电气控制与可编程控制器技术(第四版)
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第三节 主 令 电 器

主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器,它可以直接作用于控制电路,也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制,其主要类型有按钮、行程开关、凸轮控制器与主令控制器、接近开关等。

一、 按钮

按钮是最常用的主令电器,在低压控制电路中用于手动发出控制信号。其典型结构如图1-38所示,它由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。

图1-38 按钮开关结构示意

1,2—常闭触头;3,4—常开触头;5—桥式触头;6—复位弹簧;7—按钮帽

按用途和结构的不同,分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。

启动按钮带有常开触头,手指按下按钮帽,常开触头闭合;手指松开,常开触头复位。启动按钮的按钮帽采用绿色。停止按钮带有常闭触头,手指按下按钮帽,常闭触头断开;手指松开,常闭触头复位。停止按钮的按钮帽采用红色。复合按钮带有常开触头和常闭触头,手指按下按钮帽,先断开常闭触头再闭合常开触头;手指松开,常开触头和常闭触头先后复位。

为了便于识别各个按钮的作用,避免误动作,通常在按钮帽上做出不同标记或涂上不同颜色,一般红色表示停止,绿色表示启动等。

在机床电气设备中,常用的按钮有LA18、LA19、LA20、LA25系列。LA25系列按钮的主要技术数据见表1-14。

按钮型号的含义如下。

其中结构型式代号的含义为:K—开启式,S—防水式,J—紧急式,X—旋钮式,H—保护式,F—防腐式,Y—钥匙式,D—带灯按钮。

表1-14 LA25系列按钮的主要技术数据

按钮的图形、文字符号如图1-39(a)、(b)、(c)所示,某种按钮的外形图如图1-39(d)所示。

图1-39 按钮的图形、文字符号和外形图

二、行程开关

行程开关主要用于检测工作机械的位置,发出命令以控制其运动方向或行程长短。行程开关也称位置开关。

行程开关按结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。

接触式行程开关靠移动物体碰撞行程开关的操动头而使行程开关的常开触头接通和常闭触头分断,从而实现对电路的控制作用,其结构如图1-40所示。

图1-40 行程开关的结构

行程开关按外壳防护形式分为开启式、防护式及防尘式;按动作速度分为瞬动和慢动(蠕动);按复位方式分为自动复位和非自动复位;按接线方式分为螺钉式、焊接式及插入式;按操作形式分为直杆式(柱塞式)、直杆滚轮式(滚轮柱塞式)、转臂式、方向式、叉式、铰链杠杆式等;按用途分为一般用途行程开关、起重设备用行程开关及微动开关等多种。

行程开关的图形、文字符号如图1-41所示。

图1-41 行程开关的图形、文字符号

常用的行程开关有LX10、LX21、JLXK1等系列,JLXK1系列行程开关的技术数据如表1-15所示。

表1-15 JLXK1系列行程开关的技术数据

三、凸轮控制器与主令控制器

1.凸轮控制器

凸轮控制器用于起重设备和其他电力拖动装置,以控制电动机的启动、正反转、调速和制动。其结构主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触头组成,如图1-42(a)图所示,某种凸轮控制器的外形图如1-42(b)图所示。

图1-42 凸轮控制器结构和外形图

1—静触头;2—动触头;3—触头弹簧;4—弹簧;5—滚子;6—方轴;7—凸轮

转动手柄时,转轴带动凸轮一起转动,转到某一位置时,凸轮顶动滚子,克服弹簧压力使动触头顺时针方向转动,脱离静触头而分断电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮,可以使若干个触头组按规定的顺序接通或分断。

目前国内生产的有KT10、KT14等系列交流凸轮控制器和KTZ2系列直流凸轮控制器。

凸轮控制器的图形、文字符号如图1-43所示。由于其触点的分合状态与操作手柄的位置有关,因此,在电路图中除画出触点圆形符号之外,还应有操作手柄与触点分合状态的表示方法。其表示方法有两种,一种是在电路图中画虚线和画“·”的方法,如图1-43(a)所示,即用虚线表示操作手柄的位置,用有无“·”表示触点的闭合和打开状态。比如,在触点图形符号下方的虚线位置上画“·”,则表示当操作手柄处于该位置时,该触点是处于闭合状态;若在虚线位置上未画“·”,则表示该触点是处于打开状态。另一种方法是,在电路图中既不画虚线也不画“·”,而是在触点图形符号上标出触点编号,再用接通表表示操作手柄于不同位置时的触点分合状态,如图1-43(b)所示。在接通表中用有无“×”来表示操作手柄不同位置时触点的闭合和断开状态。

图1-43 凸轮控制器的图形、文字符号

2.主令控制器

当电动机容量较大时,工作繁重,操作频繁,当调整性能要求较高时,往往采用主令控制器操作。由主令控制器的触头来控制接触器,再由接触器来控制电动机。这样,触头的容量可大大减小,操作更为简便。

主令控制器是按照预定程序转换控制电路的主令电器,其结构和凸轮控制器相似,只是触头的额定电流较小。

主令控制器通常是与控制屏相配合来实现控制的,因此要根据控制屏的型号来选择主令控制器。

目前,国内生产的有LK14~LK16系列的主令控制器。LK14系列主令控制器的技术数据见表1-16。

表1-16 LK14系列主令控制器的技术数据

主令控制器的图形符号和文字符号与凸轮控制器类似。

四、接近开关

接近式位置开关是一种非接触式的位置开关,是一种开关型的传感器,简称接近开关。接近开关与行程开关相似,都是位置开关,但接近开关是无触点非接触式的位置开关,当运动部件与接近开关的感应头接近时,就使其输出一个电信号。

接近开关由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。接近开关的图形及文字符号如图1-44(a)所示,某种接近开关的外形图如图(b)所示。

图1-44 接近开关的图形、文字符号和外形图

常用的接近开关有JM、JG、JR、LJ、CJ和SJ等系列产品。其中JM系列接近开关的型号定义如下。

按照工作原理接近开关可以分为电感式、电容式、霍耳式和磁感式。常用的电感式接近开关有LJ系列产品,电容式有CJ系列产品,霍耳式有SJ系列产品,磁感式有R系列产品。

电感式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。振荡器在感应头表面产生一个交变磁场,当金属体接近感应头时,金属中产生涡流吸收了振荡能量使振荡减弱以致停振,产生振荡和停振两种信号表示“开”和“关”的控制作用。

电容式接近开关既能检测金属,又能检测非金属和液体。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,经整形放大器输出电信号。

另外,根据电路类型可以分为交流型和直流型。