機床電氣控制基本知識機床常用電器元件結(jié)構(gòu)和原理1.1.1概述

1.1.2主令電器1.1

機床常用電器元件的結(jié)構(gòu)和原理

1.1.4低壓斷路器

1.1.6繼電器1.1.8變壓器及直流穩(wěn)壓電源

1.1.3組合開關(guān)

1.1.5接觸器

1.1.7保護電器1.1.1概述

對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用的電工器械稱電器。

工作在交流電壓1200V，或直流電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品叫做低壓電器。重點介紹低壓電器。一、低壓電器的分類按用途分類低壓電器的分類用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如接觸器、繼電器等?？刂齐娖饔糜谧詣涌刂葡到y(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器，如按鈕、行程開關(guān)等。主令電器用于完成某種動作或傳動功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。執(zhí)行電器用于保護電路及用電設備的電器，如熔斷器、熱繼電器等。保護電器用于電能的輸送和分配的電器。如低壓斷路器、隔離器。配電電器一、低壓電器的分類按工作原理分類低壓電器的分類依據(jù)電磁感應原理來工作的電器，如交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。電磁式電器電器的工作是靠外力或某非電物理量的變化而動作的電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器壓力繼電器、溫度繼電器等?？刂齐娖鞫⒌蛪弘娖鞯陌l(fā)展方向目前正沿著體積小、重量輕、安全可靠、使用方便的方向發(fā)展，大力發(fā)展電子化的新型控制電器，如接近開關(guān)、光電開關(guān)、電子式時間繼電器、固態(tài)繼電器與接觸器等以適應控制系統(tǒng)迅速電子化的需要。

1.1.2主令電器主令電器是用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。主要有控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)開關(guān)等。一、控制按鈕按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)常用于接通和斷開控制電路。(a)外形圖常閉觸點常開觸點(b)結(jié)構(gòu)一、控制按鈕按鈕圖形符號和文字符號SBSBSB動合（常開）觸頭動斷（常閉）觸頭復合觸頭按鈕的選擇應根據(jù)使用場合、控制電路所需觸點數(shù)目及按鈕顏色等要求選用。

一、控制按鈕數(shù)控機床上的按鈕站一般用：紅色表示停止和急停；綠色表示起動；黑色表示點動；藍色表示復位；另外還有黃、白等顏色，供不同場合使用。二、行程開關(guān)作用：用來控制某些機械部件的運動行程和位置或限位保護。結(jié)構(gòu)：行程開關(guān)是由操作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和外殼等部分成。分類：按結(jié)構(gòu)分為直桿式旋轉(zhuǎn)式單輪旋轉(zhuǎn)式雙輪旋轉(zhuǎn)式二、行程開關(guān)行程開關(guān)結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖(b)示意圖二、行程開關(guān)行程開關(guān)的選擇

在選擇行程開關(guān)時，應根據(jù)被控制電路的特點、要求、生產(chǎn)現(xiàn)場條件和觸點數(shù)量等因素進行考慮。常用的行程開關(guān)有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系列產(chǎn)品。符號常開（動合）觸點常閉（動斷）觸點SQSQ三、接近開關(guān)接近開關(guān)又稱無觸點行程開關(guān)，它是一種非接觸型的檢測裝置。1、作用：可以代替行程開關(guān)完成傳動裝置的位移控制和限位保護，還廣泛用于檢測零件尺寸、測速和快速自動計數(shù)以及加工程序的自動銜接等。2、特點：工作可靠、壽命長、功耗低、重復定位精度高、靈敏度高、頻率響應快以及適應惡劣的工作環(huán)境等。3、分類：按工作原理分為高頻振蕩型電容型永久磁鐵型霍爾效應型三、接近開關(guān)4、高頻振蕩型接近開關(guān)感應頭

高頻振蕩器整形放大器信號輸出金屬體振蕩線圈交變磁場無金屬體接近金屬體接近振蕩器振蕩后，在感應頭的感應面上產(chǎn)生交變磁場，當金屬物體進入高頻振蕩器的線圈磁場（感應頭）時，金屬體內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗，吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以致停振。振蕩與停振兩種不同的狀態(tài)，由整形放大器轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，從而達到檢測有無金屬物的目的。

