电子电器与智能电器.pptx
《电子电器与智能电器.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子电器与智能电器.pptx(69页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、4.1 电子电器电子电器电子电器是指全部或是部分由电子器件构成的电器。随着半导体技术的迅速发展,特别是微电子技术、通信技术、传感技术、计算机技术和网络技术的迅速发展,在自动化技术中起着重要作用。利用集成电路或电子元件构成的低压电气元件,称为电子式低压电器。智能电器是以微处理器为核心,除具有传统电器的切换、控制、保护、检测、变换和调节功能外,还具有显示、故障诊断、记忆、运算与处理、通信、能自适应电网等功能的电子装置。智能电器的核心部件为微处理器;随着科学技术的发展,智能电器的定义也随着变化。第1页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.1 电子电器特点电子电器特点电子器件主要包括电子式电器与
2、混合式电器两种。电子式电器。电子式电器在功能上与有触点电器相对应,输出形式可以是无触点的电平转换,也可以是有触点的触点通断,可与电子电路构成无触点系统,也可以与有触点电器构成继电接触系统。混合式电器。混合式电器是集两者的优点,取长补短,相辅相成,是有触点与无触点相结合的电器。第2页/共69页4.1 电子电器电子电器 1.优点:开关速度高。以大功率开关来说,晶闸管的开通时间不大于10s,关断时间不大于30s。对于小功率的晶闸管开关,这个时间为数毫秒至数微秒,而触点电器的动作时间为数毫秒至数十毫秒。操作频率高。晶闸管的操作频率可达到100次/min以上。寿命长。只要在规定的电压和电流的极限以内,半
3、导体开关的寿命很长。可在有机械振动、多粉尘、有危害性气体等恶劣的环境条件下工作。控制功率小。信号源几乎不消耗电功率。还能提供诸如电动机的软启动、调速功能。第3页/共69页4.1 电子电器电子电器4.缺点体积大。由于晶闸管的正向压降可达14V,导通后的功耗以及发热也大,需要较大的散热面积,这样其体积比同等容量的有触点电器大几倍。过载能力差。当用于控制电动机时,需采用启动电流来选择元件的容量。电路较复杂。电路设计时要考虑电子器件的温度特性、工作可靠性和抗干扰能力。价格较高。每个交流接触器就需要配3只双向晶闸管,加上触发电路及散热器等,其总价格比同等容量的有触点电器高出几倍以上。存在漏电流。晶闸管关
4、断之后有数毫安的漏电流存在,不能实现理想的电隔离。第4页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.2电子电器的组成电子电器的组成一般模拟电子电器都具有图4-1所示的方框图。图4-1电子电器的方框图第5页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.3 电子式时间继电器电子式时间继电器 电子式时间继电器按其构成分为晶体管时间继电器和数字式时间继电器,按输出形式分为有触头型和无触头型。1.晶体管时间继电器晶体管时间继电器图4-4为时间继电器JS40、JS14型安装接线图,其中1、2接电源,3、4和6、7常开触头,3、5和6、8常闭触头。图4-4JS40时间继电器第6页/共69页4.1 电子电器电子
5、电器 4.1.3 电子式时间继电器电子式时间继电器 1.晶体管时间继电器晶体管时间继电器JS40、JS14型图4-4JS40时间继电器第7页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.3 电子式时间继电器电子式时间继电器 4.数字式时间继电器数字式时间继电器数字式时间继电器可以进行“延时吸合”、“延时释放”、“延时循环”三种工作方式的相互转换。延时吸合是指该继电器在开机预置后,继电器不吸合。只有当达到预先设定好的时间后,继电器才吸合。延时释放则与延时吸合相反,在开机预置设定继电器吸合,当达到预先设定时间后,继电器才释放。延时吸合和延时释放两种工作状态的操作为一次性的,当继电器完成一次工作过程后
