逻辑与数字控制电路ppt课件

1、 测控电路110. 逻辑与数字控制电路逻辑与数字控制电路n 二值逻辑控制与驱动电二值逻辑控制与驱动电路路n 数控机床控制驱动电路数控机床控制驱动电路10.1 二值逻辑控制与驱动电路二值逻辑控制与驱动电路w 一、功率开关驱动电路一、功率开关驱动电路w 二、继电器与电磁阀驱动电路二、继电器与电磁阀驱动电路一、功率开关驱动电路一、功率开关驱动电路分类：分类：按照电路中所采用的功率器件类型分类，按照电路中所采用的功率器件类型分类，常见的有晶体管驱动电路、场效应管驱常见的有晶体管驱动电路、场效应管驱动电路和晶闸管驱动电路等类型。动电路和晶闸管驱动电路等类型。按照电路所驱动的负载类型分类，常见的按照电路所

2、驱动的负载类型分类，常见的有电阻性负载驱动电路和电感性负载驱有电阻性负载驱动电路和电感性负载驱动电路等类型。动电路等类型。按照电路所控制的负载电源类型分类，常按照电路所控制的负载电源类型分类，常见的有直流电源负载驱动电路和交流电见的有直流电源负载驱动电路和交流电源负载驱动电路等类型源负载驱动电路等类型 一晶体管直流负载功率驱动电路一晶体管直流负载功率驱动电路 +Ec VD ZL IL Ui R V I b 图8-1晶体管功率驱动电路 负载所需的电流不太大 w设计要点设计要点:w 合理确定合理确定Ui、R与与V的电流放大系的电流放大系数数 值之间的数值关系，充分满足值之间的数值关系，充分满足w

3、I b I L / ，可确保，可确保V导通时任导通时任务于务于w 饱和区，以降低饱和区，以降低V的导通电阻及减的导通电阻及减小功耗。小功耗。 二场效应晶体管直流负载功率驱动电路二场效应晶体管直流负载功率驱动电路 w用于功率驱动电路的场效应晶体管称为用于功率驱动电路的场效应晶体管称为功率场效应晶体管。功率场效应晶体管功率场效应晶体管。功率场效应晶体管是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，是电压控制器件，具有很高的输入阻抗，所需的驱动功率很小，对驱动电路要求所需的驱动功率很小，对驱动电路要求较低。功率场效应晶体管具有较高的开较低。功率场效应晶体管具有较高的开启阈值电压，有较高的噪声容限和抗干启阈值电

4、压，有较高的噪声容限和抗干扰才干。扰才干。 w场效应晶体管大多数为绝缘栅型场效应场效应晶体管大多数为绝缘栅型场效应管，亦称管，亦称MOS场效应管。功率场效应场效应管。功率场效应晶体管在制造中多采用晶体管在制造中多采用V沟槽工艺，简沟槽工艺，简称为称为VMOS场效应管。其改良型那么称场效应管。其改良型那么称为为TMOS场效应管场效应管 图8-2场效应晶体管功率驱动电路 a)VMOS场效应管电极b)场效应管驱动电路 VS VD V Ui R IL ZL +Ec b)a) 漏极 D 栅极 G VDS 源极S三晶闸管交流负载功率驱动电路三晶闸管交流负载功率驱动电路 w交流负载的功率驱动电路，通常采用晶

5、交流负载的功率驱动电路，通常采用晶闸管来构成。晶闸管有单向晶闸管和双闸管来构成。晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管两种类型。向晶闸管两种类型。 图8-3a 单向晶闸管图形符号 阳 极A 门 极G 阴 极K 单向晶闸管亦称单向可控硅单向晶闸管亦称单向可控硅SCR一、导通条件一、导通条件二、关断条件二、关断条件 单向晶闸管的任务情况：单向晶闸管的任务情况： 晶闸管导通条件：晶闸管导通条件：w在阳极在阳极A与阴极与阴极K之间加正向电之间加正向电压，同时在门极压，同时在门极G与阴极与阴极K之间之间加正向电压触发，这样阳加正向电压触发，这样阳极极A与阴极与阴极K之间即进入导通形之间即进入导通形状。晶闸管一旦

6、导通，只需阳状。晶闸管一旦导通，只需阳极极A与阴极与阴极K之间的电流不小于之间的电流不小于其维持电流其维持电流IH，门极，门极G与阴极与阴极K之间能否还存在正向电压，之间能否还存在正向电压，对曾经导通的晶闸管完全没有对曾经导通的晶闸管完全没有影响。影响。 阳极A 门极G 阴极K 晶闸管关断条件：晶闸管关断条件：w主电极阳极主电极阳极A与阴极与阴极K之间的电流小之间的电流小于其维持电流于其维持电流IH，晶闸管即进入关，晶闸管即进入关断形状。断形状。 电 极M T 2 门 极G 电 极M T 1 图8-3b 双向晶闸管图形符号双向晶闸管亦称双向半导体开关元件双向晶闸管亦称双向半导体开关元件TRIA

