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电气基础知识-(课件)1第1页，共63页，编辑于2022年，星期一1.1.机电系统的构成机电系统的构成1-1 1-1 构成要素构成要素 学习机电部品的构造、机能前，简要说明一下机电一体化的概要，以掌握一些基本知识。学习机电部品的构造、机能前，简要说明一下机电一体化的概要，以掌握一些基本知识。1-1-1 1-1-1 什么是机电一体化什么是机电一体化 机电一体化这个词汇是日式英语，其词源一般公认为是机电一体化这个词汇是日式英语，其词源一般公认为是“机械机械”与与“电子电子”并成的，是指用电子技术并成的，是指用电子技术控制机械装置的技术用语。控制机械装置的技术用语。机械机械(英语英语)机构、机能装置机构、机能装置 电子学电子学(英语英语)电子工程学电子工程学 融合融合机电一体化机电一体化(日式英语日式英语)在机械和电子领域融合的工程学在机械和电子领域融合的工程学 2第2页，共63页，编辑于2022年，星期一1-1-2 1-1-2 工程机械的机电一体化工程机械的机电一体化 在工程机械中应用机电一体化称为机械的机电一体化或机电工程机械，它基本上使用以下控制要素。在工程机械中应用机电一体化称为机械的机电一体化或机电工程机械，它基本上使用以下控制要素。物理量物理量*压力压力*温度温度*速度速度*变位变位*其他其他1-1-3 1-1-3 机电一体化的机电一体化的4 4要素要素 构成机电系统的构成机电系统的4 4要素叫做要素叫做“机电一体化的机电一体化的4 4要素要素”。机电一体化系统与人体机能相似，对比图如下：机电一体化系统与人体机能相似，对比图如下：3第3页，共63页，编辑于2022年，星期一机电一体化机电一体化4要素要素 传感器传感器(监测装置、机器监测装置、机器)控制器控制器(控制装置、机器控制装置、机器)调节器调节器(作动装置、机器作动装置、机器)指示器指示器(表示装置、机器表示装置、机器)线束线束(电线束电线束)(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)4第4页，共63页，编辑于2022年，星期一 机电一体化的机电一体化的4 4要素在车辆配置上的相互关系，加以形象化，即可用下图表示。控制器分成好几个，比要素在车辆配置上的相互关系，加以形象化，即可用下图表示。控制器分成好几个，比起一体型控制器，它更便于故障时更换个别的单元。起一体型控制器，它更便于故障时更换个别的单元。5第5页，共63页，编辑于2022年，星期一1-1-4 1-1-4 工程机械机电一体化的目的工程机械机电一体化的目的 工程机械机电化的目标大致可分为下述工程机械机电化的目标大致可分为下述5 5项。项。工程机械机电化的5个目的主要实施例(1)增加新机能无线电操纵、无人化装置、自动装置化设备(2)作业的高精度化自动水平装置、工作面精整平、挖取机能(3)节约能源，提高作业效率自动降档装置、履带滑动控制装置(4)提高机能率车辆仪表系统、保养仪表(5)提高安全性OSS系统、三方向作业范围设定系统6第6页，共63页，编辑于2022年，星期一1-2 1-2 传感器传感器1-2-1 1-2-1 传感器的作用传感器的作用 传感器的作用是在测量及控制中，能监测其对象的状态，并变换成对应该状态的电气信号。传感器的作用是在测量及控制中，能监测其对象的状态，并变换成对应该状态的电气信号。传感器即检测器的意思，也有的把传感器称作转换器，转换器就是信号转换器的意思。传感器即检测器的意思，也有的把传感器称作转换器，转换器就是信号转换器的意思。传感器的作用与人类的五官很相似，下表就是人类感觉与对应传感器的例子。传感器的作用与人类的五官很相似，下表就是人类感觉与对应传感器的例子。近来，随着电子工业的发展，传感器也有很多用半导体材料，正向小型化、高精度化发展。近来，随着电子工业的发展，传感器也有很多用半导体材料，正向小型化、高精度化发展。