第三章数控机床电气控制基础1

1、第三章第三章 数控机床电气控制基础数控机床电气控制基础3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择4重点重点：接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结接触器、继电器、按钮、开关等电器元件的结构、原理、符号和选择方法。构、原理、符号和选择方法。 难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。低压电器定义低压电器定义4定义：定义：交流交流1200V以下、直流以下、直流1500V以下为低压，在此以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器电压范围内使用的电器元件

2、，统称低压电器4作用：作用：4发展方向：发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。合性方向发展。 3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择种类种类名称名称主要品种主要品种用途用途配配电电电电器器刀开关刀开关负荷开关负荷开关熔断器式开关熔断器式开关扳形开关扳形开关主要用于电路的隔离，也能主要用于电路的隔离，也能接通和分断额定电流接通和分断额定电流转换开关转换开关组合开关组合开关换向开关换向开关用于两种以上电源和负载的用于两种以上电源和负载的转换，接通或分断电路转换，接通或分断电路低压断路低压断路

3、器器塑壳式低压断路器塑壳式低压断路器框架式低压断路器框架式低压断路器限流式低压断路器限流式低压断路器漏电保护开关漏电保护开关用于线路过载、短路或欠压用于线路过载、短路或欠压保护，也可用做不频繁接通保护，也可用做不频繁接通和断开电路和断开电路熔断器熔断器无填料式熔断器无填料式熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器快速熔断器快速熔断器自动熔断器自动熔断器用于电器设备的过载和短路用于电器设备的过载和短路保护保护接触器接触器交流接触器交流接触器直流接触器直流接触器用于远距离频繁起动和控制用于远距离频繁起动和控制电动机，接通和分断正常工电动机，接通和分断正常工作的电路作的电路种类种类名称名称主要品种主要品种

4、用途用途控控制制电电器器继电器继电器热继电器热继电器中间继电器中间继电器时间继电器时间继电器电流继电器电流继电器速度继电器速度继电器主要用于控制系统，用做控制其他电器或作主要用于控制系统，用做控制其他电器或作住电路的保护住电路的保护起动器起动器磁力起动器磁力起动器降压起动器降压起动器主要用于电动机的起动和正反转控制主要用于电动机的起动和正反转控制控制器控制器轮控制器轮控制器主令控制器主令控制器主要用于电气设备中转换主电路或励磁回路主要用于电气设备中转换主电路或励磁回路的接法，完成换向和调速的接法，完成换向和调速主令电主令电器器按钮按钮限位开关限位开关万能转换开关万能转换开关微动开关微动开关主要

5、用于接通和分断控制电路主要用于接通和分断控制电路变阻器变阻器励磁变阻器励磁变阻器起动变阻器起动变阻器频敏变阻器频敏变阻器用于发电机及电动机减压起动和调速用于发电机及电动机减压起动和调速电磁铁电磁铁起重电磁铁起重电磁铁牵引电磁铁牵引电磁铁制动电磁铁制动电磁铁用于起重、操纵或牵引机械装置用于起重、操纵或牵引机械装置3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择分类分类41 1按控制作用分类按控制作用分类 （1 1）执行电器）执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、电磁阀、电磁铁。接触器、电磁阀、电磁铁。 （2 2）控制电器）控制电器 用来控制电路的通断。

6、开关、继电器。用来控制电路的通断。开关、继电器。 （3 3）主令电器）主令电器 用来发出信号指令的电器。它的信号用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其他自动电器的动作，指令将通过继电器、接触器和其他自动电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。例如：按钮、主令控制器、转换机械的远距离控制。例如：按钮、主令控制器、转换开关等。开关等。 （4 4）保护电器）保护电器 用来保护电源、电路及用电设备的安用来保护电源、电路及用电设备的安全，使它们免遭损坏。例如：熔断器、热继电器、漏全，使它们免遭损坏。例

7、如：熔断器、热继电器、漏电断路器等。电断路器等。 （5 5）配电电器）配电电器 用于电能的输送和分配的电器。如低用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器等。压断路器、隔离器等。3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择分类分类42 2按动作方式分按动作方式分 4（1 1）自动切换电器）自动切换电器 按照信号或某个物理量的变化而按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。4（2 2）非自动电器）非自动电器 通过人力操作而动作的电器。例如：通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等开关、按钮等 。43 3按动作原理分类按动

