電氣控制與可編程控制技術(shù)-3次課

1、2007 Spring School of Control Science and EngineeringVISUAL FOXPRO 1 All rights reserved University of Jinan電氣控制與可編程控制技術(shù)電氣控制與可編程控制技術(shù)School of Control Science and Engineering 2 All rights reserved 由特定形式的輸入（電量或非電量）自動(dòng)控制開閉的小開關(guān)。 繼電器o只有輔助觸點(diǎn)，切斷小電流（控制回路）o輸入（控制量）可以是電量也可以是非電量 接觸器o有主、輔觸點(diǎn)之分，主觸點(diǎn)可用于主電路o控制量為電量Scho

2、ol of Control Science and Engineering 3 All rights reserved 電磁式繼電器1-底座 2-反力彈簧 3、4-調(diào)節(jié)螺釘 5-非磁性墊片 6-銜鐵 7-鐵心 8-極靴 9-電磁線圈 10-觸頭系統(tǒng) 圖 電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu) School of Control Science and Engineering 4 All rights reserved School of Control Science and Engineering 5 All rights reserved 輸入-輸出特性：對繼電器來說，是輸入線圈電流與觸點(diǎn)狀態(tài)間的關(guān)系 繼

3、電器特性：滯環(huán)o繼電器輸入量x由零增至x2以前，輸出量y為零。o當(dāng)輸入量x增加到x2時(shí)，繼電器吸合，輸出量為y1 ；o若x再增大，y1值保持不變。o當(dāng)x減小到小于等于x1時(shí)，繼電器觸點(diǎn)釋放，輸出量由y1降至零。o動(dòng)作值（吸合值）- x2o返回值（釋放值） - x1o返回系數(shù)：k= x1 / x2一般控制：K=0.10.4，動(dòng)作可靠，但不夠靈敏；保護(hù)：0.6K1，動(dòng)作靈敏，但易誤動(dòng)作，不可靠；xxyyx121School of Control Science and Engineering 6 All rights reserved 常開觸點(diǎn)（動(dòng)合） 常閉觸點(diǎn)（動(dòng)斷） 圖像符號：按照電器的自然狀

4、態(tài)（不受激、不工作）時(shí)繪制 延時(shí)觸點(diǎn)觸點(diǎn)(d)延時(shí)閉合常開觸頭 (e) 延時(shí)斷開常閉觸頭 (f) 延時(shí)斷開常開觸頭(g) 延時(shí)閉合常閉觸頭 (h) 瞬動(dòng)常開觸頭 (i)瞬動(dòng)常閉觸頭 School of Control Science and Engineering 7 All rights reserved School of Control Science and Engineering 8 All rights reserved School of Control Science and Engineering 9 All rights reserved School of Control

5、 Science and Engineering 10 All rights reserved School of Control Science and Engineering 11 All rights reserved School of Control Science and Engineering 12 All rights reserved School of Control Science and Engineering 13 All rights reserved 電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器是用微型同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速齒輪系獲得延時(shí)的，分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)型兩種。它由微型同步電動(dòng)機(jī)、電

6、磁離合系統(tǒng)、減速齒輪機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 就延時(shí)范圍和準(zhǔn)確度而言，是電磁式、空氣阻尼式、晶體管式時(shí)間繼電器無法比擬的。電動(dòng)機(jī)式的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、壽命低、價(jià)格貴、準(zhǔn)確度受電源頻率的影響等。所以，這種時(shí)間繼電器不宜輕易選用，只有在要求延時(shí)范圍較寬和精度較高的場合才選用。School of Control Science and Engineering 14 All rights reserved School of Control Science and Engineering 15 All rights reserved 速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，常用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接

7、制動(dòng)控制線路中，也稱反接制動(dòng)繼電器。是一種利用速度原則對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型的繞組。其結(jié)構(gòu)原理如圖1-28所示。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)速下降到一定值時(shí)，由速度繼電器切斷電動(dòng)機(jī)控制電路。School of Control Science and Engineering 16 All rights reserved 速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與被控電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。偏轉(zhuǎn)角度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)

8、速使定子偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動(dòng)觸頭，使常閉觸頭分?jǐn)?，?dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高后，擺錘的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，使動(dòng)觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，圓環(huán)偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動(dòng)觸頭在簧片作用下復(fù)位（常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合）。1-轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)子 3-定子 4-繞組 5-擺錘 6、9-簧片 7、8-靜觸點(diǎn) 圖1-28 速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖 School of Control Science and Engineering 17 All rights reserved School of Control Science and Engineering 18 All rights re

9、served 熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。熱繼電器可以根據(jù)過載電流的大小自動(dòng)調(diào)整動(dòng)作時(shí)間，具有反時(shí)限保護(hù)特性，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作電流為額定電流時(shí)；熱繼電器應(yīng)長期不動(dòng)作。 1-熱元件 2-雙金屬片3-導(dǎo)板 4-觸頭 圖 熱繼電器工作原理示意圖 School of Control Science and Engineering 19 All rights reserved (a)通電以前 (b)三相通有額定電流 (c)三相均衡過載 (d)電動(dòng)機(jī)發(fā)生一相斷線故障圖 差動(dòng)式斷相保護(hù)裝置動(dòng)作原理圖 School of Cont