人的感觉人的器官媒介物理现象半导体传感器视觉眼光光电变换元件光电池光电晶体管光晶二极管听觉耳声波压电变换元件压电元件压敏电阻元件感压二极管触觉皮肤变位、压力变位变换元件应变传感器温度热电变换元件热敏电阻热电偶嗅觉鼻分子吸附气体传感器7第7页，共63页，编辑于2022年，星期一1-2-2 1-2-2 传感器的机能传感器的机能 传感器是机电传感器是机电4 4要素之一，具有监测车辆各部状态，变换成电气信号向控制器及仪表输出的机要素之一，具有监测车辆各部状态，变换成电气信号向控制器及仪表输出的机能，按传感器信号的用途可分类为下表：能，按传感器信号的用途可分类为下表：监测信号监测车辆状态并告知操作人员的信号(例：温度、压力、车速、堵塞)控制器信号监测车辆状态并发出控制车辆的信号(例：回转、长度、角度、位置)8第8页，共63页，编辑于2022年，星期一1-2-3 1-2-3 传感器的特性传感器的特性 传感器要根据用途选择具有最佳特性的，在机电车辆上，除精度以外，还使用耐振动、耐冲击、耐灰尘、耐水、耐腐蚀传感器要根据用途选择具有最佳特性的，在机电车辆上，除精度以外，还使用耐振动、耐冲击、耐灰尘、耐水、耐腐蚀的。的。1-2-4 1-2-4 传感器的种类传感器的种类 传感器的种类据说达传感器的种类据说达2 2万种，分类的方法也有许多，其中有一种分类法是传感器输出什么形态的信号。万种，分类的方法也有许多，其中有一种分类法是传感器输出什么形态的信号。下表是工程机械中传感器输出信号的形态来分类的。下表是工程机械中传感器输出信号的形态来分类的。9第9页，共63页，编辑于2022年，星期一信号形态监测对象监测部各种商品的使用例PCWALWHD模拟压力可变电阻器气压应变仪工作装置液压液压、气压长度电位计大臂长度角度电位计工作装置角度大臂角度温度热敏电阻E/G 水温E/G水温E/G水温E/G水温液量可变电阻器燃料量燃料量燃料量燃料量、气压位置电位计E/G节流阀E/G节流阀E/G节速阀E/G节流阀脉冲回转电磁感应器E/G转速车速车速E/G转速交流发电机E/G转速E/G转速ON-OFF压力电气接点E/G油压E/G油压E/G油压E/G油压压差限位开关滤芯堵塞滤芯堵塞簧片开关滤芯堵塞长度电气接点大臂收进温度热控开关变矩器油压位置限位开关行走操作杆中立卷扬机螺旋卷绕卸车浮子簧片开关制动磨损防撞开关定位器光控开关变速杆霍尔IC变速操作杆变速杆液量簧片开关油量、水量油量、水量油量、水量油量、水量电极电瓶电解液量流量簧片开关延缓制动器流量10第10页，共63页，编辑于2022年，星期一信号形态是模拟和脉冲时，还可分类为发电型和受电型。信号形态是模拟和脉冲时，还可分类为发电型和受电型。分 类代 表 例发电型传感器 (传感器内部发生电气)电磁传感器式转速传感器热电偶式温度传感器受电型传感器 (接受外部电气使其变化)电位计式角度传感器热敏电阻式温度传感器另外，接点输出的传感器可分类为另外，接点输出的传感器可分类为NCNC型和型和NONO型。型。分 类动 作 内 容NC型（常闭型）正常时接点关闭，电流流动异常时接点开放，电流停止NO型（常开型）正常时接点开放，电流停止异常时接点关闭，电流流动车辆仪表系统多半使用车辆仪表系统多半使用NC型传感器，其理由是如果电流停止后即异常，那么不仅在传感器测出异常时，型传感器，其理由是如果电流停止后即异常，那么不仅在传感器测出异常时，连信号线断线、接插件脱出而引起电流停止时，也能测出异常，因此提高了安全性。连信号线断线、接插件脱出而引起电流停止时，也能测出异常，因此提高了安全性。NO型是电流流动时异常，因而在信号线断线及接插件脱落时，无法测得异常。型是电流流动时异常，因而在信号线断线及接插件脱落时，无法测得异常。11第11页，共63页，编辑于2022年，星期一1-2-5 1-2-5 传感器使用时的注意事项传感器使用时的注意事项 传感器故障中，接插件接触不良、引线断线较多，因此要注意下述事项：传感器故障中，接插件接触不良、引线断线较多，因此要注意下述事项：1.1.拆开接插件后，要用塑料袋复盖，以免灰尘进入。拆开接插件后，要用塑料袋复盖，以免灰尘进入。2.2.不要用测试头插入接插件的母针头，否则针孔会张大。不要用测试头插入接插件的母针头，否则针孔会张大。3.3.引线发生断线或缠绕在传感器出口，接插件出口处较多。引线发生断线或缠绕在传感器出口，接插件出口处较多。1-2-6 1-2-6 传感器的故障诊断传感器的故障诊断 传感器故障时，控制器及仪表盘上显示故障代码的机型正在增多，如果没有故障代码显示机传感器故障时，控制器及仪表盘上显示故障代码的机型正在增多，如果没有故障代码显示机能，用万用表诊断时，要根据输出信号的形态作如下检查：能，用万用表诊断时，要根据输出信号的形态作如下检查：信号形态检查要领模拟输出用传感器单体确认变化的电阻值(范围)连接控制器确认电压值(DC-V范围)脉冲输出用传感器单体或连接控制器，以电压表确认有没有脉冲。