機械自動控制

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1、2.4 行 程 控 制2.1 常 用 控 制 電 器2.2 鼠 籠 式 電 動 機 直 接 起 動 的 控 制 線 路2.3 鼠 籠 式 電 動 機 正 反 轉(zhuǎn) 的 控 制 線 路2.5 時 間 控 制 本 章 要 求 ：1.了 解 常 用 低 壓 電 器 的 結(jié) 構(gòu) 、 功 能 和 用 途 。2. 掌 握 自 鎖 、 聯(lián) 鎖 的 作 用 和 方 法 。3. 掌 握 過 載 、 短 路 和 失 壓 保 護 的 作 用 和 方 法 。4. 掌 握 基 本 控 制 環(huán) 節(jié) 的 組 成 、 作 用 和 工 作 過 程 。 能 讀 懂 簡 單 的 控 制 電 路 原 理 圖 、 能 設(shè) 計 簡 單 的

2、 控 制 電 路 。 利 用 繼 電 器 、 接 觸 器 實 現(xiàn) 對 電 動 機 和 生 產(chǎn) 設(shè) 備 的控 制 和 保 護 ， 稱 為 繼 電 接 觸 控 制 。 本 章 主 要 介 紹 幾 種 常 用 的 低 壓 電 器 ， 基 本 的 控 制 環(huán)節(jié) 和 保 護 環(huán) 節(jié) 的 典 型 線 路 。第 2章 繼 電 接 觸 器 控 制 系 統(tǒng) 實 現(xiàn) 繼 電 接 觸 控 制 的 電 氣 設(shè) 備 ， 統(tǒng) 稱 為 控 制 電 器 ，如 刀 閘 、 按 鈕 、 繼 電 器 、 接 觸 器 等 。 下 面 介 紹 常 用 控制 電 器 的 用 途 及 電 工 表 示 符 號 。 2.1.1 組 合 開 關(guān)

3、 組 合 開 關(guān) 又 稱 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) ，由 數(shù) 層 動 、 靜 觸 片 組 裝 在 絕緣 盒 而 成 的 。 動 觸 點 裝 在 轉(zhuǎn)軸 上 ， 用 手 柄 轉(zhuǎn) 動 轉(zhuǎn) 軸 使 動觸 片 與 靜 觸 片 接 通 與 斷 開 ?？?實 現(xiàn) 多 條 線 路 、 不 同 聯(lián) 接方 式 的 轉(zhuǎn) 換 。 圖 為 用 轉(zhuǎn) 換 開關(guān) 實 現(xiàn) 三 相 電 動 機 起 停 控 制的 接 線 圖 。 M 3 2.1.2 按 鈕 (手 動 切 換 電 器 ) (b) 結(jié) 構(gòu)按 鈕 常 用 于 接 通 和 斷 開 控 制 電 路 。按 鈕 的 外 形 圖 和 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 。按 鈕 開 關(guān) 的 外 形 和

4、 符 號(a) 外 形 圖 常 閉 觸 點 控 制 按 鈕 由 按 鈕 帽 1 、 復(fù) 位 彈 簧 2 、 橋 式 觸 頭 3 、4 、 5 和 外 殼 等 組 成 ， 通 常 做 成 復(fù) 合 式 ， 即 具 有 動 合 觸 點和 動 斷 觸 點 ， 其 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 見 下 圖 所 示 。 控 制 銨 鈕 的 種 類 很 多 ， 指 示 燈 式 按 鈕 內(nèi) 可 裝 入 信 號燈 顯 示 信 號 ； 緊 急 式 按 鈕 裝 有 蘑 菇 形 鈕 帽 ， 以 便 于 緊 急操 作 ； 旋 鈕 式 按 鈕 用 于 扭 動 旋 鈕 來 進 行 操 作 。 常 見 按 鈕的 外 形 如 下 圖 所

5、 示 ： 復(fù) 位 彈 簧支 柱 連 桿常 閉 靜 觸 頭橋 式 靜 觸 頭常 開 靜 觸 頭外 殼4SB SB SB結(jié)構(gòu)符號名稱 常 閉 按 鈕(停 止 按 鈕 ) 常 開 按 鈕(起 動 按 鈕 ) 復(fù) 合 按 鈕1 2 3 4 1 23 按 鈕 帽 2.1.3 接 觸 器 如 圖 所 示 ， 交 流接 觸 器 主 要 由 電 磁 機構(gòu) （ 包 括 電 磁 線 圈 1 、鐵 心 2 和 銜 鐵 3 ） 、觸 頭 系 統(tǒng) （ 主 觸 頭 4 和 輔 助 觸 頭 5 ） 、 滅弧 裝 置 （ 圖 中 未 畫 出 ）及 其 他 部 分 組 成 。 M3線 圈 輔 助 觸 點鐵 心 銜 鐵 主 觸