6、,电路的控制部分进入稳定状态。延时循环工作状态则是只要开机,电路就会按照预先设定好的开、停时间间隔自动循环,不会停顿,直到切断电源开关或切换工作状态为止。第8页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.3 电子式时间继电器电子式时间继电器 4.数字式时间继电器数字式时间继电器第9页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-3时间继电器的图形及文字符号第10页/共69页4.1 电子电器电子电器*4.1.4 固态继电器固态继电器固态继电器,全部由固体半导体元件组装而成,是一种四端有源的新型无触点通断开关器件,也称无触点通断电子开关,因为可实现电磁继电器的功能,故称“固态继电器”又称其为“无触点开
7、关”。由于它的无触点工作特性,与电磁继电器相比,它具有体积小、重量轻、工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、使用方便等一系列优点。固态继电器的应用还在电磁继电器难以胜任的领域得到了充分扩展,如计算机和PLC的输入/输出接口、计算机外围和终端设备、机械控制、中间继电器、电磁阀、电动机等的驱动装置、调压装置、调速装置等。原理框图和电路符号如图4-4所示。其中,两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端,中间采用光电耦合或变压器耦合,以实现输入与输出间的电气隔离。工作时,只要在输入端加上一定的控制信号,就可以控制输出两端之间的“通”和“断”,实现开关功能。第11
8、页/共69页4.1 电子电器电子电器*4.1.4 固态继电器固态继电器图4-4固态继电器第12页/共69页4.1 电子电器电子电器 1.过零电压继电器过零电压继电器过零电压检测继电器工作原理如图4-5中,OPTO为光电隔离器,它把输入输出两部分从电气上隔离,VT1为放大器,SCR1和BR用来获得使双向晶闸管SCR4开启用的双向触发脉冲。R0和R6为限流电阻,R6也为SCR1的负载,R3和R7为分流电阻,分别用来保护SCR1和SCR4,R8和C用来组成浪涌吸收电路,BR为双向整流桥。图4-5过零型继电器电原理图第13页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.温度继电器温度继电器利用热敏电阻也可以
9、制成温度控制元件。图4-6为JW4型热敏电阻的外形图。它是由复合钛酸盐的N型半导体制成,外接两根引线。JW4型热敏电阻的特点是体积小、灵敏度高、使用简单方便、动作可靠,但由于返回温度比动作温度低1040OC,故返回时间较长,且价格较高,因此限制了它的应用。JW4型热敏电阻的动作温度主要有95OC、105OC、115OC、135OC四个等级。如果需要,可以在60180OC范围内进行调整。图4-6JW4型热敏电阻的外形图第14页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.温度继电器温度继电器温度继电器温度继电器外形图温度继电器温度继电器第15页/共69页4.1 电子电器电子电器热敏电阻式温度继电器。双
10、金属片式温度继电器的工作原理与热继电器类似,由于体积大,放置位置不可能充分接近绕组以致发生动作滞后的现象。更不宜用来保护高压电动机,因为过强的绝缘层会加剧动作热敏电阻式温度继电器的主体为电子电路,作为温度检测元件的热敏电阻装在电动机机壳内。图4-7为某正温度系数热敏电阻式温度继电器的电路。图4-7热敏电阻温度继电器电路图第16页/共69页4.1 电子电器电子电器 3.无触点行程开关无触点行程开关图4-8是晶体管停振型接近开关的电路图。采用电容三点式振荡器,感辨头L由两根引出线。在C4取出的反馈信号可加到晶体管V1的基极和发射极两端。V4、V3组成的射极耦合触发器不仅用作鉴幅,同时也起放大作用。
11、V4的基射结还可兼作检波器。为减轻振荡器的负担,电容C3选510pF左右,电阻R4选10K左右。图4-8晶体管停振型接近开关第17页/共69页4.1 电子电器电子电器 3.无触点行程开关无触点行程开关第18页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.过载保护继电器过载保护继电器过载保护继电器由测量电路、鉴幅器、时限电路及输出电路等组成,如图4-9所示。通常过流保护包括短路保护和过载保护两部分。本电路的短路和过载共用一个测量电路而用不同门限电压的鉴幅器进行鉴幅,然后由二极管V9、V8组成或门电路控制同一个输出电路。图4-9过载保护继电器第19页/共69页4.1 电子电器电子电器 6.断相保护继电器
