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电气控制三


项目三正反转控制电路 项目教学目标 知识目标: 掌握倒顺开关、限位开关、接近开关的结构、原理、符号。 掌握线槽布线的操作工艺。 技能目标: 能用万用表对元器件进行检测。 掌握电路图的识读方法,熟练绘制电路接线图。 能正确安装电动机正反转控制电路。 能正确安装工作台自动往返控制电路。 能根据故障现象,检修电动机正反转控制电路。 单向运转控制电路只能使电动机朝一个方向旋转, 但许多生

产机械往往要求运动部件能 向正、反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转、起重机的上升与 下降等,这些生产机械要求电动机能实现正、反转控制。 当改变通入电动机定子绕组的三相电源相序, 即把接人电动机三相电源进线中的任意两 相对调接线时,就可使三相异步电动机反转。 一、倒顺开关 倒顺开关也叫可逆转换开关,常见的产品有 HZ3-132 型和 QXI-13N1/4.5 型,它属于组合 开关类型,但与一般的组合开关不同。倒顺开关的外形、结构如图 3-1 所示。开关有“倒” 、 “顺”“停”三个位置。倒顺开关正反转控制电路一般用于额定电流在 10A 以下、功率在 、 4 .5kW 以下的小容量电动机控制。控制电路如图 3-lc 所示。操作倒顺开关 QS,电路状态见 表 3-1。 应该注意的是倒顺开关的手柄只能从“停”位置左转 45°或右转 45°。当电动机处域正 转状态时,要使它反转,应先把手柄扳到“停”的位置,使电动机先停转,然后再把手柄 扳到“倒”的位置,使电动机反转。若直接把手柄由“顺”扳到“倒”的位置,电动机的 定子绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电流,容易因过热而损坏。 二、倒顺开关正反转控制电路安装 l 安装准备 按图 3 -1 选用工具、元器件及导线。

a)

b) 图 3-1 倒顺开关外形、结构及控制电路 a) HZ3-132 型倒顺开荚 b)结构 c)控制电路

c)

表 3-1 倒顺开关正反转控制电路状态表

手柄位置 停 顺 倒

QS 状态 QS 的动静触头不接触 QS 的动触头和左边的静触头相连接 QS 的动触头和右边的静触头相连接

电路状态 电路不通 电路按 L1-U、L2-V、L3-W 接通 电路按 L1-W、L2-V、L3-U 接通

电动机状态 电动机不转 电动机正转 电动机反转

2 检测元器件 1)根据电动机的规格检验选配的倒顺开关、熔断器、导线的型号和规格是否满足要求。 2)检查所用的电器的外观是否完整无损,附件、备件是否齐全。 3)在不通电情况下,用万用表、绝缘电阻表检测各元器件及电动机的有关技术数据是否符 合要求。 3 安装布线 根据安装电器元器件的工艺要求和板前明线布线要求进行安装布线。 4 连接电动机 按电动机铭牌上要求的绕组联结方式接好电动机。 5 检查电路,通电试车 自检电路后请教师检查,无误后连接好三相电源。 特别提示 1)电动机及倒顺开关的外壳必须可靠接地,必须将接地线接到倒顺开关的接地螺钉上, 切忌接在开关的罩壳卜。 2)倒顺开关的进出线切忌接错。接线时,应看清开关线端标记,并将 L1、L2、L3 接电 源,U、V、W 接电动机。 3)倒顺开关的操作顺序要正确。

任务二双重联锁证反转控制电路安装与维修 倒顺开关正反转控制电路适用于小容量电动机的正反转控制, 在生产实践中更常用的是正 反转自动控制电路。 一、正反转控制电路原理 接触器联锁的正反转控制电路如图 3-2 所示,电路用到的低压电器元件有组合开关、熔断 器、按钮、交流接触器、热继电器。其中 QS 为电源总开关,熔断器 FU1 为电路总短路保 护,熔断器 FU2 为控制电路短路保护,热继电器 FR 为过载保护,接触器 KM1 控制电动机 M 正转时电源的通断,接触器 KM2 控制电动机 M 反转时电源的通断,SB1 为电动机的正 转起动按钮,SB2 为电动机的反转起动按钮,SB3 为电动机 M 的停车按钮。

a)

b)

