邏輯與數(shù)字控制電路ppt課件

1、 測控電路110. 邏輯與數(shù)字控制電路邏輯與數(shù)字控制電路n 二值邏輯控制與驅(qū)動電二值邏輯控制與驅(qū)動電路路n 數(shù)控機床控制驅(qū)動電路數(shù)控機床控制驅(qū)動電路10.1 二值邏輯控制與驅(qū)動電路二值邏輯控制與驅(qū)動電路w 一、功率開關(guān)驅(qū)動電路一、功率開關(guān)驅(qū)動電路w 二、繼電器與電磁閥驅(qū)動電路二、繼電器與電磁閥驅(qū)動電路一、功率開關(guān)驅(qū)動電路一、功率開關(guān)驅(qū)動電路分類：分類：按照電路中所采用的功率器件類型分類，按照電路中所采用的功率器件類型分類，常見的有晶體管驅(qū)動電路、場效應(yīng)管驅(qū)常見的有晶體管驅(qū)動電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路和晶閘管驅(qū)動電路等類型。動電路和晶閘管驅(qū)動電路等類型。按照電路所驅(qū)動的負載類型分類，常見的按照電路所

2、驅(qū)動的負載類型分類，常見的有電阻性負載驅(qū)動電路和電感性負載驅(qū)有電阻性負載驅(qū)動電路和電感性負載驅(qū)動電路等類型。動電路等類型。按照電路所控制的負載電源類型分類，常按照電路所控制的負載電源類型分類，常見的有直流電源負載驅(qū)動電路和交流電見的有直流電源負載驅(qū)動電路和交流電源負載驅(qū)動電路等類型源負載驅(qū)動電路等類型 一晶體管直流負載功率驅(qū)動電路一晶體管直流負載功率驅(qū)動電路 +Ec VD ZL IL Ui R V I b 圖8-1晶體管功率驅(qū)動電路 負載所需的電流不太大 w設(shè)計要點設(shè)計要點:w 合理確定合理確定Ui、R與與V的電流放大系的電流放大系數(shù)數(shù) 值之間的數(shù)值關(guān)系，充分滿足值之間的數(shù)值關(guān)系，充分滿足w

3、I b I L / ，可確保，可確保V導(dǎo)通時任導(dǎo)通時任務(wù)于務(wù)于w 飽和區(qū)，以降低飽和區(qū)，以降低V的導(dǎo)通電阻及減的導(dǎo)通電阻及減小功耗。小功耗。 二場效應(yīng)晶體管直流負載功率驅(qū)動電路二場效應(yīng)晶體管直流負載功率驅(qū)動電路 w用于功率驅(qū)動電路的場效應(yīng)晶體管稱為用于功率驅(qū)動電路的場效應(yīng)晶體管稱為功率場效應(yīng)晶體管。功率場效應(yīng)晶體管功率場效應(yīng)晶體管。功率場效應(yīng)晶體管是電壓控制器件，具有很高的輸入阻抗，是電壓控制器件，具有很高的輸入阻抗，所需的驅(qū)動功率很小，對驅(qū)動電路要求所需的驅(qū)動功率很小，對驅(qū)動電路要求較低。功率場效應(yīng)晶體管具有較高的開較低。功率場效應(yīng)晶體管具有較高的開啟閾值電壓，有較高的噪聲容限和抗干啟閾值電

