1、項(xiàng)目1 數(shù)控機(jī)床電氣控制基礎(chǔ)知識,本章要點(diǎn),數(shù)控機(jī)床常用低壓電器的功能、技術(shù)參數(shù)； 常用低壓電器的圖形文字符號及使用方法； 組成電氣控制線路的基本規(guī)律； 三相異步電動機(jī)基本知識介紹； 數(shù)控機(jī)床電氣原理圖的畫法規(guī)則； 自鎖及正反轉(zhuǎn)控制規(guī)律的典型應(yīng)用。,技能目標(biāo),熟悉數(shù)控機(jī)床常用低壓電器分類和用途; 掌握低壓斷路器、熔斷器、繼電器、接觸器、主令電器圖形與文字符號的使用方法； 掌握電氣原理圖的畫法規(guī)則； 理解數(shù)控機(jī)床電氣控制線路的基本規(guī)律； 掌握三相異步電動機(jī)的啟動和制動控制電路； 通過兩個典型的實(shí)操訓(xùn)練項(xiàng)目來進(jìn)一步理解和掌握理論內(nèi)容。,項(xiàng)目案例導(dǎo)入,在生產(chǎn)上使用三相異步電動機(jī)提供的動力來驅(qū)動各種金

2、屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵設(shè)備。 三相異步電動機(jī)是由各種有觸點(diǎn)的接觸器、按鈕等低壓電器組成的電器控制電路，實(shí)現(xiàn)其啟動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動等控制的。這種控制系統(tǒng)稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 通過三相異步電動機(jī)具有熱過載保護(hù)的控制電路進(jìn)行案例導(dǎo)入。 提示:控制電路中的QS、FU、KM、FR、SB等文字符號的含義及其代表的電器元件的作用是什么？控制電路是怎樣控制主電路工作的？,1.1數(shù)控機(jī)床常用低壓電器,1.1.1 低壓電器概述 1.1.2 低壓斷路器 1.1.3 接觸器 1.1.4 繼電器 1.1.5 熔斷器 1.1.6 主令電器 1.1.7 變壓器,1.1.

3、1低壓電器概述 電器是指對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護(hù)作用的電工器械。 低壓電器指工作在交流50HZ，額定電壓1200V，或直流電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。,1.低壓電器的分類,1.低壓電器的分類,2. 電磁式低壓電器的基本結(jié)構(gòu),1.1.2 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)。,低壓斷路器的外形圖,低壓斷路器的圖形及文字符號,返回,1.低壓斷路器的作用和分類,作用:用于電動機(jī)和其他用電設(shè)備的電路中，在正常情況下，它可以分?jǐn)嗪徒油üぷ麟娏?；?dāng)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

4、效地保護(hù)串接于它后面的電器設(shè)備；還可用于不頻繁地接通、分?jǐn)嘭?fù)荷的電路，控制電動機(jī)的運(yùn)行和停止。 分類：框架式（萬能式） 塑料外殼式（裝置式）,2.低壓斷路器的工作原理示意圖,3.低壓斷路器的工作過程,低壓斷路器的主觸點(diǎn)靠操作機(jī)構(gòu)手動或電動合閘的。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)的鎖鉤將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過流脫扣器的的線圈和過載脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，欠壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路時，過流脫扣器的銜鐵被吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)的鎖鉤脫開，主觸點(diǎn)斷開。當(dāng)電路過載時，過載脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片彎曲，推動自由脫扣機(jī)構(gòu)動作。當(dāng)電路欠電壓時，欠壓脫扣器的銜鐵被釋放，也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作。使

5、斷路器觸點(diǎn)分離，從而在過流與零壓、欠壓時保證了電路及電路中設(shè)備的安全。,返回,1.1.3接觸器,用來頻繁接通和斷開電動機(jī)或其他負(fù)載主電路。是機(jī)床電動機(jī)主電路中最重要的控制電器。通常分為交流接觸器和直流接觸器。,接觸器外形圖 圖形符號與文字符號,返回,1.接觸器的工作原理,當(dāng)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(diǎn)支持件與銜鐵固定在一起，銜鐵吸合帶動主觸點(diǎn)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(diǎn)閉合，動斷觸點(diǎn)斷開。 當(dāng)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(fù)位彈簧的作用下打開，使主、輔觸電恢復(fù)到原來的狀態(tài)，把電路切斷。,2.交