图 3-2 接触器联锁的正反转控制电路 a)主电路 b)控制电路 当 KMI 的三副主触头接通时,三相电源按 Ll-12-L3 的相序接入电动机;而当 KM2 的 三副主触头接通时,三相电源按 L3-L2-LI 的相序接人电动机。所以当两接触器分别工作时, 电动机的旋转方向相反。这种控制电路不允许接触器 KMI 和 KM2 同时通电,否则它们的 主触头同时闭合,将造成 Ll、L3 两相电源短路事故。为此,在正反转控制电路中分别串联 了对方接触器的常闭辅助触头。这样当一个接触器得电动作时,其常闶辅助触头断开,使另 一个接触器不能得电动作。接触器间这种相互制约的作用称为接触器联锁(或互锁) 。实现 联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头(或互锁触头) 。接触器联锁正反转控制电路的 动作原理如下。 先合上断路器 QF,正转控制时, KMl 常闭触头打开 使 KM2 线圈无法得电(互锁) 启动:按下 SB KM1 线圈得电 KMl 主触头闭合 电动机 M 得电正转 KM1 常开触头闭合 实现自锁 触头闭合—懈除对 KM2 的互锁 KMl 常开触头打开_解除自锁 控制时, 触头打开 使 KMl 线圈无法得电(互锁) KM2 常开触头闭合_实现自锁 触头闭合_+解除对 KM1 的互锁 打开_+电动机 M 停转 触头打开_解除自锁

由此可见,通过 SB1、SB2 控制 KM1、KM2 动作,可以改变接入电动机的三相交流电的 相序,就改变了电动机的旋转方向。但是接触器联锁正反转控制电路,如果电动机要从正转 变为反转,必须先按下停止按钮后才能按反转起动按钮,否则由于接触器的连锁作用,不能 实现反转,显然操作不方便。而采用图 3-3 所示电路,利用复合按钮 SB1、SB2 就可实现直 接由正转变成反转。

采用复合按钮可以起到联锁作用。这是由于按下 SB1 时,只有 KM1 得电动作,同时 KM2 回路被切断。同理按下 SB2 时,只有 KM2 得电动作,K 川回路被切断。但只用按钮 迸行联锁,是不可靠的。在实际中,由于负载短路或大电流的长期作用,接触器的主触头被 强烈的电弧“烧焊”在一起,或者接触器的机构失灵,使衔铁卡在吸合状态,这些都可能使 主触头断不开,这时如果另一个接触器动作,必然造成电源两相短路故障。

图 3-3 按钮联锁正反转控制电路 图 3-4 按钮接触器双重联锁控制电路 如果用接触器常闭触头进行联锁,无论什么原因,只要一个接触器处于吸合状态,它的联锁 常闭触头必然将另一个接触器线圈回路切断,避免造成事故。 将图 3-2 和图 3-3 的优点结合起来就是图 3-4 所示的按钮、接触器双重联锁的正反转控制 电路。该电路操作方便安全可靠,应用非常广泛。 电路工作原理如下:合上断路器 QF,进行正转控制时, SBl 常闭触头先打开-对 KM2 线圈互锁 按 SBI__ :Ml 常闭触头打开_十对 KM2 线圈互锁 闭合斗电动机 M 正转 由正转直接到反转时, 自头闭合_解除互锁 SB2 常闭触头先打开一Ⅻ峨圈断电_E 罴 i 燕雾#熬:嚣虹转 按 SB2__ 闭合一解除互锁 SB2 粉黻翩舾 KM2 绷佻_IKM2 罴 iAW7L 贩转 若要停止,按下 SB3,整个控制电路断电,主触头分断,电动机 M 断电停转。

二、器材准备 1 电器元件明细表 识读按钮、 接触器双重联锁正反转控制电路的电气原理图, 熟悉电路所用电器元件的作用 和电路的工作原理。所用工具、设备见表 1-3,所用电器元器件见表 3-2。