4、壓，有較高的噪聲容限和抗干擾才干。擾才干。 w場效應(yīng)晶體管大多數(shù)為絕緣柵型場效應(yīng)場效應(yīng)晶體管大多數(shù)為絕緣柵型場效應(yīng)管，亦稱管，亦稱MOS場效應(yīng)管。功率場效應(yīng)場效應(yīng)管。功率場效應(yīng)晶體管在制造中多采用晶體管在制造中多采用V溝槽工藝，簡溝槽工藝，簡稱為稱為VMOS場效應(yīng)管。其改良型那么稱場效應(yīng)管。其改良型那么稱為為TMOS場效應(yīng)管場效應(yīng)管 圖8-2場效應(yīng)晶體管功率驅(qū)動電路 a)VMOS場效應(yīng)管電極b)場效應(yīng)管驅(qū)動電路 VS VD V Ui R IL ZL +Ec b)a) 漏極 D 柵極 G VDS 源極S三晶閘管交流負載功率驅(qū)動電路三晶閘管交流負載功率驅(qū)動電路 w交流負載的功率驅(qū)動電路，通常采用晶

5、交流負載的功率驅(qū)動電路，通常采用晶閘管來構(gòu)成。晶閘管有單向晶閘管和雙閘管來構(gòu)成。晶閘管有單向晶閘管和雙向晶閘管兩種類型。向晶閘管兩種類型。 圖8-3a 單向晶閘管圖形符號 陽 極A 門 極G 陰 極K 單向晶閘管亦稱單向可控硅單向晶閘管亦稱單向可控硅SCR一、導(dǎo)通條件一、導(dǎo)通條件二、關(guān)斷條件二、關(guān)斷條件 單向晶閘管的任務(wù)情況：單向晶閘管的任務(wù)情況： 晶閘管導(dǎo)通條件：晶閘管導(dǎo)通條件：w在陽極在陽極A與陰極與陰極K之間加正向電之間加正向電壓，同時在門極壓，同時在門極G與陰極與陰極K之間之間加正向電壓觸發(fā)，這樣陽加正向電壓觸發(fā)，這樣陽極極A與陰極與陰極K之間即進入導(dǎo)通形之間即進入導(dǎo)通形狀。晶閘管一旦

6、導(dǎo)通，只需陽狀。晶閘管一旦導(dǎo)通，只需陽極極A與陰極與陰極K之間的電流不小于之間的電流不小于其維持電流其維持電流IH，門極，門極G與陰極與陰極K之間能否還存在正向電壓，之間能否還存在正向電壓，對曾經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管完全沒有對曾經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管完全沒有影響。影響。 陽極A 門極G 陰極K 晶閘管關(guān)斷條件：晶閘管關(guān)斷條件：w主電極陽極主電極陽極A與陰極與陰極K之間的電流小之間的電流小于其維持電流于其維持電流IH，晶閘管即進入關(guān)，晶閘管即進入關(guān)斷形狀。斷形狀。 電 極M T 2 門 極G 電 極M T 1 圖8-3b 雙向晶閘管圖形符號雙向晶閘管亦稱雙向半導(dǎo)體開關(guān)元件雙向晶閘管亦稱雙向半導(dǎo)體開關(guān)元件TRIA

7、C w與單向晶閘管相比較，雙向晶閘管與單向晶閘管相比較，雙向晶閘管的主要區(qū)別是：的主要區(qū)別是：w 在觸發(fā)之后是雙導(dǎo)游通的；在觸發(fā)之后是雙導(dǎo)游通的；w 觸發(fā)電壓不分極性，只需絕對觸發(fā)電壓不分極性，只需絕對值到達觸發(fā)門限值即可使雙向晶閘值到達觸發(fā)門限值即可使雙向晶閘管導(dǎo)通。管導(dǎo)通。w 圖圖8-4交流半波導(dǎo)通功率驅(qū)動電路交流半波導(dǎo)通功率驅(qū)動電路 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適用中應(yīng)留意適用中應(yīng)留意:w 假設(shè)驅(qū)動的是感性負載，必需設(shè)置合理假設(shè)驅(qū)動的是感性負載，必需設(shè)置合理的關(guān)斷泄