6、流接觸器,交流接觸器用于遠(yuǎn)距離控制電壓至380V，電流至600A的交流電路，以及頻繁起動和控制交流電動機(jī)的控制電器。 常用的交流接觸器產(chǎn)品，國內(nèi)有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)的有B系列、3TB、3TD、LCD等系列。 CJ20系列交流接觸器的主觸點(diǎn)均做成三極，輔助觸點(diǎn)則為兩動合兩動斷形式。此系列交流接觸器常用于控制籠型電動機(jī)的起動和運(yùn)轉(zhuǎn)。,3.直流接觸器,直流接觸器與交流接觸器的工作原理相同。結(jié)構(gòu)也基本相同，不同之處是，鐵心線圈通以直流電，不會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。為方便加工，鐵心由整塊軟鋼制成。為使線圈散熱良好，通常

7、將線圈繞制成長而薄的圓筒型，與鐵心直接接觸，易于散熱。 常用的直流接觸器有：CZ0、CZ18等系列。,4.接觸器的選用,控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。 接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致。 主觸點(diǎn)額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓。 主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電流。 吸引線圈電流種類和額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85%及以上時應(yīng)能可靠吸合。 接觸器的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)滿足控制系統(tǒng)的要求。,返回,1.1.4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(shí)現(xiàn)自動控制或完成保護(hù)任務(wù)的自

8、動電器。繼電器和接觸器的工作原理一樣，主要區(qū)別在于，接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流，而繼電器的觸點(diǎn)只能通過小電流。所以繼電器只能用于控制電路中。,返回,1.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(fù)載并聯(lián)，其線圈匝數(shù)多而線徑細(xì)。,電壓繼電器分,過電壓繼電器：起過電壓保護(hù)作用 欠電壓繼電器：起欠電壓保護(hù)作用 零電壓繼電器：起零電壓保護(hù)作用,2.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(hù)的設(shè)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。,a)過電流繼電器線圈 b)欠電流繼電器線圈 c)動合觸點(diǎn) d)動斷觸點(diǎn),3.

9、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(diǎn)可以通過大電流； 繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于機(jī)床的控制電路中。,4.熱繼電器,熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護(hù)電器。專門用來對連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防電動機(jī)過熱而燒毀。按相數(shù)分為兩相熱繼電器和三相熱繼電器。 熱繼電器工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)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(dǎo)板運(yùn)動，常 閉觸點(diǎn)斷開。,熱繼電器的由熱元件、觸點(diǎn)系統(tǒng)、動作機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)、整定電流裝置和溫度補(bǔ)償元件等器件

10、組成。,熱繼電器主要參數(shù)及常用型號,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(shí)際要求確定熱繼電器的結(jié)構(gòu)類 2）根據(jù)電動機(jī)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。,返回,5.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。,數(shù)控機(jī)床中一般由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)時間控制。,時間繼電器的文字符號和圖形符號,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(diǎn) e) 延時斷開的動斷觸點(diǎn) f) 延時斷開的動合

11、觸點(diǎn) g) 延時閉合的動斷觸點(diǎn) h) 瞬時動合觸點(diǎn) i) 瞬時動斷觸點(diǎn),返回,1.1.5 熔斷器,用于低壓線路中的短路保護(hù)。 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。,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(yīng)大于或等于線路的工作電壓。 3.熔斷器額定電流應(yīng)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(shè)熔斷器時，為使兩級保護(hù)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(fù)載的短路保護(hù)，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。 3）保護(hù)一臺異步電

12、動機(jī)時，考慮電動機(jī)沖擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計(jì)算： IfN（1.52.5）IN 式中：IfN-熔體額定電流；IN-電動機(jī)額定電流 4）保護(hù)多臺異步電動機(jī)時，若各臺電動機(jī)不同時起動，則應(yīng)按下式計(jì)算：IfN（1.52.5）INmax+ IN,返回,1.1.6 主令電器,1.控制按鈕,按鈕的選擇應(yīng)根據(jù)使用場合、控制電路所需觸點(diǎn)數(shù)目及 按鈕顏色等要求選用。,2.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(jī)械撞擊。,行程開關(guān)的選擇,在選擇行程開關(guān)時，應(yīng)根據(jù)被控制電路的特點(diǎn)、要求、生產(chǎn)現(xiàn)場條件和觸點(diǎn)數(shù)量等因素進(jìn)行考慮。 常用的行程開關(guān)有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系列產(chǎn)品。,3

13、、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,3、組合開關(guān),常用在機(jī)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(jī)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)示意圖,由動觸片、靜觸片、轉(zhuǎn)軸、手柄、凸輪、絕緣桿等部件組成。當(dāng)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?jǐn)唷榱耸菇M合開關(guān)在分?jǐn)嚯娏鲿r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?jǐn)唷?返回,1.1.7 變壓器,作用：將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電