表 3-2 电器元器件明细表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 三相异步电动机 组合开关 低压断路器 熔断器 熔断器 交流接触器 热继电器 按钮 端子排 导轨 木螺钉 塑料硬铜线 塑料软铜线 接地线 编码套管 别径压端子 型号与规格 Y112M—4,4kw,380V,△接法;或自定 HZ10-25/3 DZ47—63,380V,20A,整定 10A RT18—32,500V,配 10A 熔体 RT18—32,500V,配 4A 熔体 CJX1—22/22F,线圈电压 380V,20A LR2—D13,线圈电压 380V,整定电流 9.6A LA—18,5A,红色、绿色各 1 TB1510L,600V、15A、10 节或配套自备 35mm×200mm 直径 3mm×20mm BV 1.5mm ,BV1mm (颜色自定) BVR0.75(颜色自定) BVR1.5,黄绿双色 自定 UT2.5—4,UT1—4
2 2

单位 台 只 个 只 只 只 只 只 条 个 m m m m 个

数量 1 1 1 3 2 1 1 2 1 若干 30 若干 若干 若干 若干 20

2.检测元器件 按表 3-2 配齐所用电器元件,并进行质量检验。电器元件应完好无损,各项技术指标符 蠹规定要求,否则应予以更换。 三、双重联镀正反转控制电路的安装 I.绘制布置图 根据电路图画出布置图,可参考图 3-5。

图 3-5 2.绘制接线图 接线图可参考图 3-6。

双重联锁正反转控制电路布置图

图 3-6 双重联锁正反转控制电路接线图 3 安装、接线 安装电器元件的工艺要求和板前明线布线的工艺要求同项目二 4.安装电动机 安装电动机做到牢固平稳, 以防止在换向时产生滚动而引起事故; 连接电动机和按钮金属 外壳的保护接地线;连接电动机、电源等控制板外部的导线。电动机连接线采用绝缘性能良 好的橡皮线进行通电校验。 5 自检电路 安装完毕的控制电路板,必须按要求进行认真检查,确保无误后才允许通电试车。 (1)检查导线连接的正确性按电路图、接线图从电源端开始,逐段核对接线有无漏接、错 接之处,检查导线接点是否符合要求,压接是否牢固,以免带负载运行时产生闪弧现象。 (2)用万用表检查电路通断情况用手动操作来模拟触头分合动作,用万用表检查电路通 断情况。控制电路和主电路要分别检查。 检查前先取下控制电路 FU2 的熔体,断开控制电路和主电路。检查控制电路时可参见表 3-3。 表 3-3 双重联锁正反转控制电路检测 项 目 U21-V21 电阻 ∞ 线圈直流电阻 线圈直流电阻 线圈直流电阻 线圈直流电阻 ∞ ∞ 说 明

断开电源和主电路 合上 QF,按下 SB1 按下接触器 KM1 可动部分 按下按钮 SB2 按下接触器 KM2 可动部分 按下接触器 KM1 可动部分,并按下 SB3 按下接触器 KM2 可动部分,并按下 SB3

U21-V21 不通,控制电路不得电 U21-V21 接通,控制电路 KM1 线圈得电 U21-V21 接通, 控制电路 KM1 线圈能自锁 U21-V21 接通,控制电路 KM2 线圈得电 U21-V21 接通, 控制电路 KM2 线圈能自锁 U21-V21 断开,正转时按 SB3 电动机停转 U21-V21 断开,反转时按 SB3 电动机停转

检查主电路时,用万用表分别测量断路器 QF 下接线端 Ull-Vll、Vll-W11、WII-U11 之间 的电阻,应均为断路(R-∞) 。若某次测量结果为短路(R→0) ,这说明所测两相之间的接 线有短路现象;若某次测量结果为断路(R_∞),这说明所测两相之间的接线有断路情况,应 仔细检查,找出断路点,并排除故障。结果可参见表 3-4。 表 3-4 双重联锁正反转主电路检测 项 目 U11-V11 电阻 ∞ R R V11-W11 电阻 ∞ R R W11-U11 电阻 ∞ R R