8、流回路，一方面可維護開關(guān)器的關(guān)斷泄流回路，一方面可維護開關(guān)器件，另外也可起到消除對外電磁干擾的件，另外也可起到消除對外電磁干擾的作用。作用。n主要用于機床的起動、停頓等根本操作主要用于機床的起動、停頓等根本操作和平安維護上，具有操作方便、平安可和平安維護上，具有操作方便、平安可靠的特點?？康奶攸c。10. 1.2 繼電控制電路繼電控制電路 測控電路20三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路10. 1 繼電控制電路繼電控制電路 L1 L2 L3 KM1-1 。FU2SB1 SB2SW手動手動自動自動KM1-2K M1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三相交流電源三相交流電源三相交流電機三相

9、交流電機閘刀開關(guān)閘刀開關(guān)起動按鈕起動按鈕停頓按鈕停頓按鈕熱繼電器熱繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器主觸點主觸點 繼電器繼電器自鎖觸自鎖觸點點熔斷器熔斷器熔斷器熔斷器熱繼電熱繼電器觸點器觸點受外部繼電受外部繼電器控制觸點器控制觸點轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)主回路主回路控制回路控制回路一任務(wù)原理一任務(wù)原理 測控電路21(1) 開關(guān)開關(guān) 轉(zhuǎn)換到新位置后堅持在該位置，形狀易于識別。轉(zhuǎn)換到新位置后堅持在該位置，形狀易于識別。 任務(wù)平安可靠。任務(wù)平安可靠。 允許的任務(wù)電壓、電流大，按額定值選用。主回路允許的任務(wù)電壓、電流大，按額定值選用。主回路任務(wù)電壓、電流大，采用閘刀開關(guān)；控制回路采用轉(zhuǎn)換任務(wù)電壓、電流大，采用閘刀

10、開關(guān)；控制回路采用轉(zhuǎn)換開關(guān)，允許的任務(wù)電壓、電流大小些，操作輕便。開關(guān)，允許的任務(wù)電壓、電流大小些，操作輕便。 x刀刀y擲擲:表示同時可以接通表示同時可以接通x條通路，可以切換到條通路，可以切換到y(tǒng)個個任務(wù)位置。任務(wù)位置。 操作不方便。操作不方便。 10. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路二主要功能器件二主要功能器件 測控電路2310. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路(2) 按鈕按鈕 按下按鈕后在彈簧作用下回到原位置。按鈕回復(fù)原按下按鈕后在彈簧作用下回到原位置。按鈕回復(fù)原位后靠繼電器堅持所需任務(wù)形狀。位后靠繼電器堅持所需

11、任務(wù)形狀。 操作方便，但不如開關(guān)任務(wù)平安可靠，形狀也不明操作方便，但不如開關(guān)任務(wù)平安可靠，形狀也不明顯。顯。 允許的任務(wù)電壓、電流有額定值。比閘刀開關(guān)小。允許的任務(wù)電壓、電流有額定值。比閘刀開關(guān)小。 二主要功能器件二主要功能器件 測控電路2410. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路(2) 按鈕按鈕(2) 按鈕按鈕 可以包含多組常開和常閉觸點，起動按鈕多利用常開觸可以包含多組常開和常閉觸點，起動按鈕多利用常開觸點，停頓按鈕多利用常閉觸點。點，停頓按鈕多利用常閉觸點。 停頓按鈕易于看到，易于觸及。可以有多個，甚至停頓按鈕易于看到，易于觸及?？梢杂卸鄠€，甚至一片。

12、一片。 二主要功能器件二主要功能器件常閉觸點常開觸點彈簧 測控電路2510. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路(3) 繼電器繼電器 將電路的通斷控制向下傳的器件。將電路的通斷控制向下傳的器件。 繼電器在構(gòu)造上為電磁鐵加觸點，是電磁鐵控制的繼電器在構(gòu)造上為電磁鐵加觸點，是電磁鐵控制的開關(guān)。開關(guān)。 具有功率放大作用，線圈中經(jīng)過電流小、加到線圈具有功率放大作用，線圈中經(jīng)過電流小、加到線圈上的電壓也小，觸點允許的電流、電壓大。上的電壓也小，觸點允許的電流、電壓大。 觸點導(dǎo)通電阻小、切斷電阻大。觸點導(dǎo)通電阻小、切斷電阻大。 二主要功能器件二主要功能器件 測控電路261