(AC-V范围)接点输出(ON-OFF输出)以传感器单体确认接点ON-OFF导通(范围或蜂鸣器鸣叫范围)连接控制器确认接点的电压(DC-V范围)12第12页，共63页，编辑于2022年，星期一1-2-7 1-2-7 挖掘机传感器的例子挖掘机传感器的例子(1)(1)转速传感器转速传感器 *也叫电磁传感器也叫电磁传感器 它利用电磁感应作用，接近电磁传感器，由于靠近或离开转动磁体的叶片使磁通量急变，这样，传感器内的传它利用电磁感应作用，接近电磁传感器，由于靠近或离开转动磁体的叶片使磁通量急变，这样，传感器内的传感线圈上产生电压，该电压与转动速度成正比，因而当作传感器使用。感线圈上产生电压，该电压与转动速度成正比，因而当作传感器使用。电磁传感器的输出电压随间隙、叶片转速而变化，尤其是间隙增大后输出电压极端下降，所以更换传感电磁传感器的输出电压随间隙、叶片转速而变化，尤其是间隙增大后输出电压极端下降，所以更换传感器时，调整间隙很重要。器时，调整间隙很重要。调整间隙通过机体外侧的螺钉部实施，达到规定间隙后用锁紧螺母固定。调整间隙通过机体外侧的螺钉部实施，达到规定间隙后用锁紧螺母固定。认真阅读装修手册，要调整到规定的间隙并加以按装。认真阅读装修手册，要调整到规定的间隙并加以按装。使用例使用例 发动机转速发动机转速1.1.线圈线圈2.2.磁铁磁铁3.3.终端终端4.4.螺母螺母5.5.接插件接插件13第13页，共63页，编辑于2022年，星期一按装上发动机的例按装上发动机的例(2)(2)液压传感器液压传感器 液压传感器是把液压回路的压力变换成电压，并把模拟信号输送给控制器的传感器。液压传感器是把液压回路的压力变换成电压，并把模拟信号输送给控制器的传感器。使用例使用例 液压泵压力液压泵压力14第14页，共63页，编辑于2022年，星期一1.1.电压增幅器电压增幅器(放大器放大器)2.2.引线引线3.3.接插件接插件4.4.法兰法兰5.5.压力检测器压力检测器6.6.压力导入管压力导入管GNDGND输入输入(+24V)(+24V)输出输出(1-5V)(1-5V)15第15页，共63页，编辑于2022年，星期一*从压力导入管从压力导入管(6)(6)进来的液压被加压至压力检测器进来的液压被加压至压力检测器(5)(5)的膜片部后，膜片部发生弯曲、的膜片部后，膜片部发生弯曲、变形。该膜片部的反向面由应变片形成桥，把膜片弯曲由应变片由阻值转换为桥输出电变形。该膜片部的反向面由应变片形成桥，把膜片弯曲由应变片由阻值转换为桥输出电 压，并送至电压增幅器压，并送至电压增幅器(放大器放大器)。*再用电压放大器增大电压输出至控制器。再用电压放大器增大电压输出至控制器。16第16页，共63页，编辑于2022年，星期一传传感感器器输输出出电电压压压力压力 P(kg/cm2)自卸车的液压传感器等自卸车的液压传感器等挖掘机的液压传感器等挖掘机的液压传感器等V=P*O.OO8+0.5V=P*O.OO8+0.517第17页，共63页，编辑于2022年，星期一(3)(3)压力开关压力开关 检测液压回路压力，以规定压力使开关动作（检测液压回路压力，以规定压力使开关动作（ONON或或OFFOFF）的传感器。开关的接点方式有）的传感器。开关的接点方式有NCNC型和型和NONO型，回路也有型，回路也有超过规定压力时开关才动作的回路和规定压力以下时开关动作的回路。超过规定压力时开关才动作的回路和规定压力以下时开关动作的回路。使用例使用例PPCPPC液压开关（施加液压则液压开关（施加液压则ONON）机能机能*PPC*PPC梭阀上装有梭阀上装有8 8个，从个，从PPCPPC压上检测各调节器的操压上检测各调节器的操作状况，并送至泵控制器。作状况，并送至泵控制器。规格规格接点构成：接点构成：NONO接点接点动作（动作（ONON）压力：）压力：5.01.0kg/cm5.01.0kg/cm2 2复原（复原（OFFOFF）压力：）压力：3.00.5kg/cm3.00.5kg/cm2 21.1.插头插头2.2.开关开关3.3.接插件接插件18第18页，共63页，编辑于2022年，星期一使用例使用例机油压力开关（施加油压则机油压力开关（施加油压则OFF）1.1.插头插头2.2.接点环接点环3.3.接点接点4.4.膜片膜片5.5.弹簧弹簧6.6.端子端子机能机能*按装于发动机机体，膜片感知机油压。在规定压力以下时，开关呈按装于发动机机体，膜片感知机油压。