6、點 常 閉常 開彈 簧 各 種 接 觸 器 的 實 物 圖 繼 電 器 是 根 據(jù) 一 定 的 信 號 （ 如 電 流 、 電 壓 、 時間 和 速 度 等 物 理 量 ） 的 變 化 來 接 通 或 分 斷 小 電 流 電路 和 電 器 的 自 動 控 制 電 器 。 (1) 電 流 繼 電 器 電 流 繼 電 器 主 要 用 于 過 載 及 短 路 保 護 。 電 流 繼 電 器 的 線 圈 串 聯(lián) 接 入 主 電 路 ， 用 來 感 測 主 電路 的 電 流 ， 觸 點 接 于 控 制 電 路 ， 為 執(zhí) 行 元 件 。 常 用 的 電流 繼 電 器 有 欠 電 流 繼 電 器 和 過

7、電 流 繼 電 器 兩 種 。 欠 電 流 繼 電 器 用 于 欠 電 流 保 護 ， 在 電 路 正 常 工 作 時 ，欠 電 流 繼 電 器 的 銜 鐵 是 吸 合 的 ， 其 動 合 觸 點 閉 合 ， 動 斷觸 點 斷 開 。 只 有 當(dāng) 電 流 降 低 到 某 一 整 定 值 時 ， 銜 鐵 釋 放 ，控 制 電 路 失 電 ， 從 而 控 制 接 觸 器 及 時 分 斷 電 路 。 (1) 電 流 繼 電 器 過 電 流 繼 電 器 實 物 圖 欠 電 流 繼 電 器 實 物 圖 電 壓 繼 電 器 反 映 的 是 電 壓 信 號 。 它 的 線 圈 并 聯(lián) 在 被測 電 路 的

8、兩 端 ， 所 以 匝 數(shù) 多 、 導(dǎo) 線 細 、 阻 抗 大 。 電 壓 繼 電 器 用 于 電 力 拖 動 系 統(tǒng) 的 電 壓 保 護 和 控 制 。其 線 圈 并 聯(lián) 接 入 主 電 路 ， 感 測 主 電 路 的 電 壓 ； 觸 點 接于 控 制 電 路 ， 為 執(zhí) 行 元 件 。 按 吸 合 電 壓 的 大 小 ， 電 壓 繼 電 器 可 分 為 過 電 壓 繼 電器 和 欠 電 壓 繼 電 器 。 v 過 電 壓 繼 電 器 用 于 線 路 的 過 電 壓 保 護 ， 當(dāng) 被 保 護 的 電 路 電 壓正 常 時 銜 鐵 不 動 作 ， 當(dāng) 被 保 護 電 路 的 電 壓 高 于

9、額 定 值 ， 達 到 過電 壓 繼 電 器 的 整 定 值 時 ， 銜 鐵 吸 合 ， 觸 點 機 構(gòu) 動 作 ， 控 制 電 路失 電 ， 控 制 接 觸 器 及 時 分 斷 被 保 護 電 路 。 欠 電 壓 繼 電 器 用 于 電 路 的 欠 電 壓 保 護 ， 其 釋 放 整 定 值 為 電 路額 定 電 壓 的 0.1 0.6 倍 。 當(dāng) 被 保 護 電 路 電 壓 正 常 時 銜 鐵 可 靠吸 合 ， 當(dāng) 被 保 護 電 路 電 壓 降 至 欠 電 壓 繼 電 器 的 釋 放 整 定 值 時 銜鐵 釋 放 ， 觸 點 機 構(gòu) 復(fù) 位 ， 控 制 接 觸 器 及 時 分 斷 被 保

10、 護 電 路 。 通 常 用 于 傳 遞 信 號 和 同 時 控 制 多 個 電 路 ， 也 可 直 接 用 它來 控 制 小 容 量 電 動 機 或 其 他 電 氣 執(zhí) 行 元 件 。 中 間 繼 電 器 實 質(zhì) 上 是 一 種 電 壓 繼 電 器 。 它 的 特 點 是 觸點 數(shù) 目 較 多 ， 電 流 容 量 可 增 大 ， 起 到 中 間 放 大 ( 觸 點 數(shù) 目和 電 流 容 量 ) 的 作 用 。 在 自 動 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 有 時 需 要 繼 電 器 得 到 信 號 后 不 立即 動 作 ， 而 是 要 順 延 一 段 時 間 后 再 動 作 并 輸 出 控 制 信 號