合上 QF,未作其他操作 按下接触器 KM1 的可动部分 按下接触器 KM2 的可动部分

6.通电试车 通过上述的各项检查,发现电路完全合格后,清点工具材料,清除安装板上的线头杂物, 检查三相电源, 将热继电器按照电动机的额定电流整定好, 在一人操作一人监护下通电试车, 具体步骤为: 1)连接好电源。 2)提醒同组人员注意。 3)通电试车,如出现故障按下急停按钮,重新检测,排除故障。 4)通电试车后,断开电源,先拆除三相电源线, 再拆除电动机负载线。 配电板上电路不拆, 待故障检修训练使用。 四、 双重联锁正反转控制电路的检修 1.故障设置 在主电路和控制电路中人为设置电气故障各 1 处。 2.教师示范检修 进行示范检修时,可把下述检修步骤及要求贯穿其中,直至故障排除。 1)用试验法来观察故障现象。主要注意观察电动机的运行情况、接触器的动作和电路 兄等,如发现有异常情况,应马上断电检查。 2)用逻辑分析法缩小故障范围,并在电路图上用虚线标出故障部位的最小范围。 3)用测量法正确、迅速地找出故障点。 4)根据故障点的不同情况,采取正确的修复方法,迅速排除故障。 5)排除故障后通电试车。 3.学生检修 教师示范检修后, 再由教师重新设置两个故障点, 让学生进行检修。 在学生检修的过程中, 教师可进行启发性的示范指导。 4.整理现场 整理现场,做好维修记录。

特别提示 1)在通电试验时,必须注意人身和设备的安全。要遵守安全操作规定,不得随意触动带 电部位,要尽可能在切断电源的情况下进行检测,以免发生不良后果。

2)用电阻测量方法检查故障时,一定要先切断电源。测量高电阻电器元件时.要将万用 表的电阻档转换到适当档位。所测电路若与其他电路并联时,必须将并联电路断开,否则所 测电阻值不准确。用测量法检查故障点时,一定要保证各种测量工具和仪表完好.使用方法 正确,还要注意防止感应电(电磁感应产生的电压或电流) 、回路电(控制本支路的开关等 元件并未动作, 由其他回路或支路的电流在该之路上产生的电压或电流) 及其他并联支路的 影响,以免产生误判断。 3)在查找故障点和修复故障时,应注意不能把找出故障点作为寻找故障的终点,还必须 进一步分析查明产生故障的根本原因。 4)通电试车时,要在教师的监护下进行,必须注意人身和设备安全,严格遵守安全操作规 程,不得随意触动带电部分。 5)清理现场时,要先断开电路板电源开关,再断开总电源开关;整理电气电路,将检修过 程涉及的各接线点重新紧固一遍;各导线整理规范美观;将板面的绝缘皮、废弃的线头等杂 物清理干净;最后将电工工具、仪表和材料整齐摆放在桌面,清扫地面。

任务三 工作台自动往返控制电路安装 一、行程开关认识与检测 行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及进行限位保护。在实际生产中,将行 程开关安装在预先安排的位置, 当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时, 行程开 关的触头动作,实现电路的切换。因此,行程开关是一种根据运动部件的行程位置切换电路 的电器,它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械,用以控制其行 程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中,还利用行程开关来控制开关轿门的速度,实 现自动开关门、轿厢的上、下等限位保护。 行程开关的种类很多,按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式;按其触头的性 质分可为有触头式和无触头式。 1 外形、结构、符号 各种行程开关的基本结构大体相同,都是由触头系统、操作机构和外壳等组成。图 3-1 所 示为常见的几种行程开关外形,图 3-8 所示为直动式行程开关结构、符号。

a)

b)

c)