12、断相保护继电器断相运行是造成电动机烧损的常见事故原因。断相时负载的大小、绕组的接线形式所引起的绕组相电流与线电流变化有较大差异,当满载发生断相时,线电流至少有一相超过额定电流,为额定电流的1.51.734倍。这时采用三相测量电路的过流保护能作出正确的反映。但如果电动机是在轻载运行时发生断相故障,如负载在50%左右,则往往出现非故障相的线电流小于对称性过载保护电流动作值,但对于三角形接法的绕组电流却已超过其电流的额定值,当发生断相时这种情况就较为严重。此时以过电流为原则的保护将不能有效地检测电动机的断相故障,而必须采用断相保护继电器。第20页/共69页4.1 电子电器电子电器图4-10以线电流为
13、零为原则的断相保护电路第21页/共69页4.1 电子电器电子电器 7.电子式脱扣器电子式脱扣器断路器的电子式脱扣器有DT1系列(即分立式元件组成)、DT3、DT5系列(即集成电路元件组成,如图4-11、4-14)。DT3系列电子式脱扣器除了具有DT1系列所有的过载长延时保护、短路短延时保护、短路瞬时保护、欠电压保护和瞬时动作试验按钮外,还具有故障显示和记忆,断路器过载报警等功能。工作原理方框图如图4-11所示。第22页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-11DT3脱扣器工作原理方框图第23页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-14DT5脱扣器工作原理方框图第24页/共69页4.1
14、电子电器电子电器*4.1.5 电子式电动机保护电路电子式电动机保护电路 1.过流保护电路过流保护电路 如图4-13所示是一个简单电路的三相电动机过流保护电路。按下ST,KM吸合,电动机M启动、开始运行。电流互感器TA通过副边输出电流,经VD1整流、RP、R1分压,形成电压信号经R4、VD6加到VT1基极,另一个信号经RP加到VT3基极。VT1、VT4、VT3组成一个射极耦合双稳态电路。电路正常时,VT1截止,VT4、VT3饱和导通,继电器K吸合,电动机M正常运行。当三相电动机某一相断相时,电流必定比正常时增大许多或因电动机线圈短路、机械卡堵等故障使电流大增,这时TA副边的电流也必定大增,加到V
15、T1的基极电压也大增,促使VT1、VT3由饱和导通,VT4截止,K线圈失电释放,KM线圈相继失电释放,电动机M停电。第25页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-13三相电动机过流保护电路图第26页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.缺相保护电路缺相保护电路如图4-14所示,继电器J采用直流44V电源供电,电源经电阻R1分压和14V稳压管稳压后为其他电路供电,采用运算放大器LM344形成电压比较放大电路,电流互感器T1、T4、T3检测三相电机工作电流大小。当三相电源正常时,3个比较放大器同相输入端电压低于反相输入端电压,其输出端H点电位为零,三极管V1、V4截止,继电器为断开状态;当三
16、相电动机电路中缺一相时,只有两相供电,工作电流将升高,对应的互感器二次侧感应电流也升高,经整流、滤波、电位器分压后,加到比较放大器同相输入端的电压也升高,当超过反相输入端的电压时,除缺相外的4个比较放大器输出高电平外,经D4D6组成的或门电路使H点为高电平,再经电阻R4分压加在V1基极,使三极管V1、V4导通,时间继电器得电,延时几秒吸起自闭,报警电路报警,同时切断电动机供电电路,保护电动机不被损坏。第27页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.缺相保护电路缺相保护电路第28页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-14电动机缺相保护电路第29页/共69页4.1 电子电器电子电器 4.1.