在规定压力以下时，开关呈ONON状态，使继电器工作，使输出成状态，使继电器工作，使输出成OFFOFF，保养，保养仪表闪亮，警告异常，或者报警灯和蜂鸣器同时发出警告。仪表闪亮，警告异常，或者报警灯和蜂鸣器同时发出警告。19第19页，共63页，编辑于2022年，星期一(4)(4)温度传感器温度传感器 使用例使用例 发动机水温发动机水温 下图是用热敏电阻的模拟输出温度传感器的例子。热敏电阻如下表那样，温度上升时电阻值就减小。下图是用热敏电阻的模拟输出温度传感器的例子。热敏电阻如下表那样，温度上升时电阻值就减小。热敏电阻热敏电阻管子管子壳体壳体管子管子引线引线20第20页，共63页，编辑于2022年，星期一电阻温度特性例电阻温度特性例PC3PC3型系列、型系列、WAWA系列的水温系列的水温 油温表用油温表用 热热敏敏电电阻阻(K)21第21页，共63页，编辑于2022年，星期一(5)(5)角度传感器角度传感器 挖掘机上有检测回转机架与大臂角度及挖掘机上有检测回转机架与大臂角度及大臂与斗杆角度的传感器。当然因档次关系大臂与斗杆角度的传感器。当然因档次关系也有没装的。也有没装的。使用例使用例 大臂角度、斗杆角度大臂角度、斗杆角度1.1.接插件接插件2.2.盖盖3.3.电位计电位计4.4.接头接头5.5.编码器编码器6.6.隔片隔片NO信 号 名1编码器电源2编码器GND3编码器A相4编码器B相5编码器Z相6电位计电源7电位计GND8电位计输出接插件信号表接插件信号表22第22页，共63页，编辑于2022年，星期一机能机能*角度传感器按装在大臂底部和大臂顶部，检测各工作装置的角度，输向角度传感器按装在大臂底部和大臂顶部，检测各工作装置的角度，输向GXGX控制器。控制器。*大臂底部用来检测大臂角度大臂顶部用来检测斗杆角度大臂底部用来检测大臂角度大臂顶部用来检测斗杆角度*电位计和编码器的电位计和编码器的2 2个传感器用联结器连接，通过对照个传感器用联结器连接，通过对照2 2个信号成冗长构造。个信号成冗长构造。(6)(6)堵塞传感器堵塞传感器 发动机空气滤芯堵塞后，吸气压力（负压）大于规定值，这时发出信号的传感器。发动机空气滤芯堵塞后，吸气压力（负压）大于规定值，这时发出信号的传感器。使用例使用例 空气滤芯堵塞传感器空气滤芯堵塞传感器23第23页，共63页，编辑于2022年，星期一1.1.凸头凸头2.2.滤网滤网3.3.弹簧弹簧4.4.导板导板5.5.膜片膜片6.6.外壳外壳7.7.软管软管8.8.接插件接插件作动（作动（OFFOFF）压力：）压力：762mmH762mmH2 2O O24第24页，共63页，编辑于2022年，星期一(7)(7)位置传感器位置传感器 也称燃料表也称燃料表 使用例使用例 燃料表燃料表1.1.旋钮旋钮2.2.表盘表盘3.3.弹簧弹簧4.4.球球5.5.电位计电位计6.6.接插件接插件机能机能*按装于仪表板上。按装于仪表板上。*旋钮下面按有电位计，转动旋钮时，旋钮下面按有电位计，转动旋钮时，电位计的轴就转动。电位计的轴就转动。*电气调速控制器流动的是电气调速控制器流动的是5V5V电源电源电压随着轴的转动，电位计内的可电压随着轴的转动，电位计内的可变电阻器的电阻值变化，随之变化变电阻器的电阻值变化，随之变化的电压值作为信号，输送至电气调的电压值作为信号，输送至电气调速控制器。速控制器。*右图中除去斜线条区都是信号。右图中除去斜线条区都是信号。25第25页，共63页，编辑于2022年，星期一(8)(8)油位传感器油位传感器(1)(1)使用例使用例 发动机油位传感器发动机油位传感器 1.1.接插件接插件2.2.支架支架3.3.浮子浮子4.4.开关开关机能机能*按装在机油油盘及液压油箱的侧面，低于规定值时，浮子下降，开关呈按装在机油油盘及液压油箱的侧面，低于规定值时，浮子下降，开关呈OFFOFF状态，保养仪表灯内亮，警告异常。状态，保养仪表灯内亮，警告异常。检查灯也同时发出警告。检查灯也同时发出警告。26第26页，共63页，编辑于2022年，星期一(9)(9)油位传感器油位传感器(2)(2)也称燃料传感器也称燃料传感器 为了了解剩余的油量而检测油位的传感器。为了了解剩余的油量而检测油位的传感器。使用例使用例 燃料表燃料表 1.1.接插件接插件2.2.浮子浮子3.3.斗杆斗杆4.4.壳体壳体5.5.弹簧弹簧6.6.接点接点7.7.膜片膜片机能机能*燃油传感器按装在油箱侧面，根据油的剩余量浮子升降。