逻辑与数字控制电路课件

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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8/8/202410.1 二值二值逻辑控制与逻辑控制与驱动电路驱动电路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逻辑与数字控制电路课件逻辑与数字控制电路课件一、功率开关驱动电路一、功率开关驱动电路分类：分类：w按按照照电电路路中中所所采采用用的的功功率率器器件件类类型型分分类类，常常见见的的有有晶晶体体管管驱驱动动电电路路、场场效效应应管管驱驱动电路动电路和和晶闸管驱动电路晶闸管驱动电路等类

2、型。等类型。w按按照照电电路路所所驱驱动动的的负负载载类类型型分分类类，常常见见的的有有电电阻阻性性负负载载驱驱动动电电路路和和电电感感性性负负载载驱动电路等类型。驱动电路等类型。w按照电路所控制的负载电源类型分类，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电源负载驱动电路等类型 逻辑与数字控制电路课件（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 图8-1晶体管功率驱动电路 负载所需的电流不太大 逻辑与数字控制电路课件w设计要点设计要点: 合理确定合理确定Ui、R与与V的电流放大系数的电流放大

3、系数 值之间的数值关系，充分满足值之间的数值关系，充分满足 I b I L / ，可确保，可确保V导通时工作于导通时工作于 饱和区，以降低饱和区，以降低V的导通电阻及减小的导通电阻及减小功耗。功耗。 逻辑与数字控制电路课件（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

4、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压，有较高的噪声容限和抗干扰能力。扰能力。 逻辑与数字控制电路课件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。功率场效应晶场效应管。功率场效应晶体管在制造中多采用体管在制造中多采用V沟槽工艺，简称沟槽工艺，简称为为VMOS场效应管。其改进型则称为场效应管。其改进型则称为TMOS场效应管场效应管 逻辑与数字控制电路课件图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b)a) 漏极 D 栅极G VDS 源极S逻辑与数字控制电

5、路课件（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。 逻辑与数字控制电路课件图8-3a 单向晶闸管图形符号单向晶闸管单向晶闸管亦称单向可控硅（单向可控硅（SCR）逻辑与数字控制电路课件一、导通条件一、导通条件二、关断条件二、关断条件 单向晶闸管的工作状况：单向晶闸管的工作状况： 逻辑与数字控制电路课件晶闸管导通条件：晶闸管导通条件：w在在阳阳极极A与与阴阴极极K之之间间加加正正向向电电压压，同同时时在在

6、门门极极G与与阴阴极极K之之间间加加正正向向电电压压（触触发发），这这样样阳阳极极A与与阴阴极极K之之间间即即进进入入导导通通状状态态。晶晶闸闸管管一一旦旦导导通通，只只要要阳阳极极A与与阴阴极极K之之间间的的电电流流不不小小于于其其维维持持电电流流IH，门门极极G与与阴阴极极K之之间间是是否否还还存存在在正正向向电电压压，对对已已经经导导通通的的晶晶闸闸管管完完全全没没有有影影响。响。逻辑与数字控制电路课件晶闸管关断条件：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，晶闸管即进入关断状态。断状态。逻辑与数字控制电路

7、课件图8-3b 双向晶闸管图形符号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（TRIAC） 逻辑与数字控制电路课件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： 在触发之后是双向导通的；在触发之后是双向导通的； 触发电压不分极性，只要绝对值触发电压不分极性，只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。导通。 逻辑与数字控制电路课件图图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逻辑与数字控制电路课件w实用中应注意实用中应注意: 如如果果驱驱动动的的是是感感性性负负载载

8、，必必须须设设置置合合理理的的关关断断泄泄流流回回路路，一一方方面面可可保保护护开开关关器器件件，另另外外也也可可起起到到消消除除对对外外电电磁磁干干扰扰的的作用。作用。逻辑与数字控制电路课件n主要用于机床的起动、停止等基本操作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、安全可和安全保护上，具有操作方便、安全可靠的特点。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KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-

9、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止按钮停止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点自锁触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）工作原理（一）工作原理8/8/2024 测控电路21(1) 开关开关 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

10、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8/8/2024逻辑与数字控制电路课件 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、电流有额定值。比闸刀开关小。 （二）主要功能器件（二）主要功能器件8/8/2024 测控电路2410. 1 继电控制电路继电控制电

11、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（二）主要功能器件常闭触点常开触点弹簧8/8/2024 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。 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

12、能器件（二）主要功能器件8/8/2024 测控电路2610. 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4铁心铁心5线圈线圈6线圈引线线圈引线7弹簧弹簧8铁軛铁軛12345678(3) 继电器继电器8/8/2024 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，因而带动附属机构使活动触点与一固定触点接通，与另一固

13、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（二）主要功能器件8/8/2024 L1 L2 L3 KM1-1 FU2SB1 SB2SW 手动手动自动自动KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三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止按钮停止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点自锁触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

14、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。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）主要功能器件当工作器械在长期的小范围（相对与熔断

15、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 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电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。器。 结构特点：结构特点： 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，一般较小（无主辅之分，一般

16、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、光、声、速度等 2. 2. 继电器继电器逻辑与数字控制电路课件逻辑与数字控制电路课件 1接触器接触器 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。动机）的自动控制电器。 接接触触器器是是继继电电器器-接接触触器器控控制制系系统统中中最最重重要要和和常常用用的的元元件件之之一一，它它的的工工作作原原理理如如图图所所示。示。

17、 当当按按钮钮揿揿下下时时，线线圈圈通通电电，静静铁铁心心被被磁磁化化，并并把把动动铁铁心心（衔衔铁铁）吸吸上上，带带动动转转轴轴使使触头闭合，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。接触器的结构和工作原理如下：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）和体积小等优点逻辑与数字控制电路课件传感部分：传感部分：线圈静铁心；线圈静铁心；静铁心静铁心线圈线圈释放弹簧释放弹簧

18、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 接触器的结构接触器工作原理接触器的结构接触器工作原理执行部分：执行部分：触头。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。控制回路中。主触点设有专门的灭弧装置。 触头按通过的电流的大小分主触头和辅助触头两种。触头按通过的电流的大小分主触头和辅助触头

19、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。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）动铁心（衔铁）逻辑与数字控制电路课件表示符号：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）动断（常闭）动断（常闭）KMKMKMKMKMKMKMKMKMKM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。 逻辑与数字控制电路课件 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

20、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

21、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：注：电器元件的各部分，在外电器元件的各部分，在外观上看是一个整体，但电气原观上看是一个整体，但电气原理图中同一电器的各部分是分理图中同一电器的各部分是分散的散的 ，分散的各部分都用相同，分散的各部分都用相同的文字符号表示。的文字符号表示。逻辑与数字控制电路课件 测控电路37三相异步电机控制电路三相异步电机控制电路(4) 熔断器熔断器熔断器俗称保险丝，由易熔金属指成，当工作器械出现显著超载时，立即切断电路。需要更换熔断器工作器械才能继续工作，这样做有利于保障安全。熔断器的选择要保证工作器械的安全。（二）主要功能器件（二）主

22、要功能器件10. 1 继电控制电路继电控制电路8/8/2024 测控电路38(三三) 自动控制模式自动控制模式由计算机软件或外部信号控制动作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UiKD1KA13 3相相保护二极管保护二极管 /50Hz /380V A1 B1 C1 +5V KD1-1 KA1 Ui KA1-1 A2 B2 C2 VD KD1 R V8/8/2024 L1 L2 L3 KM1-1 FU2SB1 SB2SW 手动手动自动自动KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3三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止按钮停止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点自锁触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机控制电路