图 3-7 常见的几种行程开关外形 a)LX19 系列 b)LX5 系列 c)LXW8 系列微动开关

图 3-8 直动式行程开关结构、符号 a)结构 b)符号 1-外壳 2-推杆 3 一弹簧 4-常开触头 5-常闭触头 6-桥式动触头 7-接线桩 8-反力弹簧 2.检测 行程开关常开触头、常闭触头检测方法与按钮的常开触头、常闭触头检测方法相同。直动式 行程开关触头检测方法如图 3-9 所示,观察触头通断情况。 1)万用表选择 x 100 或者 ×lk 档,并进行欧姆调零; 2)将触头两两测量查找,未按下推杆时阻值为∞而按下推杆时阻值为 0 的一对为常开触 头;相反,不按推杆时阻值为 0,而按下推杆时阻值为∞的一对为常闭触头。

图 3-9 行程开关触头检测 a)推杆未接下 b)推杆接下 3 选择 行程开关主要根据动作要求、安装位置及触头数量来选择。 二、自动往返控制电路分析 机械设备中如组合机床、 铣床的工作台、 高炉的加料设备等都需要在定距离内能自动往返, 以使工件能连续加工。自动往返控制电路如图 3-10 所示。

a)

b) 图 3 -10 自动往返控制电路 a) 工作循环图 b)原理图 用行程开关进行自动往返控制,是在按钮接触器双重联锁控制电路的基础上,增加四个行 程开关。其中 SQ1、SQ2 使用常开、常闭触头,用来发出到位返回信号;SQ3、SQ4 使用 常闭触头,安装在运动部件两个方向的极限位置上,进行限位保护,只在 sQl、SQ2 失去 作用,造成电路失控时才起保护作用。 工作台自动往返控制电路的动作原理如下: 合上低压断路器,接通三相电源; -*KM1 常开辅助触头闭合_实现自锁 按下。,—垣。,线圈通电,上::主触头闭合。电动机。正转一工作台左移。① 。 。 : _+KM1 常闭辅助触头断开_÷实现互锁 ①至限定位置挡铁 1 压下 SQ1,② KM1 常闭触头分断~KMl 线圈断电 KM1 KM1 KM2 常开触头闭合-*KM2 线圈得电 KM2 KM2 常开辅助触头复位_解除自锁 主触头断开_+电动机 M 断电停转

常闭辅助触头复位_+解除互锁 常开辅助触头闭合_+实现自锁 主触头闭合_+电动机 M 反转_③ 常闭辅助触头断开_实现互锁 ③→工作台右移里定位置挡铁 2 压!旦④ -KM2 常开辅助触头复位一解除自锁 SQ2 常闭触头分断+KM2 线圈断电 KM2 主触头断开_+电动机 M 断电停转 KM2 常闭辅助触头复位_+解除互锁 SQ2 常开触头闭台_+⑤ 当按 T 停止按钮 SB3.全部控制电路断电,接触器的触头释放,电动机 M 断电停转。 三、自动往返控制电路安装 1 器材准备 工具仪表见表 1-3,所用电器元件在表 2-1 中的元器件的基础上再增加四个行程开关 SQ1-SQ4。配齐所用电器元件,并检验元件质量。 2 绘制控制电路的布置图和接线图 根据电路图画出布置图和接线图。 3 安装电器元件 在控制板上安装走线槽和所有电器元件。安装线槽时,应做到横平竖直、排列整齐匀称、 安装牢固和便于走线等。电器元件安装后贴上醒目的文字符号。 4 布线 按电路图和接线图进行板前线槽配线,并在导线端部加装冷压端子和套编码套管。 板前线槽配线的具体工艺要求是: 1)严禁损伤线芯和导线绝缘层。 ; 2)水平中心线为界线,在水平中心线以上接线端子引出的导线,必须进入元件上面的 走线槽;在水平中心线以下接线端子引出的导线,必须进入元件下面走线槽。任何导线都不 允许从水平方向进入走线槽内。 3)各电器元件接线端子上引出或引入的导线,除间距很小和元件机械强度很差允许直 接架空敷设外,其他导线必须经过走线槽进行连接。 4)进入走线槽内的导线要完全置于走线槽内,并尽可能避免交叉,装线不要超过走线 槽容积的 70%,以保证能盖上线槽盖,便于阻后的装配及维修。 5)各电器元件与走线槽之间的外露导线,应尽可能做到横平竖直,变换走向时要垂直走 线。同一个元件上位置一致的端子和同型号电器元件中位置一致的端子上引出或引入的导 线,要敷设在同一平面上,并应做到高低一致或前后一致,不得交叉。 6)所有接线端子、导线线头都应套上与电路图上相应接点线号一致的编码套管,并按线 号进行连接,且连接必须牢靠,不得松动。 7)在任何情况下,接线端子必须与导线截面积和材料性质相适应。当接线端子不适合连 接软线或较小截面积的软线时,可以在导线端头穿上针形或叉形轧头并压紧。 8)一般一个接线端子只能连接一根导线,如果采用专门设计的端子,可以连接两根或多 根导线,但导线的连接方式必须是公认的、在工艺上成熟的方式,如夹紧、压接、焊接、绕 接等,并应严格按照连接工艺的工序要求进行。 5 检查接线的正确性 根据电路图检验控制板内部布线的正确性。 6 安装电动机 可靠连接电动机和各电器元件金属外壳的保护接地线,同时连接电动机、电源等控制板