浮子的动作通过臂使可变电阻作动，把信号送至副仪表，显示燃油传感器按装在油箱侧面，根据油的剩余量浮子升降。浮子的动作通过臂使可变电阻作动，把信号送至副仪表，显示剩余油量。另外，保养仪表的显示到达规定位置后，使警告灯闪亮。剩余油量。另外，保养仪表的显示到达规定位置后，使警告灯闪亮。27第27页，共63页，编辑于2022年，星期一1-3 1-3 控制器控制器1-3-1 1-3-1 控制器的作用控制器的作用 控制器接受传感器的信号，为了处理、判断并使车体产生必要的动作，而向执行器发送输出信号控制器接受传感器的信号，为了处理、判断并使车体产生必要的动作，而向执行器发送输出信号的作用，并进行控制。的作用，并进行控制。1-3-2 1-3-2 控制器的机能控制器的机能 根据控制的内容，有各种各样的控制方法，代表性的方式有：根据控制的内容，有各种各样的控制方法，代表性的方式有：*反馈控制反馈控制 *程序控制程序控制 上述总称为自动控制。上述总称为自动控制。为了进行这些控制，电脑是不可缺少的，这种电脑是微电脑，按装在控制器内。为了进行这些控制，电脑是不可缺少的，这种电脑是微电脑，按装在控制器内。控制器的机能可分类如下。控制器的机能可分类如下。28第28页，共63页，编辑于2022年，星期一1-3-3 1-3-3 反馈控制反馈控制 先看一下人驾驶汽车进行速度调节。先看一下人驾驶汽车进行速度调节。下图中，司机要把汽车速度控制在下图中，司机要把汽车速度控制在60km/h60km/h，目视车速表是，目视车速表是50km/h50km/h，因此向脚发出指令加速，结果汽油和空气，因此向脚发出指令加速，结果汽油和空气的混合喷射量增加，车速上升至的混合喷射量增加，车速上升至60km/h60km/h。这样，信号从结果（这样，信号从结果（50km/h50km/h时速）返回至原因（踩油门），就称为反馈。时速）返回至原因（踩油门），就称为反馈。29第29页，共63页，编辑于2022年，星期一 上图用方块图表示的话，各自的机能、关系就很清楚，下面用方块图（也称框图）表示。上图用方块图表示的话，各自的机能、关系就很清楚，下面用方块图（也称框图）表示。下图表示希望车速下图表示希望车速60km/h60km/h时，实际车速如何变化并时，实际车速如何变化并达到的。达到的。是油门踩入角度小于与车速差时。是油门踩入角度小于与车速差时。30第30页，共63页，编辑于2022年，星期一是油门踩入角度大于与车速差时。是油门踩入角度大于与车速差时。是油门踩入角度正适合于车速差时。是油门踩入角度正适合于车速差时。是把希望车速与实际车速的差和油门踩入角是把希望车速与实际车速的差和油门踩入角度之间的关系，分成上述的度之间的关系，分成上述的、表示，表示，这个直线倾斜角叫增益。这个直线倾斜角叫增益。31第31页，共63页，编辑于2022年，星期一 所谓好的控制，是说下图中加速时间、达到目标时速的时间，也即应答时间要尽量的短，达到目标值与现在值所谓好的控制，是说下图中加速时间、达到目标时速的时间，也即应答时间要尽量的短，达到目标值与现在值的差即稳定偏差要尽量的小。的差即稳定偏差要尽量的小。控制器综合把握了包含控制对象负荷、传感器、调节器的各自特性，设计并调整至能够进行好的控制。控制器综合把握了包含控制对象负荷、传感器、调节器的各自特性，设计并调整至能够进行好的控制。32第32页，共63页，编辑于2022年，星期一 上述的反馈控制系统一般地用方块图表示的话，如下图：上述的反馈控制系统一般地用方块图表示的话，如下图：33第33页，共63页，编辑于2022年，星期一1-3-4 1-3-4 程序控制程序控制 程序控制是按照事先指定的顺序，逐时进行各阶段控制的方法。主要是使用继电器、程序控制是按照事先指定的顺序，逐时进行各阶段控制的方法。主要是使用继电器、OROR回路、回路、ANDAND回路、回路、NOTNOT回路等逻回路等逻辑回路进行控制。辑回路进行控制。下述时间图表示车辆仪表盘动作模式。下述时间图表示车辆仪表盘动作模式。34第34页，共63页，编辑于2022年，星期一*键开关旋转至键开关旋转至ACCACC位置时，作动开始位置时，作动开始。所有的车辆异常警报灯亮起、蜂鸣器响起所有的车辆异常警报灯亮起、蜂鸣器响起3 3秒钟秒钟作动检查模式作动检查模式 3 3秒过后，工作开始检查项目的异常警告灯闪亮秒过后，工作开始检查项目的异常警告灯闪亮工作开始检查模式工作开始检查模式*键开关转至开始位置，曲轴转动开始键开关转至开始位置，曲轴转动开始*充电电压达充电电压达10V10V以上或机油压力达以上或机油压力达1.3kg/cm1.3kg/cm2 2以上以上 非紧急项目有异常的话，该位置的警报灯闪亮。