten betriebenes Brush-Motor ist und der Schalter so konfiguriert ist, dass beide Motorleitungen ausgetauscht werden können.
Wo verbinden sich die Motorleitungen?
Bei der üblichen Sechtermantel-Anordnung verbinden die beiden Motorleitungen die beiden Polanschlüsse; vergewissern Sie sich vor dem Verkabeln über die genaue Anordnung.
Betrifft ON-OFF-ON die elektrische Sicherheit im Zentrum?
Nein. Es trennt die Schalterpolen in der Mittelposition, aber der Motor kann im Leerlauf laufen und die Maschine benötigt möglicherweise noch eine Sicherheitsausführung mit Anschlag.
Kann ich die AC-Kennzeichnung des LT2210C für einen Gleichstrommotor verwenden?
Nein. Die aufgeführten AC-Werte geben keine Schaltleistung für einen Gleichstrommotor an; verwenden Sie die veröffentlichten DC-Daten oder eine eingestellte Schnittstellenvorrichtung.
Kann der Schalter einen Gleichstrommotor oder einen bürstenlosen Motor umkehren?
Nicht mit dieser einfachen Zwei-Leiter-Polaritätsmethode. Folgen Sie den Anweisungen des Motorherstellers zur Leitungserstellung und verwenden Sie den entsprechenden Controller.