11、 ，以 達 到 按 時 間 順 序 進 行 控 制 的 目 的 。 時 間 繼 電 器 就 能 實 現(xiàn)這 種 功 能 。 時 間 繼 電 器 按 工 作原 理 分 ： 電 磁 式 、 空 氣阻 尼 式 （ 氣 囊 式 ） 、 晶體 管 式 、 單 片 機 控 制式 等 。 其 外 形 如 圖 所 示 。 空 氣 阻 尼 式 時 間 繼 電 器 是 利 用 空 氣 阻 尼 原 理 獲 得 延時 的 。 其 外 形 如 圖 所 示 。 空 氣 阻 尼 時 間 繼 電 器 由 電 磁 機 構(gòu) 、延 時 機 構(gòu) 、 觸 頭 系 統(tǒng) 三 部 分 組 成 。 延時 方 式 有 通 電 延 時 和 斷 電

12、延 時 兩 種 。 常 開 觸 頭 延 時 閉 合 常 閉 觸 頭 延 時 打 開 常 開 觸 頭常 閉 觸 頭 工 作 原 理調(diào) 節(jié) 螺 絲進 氣 孔 托 板線 圈動 鐵 心恢 復(fù) 彈 簧擋 塊釋 放 彈 簧活 塞 桿橡 皮 膜排 氣 孔 常 閉 延 時 閉 合 常 閉 延 時 斷 開 常 開 觸 頭常 閉 觸 頭 空 氣 阻 尼 式 斷 電 延 時 型 時 間 繼 電 器 工 作 過 程 演 示 線 圈 通 電 后 ， 上 方 微 動 開 關(guān) 觸 頭 迅 速 轉(zhuǎn) 換 。 微 動 開 關(guān) 延 時 常 開觸 點 馬 上 閉 合 ， 常 閉 觸 點 馬 上 斷 開 。 線 圈 斷 電 時 ， 在

13、 空 氣 室 內(nèi) 與 橡 皮 膜 相 連 的 活 塞 桿 在 彈 簧 作 用 下向 上 移 動 ， 由 于 橡 皮膜 下 方 的 空 氣 稀 薄 形成 負(fù) 壓 ， 起 到 空 氣 阻尼 的 作 用 ， 因 此 活 塞桿 只 能 緩 慢 向 上 移 動 ，可 通 過 調(diào) 節(jié) 螺 釘 調(diào) 整 。經(jīng) 過 一 段 延 時 后 ， 使其 常 開 觸 點 延 時 斷 開 ，常 閉 觸 點 延 時 閉 合 。 按 延 時 方 式 可 分 為 通 電 延 時 型 時 間 繼 電 器 和 斷 電 延 時 型 時間 繼 電 器 。 對 于 通 電 延 時 型 時 間 繼 電 器 ， 當(dāng) 線 圈 得 電 時 ， 其

14、 延 時 動 合觸 點 要 延 時 一 段 時 間 才 閉 合 ， 延 時 動 斷 觸 點 要 延 時 一 段 時 間才 斷 開 。 當(dāng) 線 圈 失 電 時 ， 其 延 時 動 合 觸 點 迅 速 斷 開 ， 延 時 動斷 觸 點 迅 速 閉 合 。 對 于 斷 電 延 時 型 時 間 繼 電 器 ，當(dāng) 線 圈 得 電 時 ， 其 延 時 動 合 觸 點迅 速 閉 合 ， 延 時 動 斷 觸 點 迅 速 斷開 。 當(dāng) 線 圈 失 電 時 ， 其 延 時 動 合觸 點 要 延 時 一 段 時 間 再 斷 開 ， 延時 動 斷 觸 點 要 延 時 一 段 時 間 再 閉合 。 時 間 繼 電 器

15、的 圖 形 符 號 及 文 字 符 號 發(fā) 熱 元 件 杠 桿雙 金 屬 片 常 閉 觸 頭 熱 繼 電 器 的 形 式 有 多 種 ， 其 中 以 雙 金 屬 片 式 應(yīng) 用 最 多 。 雙 金 屬片 式 熱 繼 電 器 主 要 由 發(fā) 熱 元 件 1 、 主 雙 金 屬 片 2 和 觸 點 4 組 成 。 電 動 機 正 常 運 行 時 ， 雙 金 屬 片 的 彎 曲 程 度 不 足 以 使 熱 繼 電 器 動作 。 但 是 當(dāng) 電 動 機 過 載 時 ， 流 過 熱 元件 的 電 流 增 大 ， 加 上 時 間 效 應(yīng) ， 就 會加 大 雙 金 屬 片 的 彎 曲 程 度 ， 最 終 使

