《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,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,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。,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。,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,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。,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：,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,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。,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,各种接触器的实物图,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。,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。,(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。,(1)电流继电器,过电流继电器实物图,欠电流继电器实物图,(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。,(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0.10.6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。,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。,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。,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。,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。,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,通电延时的空气式时间继电器动画演示,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0.460s和0.4180s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。,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。,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,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,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。,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,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。,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,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,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,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,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。刀开关