非紧急项目有异常的话，该位置的警报灯闪亮。紧急项目有异常的话，该位置的警报灯闪亮，蜂鸣器响起。紧急项目有异常的话，该位置的警报灯闪亮，蜂鸣器响起。以上这样，程序控制中事先决定下一步要做的控制动作，与前阶段控制动作结束后，或动作后经过一定时以上这样，程序控制中事先决定下一步要做的控制动作，与前阶段控制动作结束后，或动作后经过一定时间转换做下一动作时，根据控制结果，选定下一步应做的动作后转换为下一阶段，组合起来进行的较多。间转换做下一动作时，根据控制结果，选定下一步应做的动作后转换为下一阶段，组合起来进行的较多。35第35页，共63页，编辑于2022年，星期一1-4 1-4 执行器执行器1-4-1 1-4-1 执行器的作用执行器的作用 调节器的作用是把控制器的电气信号转换为动力，使机械转动。调节器的作用是把控制器的电气信号转换为动力，使机械转动。1-4-2 1-4-2 执行器的机能执行器的机能 执行器的机能是转换动力和进行控制。执行器的机能是转换动力和进行控制。36第36页，共63页，编辑于2022年，星期一*一般所说的执行器，往往是指上图那样装置的单件，也有几个装置组成总成的。一般所说的执行器，往往是指上图那样装置的单件，也有几个装置组成总成的。机电车辆中所说的执行器指装置单品。机电车辆中所说的执行器指装置单品。*象上图那样，经常检测动作结果与希望设定值相差多少，并把该信息反馈，调节驱动量，保象上图那样，经常检测动作结果与希望设定值相差多少，并把该信息反馈，调节驱动量，保 持最小误差的机构叫作伺服机构。持最小误差的机构叫作伺服机构。1-4-3 1-4-3 执行器的种类和特色执行器的种类和特色 执行器的种类可大致分为电气式和电气、液压式，其代表性的机器和特色如下表。执行器的种类可大致分为电气式和电气、液压式，其代表性的机器和特色如下表。执行器电气式DC马达(进行精密控制)AC马达(驱动力大)电气、液压式伺服阀(以精密控制驱动大负荷)比例阀(简易伺服阀)ON-OFF阀37第37页，共63页，编辑于2022年，星期一1-4-4 1-4-4 电气式执行器电气式执行器 电气式执行器是把电气信号作为动力源直接驱动机械装置，其基本动作是直线运动或回转运动。电气式执行器是把电气信号作为动力源直接驱动机械装置，其基本动作是直线运动或回转运动。(1)AC(1)AC马达马达 AC AC马达作为调节器进行精细控制，但它更适合作为动力装置来驱动大负荷。它可代替发动马达作为调节器进行精细控制，但它更适合作为动力装置来驱动大负荷。它可代替发动 机装在车上，作为电力驱动方式的工程机械，使用于限制排气的地方或电力丰富的矿山。机装在车上，作为电力驱动方式的工程机械，使用于限制排气的地方或电力丰富的矿山。(电动式推土铲、电动式挖掘机等电动式推土铲、电动式挖掘机等)(2)DC(2)DC马达马达 DC DC马达适合于精密控制，因而它作为机电车辆的执行器，多用于发动机的节流控制上。马达适合于精密控制，因而它作为机电车辆的执行器，多用于发动机的节流控制上。38第38页，共63页，编辑于2022年，星期一1.1.调速器杆调速器杆2.2.杆杆3.3.止动器止动器(全速侧全速侧)4.4.止动器止动器(停止侧停止侧)5.5.调速器马达调速器马达例：电子调速马达例：电子调速马达(脉搏冲马达方式脉搏冲马达方式)39第39页，共63页，编辑于2022年，星期一 使用例使用例PCPC系列系列 电子调速器电子调速器1.1.电位计电位计2.2.盖盖3.3.轴轴4.4.防尘圈防尘圈5.5.轴承轴承6.6.马达马达7.7.齿轮齿轮8.8.接插件接插件40第40页，共63页，编辑于2022年，星期一41第41页，共63页，编辑于2022年，星期一没有位置偏差没有位置偏差没有位置偏差没有位置偏差定子定子A 相相B相相C 相相D 相相E 相相电流电流机能：机能：*电气调速控制器的驱动信号使马达转动，控制喷电气调速控制器的驱动信号使马达转动，控制喷射泵的调速器杆。射泵的调速器杆。*动力源马达使用步进马达动力源马达使用步进马达(也叫脉冲马也叫脉冲马 达达)。*为了监视马达的作动，按装有反馈用的电位计。为了监视马达的作动，按装有反馈用的电位计。马达转动通过齿轮传输至电位计。马达转动通过齿轮传输至电位计。