外部的导线。 7 自检电路、通电试车 按电路图或接线图,从电源端开始,逐段核对接线有无漏接、错接之处,检查导线接点 是否符合要求、压接是否牢固,以免带负载运行时产生闪弧现象。用万用表电阻档检查控制 电路和主电路通断情况。 电路的检测和通电试车可参考本项目的任务二写出步骤。控制电路检测结果填人表 3-5, 主电路检测结果填人表 3-6。 表 3-5 自动往返控制电路检测





U21、V21 间的电阻 ∞





断开电源和主电路 合上 QF,按下按钮 SB1

U21、V21 不通,控制电路不得电

表 3-6 自动往返主电路检测 项 目 合上 QF,未坐其他操作 按下接触器 KM1 的可动部分 按下接触器 KM2 的可动部分 U11、V11 间的电阻 ∞ V11、W11 间的电阻 W11、U11 间的电阻

特别提示 1)行程开关可以先安装好。行程开关必须牢固安装在合适的位置上。 2)通电校验时,先手动行程开关,以试验各行程控制和终端保护动作是否正常可 靠。若在电动机正转(工作台向左运动)时,压下行程开关 sQl.电动机不反转,且继 续正转,则可能是由于 KM1 的主触头接线不正确引起,需断电进行纠正后再试,以肪止 发生设备事故。

3)安装训练应在规定时间内完成,同时要做到安全操作和文明生产。

知识拓展 无触点开关 一、接近式位置开关 接近式位置开关是一种非接触式的位置开关,简称接近开关。它由感应头、高频振荡器、 放大器和外壳组成。当运动部件与接近开关的感应头接近时,接近开关便输出一个电信号。 l 外形和符号 常用的电感型接近开关型号有 LJ l、LJ2 等系列,电容型接近开关型号有 LXJ15、TC 等

a) 图 3 一 11 接近开关外形与符号 a)外形 b)符号

b)

2 分类、原理 接近开关按工作原理不同分为高频振荡型、超声波型、电容型、电磁感型、永磁型、霍尔 元件型与磁敏元件型、晶体管输出型等;按电源种类不同,分为交流和直流两大类,而交流 又分二线制、五线制,直流又分二线制、三线制、四线制和模拟量输出型;晶体管输出型有 NPN 和 PNP 两种;接外形不同分为方形,圆形、槽形和分离型等多种。 电感型接近开关的感应头是一个具有铁氧体磁心的电感线圈, 只能用于检测金属体。 这种接 近开关组成框图如图 3 -12 所示。振荡器在感应头表面产生一个交变磁场,当金属块接近感 应头时,金属中产生的涡流吸收了振荡的能量,使振荡减弱以至停振。因此振荡器产生震荡 和停振两种信号,经整形放大后转换成二进制的开关信号,从而起到“开”“关”的控制作 、 用。 图 3-12 电感型接近开关组成框图

