机械自动控制课件

1、2.4 行程控制行程控制2.1 常用控制电器常用控制电器2.2 鼠笼式电动机直接起动的控制线路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鼠笼式电动机正反转的控制线路2.5 时间控制时间控制本章要求：本章要求：1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。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。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。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、能设程。能读懂简单的控制电路原理图、

2、能设 计简单的控制电路。计简单的控制电路。 利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的利用继电器、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。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。节和保护环节的典型线路。第第2章章 继电接触器控制系统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，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。制电器的用途及电

3、工表示符号。2.1.1 组合开关组合开关 组合开关又称转换开关，由组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装在绝缘盒数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。线路、不同联接方式的转换。图为用转换开关实现三相电动图为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。机起停控制的接线图。M32.1.2 按钮按钮(手动切换电器手动切换电器)(b) 结构结构按钮常用于接通和断开控制电路。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

4、钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图外形图常闭触点常闭触点 控制按钮由按钮帽控制按钮由按钮帽 1 1 、复位弹簧、复位弹簧 2 2 、桥式触头、桥式触头 3 3 、4 4 、5 5 和外壳等组成，通常做成复合式，即具有动和外壳等组成，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。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，指示控制铵钮的种类很多，指示 灯式按钮内可装入信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

5、来进行操作。急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。 常见按常见按钮的外形如下图所示：钮的外形如下图所示： 复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮( (停止按钮停止按钮) )常开按钮常开按钮( (起动按钮起动按钮) )复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽2.1.3 2.1.3 接触器接触器 如图所示，交如图所示，交流接触器主要由电磁流接触器主要由电磁机构（包括电磁线圈机构（包括电磁线圈 1 1 、铁心、铁心 2 2 和衔铁和衔铁 3 3 ）、触头系统（主触）、触头系统（主

6、触头头 4 4 和辅助触头和辅助触头 5 5 ）、灭弧装置（图中）、灭弧装置（图中未画出）及其他部分未画出）及其他部分组成。组成。 M3线圈线圈辅助触点辅助触点铁心铁心衔铁衔铁主触点主触点常闭常闭常开常开弹簧弹簧各种接触器的实物图各种接触器的实物图 继电器是根据一定的信号（如电流、电压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、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。流电路和电器的自动控制电器。 (1) (1) 电流继电器电流继电器 电流继电器电流继电器 主要用于过载及短路保护。主要用于过载及短路保护。 电流继电器的线圈串联接

7、入主电路，用来感测主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。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，时，欠电流继电器的衔铁是吸合的， 其动合触点闭合，其动合触点闭合，动断触点断开。动断触点断开。 只有当电流降低到某一整定值时，衔铁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。释放，控制电路失电，从而

8、控制接触器及时分断电路。 (1) (1) 电流继电器电流继电器过电流继过电流继电器实物电器实物图图欠电流继欠电流继电器实物电器实物图图 电压继电器反映的是电压信号。它的线圈并联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。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。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按吸合电压的大小，电

9、压继电器可分为过电压继电器和欠电压继电器。继电器和欠电压继电器。 v 过电压继电器用于线路的过电压保护，当被保护的电路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。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电路额定电压的 0.1 0

10、.1 0.6 0.6 倍。当被保护电路电压正常时衔倍。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。路。 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它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。来控制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器实质上是一种电压继电器。它的特点是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

11、中间放大触点数目较多，电流容量可增大，起到中间放大 ( ( 触点数触点数目和电流容量目和电流容量 ) ) 的作用。的作用。 在自动控制系统中，有时需要继电器得到信号后在自动控制系统中，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。实现这种功能。 时间继电器按工作时间继电器按工作原理分：电磁式、空气原理分：电磁式、空气阻尼式（气囊式）、晶阻尼式（气囊式）、晶体管式、体管式、 单片机控制单片机控制式等。其外形

12、如图所示。式等。其外形如图所示。 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延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。时的。其外形如图所示。 空气阻尼时间继电器由电磁机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。延时方式有通电延时和断电延时两种。种。常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头 工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排

13、气孔排气孔常闭常闭 延时闭合延时闭合 常闭常闭 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气阻尼式断电延时型时间继电器工作过程演示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。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，由于橡皮下向上移动，由于橡皮膜下方的空气稀薄形膜下方的空气稀薄形成负压，起到空气阻成负压，起到空气阻尼的作用，因此活塞尼的作用

14、，因此活塞杆只能缓慢向上移动，杆只能缓慢向上移动，可通过调节螺钉调整。可通过调节螺钉调整。经过一段延时后，使经过一段延时后，使其常开触点延时断开，其常开触点延时断开，常闭触点延时闭合。常闭触点延时闭合。 按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延时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。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，延时间才断开。当线圈失电时，

15、其延时动合触点迅速断开，延时动断触点迅速闭合。时动断触点迅速闭合。 对于断电延时型时间继电器，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时动断触点要延时一段时间再闭合。合。 时间继电器的时间继电器的图形符号及文图形符号及文字符号字符号发热元件发热元件杠杆杠杆双金属片双金属片常闭触头常闭触头 热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用最多。双金热继电器的形式有多种

16、，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属片式热继电器主要由发热元件 1 1 、主双金属片、主双金属片 2 2 和触点和触点 4 4 组组成。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，最终使双加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属片推动导板金属片推动导板 3 3 使热继电器的触点使热继电器的触点 4 4 动作，切断电动机的控制电路。动作，切断电动机的控制电

17、路。 热继电热继电器动画器动画演示演示 熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、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。控制有效的短路保护电器。1. 1. 熔断器的结构和工作原理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（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。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，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

18、流产生的或严重过载时，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。而达到保护的目的。 2. 2. 熔断器的分熔断器的分类类 按结构形式可按结构形式可分为插入式熔断分为插入式熔断器、螺旋式熔断器、螺旋式熔断器、封闭管式熔器、封闭管式熔断器、快速熔断断器、快速熔断器和自复式熔断器和自复式熔断器等。器等。 熔断器的外形熔断器的外形如右图所示。如右图所示。 螺旋式螺旋式熔断器熔断器 圆筒形圆筒形帽熔断帽熔断器器 螺栓连螺栓连接熔断接熔断器器 3. 3. 熔断器的型号含义和电气符号如下图所示。熔断器的型号含义和电气符号如下图所示。 型号含型号含义义 电气符号电气符号 (限位开关限位开关) 结构与按钮类似，但结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。其动作要由机械撞击。常开触点常开触点常闭触点常闭触点(自动开关自动开关)锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧2.1.9 2.1.9 刀开关刀开关 刀开关是一种手动电器，在低压电路中用于不频繁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，故又称地接通和分断电路，或用于隔