13、0. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路二主要功能器件二主要功能器件1 3 常閉觸點常閉觸點1 2 常開觸點常開觸點鐵心鐵心線圈線圈線圈引線線圈引線彈簧彈簧鐵軛鐵軛12345678(3) 繼電器繼電器 測控電路2710. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路(3) 繼電器繼電器繼電器由觸點，線圈與磁路系統(tǒng)及反作用彈簧等組成。當(dāng)在線圈中通入一定數(shù)值的電流或施加一定的電壓時，可使可動銜鐵吸合，因此帶動附屬機構(gòu)使活動觸點與一固定觸點接通，與另一固定觸點斷開。利用觸點的這種閉合或翻開，就可以對電路進展通斷控制。繼電器具有以一控多功能。K

14、M1-1表示KM1的第一對觸點。經(jīng)過自鎖觸點實現(xiàn)記憶堅持功能。 二主要功能器件二主要功能器件 L1 L2 L3 KM1-1 FU2SB1 SB2SW 手動手動自動自動KM1-2K M1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三相交流電源三相交流電源三相交流電機三相交流電機閘刀開關(guān)閘刀開關(guān)起動按鈕起動按鈕停頓按鈕停頓按鈕熱繼電器熱繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器主觸點主觸點 繼電器繼電器自鎖觸自鎖觸點點熔斷器熔斷器熔斷器熔斷器熱繼電熱繼電器觸點器觸點受外部繼電受外部繼電器控制觸點器控制觸點轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)主回路主回路控制回路控制回路10. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電

15、機控制電路(3) 繼電器繼電器二主要功能器件二主要功能器件10. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路n繼電器是控制和維護線路中廣泛運用的一種自動控制電器。其任務(wù)原理是在輸入一定的物理量例如電流、電壓、轉(zhuǎn)速、時間、溫度等的作用下，自動接通或者斷開觸點，完成電路同、斷功能。n常用的繼電器分為：電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器等。(3) 繼電器繼電器二主要功能器件二主要功能器件當(dāng)任務(wù)器械在長期的小范圍相對與熔斷器而言超載，熱繼電器內(nèi)的熱敏元件如雙金屬片工件，熱繼電器動作，切斷控制回路，對進展器械起維護作用。用作維護用的繼電器常需求人工干涉，才

16、干回到正常形狀。10. 1 繼電控制電路繼電控制電路三相異步電機控制電路三相異步電機控制電路(3) 繼電器繼電器二主要功能器件二主要功能器件 是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的的自動控制是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)控制目的的自動控制電器。電器。 構(gòu)造特點：構(gòu)造特點： 傳感部分：感測輸入量的高低。傳感部分：感測輸入量的高低。 執(zhí)行部分：觸頭。執(zhí)行部分：觸頭。 無主輔之分，普通較小無主輔之分，普通較小5A5A以下，用于控制回路以下，用于控制回路輸入信號輸入信號電量：電流、電壓、功率等電量：電流、電壓、功率等非電量：熱、光、聲、速度等非電量：熱、

17、光、聲、速度等 2. 2. 繼電器繼電器 1接觸器接觸器 接觸器是一種在電磁力的作用下，可以自動地接通或斷開帶有負載的主電路如電接觸器是一種在電磁力的作用下，可以自動地接通或斷開帶有負載的主電路如電動機的自動控制電器。動機的自動控制電器。 接觸器是繼電器接觸器是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常用的元件之一，它的任務(wù)原理如下圖。接觸器控制系統(tǒng)中最重要和常用的元件之一，它的任務(wù)原理如下圖。 當(dāng)按鈕撳下時，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把動鐵心銜鐵吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使當(dāng)按鈕撳下時，線圈通電，靜鐵心被磁化，并把動鐵心銜鐵吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從而接通電路。觸頭閉合，從而接通電路。 當(dāng)放開按鈕時，過程與上