电容型接近开关的感应头是一个圆形平板电极, 与振荡电路的地线形成一个分布电容, 当 有导体或其他介质接近感应头时,电容量增大而使振荡器停振,经整形放大后输出电信号。 电容型接近开关既能检测金属,又能检测非金属及液体。 接近开关以其体积小、寿命长、工作可靠、定位精度高、操作频率高并且能适应恶劣工作 环境而得到广泛应用。除了用于限位保护和行程控制外,还可用于检测物体的存在、高速计 数、测速、液位控制、定位、变换运动方向、检测零件尺寸及用作无触点按钮等,在很大范

围内取代了机械式行程开关。 3 接线 一般元件器身上有图示,接线时按照元件上的图示进行即可。图 3 -13 所示是常见的接近 开关接线图。

图 3-13

电感型接近开关接线图

4 选择 选择接近开关可按以下几个参数进行。 1)工作频率、可靠性及精度。 图 3-13 电感型接近开关接线图 2)检测距离、安装尺寸。 图 3-13 电感型接近开关接线图 3)触头形式(有触头、无触头) 、触头数量及输出形式(NPN 型、PNP 型) 。 4)电源类型(直流、交流) 、电压等级。 二、干簧继电器 干簧继电器由线圈和舌簧管组成。 当线圈通电后产生的磁场使导磁材料做成的舌簧管内舌 簧片磁化,在磁化力的作用下两个舌簧片相碰,触头接通;线圈断电后舌簧片本身的弹性又 使触头断开,电路切断。干簧继电器原理如图 3 -14 所示。由于舌簧片接点面积较小,因此 触头允许通过的电流小。 干簧继电器具有灵敏度高、 动作速度快、结构简单、体积 小、成本低的优点,再加上其 触头密闭在保护气体(通常充 以干燥氮气)之中,因而寿命 很长,故在各种自动控制系统 及仪表中广泛应用。 图 3 -14 干簧继电器原理 三、交流固态继电器

交流固态继电器 SSR(solid state releys)是一种由固态电子元件组成的新型无触点开关器 件,它利用电子元件(如开关晶体管、双向晶闸管等半导体器件)的开关特性,来达到无触 点无火花地接通和断开电路的目的。 SSR 没有任何可动的机械零件, 工作中也没有任何机械 动作,因而具有反应快、可靠度高、寿命任(SSR 的开关次数可达 l08—l09 次) 、无动作噪 声、耐振、耐机械冲击、良好的防潮防霉防腐特性,因而在军事、化工、各种工业民用电控 设备及计算机控制方面得到日益广泛的应用。固态继电器外形如图 3 -15 所示。

a) 图 3-15 固态继电器 a) 单相交流 b)三相交流

b)

固态继电器由三部分组成:输入电路,隔离(耦台)电路和输出电路。按输入电压的不 同类别,输入电路可分为直流、交流和交直流三种。有些输入电路还具有与 TTL/CMOS 兼 容、 正负逻辑控制和反相等功能。 固态继电器的输入输出电路间的耦合方式有光电耦合和变 压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流、交流和交直流三种。交流输出时,通 常使用两个晶闸管或一个双向晶闸管,直流输出时可使用双极性器件或功率场效应晶体管。 练习题 一、技能练习题 1.按钮联锁的正反转控制电路原理图如图 3 -16 所示。

图 3 -16 按钮联锁的止反转控制电路原理图 (1)分析电路的工作原理,总结该电路的优缺点。 (2)根据原理图画出布置图和接线圈。 (3)根据原理图选择合适的元器件,安装电路。 2 按钮、接触器双重连锁正反转控制电路的检修训练。 (1)教师讲解故障查找方法及进行本电路故障分析。 (2)由教师设置故障点,让学生进行检修。 (3)学生互设故障点并检修。 (4)注意事项: 1)要认真听取指导教师在示范过程中的讲解并仔细观察指导教师的检修操作。 2)设置故障点要符合自然故障特点。