14、壓。 1、機(jī)床控制變壓器 適用于50HZ60HZ，輸入電壓不超過交流600V的電路，常作為各類機(jī)床機(jī)械設(shè)備中一般電器的控制電源 和步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器，局部照明及指示燈的電源。 2、三相變壓器 在三相交流系統(tǒng)中，三相電壓的變換一般采用三相變壓器來實(shí)現(xiàn)。 在數(shù)控機(jī)床中三相變壓器主要是給伺服系統(tǒng)供電。,變壓器,3、變壓器的選擇 機(jī)床常用控制變壓器型號有：JBK系列，BK系列等。 變壓器主要參數(shù)有：初級電壓；次級電壓。 1）根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況選擇初級額定電壓U1，再選擇次級額定電壓U2，U3。 2）根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，確定各次級繞組額定電流I1、I2，一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大于或等于額定負(fù)載電流。 3）次

15、級額定容量由總?cè)萘看_定?？?cè)萘克惴ǎ篜2=U2I2+U3I3+U4I4+,返回,1.2 數(shù)控機(jī)床電氣控制原理圖,1.2.1 電氣原理圖 1.2.2 電氣元件布置圖及安裝接線圖,1.2.1 電氣原理圖,電氣控制系統(tǒng)圖：指根據(jù)國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的電氣符號、圖線來表示系統(tǒng)中各電氣設(shè)備、裝置、元器件的連接關(guān)系的電氣工程圖。 電氣控制系統(tǒng)圖包括： 1、電氣原理圖 2、電器元件布置圖 3、電氣安裝接線圖 電氣原理圖：表示電流從電源到負(fù)載的傳送情況和各電氣元件的動作原理及相互關(guān)系，而不考慮各電器元件實(shí)際安裝的位置和實(shí)際連線情況。,1.文字符號與圖形符號,(1)文字符號 用來表示電氣設(shè)備、裝置、元器件的

16、名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。例如， FR表示熱繼電器。 (2)圖形符號 用來表示一臺設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。例如，“”表示交流，表示電阻等。 國家電氣圖用符號標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728規(guī)定了電氣簡圖中圖形符號的畫法，該標(biāo)準(zhǔn)及國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T6988于1997年1月1日正式開始執(zhí)行。,2.電氣原理圖繪制規(guī)則,電路圖應(yīng)按主電路、控制電路、照明電路、信號電路分開繪制。直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線（N）和保護(hù)接地線（PE）放在相線之下。主電路與電源電路垂直畫出。控制電路與信號電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號

17、燈等）直接與下方水平線連接。控制觸點(diǎn)連接在上方水平線與耗電元件之間。 當(dāng)圖形垂直放置時，各元器件觸點(diǎn)圖形符號以“左開右閉”繪制。當(dāng)圖形為水平放置時以“上閉下開” 繪制。,電氣原理圖繪制規(guī)則,主電路用粗線條畫在左邊；控制電路用細(xì)線條畫在右邊 。 電器元件，采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。 需要測試和拆、接外部引線的端子，應(yīng)用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點(diǎn)用“實(shí)心圓”表示。 同一電器元件的各部件可不畫在一起，但文字符號要相同。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字符號的下標(biāo)，如KM1、KM2等。 所有按鈕、觸點(diǎn)均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出。 控制電路的分支

18、電路，原則上按動作順序和信號流自上而下或自左至右的原則繪制。,普通車床電氣原理圖,3.符號位置的索引,元件的相關(guān)觸點(diǎn)位置的索引用圖號、頁次和區(qū)號組合表示。,符號位置的索引,接觸器和繼電器的觸點(diǎn)位置可采用附圖的方式表示。,4.電氣識圖方法與步驟,識圖方法 (1)結(jié)合電工基礎(chǔ)知識識圖 在掌握電工基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確、迅速地識別電氣圖。如改變電動機(jī)電源相序，即可改變其的旋轉(zhuǎn)方向的控制。 (2)結(jié)合典型電路識圖 典型電路就是常見的基本電路，如電動機(jī)的起動、制動、順序控制等。不管多復(fù)雜的電路，幾乎都是由若干基本電路組成的。因此，熟悉各種典型電路，是看懂較復(fù)雜電氣圖的基礎(chǔ)。 (3) 結(jié)合制圖要求識圖 在繪制電氣圖時，為了加強(qiáng)圖紙的規(guī)范性、通用性和示意性，必須遵循一些規(guī)則和要求，利用這些制圖的知識能夠準(zhǔn)確地識圖。,電氣識圖方法與步驟,識圖步驟 (1)準(zhǔn)備：了解生產(chǎn)過程和工藝對電路提出