作动：作动：（1 1）马达停止时）马达停止时*马达的马达的A A相、相、B B相都通电，马达上产生保持相都通电，马达上产生保持力矩。力矩。（2 2）马达转动时）马达转动时*脉冲状电流从电气调速控制器流向脉冲状电流从电气调速控制器流向A A相、相、B B相，相，与脉冲同步转动。与脉冲同步转动。42第42页，共63页，编辑于2022年，星期一43第43页，共63页，编辑于2022年，星期一1-4-5 1-4-5 电气、液压式执行器电气、液压式执行器 这种方式的特点是，定位控制精度比电气式差这种方式的特点是，定位控制精度比电气式差(1(15m)5m)，但由于使用液压，小的能量（电流）能控制大的负荷，但由于使用液压，小的能量（电流）能控制大的负荷，是工程机械中广泛使用的方式。是工程机械中广泛使用的方式。(1)(1)伺服阀（电气液压伺服阀）伺服阀（电气液压伺服阀）定位控制能达到高精度，但由于成本高，不耐灰尘，所以工程机械中不大用。（用于工作机械）定位控制能达到高精度，但由于成本高，不耐灰尘，所以工程机械中不大用。（用于工作机械）(2)(2)比例阀（控制阀）比例阀（控制阀）也叫简易伺服阀，它补充了伺服阀的缺点，大量使用于工程机械的机电一体化。工作原理是线圈电流变化，使滑阀也叫简易伺服阀，它补充了伺服阀的缺点，大量使用于工程机械的机电一体化。工作原理是线圈电流变化，使滑阀工作，从而使流量、压力成正比地变化。工作，从而使流量、压力成正比地变化。例：流量比例控制阀例：流量比例控制阀构造构造*基本上是带手动形压力补偿的流量控制基本上是带手动形压力补偿的流量控制阀的节流阀通过直流电磁阀比例电磁式地阀的节流阀通过直流电磁阀比例电磁式地可调整开度。可调整开度。使直流电磁阀的吸引力与弹簧力相使直流电磁阀的吸引力与弹簧力相平衡，这个平衡位置就是节流阀的平衡，这个平衡位置就是节流阀的开度。开度。*在节流阀与电磁阀间通过先导滑阀，在节流阀与电磁阀间通过先导滑阀，用先导阀控制节流阀前后的压力，从而用先导阀控制节流阀前后的压力，从而调整开度，也有的是用小的电流输出，调整开度，也有的是用小的电流输出，控制大的流量。控制大的流量。44第44页，共63页，编辑于2022年，星期一(3)ON-OFF阀阀 与比例阀不同，它是使超过定值的电流流经电磁阀，产生电磁力，并胜过弹簧力，从而决定滑阀的位置。与比例阀不同，它是使超过定值的电流流经电磁阀，产生电磁力，并胜过弹簧力，从而决定滑阀的位置。1.1.电磁阀总成电磁阀总成2.2.下推销轴下推销轴3.3.弹簧弹簧4.4.弹簧挡板弹簧挡板5.5.滑阀滑阀6.6.阀体阀体7.7.弹簧挡板弹簧挡板8.8.弹簧弹簧9.9.塞塞A孔孔P孔孔B孔孔45第45页，共63页，编辑于2022年，星期一1-5 1-5 显示面板显示面板1-5-1 1-5-1 显示面板的功能显示面板的功能 显示面板用来告知驾驶员车辆的状况，在显示状态的同时，如有异常发生则发出警告，唤起驾驶显示面板用来告知驾驶员车辆的状况，在显示状态的同时，如有异常发生则发出警告，唤起驾驶员的注意。员的注意。例如，冷却水温的变化用水温表来显示，异常升高时，红灯亮起，报警蜂鸣，警告发生过热。例如，冷却水温的变化用水温表来显示，异常升高时，红灯亮起，报警蜂鸣，警告发生过热。显示面板也有显示面板也有“监视面板监视面板”，“监控器监控器”等别的叫法。等别的叫法。1-5-2 1-5-2 显示面板的功能显示面板的功能 最近的显示面板的功能，不光显示车辆的状况，带工时计和故障内容情报记录功能的车辆在增加，不同的机器，还有最近的显示面板的功能，不光显示车辆的状况，带工时计和故障内容情报记录功能的车辆在增加，不同的机器，还有带销售商和服务中心电话号码的存贮的。带销售商和服务中心电话号码的存贮的。因此，为了在显示面板的修理或更换时不至于失去这些重要情报，要认真阅读装修手册，注意认真对待。因此，为了在显示面板的修理或更换时不至于失去这些重要情报，要认真阅读装修手册，注意认真对待。仅因为切断了电源线而导致所有信息的丢失也有发生过，因此拆电瓶时也要注意。仅因为切断了电源线而导致所有信息的丢失也有发生过，因此拆电瓶时也要注意。此外，显示器与操作开关合为一体，并称此外，显示器与操作开关合为一体，并称“显示面板显示面板”，其实显示功能与操作功能不同，尽管合为一体，但，其实显示功能与操作功能不同，尽管合为一体，但“显示显示功能功能”中不包含开关的切换。中不包含开关的切换。