7、C w与单向晶闸管相比较，双向晶闸管与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是：的主要区别是：w 在触发之后是双导游通的；在触发之后是双导游通的；w 触发电压不分极性，只需绝对触发电压不分极性，只需绝对值到达触发门限值即可使双向晶闸值到达触发门限值即可使双向晶闸管导通。管导通。w 图图8-4交流半波导通功率驱动电路交流半波导通功率驱动电路 Ui u V1 V3 R1 P1 R2 R3 R5 R4 P2 C ZL IL +E VD VS V2 VLC 4N25 K G A b1 b2 e w适用中应留意适用中应留意:w 假设驱动的是感性负载，必需设置合理假设驱动的是感性负载，必需设置合理的关断泄

8、流回路，一方面可维护开关器的关断泄流回路，一方面可维护开关器件，另外也可起到消除对外电磁干扰的件，另外也可起到消除对外电磁干扰的作用。作用。n主要用于机床的起动、停顿等根本操作主要用于机床的起动、停顿等根本操作和平安维护上，具有操作方便、平安可和平安维护上，具有操作方便、平安可靠的特点。靠的特点。10. 1.2 继电控制电路继电控制电路 测控电路20三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路10. 1 继电控制电路继电控制电路 L1 L2 L3 KM1-1 。FU2SB1 SB2SW手动手动自动自动KM1-2K M1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三相交流电源三相交流电源三相交流电机三相

9、交流电机闸刀开关闸刀开关起动按钮起动按钮停顿按钮停顿按钮热继电器热继电器继电器继电器继电器继电器主触点主触点 继电器继电器自锁触自锁触点点熔断器熔断器熔断器熔断器热继电热继电器触点器触点受外部继电受外部继电器控制触点器控制触点转换开关转换开关主回路主回路控制回路控制回路一任务原理一任务原理 测控电路21(1) 开关开关 转换到新位置后坚持在该位置，形状易于识别。转换到新位置后坚持在该位置，形状易于识别。 任务平安可靠。任务平安可靠。 允许的任务电压、电流大，按额定值选用。主回路允许的任务电压、电流大，按额定值选用。主回路任务电压、电流大，采用闸刀开关；控制回路采用转换任务电压、电流大，采用闸刀

10、开关；控制回路采用转换开关，允许的任务电压、电流大小些，操作轻便。开关，允许的任务电压、电流大小些，操作轻便。 x刀刀y掷掷:表示同时可以接通表示同时可以接通x条通路，可以切换到条通路，可以切换到y个个任务位置。任务位置。 操作不方便。操作不方便。 10. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路二主要功能器件二主要功能器件 测控电路2310. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(2) 按钮按钮 按下按钮后在弹簧作用下回到原位置。按钮回复原按下按钮后在弹簧作用下回到原位置。按钮回复原位后靠继电器坚持所需任务形状。位后靠继电器坚持所需

11、任务形状。 操作方便，但不如开关任务平安可靠，形状也不明操作方便，但不如开关任务平安可靠，形状也不明显。显。 允许的任务电压、电流有额定值。比闸刀开关小。允许的任务电压、电流有额定值。比闸刀开关小。 二主要功能器件二主要功能器件 测控电路2410. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(2) 按钮按钮(2) 按钮按钮 可以包含多组常开和常闭触点，起动按钮多利用常开触可以包含多组常开和常闭触点，起动按钮多利用常开触点，停顿按钮多利用常闭触点。点，停顿按钮多利用常闭触点。 停顿按钮易于看到，易于触及。可以有多个，甚至停顿按钮易于看到，易于触及。可以有多个，甚至一片。

12、一片。 二主要功能器件二主要功能器件常闭触点常开触点弹簧 测控电路2510. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(3) 继电器继电器 将电路的通断控制向下传的器件。将电路的通断控制向下传的器件。 继电器在构造上为电磁铁加触点，是电磁铁控制的继电器在构造上为电磁铁加触点，是电磁铁控制的开关。开关。 具有功率放大作用，线圈中经过电流小、加到线圈具有功率放大作用，线圈中经过电流小、加到线圈上的电压也小，触点允许的电流、电压大。上的电压也小，触点允许的电流、电压大。 触点导通电阻小、切断电阻大。触点导通电阻小、切断电阻大。 二主要功能器件二主要功能器件 测控电路261

13、0. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路二主要功能器件二主要功能器件1 3 常闭触点常闭触点1 2 常开触点常开触点铁心铁心线圈线圈线圈引线线圈引线弹簧弹簧铁軛铁軛12345678(3) 继电器继电器 测控电路2710. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(3) 继电器继电器继电器由触点，线圈与磁路系统及反作用弹簧等组成。当在线圈中通入一定数值的电流或施加一定的电压时，可使可动衔铁吸合，因此带动附属机构使活动触点与一固定触点接通，与另一固定触点断开。利用触点的这种闭合或翻开，就可以对电路进展通断控制。继电器具有以一控多功能。K