3)在排除故障过程中,故障分析的思路和方法要正确。 4)工具和仪表使用要正确。 5)带电检修故障时, 必须有指导教师在现场监护, 并确保用电全。 二、知识练习题 l 选择题 (l)改变通人三相异步电动机电源的相序就可以使电动机( )。 A 停速 B 减速 C 反转 D 减压起动 (2)三相异步电动机的正反转控制关键是改变( )。 A 电源电压 B 电源相序 C 电源电流 D 负载大小 (3)正反转控制电路,在实际工作中最常用、最可靠的是( )。 A 倒顺开关 B 接触器连锁 C 按钮连锁 D 按钮、接触器双重连锁 (4)要使三相异步电动机反转,只要( )就能完成。 A 降低电压 B 降低电流 C 将任意两根电源线对调 D 降低电路功率 (5)在接触器联锁的正反转控制电路中,其联锁触头应是对方接触器的( )。 A 主触头 B 常开辅助触头 C 常闭辅助触头 D 常开触头 (6)在操作按钮联锁或按钮、接触器双重连锁的正反转控制电路时,要使电动机从正转 变为反转,正确的操作方法是( )。 A 直接按下反转起动按钮 B 可直接按下正转起动按钮 C 必须先按下停止按钮,再按下反转起动按钮 D 必须先按下停止按钮,再按下正转起动按钮 (7)行程开关是一种将( )转换为电信号的自动控制电器。 A 机械信号 B 弱电信号 C 光信号 D 热能信号 (8)自动往返控制电路属于( )电路。 A 正反转控制 B 点动控制 C 自锁控制 D 顺序控制 (9)在如图 3 -10 所示电路中,行程开关 SQ1、SQ2、SQ3 和 SQ4,( )被用来作终端保护, 防止工作台越过限定位置而造成事故;( )被用来自动换接正反转控制电路,实现工作台 自动往返行程控制。 A SQl SQ2 B SQl SQ3 C SQ2 SQ3 D SQ3 SQ4 (10)完成工作台自动往返行程控制要求的主要电器元件是( )。 A 行程开关 B 接触器 C.按钮 D 组合开关 (11)最常用的接近开关为( )。 A 光电型 B 电感型 C 高频振荡型 D 低频振荡型 2 判断题 (1)在接触器联锁的正反转控制电路中,正、反转接触器有时可以同时闭合。( ) (2)为了保证三相异步电动机实现反转,正、反转接触器的主触头必须按相同的顺序 并接后串联到主电路中。( ) (3)三相异步电动机正反转控制电路,采用接触器联锁最可靠。( ) (4)按钮、接触器双重连锁正反转控制电路的优点是工作安全可靠,操作方便。 (5)行程开关是一种将机械信号转换为电信号以控制运动部件的位置和行程的低压电 器。 ( ) (6)接近开关除了用于限位保护和行程控制外,还可用于检测物体的存在、高速计数、 测速、液位控制、定位、变换运动方向、检测零件尺寸及用作无触点按钮等。( )

(7)接近开关作为位置开关,由于精度高,只适用于操作频繁的设备。( ) 3.某单位大门采用自动伸缩门,如图 3-17 所示。

图 3-17

自动伸缩门

根据下列要求设计该自动伸缩门用三相笼型异步电动机的控制电路: (1)能实现开门、关门、停止 (2)门开到位和关到位有限位保护(采用行程开关或接近开关) (3)有短路、过电压、失电压和欠电压等保护

小知识 安全电压 安全电压, 是指为了防止触电事故而由特定电源供电的电压系列, 其值不超过交流有效值 50v,国家标准《特低电匪(ELV)限值》(CB/T3805-2008)规定我国安全电压额定值的等级为 42V、36V、24V、12V 和 6V,应根据作业场所、操作员条件、使用方式、供电方式、电路 状况等因素选用。一般情况下,12V、24V、36V 是安全电压的二个级别。凡手提照明灯, 危险环境和特别危险环境的携带式电动工具,一般采用 42V 或 36V 安全电压;凡金属容器 内、隧道内、旷井内等工作地点狭窄、行动不便以及周围有大面积接地导体的环境,应采用 24V 或 12V 安全电压;除上述条件外,特别潮湿的环境采用 6V 安全电压。


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