17、6 接近开关接近开关接近开关一般由感测机构、振荡器、检波器、鉴幅器和输出电路组成。感测机构的作用是将非电量转换成电量。接近开关类型有电感式、电容式、霍尔式、光电式、涡流式、干簧管式、晶体管式、热释电式、超声波等多种形式。它具有体积小、无抖动、无触头、无接触检测等特点。图4-15接近开关的文字和图形符号图4-16接近开关外形图第30页/共69页4.1 电子电器电子电器 1.磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关又称磁敏开关,主要对气缸内活塞位置进行非接触式检测。为感应式接近开关固定在活塞上的永久磁铁使传感器内振荡线圈的电流发生变化,内部放大器将电流转换成输出开关信号。磁感应式接近开关如
18、图4-17所示。图4-17磁感应式接近开关1-气缸;2-磁感应式接近开关;3-安装支架;4-活塞;5-磁性环第31页/共69页4.1 电子电器电子电器 2.光电式接近开关光电式接近开关光电式接近开关如图4-18所示,是一种遮断型的接近开关,又称光电断续器。当被测物4从发射器l和接收器3中间槽通过时,红外光束4被遮断,接收器接收不到红外线,而产生一个电脉冲信号。有些遮断型的光电式接近开关,其发射器和接收器做成两个独立的部件,如图4-18(b)所示,这种开关有方形的和圆柱形的。图4-18(c)为反射型光电开关,当被测物体4通过光电开关时,发射器1发射的红外光4通过被测物体反射到接收器3,产生一个电
19、脉冲信号。光电式接近开关在数控机床中,常用于刀架的刀位检测和柔性制造系统中物料传送的位置检测控制等。第32页/共69页4.1 电子电器电子电器图4-18光电式接近开关第33页/共69页4.1 电子电器电子电器霍尔式接近开关是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器和集电极开路(OC)门等电路做在同一个芯片上的集成电路,霍尔式接近开关也称为霍尔集成电路。霍尔集成电路受到磁场作用时,其OC门由高电阻态变为导通状态,输出低电平,当霍尔集成电路离开磁场作用时,OC门重新变为高阻态,输出高电平。霍尔式接近开关在LD4系列电动刀架中应用的示意图。如图4-19所示。在数控车床中,LD4系列刀架得到广泛的应
20、用,其工作过程是:换刀信号电动机正转刀台转位刀位信号电动机反转初定位精定位夹紧延时换刀结束。其中刀位信号是靠霍尔式接近开关检测得到位信号。如果某个刀位上的霍尔式接近开关断路或损坏,就会出现刀台连续旋转不定位。第34页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-19LD4系列电动刀架第35页/共69页4.1 电子电器电子电器 3.干簧继电器干簧继电器干簧片的触点有两种:一种是常开式触点,如图4-41(a)所示。在干簧管外面套一励磁线圈就构成一只完整的干簧继电器,当线圈通上电流时,在线圈的轴向产生磁场,该磁场使密封管内的两干簧片被磁化,使两干簧片触点产生极性相反的两种磁极,它们互相吸引而闭合。若切断
21、线圈电流时,磁场消失,两干簧片也失去磁性,它是依靠其自身的弹性而恢复原位,使触点断开。另一种则是切换式触点。如图4-41(b)所示。可以直接用一块永久磁铁靠近干簧片来励磁,当永久磁铁靠近干簧片时,触点同样会被磁化而闭合,当永久磁铁离开干簧片时,触点就断开。后者当给予励磁时,干簧管中的簧片均被磁化,触点被磁化后产生相同的磁极,因而互斥,使动断触点断开。第36页/共69页4.1 电子电器电子电器 图4-41干簧继电器第37页/共69页4.2 现代智能电器现代智能电器智能电器将传统电器控制技术、传感器技术、电力电子技术、计算机技术和数字通信技术融为一体。一方面使电器设备具有智能化的功能;另一方面使其
22、可以通过通信接口实现与计算机或其他设备之间的双向通信。所以,智能电器已不是单纯的一个产品,而是一个机电结合、强弱电结合的整体,是现代新技术与传统电器技术相结合的新产品。1.智能电器定义智能电器定义从构成智能电器的核心部件及其功能出发,目前人们对智能电器的定义是:“智能电器是以微处理器为核心,除具有传统电器的切换、控制、保护、检测、变换和调节功能外,还具有显示、故障诊断、记忆、运算与处理、通信、能自适应电网等功能的电子装置。”智能电器的核心部件为微处理器;与传统电器相比,智能电器的功能有“质”的飞跃;智能电器是电子装置,而传统电器是电气设备。随着科学技术的发展,智能电器的定义也随着变化。第38页
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子电器 智能 电器
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。