16、 雙金 屬 片 推 動 導(dǎo) 板 3 使 熱 繼 電 器 的 觸 點 4 動 作 ， 切 斷 電 動 機 的 控 制 電 路 。 熱 繼 電 器 動 畫 演 示 熔 斷 器 是 一 種 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 使 用 方 便 、 價 格 低 廉 、 控制 有 效 的 短 路 保 護 電 器 。1. 熔 斷 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 熔 斷 器 主 要 由 熔 體 （ 俗 稱 保 險 絲 ） 和 安 裝 熔 體 的 熔 管 （ 或熔 座 ） 組 成 。 熔 斷 器 的 熔 體 與 被 保 護 的 電 路 串 聯(lián) ， 當(dāng) 電 路 正 常 工 作 時 ，熔 體 允 許 通 過 一 定 大 小 的

17、 電 流 而 不 熔 斷 。 當(dāng) 電 路 發(fā) 生 短 路 或嚴(yán) 重 過 載 時 ， 熔 體 中 流 過 很 大 的 故 障 電 流 ， 當(dāng) 電 流 產(chǎn) 生 的 熱量 使 熔 體 溫 度 升 高 達 到 熔 點 時 ， 熔 體 熔 斷 并 切 斷 電 路 ， 從 而達 到 保 護 的 目 的 。 2. 熔 斷 器 的 分 類 按 結(jié) 構(gòu) 形 式 可分 為 插 入 式 熔 斷器 、 螺 旋 式 熔 斷器 、 封 閉 管 式 熔斷 器 、 快 速 熔 斷器 和 自 復(fù) 式 熔 斷器 等 。 熔 斷 器 的 外 形如 右 圖 所 示 。 螺 旋 式 熔 斷 器 圓 筒 形 帽 熔 斷 器 螺 栓 連

18、接 熔 斷 器 3. 熔 斷 器 的 型 號 含 義 和 電 氣 符 號 如 下 圖 所 示 。 型 號 含 義 電 氣 符 號 (限 位 開 關(guān) ) 結(jié) 構(gòu) 與 按 鈕 類 似 ， 但其 動 作 要 由 機 械 撞 擊 。 常 開 觸 點 常 閉 觸 點 (自 動 開 關(guān) )鎖 鉤主 觸 點手 動 閉 合 過 流 脫 扣 器 欠 壓 脫 扣 器銜 鐵 釋 放連 桿 裝 置釋 放 彈 簧 2.1.9 刀 開 關(guān) 刀 開 關(guān) 是 一 種 手 動 電 器 ， 在 低 壓 電 路 中 用 于 不 頻 繁 地 接通 和 分 斷 電 路 ， 或 用 于 隔 離 電 源 ， 故 又 稱 “ 隔 離 開 關(guān)

19、 ” 。1. 刀 開 關(guān) 的 結(jié) 構(gòu) 和 安 裝 刀 開 關(guān) 是 一 種 結(jié) 構(gòu) 較 為 簡 單 的手 動 電 器 ， 主 要 由 手 柄 、 觸 刀 、 靜插 座 和 絕 緣 底 板 等 組 成 ， 如 下 圖 所示 。 刀 開 關(guān) 在 切 斷 電 源 時 會 產(chǎn) 生 電弧 ， 因 此 在 安 裝 刀 開 關(guān) 時 手 柄 必 須朝 上 ， 不 得 倒 裝 或 平 裝 。 接 線 時 應(yīng) 將 電 源 線 接 在 上 端 ，負(fù) 載 接 在 下 端 ， 這 樣 拉 閘 后 刀 片 與電 源 隔 離 ， 可 防 止 意 外 發(fā) 生 。 2. 常 用 刀 開 關(guān) 常 用 刀 開 關(guān) 有 HD 系列 及 HS 系 列 板 用 刀 開 關(guān) 、 HK 系 列 開 啟 式 負(fù) 荷 開 關(guān)和 HH 系 列 封 閉 式 負(fù) 荷 開關(guān) 。（ ） HD 系 列 及 HS 系列 刀 開 關(guān)（ 2 ） HK 系 列 開 啟 式 負(fù)荷 開 關(guān)（ 3 ） HH 系 列 封 閉 式 負(fù)荷 開 關(guān) 刀 開 關(guān) 的 外 形 如 圖 所 示 。 2.1.9 刀 開 關(guān)