三、接近開關(guān)5、常用接近開關(guān)：主要系列產(chǎn)品有LJ2、LJ6、LXJ18和35G等系列。6、接近開關(guān)的文字符號及圖形符號a)動合觸點SQb)動斷觸點SQ1.1.3組合開關(guān)常用在機床的控制電路中，作為電源的引入開關(guān)或是自我控制小容量電動機的直接起動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和停止的控制開關(guān)等。組合開關(guān)有單極、雙極和多極之分。組合開關(guān)外形圖由動觸片、靜觸片、轉(zhuǎn)軸、手柄、凸輪、絕緣桿等部件組成。當轉(zhuǎn)動手柄時，每層的動觸片隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，使動觸片分別和靜觸片保持接通和分斷。為了使組合開關(guān)在分斷電流時迅速熄弧，在開關(guān)的轉(zhuǎn)軸上裝有彈簧，能使開關(guān)快速閉合和分斷。組合開關(guān)的圖形符號和文字符號Q（b）三極組合開關(guān)的主要參數(shù)有額定電壓額定電流有10A、25A、60A等極數(shù)Q（a）單極1.1.4、低壓斷路器低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動空氣斷路器，簡稱自動開關(guān)。一、低壓斷路器的作用及分類作用：用于電動機和其他用電設備的電路中，在正常情況下，它可以分斷和接通工作電流；當電路發(fā)生過載、短路、失壓等故障時，它能自動切斷故障電路，有效地保護串接于它后面的電器設備；還可用于不頻繁地接通、分斷負荷的電路，控制電動機的運行和停止。分類：按結(jié)構(gòu)分為框架式（萬能式）塑料外殼式（裝置式）二、低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理鎖鉤

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵連桿裝置釋放彈簧過載脫扣器二、低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理觸點系統(tǒng)和滅弧裝置：用于接通和分斷主電路，為了加強滅弧能力，在主觸點處裝有滅弧裝置。脫扣器是斷路器的感測元件，當電路出現(xiàn)故障時，脫扣器收到信號后，經(jīng)脫扣機構(gòu)動作，使觸點分斷。①欠壓脫扣器②過電流脫扣器③過載脫扣器脫扣機構(gòu)和操作機構(gòu)是斷路器的機械傳動部件，當脫扣結(jié)構(gòu)接收到信號后由斷路器切斷電路。三、低壓斷路器的圖形符號和文字符號QF四、低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓額定電流極數(shù)脫扣器型整定電流范圍分斷能力動作時間等五、低壓斷路器的選用原則1）根據(jù)電氣裝置的要求確定斷路器的類型2）根據(jù)對線路的保護要求確定斷路器的保護形式3）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應大于或等于線路、設備的正常工作電壓和工作電流4）低壓斷路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流5）欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓6）過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載電流1.1.5接觸器一、接觸器的用途和分類用途：用來頻繁接通和斷開電動機或其他負載主電路。是機床電動機主電路中最重要的控制電器。分類：接觸器分為交流接觸器

直流接觸器

二、接觸器的結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng)觸點系統(tǒng)滅弧裝置接觸器結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)由鐵心銜鐵勵磁線圈等幾部分組成

常用的磁路結(jié)構(gòu)

1-銜鐵2-鐵心3-線圈點接觸式:用于電流不大的場合面接觸式:用于電流較大的場合觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有橋式指式:適合于觸頭分合次數(shù)多、電流大的場合觸頭分為主觸頭:用于通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用于通斷電流較小的控制電路。滅弧裝置作用：用來迅速熄滅主觸點在分斷電路時所產(chǎn)生的電弧，保護觸點不受電弧灼傷，并使分斷時間縮短。滅弧措施：（1）機械滅弧（2）磁吹滅?。?）窄縫滅弧（4)柵片滅弧

柵片滅弧1-熄弧柵片2-觸點3-電弧三、接觸器的工作原理當接觸器的勵磁線圈通電后，在銜鐵氣隙處產(chǎn)生電磁吸力，使銜鐵吸合。由于主觸點支持件與銜鐵固定在一起，銜鐵吸合帶動主觸點也閉合，接通主電路。與此同時，銜鐵還帶動輔助觸電動作，使動合觸點閉合，動斷觸點斷開。當線圈斷電或電壓顯著降低時，電磁吸力消失或變小，銜鐵在復位彈簧的作用下打開，使主、輔觸電恢復到原來的狀態(tài)，把電路切斷。四、接觸器的圖形和文字符號KMKMKM