18、述相反，使電路斷開。當(dāng)放開按鈕時，過程與上述相反，使電路斷開。接觸器的構(gòu)造和任務(wù)原理如下：接觸器的構(gòu)造和任務(wù)原理如下：適用于頻繁操作高達每小時 1500次，遠間隔控制強電流電路，并具有低壓釋放的維護性能、任務(wù)可靠、壽命長機械壽命達 2000 萬次，電壽命達 200 萬次和體積小等優(yōu)點傳感部分：線圈靜鐵心；傳感部分：線圈靜鐵心；靜鐵心靜鐵心線圈線圈釋放彈簧釋放彈簧觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)線圈得電，銜鐵吸合線圈得電，銜鐵吸合觸點動作觸點動作常開觸點合常開觸點合常閉觸點斷常閉觸點斷線圈失電，銜鐵釋放線圈失電，銜鐵釋放觸點復(fù)位觸點復(fù)位常開觸點斷常開觸點斷常閉觸點合常閉觸點合 接觸器的構(gòu)造接觸器任務(wù)原理接觸器的

19、構(gòu)造接觸器任務(wù)原理執(zhí)行部分：觸頭。執(zhí)行部分：觸頭。 主、輔觸點內(nèi)部構(gòu)造不一樣，主觸點銜接到主電路中，能通以大電流；輔觸點那么用主、輔觸點內(nèi)部構(gòu)造不一樣，主觸點銜接到主電路中，能通以大電流；輔觸點那么用在控制回路中。主觸點設(shè)有專門的滅弧安裝。在控制回路中。主觸點設(shè)有專門的滅弧安裝。 觸頭按經(jīng)過的電流的大小分主觸頭和輔助觸頭兩種。觸頭按經(jīng)過的電流的大小分主觸頭和輔助觸頭兩種。 觸頭按形狀的不同分動斷常閉觸頭和動合常開觸頭兩種。觸頭按形狀的不同分動斷常閉觸頭和動合常開觸頭兩種。動鐵心銜鐵動鐵心銜鐵表示符號：表示符號： 線圈線圈主觸點主觸點輔觸輔觸點點動合常開動合常開動合常開動合常開動斷常閉動斷常閉動

20、斷常閉動斷常閉KMKMKMKMKMKMKMKMKMKM滅弧安裝 當(dāng)觸頭在大電流回路中斷開時，在動、靜觸頭間產(chǎn)生劇烈電弧，會燒壞觸頭，并使切斷時間拉長，為使接觸器可靠任務(wù)，必需使電弧迅速熄滅，故要采用滅弧安裝。 接觸器的種類：按主觸頭所接回路的電流種類分為：接觸器的種類：按主觸頭所接回路的電流種類分為： 交流接觸器：主要用以控制交流電路主電路、控制電路、激磁電路交流接觸器：主要用以控制交流電路主電路、控制電路、激磁電路 直流接觸器：主要用以控制直流電路主電路、控制電路、激磁電路直流接觸器：主要用以控制直流電路主電路、控制電路、激磁電路 接觸器的參數(shù)主要有：額定電壓、額定電流、常開主輔觸頭個數(shù)、額定操接觸器的參數(shù)主要有：額定電壓、額定電流、常開主輔觸頭個數(shù)、額定操作頻率等作頻率等常見交流接觸器：常見交流接觸器：CJX1CJX1系列交流接觸系列交流接觸器器CJX2CJX2系列交流接觸器系列交流接觸器常見直流接觸器：常見直流接觸器：CZOCZO系列直流接觸器系列直流接觸器CJT1CJT1系列交流接觸器系列交流接觸器注：電器元件的各部分，在外注：電器元件的各部分，