Page 217 - 机械自动化设计与制造研究

第七章 煤矿机电设备研究

（1）继电
继电器工作时，线圈通过电流时产生磁通，经过铁芯、空气隙和衔铁构成
闭合回路。衔铁在电磁场的作用下被磁化，因而产生电磁转矩，如电磁转矩大于
反作用弹簧力矩及机械摩擦力时，则衔铁被吸向电磁铁磁极，使继电器触点闭合。

从本质上讲继电器就是利用弱电控制强电的开关，在电路中实现电动机或其他动
力装置的启停调速，完成生产工艺对机械动作的要求和保护。常用的电磁继电器
有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器等。
（2）电磁阀

电磁阀由电磁线圈和磁芯组成，通过控制线圈的通断电带动磁芯的运转，
是对机电系统的内部气路、水路、油路进行通断或控制流量的器件，在液压和气
压系统中，基本都有电磁阀的使用。当有电流通过电磁阀线圈时，固定铁芯吸合
动铁芯，改变滑阀芯的位置，发生励磁作用，动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧，从

而改变流体的方向。当线圈失电时，依靠弹簧的弹力推动滑阀芯，顶回动铁芯，
使流体按原来的方向流动。
（3）电机
电机在现代机电系统中常常作为电能转化为机械能的终端输出设备，配合

机械部分可以实现生产机械的各种功能。常见的电机主要有直流电机、步进电机
和伺服电机等。直流电机输出或输入为直流电能，能实现直流电能和机械能的相
互转化；步进电机将电脉冲转化为角位移，当其收到一个脉冲信号，即将转过固
定角度，通过控制脉冲个数从而控制角位移量；伺服电机转子转速受输入信号控

制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，可把所收到的电信号转
换成电动机轴上的角位移或角速度输出，形成闭环控制。工程实践中常根据机电
系统的具体要求选择合适的电机和对应的控制方法。
3. 信息处理技术分析

机电系统的信息处理和自动控制由系统的控制单元完成。常见机电系统控
制单元包括可编程序逻辑控制器（PC 或 PLC）、单片机、工业计算机数字信号
处理器（DSP）、ARM 等，其中又以 PLC 和单片机工业上运用最为广泛。PLC
和单片机，两者本质相同，都是基于微处理技术的计算机，但对比两者各自的特

性在选用时以下原则可供参考。
其一，因为体积小而且廉价。所以单片机方案适合大批量重复生产的民用

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