線圈常開（動合）觸頭常閉（動斷）觸頭

KM交流接觸器按使用類別分為12種，使用類別代號和相應典型用途舉例如下：

使用類別代典型用途舉例AC-1無感或微感負載、電阻爐AC-2繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動、分斷AC-3籠型電動機的起動、運轉(zhuǎn)中分斷AC-4籠型電動機的起動、反接制動AC-5a控制放電燈的通斷AC-5b控制白熾燈的通斷AC-6a變壓器的通斷使用類別1.1.6繼電器繼電器是一種利用電流、電壓、時間、溫度等信號的變化來接通或斷開所控制的電路，以實現(xiàn)自動控制或完成保護任務的自動電器。一、中間繼電器中間繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別：接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于機床的控制電路中。二、時間繼電器時間繼電器是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后觸頭才動作的繼電器。適用于定時控制。按工作原理分空氣阻尼式電磁式電動式電子式等。按延時方式分通電延時型斷電延時型數(shù)控機床中一般由計算機軟件實現(xiàn)時間控制。時間繼電器的文字符號和圖形符號a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKT一般線圈符號b)通電延時線圈c)斷電延時線圈d)延時閉合的動斷觸點e)延時斷開的動斷觸點f)延時斷開的動合觸點g)延時閉合的動斷觸點h)瞬時動合觸點i)瞬時動斷觸點1.1.7保護電器滅弧器熔斷器電壓繼電電流繼電器熱繼電器熱繼電器觸點接線柱熱元件導板觸點主電路接線柱電流調(diào)節(jié)凸輪手動復位按鈕(a)外形(b)結(jié)構(gòu)熱繼電器作用及分類熱繼電器是一種利用電流的熱效應來切斷電路的保護電器。專門用來對連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機進行過載及斷相保護，以防電動機過熱而燒毀。按相數(shù)分為兩相熱繼電器三相熱繼電器不帶斷相保護帶斷相保護熱繼電器熱繼電器工作原理：發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其彎曲，推動導板運動，常閉觸點斷開。熱繼電器主要參數(shù)及常用型號主要參數(shù)1.熱繼電器額定電流：指可以安裝的熱元件的最大整定電流2.相數(shù)3.熱元件額定電流：指熱元件的最大整定電流。4.整定電流：指長期通過熱元件而不引起熱繼電器動作的最大電流。按電動機額定電流整定。5.調(diào)節(jié)范圍：是指手動調(diào)節(jié)整定電流的范圍。常用的熱繼電器有JR0、JR14、JR15、JR16、R20等系列。熱繼電器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)可查閱有關(guān)資料。熱繼電器的選擇1）根據(jù)實際要求確定熱繼電器的結(jié)構(gòu)類2）根據(jù)電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號、熱元件的電流等級和整定電流。a)熱元件b)動斷觸點FR電流繼電器根據(jù)輸入電流大小而動作的繼電器。使用時，電流繼電器的線圈和被保護的設備串聯(lián)，其線圈匝數(shù)少而線徑粗、阻抗小、分壓小，不影響電路正常工作。

按用途分為過電流繼電器：當電路發(fā)生短路及過流時立即切斷電路欠電流繼電器：當電路電流過低時立即切斷電路I＞KII＜KIa)過電流繼電器線圈b)欠電流繼電器線圈c)動合觸點d)動斷觸點電壓繼電器根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電器。使用時，電壓繼電器的線圈與負載并聯(lián)，其線圈匝數(shù)多而線徑細。電壓繼電器分過電壓繼電器：起過電壓保護作用欠電壓繼電器：起欠電壓保護作用零電壓繼電器：起零電壓保護作用U＞KVU＜KVa)過電壓繼電器線圈b)欠電壓繼電器線圈c)動合觸點d)動斷觸點熔斷器用于低壓線路中的短路保護。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。FU熔斷器的選擇1.根據(jù)線路的要求、使用場合和安裝條件選擇熔斷器類型。2.熔斷器額定電壓應大于或等于線路的工作電壓。3.熔斷器額定電流應大于或等于所裝熔體的額定電流。4.熔體額定電流的選擇1）電路上、下兩級都裝設熔斷器時，為使兩級保護相互配合良好，兩極熔體額定電流的比值不小于1.6：1。2）用于電爐、照明等電阻性負載的短路保護，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。3）保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計算：IfN≥（1.5～2.5）IN式中：IfN---熔體額定電流；IN---電動機額定電流4）保護多臺異步電動機