逻辑与数字控制电路.ppt

1、2020/9/12,10. 逻辑与数字控制电路,二值逻辑控制与驱动电路 数控机床控制驱动电路,10.1 二值逻辑控制与驱动电路,一、功率开关驱动电路 二、继电器与电磁阀驱动电路,一、功率开关驱动电路,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，常见的有电阻性负载驱动电路和电感性负载驱动电路等类型。 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源负载驱动电路等类型,（一）晶体管直流负载功率驱动电路,图8-1晶体管功率驱动电路,负载所需的电流不太大,设计要点: 合理确定Ui、R

2、与V的电流放大系数 值之间的数值关系，充分满足 I b I L / ，可确保V导通时工作于 饱和区，以降低V的导通电阻及减小功耗。,（二）场效应晶体管直流负载功率驱动电路,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扰能力。,场效应晶体管大多数为绝缘栅型场效应管，亦称MOS场效应管。功率场效应晶体管在制造中多采用V沟槽工艺，简称为VMOS场效应管。其改进型则称为TMOS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

3、极b)场效应管驱动电路,b),（三）晶闸管交流负载功率驱动电路,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向晶闸管两种类型。,图8-3a 单向晶闸管图形符号,单向晶闸管亦称单向可控硅（SCR）,一、导通条件 二、关断条件,单向晶闸管的工作状况：,晶闸管导通条件：,在阳极A与阴极K之间加正向电压，同时在门极G与阴极K之间加正向电压（触发），这样阳极A与阴极K之间即进入导通状态。晶闸管一旦导通，只要阳极A与阴极K之间的电流不小于其维持电流IH，门极G与阴极K之间是否还存在正向电压，对已经导通的晶闸管完全没有影响。,晶闸管关断条件：,主电极阳极A与阴极K之间的电流小于其维持

4、电流IH，晶闸管即进入关断状态。,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（TRIAC）,与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主要区别是： 在触发之后是双向导通的； 触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。,图8-4交流半波导通功率驱动电路,实用中应注意: 如果驱动的是感性负载，必须设置合理的关断泄流回路，一方面可保护开关器件，另外也可起到消除对外电磁干扰的作用。,主要用于机床的起动、停止等基本操作和安全保护上，具有操作方便、安全可靠的特点。,10. 1.2 继电控制电路,2020/9/12,三相异步电机控制电路,10. 1 继电控制电路,2020/

5、9/12,(1) 开关 转换到新位置后保持在该位置，状态易于识别。 工作安全可靠。 允许的工作电压、电流大，按额定值选用。主回路工作电压、电流大，采用闸刀开关；控制回路采用转换开关，允许的工作电压、电流大小些，操作轻便。 x刀y掷:表示同时可以接通x条通路，可以切换到y个工作位置。 操作不方便。,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,（二）主要功能器件,2020/9/12,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,(2) 按钮 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保持所需工作状态。 操作方便，但不如开关工作安全可靠，状态也不明显。 允许的工作电压、电流有额定

6、值。比闸刀开关小。,（二）主要功能器件,2020/9/12,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,(2) 按钮,(2) 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点，停止按钮多利用常闭触点。 停止按钮易于看到，易于触及。可以有多个，甚至一片。,（二）主要功能器件,2020/9/12,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,(3) 继电器 将电路的通断控制向下传的器件。 继电器在结构上为电磁铁加触点，是电磁铁控制的开关。 具有功率放大作用，线圈中通过电流小、加到线圈上的电压也小，触点允许的电流、电压大。 触点导通电阻小、切断电阻大。,（二）主要功能器件,2020/9

7、/12,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,（二）主要功能器件,1 3 常闭触点 1 2 常开触点 铁心 线圈 线圈引线 弹簧 铁軛,2020/9/12,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,(3) 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，因而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打开，就可以对电路进行通断控制。 继电器具有以一控多功能。KM1-1表示KM1的第一对触点。通过自锁触点实现记忆保持功能。,（二）主要功能器件,10. 1 继电控制电路,三

8、相异步电机控制电路,(3) 继电器,（二）主要功能器件,10. 1 继电控制电路,三相异步电机控制电路,继电器是控制和保护线路中广泛应用的一种自动控制电器。其工作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。 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,（二）主要功能器件,当工作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，对进行器械起保护作用。 用作保护用的继电器常需要人工干预，才能回到正常状态。,10. 1

9、 继电控制电路,三相异步电机控制电路,(3) 继电器,（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电器。,结构特点：,传感部分：感测输入量的高低。,执行部分：触头。,无主辅之分，一般较小（5A以下），用于控制回路,输入信号,电量：电流、电压、功率等,非电量：热、光、声、速度等,2. 继电器,1接触器,接触器是一种在电磁力的作用下，能够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。,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，它的工作原理如图所示。,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

10、头闭合，从而接通电路。,当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。,接触器的结构和工作原理如下：,适用于频繁操作（高达每小时 1500次），远距离控制强电流电路，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、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；,静铁心,线圈,释放弹簧,触头系统,线圈得电，衔铁吸合触点动作,常开触点合 常闭触点断,线圈失电，衔铁释放触点复位,常开触点断 常闭触点合,接触器的结构接触器工作原理,执行部分：触头。,主、辅触点内部结构不一样，主触点连接到主电路中，能通以大电流；辅触点则用在控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。,触头

11、按通过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。,触头按状态的不同分动断（常闭）触头和动合（常开）触头两种。,动铁心（衔铁）,灭弧装置 当触头在大电流回路中断开时，在动、静触头间产生强烈电弧，会烧坏触头，并使切断时间拉长，为使接触器可靠工作，必须使电弧迅速熄灭，故要采用灭弧装置。,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）,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、额定操作频率等,常见交流接触器：,CJX1系列交流接触器,CJX2系列交流接触器,常见直流接触器：,CZO系列直流接触器,CJT1系列交流接触器,注：电器元件的各部分，在外观上看是一个整体，但电气原理图中同一电器的各部分是分散的 ，分散的各部分都用相同的文字符号表示。,2020/9/12,三相异步电机控制电路,(4) 熔断器,熔断器俗称保险丝，由易熔金属指成，当工作器械出现显