机械自动控制 PPT课件

第2章继电接触控制系统 2 4行程控制 2 1常用控制电器 2 2鼠笼式电动机直接起动的控制线路 2 3鼠笼式电动机正反转的控制线路 2 5时间控制 1 本章要求 1 了解常用低压电器的结构 功能和用途 2 掌握自锁 联锁的作用和方法 3 掌握过载 短路和失压保护的作用和方法 4 掌握基本控制环节的组成 作用和工作过程 能读懂简单的控制电路原理图 能设计简单的控制电路 第2章继电接触器控制系统 2 利用继电器 接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护 称为继电接触控制 本章主要介绍几种常用的低压电器 基本的控制环节和保护环节的典型线路 第2章继电接触器控制系统 实现继电接触控制的电气设备 统称为控制电器 如刀闸 按钮 继电器 接触器等 下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号 3 2 1常用控制电器 2 1 1组合开关 组合开关又称转换开关 由数层动 静触片组装在绝缘盒而成的 动触点装在转轴上 用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开 可实现多条线路 不同联接方式的转换 图为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图 4 2 1 2按钮 手动切换电器 b 结构 按钮常用于接通和断开控制电路 按钮的外形图和结构如图所示 按钮开关的外形和符号 a 外形图 5 控制按钮由按钮帽1 复位弹簧2 桥式触头3 4 5和外壳等组成 通常做成复合式 即具有动合触点和动断触点 其结构示意图见下图所示 6 控制铵钮的种类很多 指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号 紧急式按钮装有蘑菇形钮帽 以便于紧急操作 旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作 常见按钮的外形如下图所示 7 8 交流接触器的外形与结构 2 1 3接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 a 外形 b 结构 9 2 1 3接触器 如图所示 交流接触器主要由电磁机构 包括电磁线圈1 铁心2和衔铁3 触头系统 主触头4和辅助触头5 灭弧装置 图中未画出 及其他部分组成 10 2 1 3接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 线圈 辅助触点 铁心 衔铁 电源 电机 主触点 常闭 常开 弹簧 11 各种接触器的实物图 12 符号 用于主电路流过的大电流 需加灭弧装置 用于控制电路流过的小电流 无需加灭弧装置 属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示 接触器技术指标 额定工作电压 电流 触点数目等 常用的交流接触器有CJ10 CJ12 CJ20和3TB等系列 13 2 1 4继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别在于 接触器的主触点可以通过大电流 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于控制电路中 继电器是根据一定的信号 如电流 电压 时间和速度等物理量 的变化来接通或分断小电流电路和电器的自动控制电器 14 1 电流继电器 电流继电器主要用于过载及短路保护 电流继电器的线圈串联接入主电路 用来感测主电路的电流 触点接于控制电路 为执行元件 常用的电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两种 欠电流继电器用于欠电流保护 在电路正常工作时 欠电流继电器的衔铁是吸合的 其动合触点闭合 动断触点断开 只有当电流降低到某一整定值时 衔铁释放 控制电路失电 从而控制接触器及时分断电路 15 1 电流继电器 过电流继电器实物图 欠电流继电器实物图 16 2 电压继电器 电压继电器反映的是电压信号 它的线圈并联在被测电路的两端 所以匝数多 导线细 阻抗大 电压继电器用于电力拖动系统的电压保护和控制 其线圈并联接入主电路 感测主电路的电压 触点接于控制电路 为执行元件 按吸合电压的大小 电压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器 17 2 电压继电器 过电压继电器用于线路的过电压保护 当被保护的电路电压正常时衔铁不动作 当被保护电路的电压高于额定值 达到过电压继电器的整定值时 衔铁吸合 触点机构动作 控制电路失电 控制接触器及时分断被保护电路 欠电压继电器用于电路的欠电压保护 其释放整定值为电路额定电压的0 1 0 6倍 当被保护电路电压正常时衔铁可靠吸合 当被保护电路电压降至欠电压继电器的释放整定值时衔铁释放 