46第46页，共63页，编辑于2022年，星期一1-5-3 表示方法表示方法(1)用指针表示用指针表示 模拟显示的一种。模拟显示的一种。象燃料剩余量，适用于只要给出大致的量的场合。象燃料剩余量，适用于只要给出大致的量的场合。燃油还剩多少升，与其用精确的数值表示，不如用满箱、半箱、近近空等大概的量来表示更直观。燃油还剩多少升，与其用精确的数值表示，不如用满箱、半箱、近近空等大概的量来表示更直观。还有，状况变化快而读取数字不容易的场合，也是用指针较合适。例如对发动机回转速度和增压压力这些还有，状况变化快而读取数字不容易的场合，也是用指针较合适。例如对发动机回转速度和增压压力这些变化快的为好。变化快的为好。47第47页，共63页，编辑于2022年，星期一(2)(2)用数值表示用数值表示 数字显示的一种。数字显示的一种。与指针成相比，在短时间内要读出正确数值的话，用数字显示好，但对变化太快的信号不适用。与指针成相比，在短时间内要读出正确数值的话，用数字显示好，但对变化太快的信号不适用。例如，对行走速度这样变化慢而又要确切知道的场合较好。右图为用数字而非指针表示车速的例子。例如，对行走速度这样变化慢而又要确切知道的场合较好。右图为用数字而非指针表示车速的例子。(3)OF-FF(3)OF-FF表示表示 数字显示的一种。数字显示的一种。对于标准值而言是否正常的判别方法。对于标准值而言是否正常的判别方法。例如：发动机机油压力、空气压力是否到了标准值以下等这些场合适用，表示方法有灯的亮灭或蜂鸣。例如：发动机机油压力、空气压力是否到了标准值以下等这些场合适用，表示方法有灯的亮灭或蜂鸣。在紧急的场合还有通过控制器、执行器来使机器自动停下。在紧急的场合还有通过控制器、执行器来使机器自动停下。1.1.空气压力低报警灯空气压力低报警灯 2.2.变矩器过热报警灯变矩器过热报警灯3.3.发动机发动机油压报警灯油压报警灯 4.4.充电电压报警灯充电电压报警灯5.5.预热指示灯预热指示灯48第48页，共63页，编辑于2022年，星期一(4)(4)段图表示段图表示 可称为模拟的数字显示。可称为模拟的数字显示。把段图以一个一个段为单位来看，则表示在一个一个标准以上（以下），也可看作是连续的把段图以一个一个段为单位来看，则表示在一个一个标准以上（以下），也可看作是连续的ON-OFFON-OFF显示。显示。因为段排列看，容易产生量的感觉，也适合于发动机转速这样变化快的情报。另外，还适用于剩余因为段排列看，容易产生量的感觉，也适合于发动机转速这样变化快的情报。另外，还适用于剩余油量等大致量的表示。油量等大致量的表示。数字显示器和指针式仪表如果要放在同一个面板上，会给设计与制造带来诸多不利，因此用段图来数字显示器和指针式仪表如果要放在同一个面板上，会给设计与制造带来诸多不利，因此用段图来显示的显示面板不断增加。显示的显示面板不断增加。PC200-6的例的例49第49页，共63页，编辑于2022年，星期一1-6 1-6 线束线束1-6-1 1-6-1 线束的目的线束的目的 起连接传感器、控制器、执行器、面板并传递信号的作用。起连接传感器、控制器、执行器、面板并传递信号的作用。1-6-2 1-6-2 线束的功能线束的功能 能束相当于人的神经。只要一根电线或一个接头针脚有接触不良，整个系统就不能正常工作。线能束相当于人的神经。只要一根电线或一个接头针脚有接触不良，整个系统就不能正常工作。线束就担任如此重要的作用。束就担任如此重要的作用。因此，我们也要非常仔细来对待，而实际又如何呢？实际上有许多被拉被踩及粗暴对待，结果产生故障，因此，我们也要非常仔细来对待，而实际又如何呢？实际上有许多被拉被踩及粗暴对待，结果产生故障，故障诊断又困难。事实上，现场上的许多故障是由线束引起的。故障诊断又困难。事实上，现场上的许多故障是由线束引起的。因而，对线束的知识要进一步加深认识，注意正确的处理方法。因而，对线束的知识要进一步加深认识，注意正确的处理方法。1-6-3 1-6-3 线束的构成线束的构成 线束的一般构成如下图所示。线束的一般构成如下图所示。50第50页，共63页，编辑于2022年，星期一 接头在线束和电器元件或电线与电线连接时使用。接头在线束和电器元件或电线与电线连接时使用。接头分阴、阳，判别方法因针脚的形状而异。接头的外形不是判断阴阳的根据。其它公司有用外接头分阴、阳，判别方法因针脚的形状而异。接头的外形不是判断阴阳的根据。其它公司有用外形来判断阴阳的，但小松是依据针脚来判断。形来判断阴阳