14、M1-1表示KM1的第一对触点。经过自锁触点实现记忆坚持功能。 二主要功能器件二主要功能器件 L1 L2 L3 KM1-1 FU2SB1 SB2SW 手动手动自动自动KM1-2K M1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三相交流电源三相交流电源三相交流电机三相交流电机闸刀开关闸刀开关起动按钮起动按钮停顿按钮停顿按钮热继电器热继电器继电器继电器继电器继电器主触点主触点 继电器继电器自锁触自锁触点点熔断器熔断器熔断器熔断器热继电热继电器触点器触点受外部继电受外部继电器控制触点器控制触点转换开关转换开关主回路主回路控制回路控制回路10. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电

15、机控制电路(3) 继电器继电器二主要功能器件二主要功能器件10. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路n继电器是控制和维护线路中广泛运用的一种自动控制电器。其任务原理是在输入一定的物理量例如电流、电压、转速、时间、温度等的作用下，自动接通或者断开触点，完成电路同、断功能。n常用的继电器分为：电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器等。(3) 继电器继电器二主要功能器件二主要功能器件当任务器械在长期的小范围相对与熔断器而言超载，热继电器内的热敏元件如双金属片工件，热继电器动作，切断控制回路，对进展器械起维护作用。用作维护用的继电器常需求人工干涉，才

16、干回到正常形状。10. 1 继电控制电路继电控制电路三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(3) 继电器继电器二主要功能器件二主要功能器件 是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器。电器。 构造特点：构造特点： 传感部分：感测输入量的高低。传感部分：感测输入量的高低。 执行部分：触头。执行部分：触头。 无主辅之分，普通较小无主辅之分，普通较小5A5A以下，用于控制回路以下，用于控制回路输入信号输入信号电量：电流、电压、功率等电量：电流、电压、功率等非电量：热、光、声、速度等非电量：热、

17、光、声、速度等 2. 2. 继电器继电器 1接触器接触器 接触器是一种在电磁力的作用下，可以自动地接通或断开带有负载的主电路如电接触器是一种在电磁力的作用下，可以自动地接通或断开带有负载的主电路如电动机的自动控制电器。动机的自动控制电器。 接触器是继电器接触器是继电器-接触器控制系统中最重要和常用的元件之一，它的任务原理如下图。接触器控制系统中最重要和常用的元件之一，它的任务原理如下图。 当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化，并把动铁心衔铁吸上，带动转轴使当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化，并把动铁心衔铁吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。触头闭合，从而接通电路。 当放开按钮时，过程与上

18、述相反，使电路断开。当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。接触器的构造和任务原理如下：接触器的构造和任务原理如下：适用于频繁操作高达每小时 1500次，远间隔控制强电流电路，并具有低压释放的维护性能、任务可靠、寿命长机械寿命达 2000 万次，电寿命达 200 万次和体积小等优点传感部分：线圈静铁心；传感部分：线圈静铁心；静铁心静铁心线圈线圈释放弹簧释放弹簧触头系统触头系统线圈得电，衔铁吸合线圈得电，衔铁吸合触点动作触点动作常开触点合常开触点合常闭触点断常闭触点断线圈失电，衔铁释放线圈失电，衔铁释放触点复位触点复位常开触点断常开触点断常闭触点合常闭触点合 接触器的构造接触器任务原理接触器的

19、构造接触器任务原理执行部分：触头。执行部分：触头。 主、辅触点内部构造不一样，主触点衔接到主电路中，能通以大电流；辅触点那么用主、辅触点内部构造不一样，主触点衔接到主电路中，能通以大电流；辅触点那么用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧安装。在控制回路中。主触点设有专门的灭弧安装。 触头按经过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。触头按经过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。 触头按形状的不同分动断常闭触头和动合常开触头两种。触头按形状的不同分动断常闭触头和动合常开触头两种。动铁心衔铁动铁心衔铁表示符号：表示符号： 线圈线圈主触点主触点辅触辅触点点动合常开动合常开动合常开动合常开动断常闭动断常闭动

20、断常闭动断常闭KMKMKMKMKMKMKMKMKMKM灭弧安装 当触头在大电流回路中断开时，在动、静触头间产生剧烈电弧，会烧坏触头，并使切断时间拉长，为使接触器可靠任务，必需使电弧迅速熄灭，故要采用灭弧安装。 接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为：接触器的种类：按主触头所接回路的电流种类分为： 交流接触器：主要用以控制交流电路主电路、控制电路、激磁电路交流接触器：主要用以控制交流电路主电路、控制电路、激磁电路 直流接触器：主要用以控制直流电路主电路、控制电路、激磁电路直流接触器：主要用以控制直流电路主电路、控制电路、激磁电路 接触器的参数主要有：额定电压、额定电流、常开主辅触头个数、额定操接触器的参数主要有：额定电压、额定电流、常开主辅触头个数、额定操作频率等作频率等常见交流接触器：常见交流接触器：CJX1CJX1系列交流接触系列交流接触器器CJX2CJX2系列交流接触器系列交流接触器常见直流接触器：常见直流接触器：CZOCZO系列直流接触器系列直流接触器CJT1CJT1系列交流接触器系列交流接触器注：电器元件的各部分，在外注：电器元件的各部分，