触点机构复位 控制接触器及时分断被保护电路 18 2 中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路 也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件 a 外形 中间继电器外形与符号 中间继电器实质上是一种电压继电器 它的特点是触点数目较多 电流容量可增大 起到中间放大 触点数目和电流容量 的作用 20 3 时间继电器 在自动控制系统中 有时需要继电器得到信号后不立即动作 而是要顺延一段时间后再动作并输出控制信号 以达到按时间顺序进行控制的目的 时间继电器就能实现这种功能 时间继电器按工作原理分 电磁式 空气阻尼式 气囊式 晶体管式 单片机控制式等 其外形如图所示 21 3 时间继电器 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的 其外形如图所示 空气阻尼时间继电器由电磁机构 延时机构 触头系统三部分组成 延时方式有通电延时和断电延时两种 22 a 通电延时继电器 b 断电延时继电器 空气式延时继电器 3 时间继电器 是从得到输入信号 线圈通电或断电 起 经过一段时间延时后才动作的继电器 适用于定时控制 23 通电延时的空气式时间继电器结构示意图 微动开关2 微动开关1 24 通电延时的空气式时间继电器动画演示 25 断电延时的空气式时间继电器结构示意图 常闭延时闭合 常闭延时断开 空气式时间继电器的延时范围大 有0 4 60s和0 4 180s两种 结构简单 但准确度较低 时间继电器的型号有JS7 A和JJSK2等多种类型 26 空气阻尼式断电延时型时间继电器工作过程演示 线圈通电后 上方微动开关触头迅速转换 微动开关延时常开触点马上闭合 常闭触点马上断开 线圈断电时 在空气室内与橡皮膜相连的活塞杆在弹簧作用下向上移动 由于橡皮膜下方的空气稀薄形成负压 起到空气阻尼的作用 因此活塞杆只能缓慢向上移动 可通过调节螺钉调整 经过一段延时后 使其常开触点延时断开 常闭触点延时闭合 27 3 时间继电器 按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延时型时间继电器 对于通电延时型时间继电器 当线圈得电时 其延时动合触点要延时一段时间才闭合 延时动断触点要延时一段时间才断开 当线圈失电时 其延时动合触点迅速断开 延时动断触点迅速闭合 对于断电延时型时间继电器 当线圈得电时 其延时动合触点迅速闭合 延时动断触点迅速断开 当线圈失电时 其延时动合触点要延时一段时间再断开 延时动断触点要延时一段时间再闭合 时间继电器的图形符号及文字符号 28 2 1 5热继电器 用于电动机的过载保护 热继电器外形与结构 a 外形 b 结构 29 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 发热元件 杠杆 2 1 5热继电器 工作原理 结构原理图 双金属片 常闭触头 用于电动机的过载保护 30 2 1 5热继电器 热继电器的形式有多种 其中以双金属片式应用最多 双金属片式热继电器主要由发热元件1 主双金属片2和触点4组成 电动机正常运行时 双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作 但是当电动机过载时 流过热元件的电流增大 加上时间效应 就会加大双金属片的弯曲程度 最终使双金属片推动导板3使热继电器的触点4动作 切断电动机的控制电路 热继电器动画演示 31 2 1 6熔断器 熔断器是一种结构简单 使用方便 价格低廉 控制有效的短路保护电器 1 熔断器的结构和工作原理熔断器主要由熔体 俗称保险丝 和安装熔体的熔管 或熔座 组成 熔断器的熔体与被保护的电路串联 当电路正常工作时 熔体允许通过一定大小的电流而不熔断 当电路发生短路或严重过载时 熔体中流过很大的故障电流 当电流产生的热量使熔体温度升高达到熔点时 熔体熔断并切断电路 从而达到保护的目的 32 2 1 6熔断器 2 熔断器的分类按结构形式可分为插入式熔断器 螺旋式熔断器 封闭管式熔断器 快速熔断器和自复式熔断器等 熔断器的外形如右图所示 螺旋式熔断器 圆筒形帽熔断器 螺栓连接熔断器 33 2 1 6熔断器 3 熔断器的型号含义和电气符号如下图所示 型号含义 电气符号 34 用于自动往复控制或限位保护等 2 1 7行程开关 限位开关 b 示意图 结构与按钮类似 但其动作要由机械撞击 a 外形图 行程开关的外形符号 35 可实现短路 过载 失压保护 2 1 8自动空气断路器 自动开关 锁钩 主触点手动闭合 衔铁释放 自动空气断路器原理图 连杆装置 释放弹簧 36 2 1 9刀开关 刀开关是一种手动电器 在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路 或用于隔离电源 故又称 隔离开关 1 刀开关的结构和安装刀开关是一种结构较为简单的手动电器 主要由手柄 触刀 静插座和绝缘底板等组成 如下图所示 刀开