10、rol Science and Engineering 20 All rights reserved School of Control Science and Engineering 21 All rights reserved 教材School of Control Science and Engineering 22 All rights reserved 熔斷器是一種利用熔化作用而切斷電路的保護(hù)電器。在使用時(shí)，熔斷器中的熔體(也稱為保險(xiǎn)絲)串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)該電路發(fā)生過載或短路故障時(shí)，如果通過熔體的電流達(dá)到或超過了某一值，則在熔體上產(chǎn)生的熱量便會使其溫度升高到熔體的熔點(diǎn)，導(dǎo)致熔體

11、自行熔斷，達(dá)到保護(hù)的目的。熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉的保護(hù)電器，廣泛用于供電線路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。熔斷器由熔體和安裝熔體的熔斷管（或座）等部分組成。熔體是熔斷器的核心，通常用低熔點(diǎn)的鉛錫合金、鋅、銅、銀的絲狀或片狀材料制成，新型的熔體通常設(shè)計(jì)成滅弧柵狀和具有變截面片狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時(shí)間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。 School of Control Science and Engineering 23 All rights reserved 熔斷器熔體熔斷的電流值與熔斷時(shí)間的關(guān)系稱為熔斷器的保護(hù)特

12、性曲線，也稱為熔斷器的安-秒特性，如圖1-15所示。由特性曲線可以看出，流過熔體的電流越大，熔斷所需的時(shí)間越短。熔體的額定電流If N是熔體長期工作而不致熔斷的電流。IfNIt0圖1-15 熔斷器的安-秒特性 熔斷器熔體中的電流為熔體的額定電流時(shí)，熔體長期不熔斷；當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載時(shí)，熔體在較短時(shí)間內(nèi)熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，熔體能在瞬間熔斷。熔體的這個(gè)特性稱為反時(shí)限保護(hù)特性，即電流為額定值時(shí)長期不熔斷，過載電流或短路電流越大，熔斷時(shí)間越短。電流與熔斷時(shí)間的關(guān)系曲線稱為安秒特性。因此：由于熔斷器對過載反應(yīng)不靈敏，不宜用于過載保護(hù)，主要用于短路保護(hù)。School of Control Scienc

13、e and Engineering 24 All rights reserved 對于照明線路或電阻爐等電阻性負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流，即 If NI 式中If N為熔體的額定電流，I為電路的工作電流。 保護(hù)一臺異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮電動(dòng)機(jī)沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計(jì)算 :IfN（1.52.5）IN 式中，IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流。 保護(hù)多臺異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，若各臺電動(dòng)機(jī)不同時(shí)起動(dòng)，則應(yīng)按下式計(jì)算： IfN（1.52.5）INmax+IN 式中，INmax為容量最大的一臺電動(dòng)機(jī)的額定電流，IN為 其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。 為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（即供電干、支線）熔

14、斷器間應(yīng)有良好 的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大12個(gè)級差。School of Control Science and Engineering 25 All rights reserved School of Control Science and Engineering 26 All rights reserved School of Control Science and Engineering 27 All rights reserved 主令電器是用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器，它可以直接作用于控制電路，也可以通過電磁式電器的

15、轉(zhuǎn)換對主電路實(shí)現(xiàn)控制，其主要類型有按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。 School of Control Science and Engineering 28 All rights reserved SBSBSB(a)常開按鈕 (b)常閉按鈕 (c)復(fù)合按鈕圖1-31 按鈕的圖形、文字符號 School of Control Science and Engineering 29 All rights reserved QSQSQS(a)單極 ( b)雙極 (c)三極 圖1-13 刀開關(guān)的圖形、文字符號 School of Control Science and Engine

16、ering 30 All rights reserved School of Control Science and Engineering 31 All rights reserved 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種具有多個(gè)操作位置和觸點(diǎn)、能進(jìn)行多個(gè)電路的換接的手動(dòng)控制電器。它可用于配電裝置的遠(yuǎn)距離控制、電氣控制線路的換接、電氣測量儀表的開關(guān)轉(zhuǎn)換以及小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和換向的控制，用途廣泛，故稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)School of Control Science and Engineering 32 All rights reserved （a）畫“”標(biāo)記 表示 （b）接通表表示 School

17、of Control Science and Engineering 33 All rights reserved 圖1-14 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)和圖形、文字符號 School of Control Science and Engineering 34 All rights reserved School of Control Science and Engineering 35 All rights reserved School of Control Science and Engineering 36 All rights reserved 行程開關(guān)主要用于檢測工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其

18、運(yùn)動(dòng)方向或行程長短。行程開關(guān)也稱位置開關(guān)。 行程開關(guān)按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點(diǎn)行程開關(guān)和電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)。 接觸式行程開關(guān)靠運(yùn)動(dòng)物體碰撞行程開關(guān)的頂桿而使行程開關(guān)的常開觸頭接通和常閉觸頭分?jǐn)?，從而?shí)現(xiàn)對電路的控制作用，其結(jié)構(gòu)如圖1-32所示。 School of Control Science and Engineering 37 All rights reserved (a)直動(dòng)式 (b)滾輪式 (c)微動(dòng)式 1-頂桿 2-彈簧 1-滾輪 2-上轉(zhuǎn)臂 3-3,5,11-彈簧 1-推桿 2-彎形片狀彈簧 3-常閉觸頭 6-套架 6,9-壓板 7-觸頭 3-常開觸頭 4-常閉觸頭 4-觸頭彈簧 8-觸頭推桿 10-小滑輪 5-恢復(fù)彈