8、作原理分类 4（1 1）电磁式电器）电磁式电器 它是根据电磁铁的原理工作的。例它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等。如：接触器、继电器等。4（2 2）非电磁式电器）非电磁式电器 它是依靠外力（人力或机械力）它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等按钮、速度继电器、热继电器等。 3.1 常用控制电气及选择常用控制电气及选择分类分类44 4按在机床中的用途又可分以下三大类：按在机床中的用途又可分以下三大类：4(1)(1)信号及控制电器信号及控制电器 用于发送控制指令及实现机

9、床控用于发送控制指令及实现机床控制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、速度继电器等。速度继电器等。4(2)(2)执行电器执行电器 用于完成传动或实现机床某种动作的电用于完成传动或实现机床某种动作的电器。如：接触器、电磁阀、电磁铁、电磁离合器等。器。如：接触器、电磁阀、电磁铁、电磁离合器等。4(3)(3)保护电器保护电器 用于保护机床控制电路及其用电设备安用于保护机床控制电路及其用电设备安全的电器。如：溶断器、热继电器、过欠电流（压）全的电器。如：溶断

10、器、热继电器、过欠电流（压）继电器等。继电器等。 刀开关俗名闸刀，是一种结构最简单且应用最广泛的手刀开关俗名闸刀，是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，主要用于接通和切断长期工作设备的电源。控低压电器，主要用于接通和切断长期工作设备的电源。是低压配电电器中结构是低压配电电器中结构、的电器。广泛应用于照明电路、小容量的电器。广泛应用于照明电路、小容量（5.5KW5.5KW及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。分类：分类：刀开关按刀开关按分为单级、双极和三级；分为单级、双极和三级；按按分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电分为直接手柄操作式、

11、杠杆操作机构式和电动操作机构式；动操作机构式；按刀开关可按刀开关可转换的方向转换的方向分为分为和和。 刀开关的结构图刀开关的结构图刀开关的图形及文字符号 ：胶盖闸刀开关又称为开启式：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。负荷开关。 ：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于一般应用于和和负荷电路，也可负荷电路，也可以用作以用作15KW15KW以下的电动机的以下的电动机的的控制开的控制开关。关。：熔断器式刀开关即熔断器：熔断器式刀开关即熔断器式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载式隔离开关。是一种以熔断体或带有熔断体的载融件作为动触点的隔离开关。融件作为动触点的隔

12、离开关。胶盖闸刀开关外形结构：胶盖闸刀开关外形结构：图形文字符号：图形文字符号：HK系列胶盖闸刀开关型号的含义系列胶盖闸刀开关型号的含义:图形文字符号：图形文字符号：铁壳开关外形结构铁壳开关外形结构外形结构：外形结构：HR6HR6型系列型系列刀开关的安装与选用刀开关的安装与选用4安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄

13、向电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装，否上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装，否则会因闸刀松动自然落下而误将电源接通。则会因闸刀松动自然落下而误将电源接通。4刀开关的选用刀开关的选用主要考虑回路额定电压、长期工作电流主要考虑回路额定电压、长期工作电流以及短路电流所产生的动热稳定性等因素。刀开关的以及短路电流所产生的动热稳定性等因素。刀开关的额定电流应大于其所控制的最大负荷电流。用于直接额定电流应大于其所控制的最大负荷电流。用于直接起停起停3 kW3 kW及以下的三相异步电动机时，刀开关的额定及以下的三相异步电动机时，刀开关的额定电流必

14、须大于电动机额定电流的电流必须大于电动机额定电流的3 3倍。倍。又称为转换开关，是由多节触点组合而又称为转换开关，是由多节触点组合而成的一种成的一种。是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。平面内向左或向右转动而已。有单级、双极和三级之分。有单级、双极和三级之分。 可以用作电源引入开关、也可以用作可以用作电源引入开关、也可以用作5.5KW5.5KW以下的电动机的直接启动、

15、停止、反转和调以下的电动机的直接启动、停止、反转和调速的控制开关。速的控制开关。a）外形图）外形图 b）内部结构）内部结构 组合开关由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。组合开关由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。换。 组合开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利组合开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流般用于交流3

16、80V380V、直流、直流220V220V，电流，电流100A100A以下的电路中以下的电路中做电源开关。做电源开关。HZ系列组合开关型号的含义：系列组合开关型号的含义： 低压断路器低压断路器又称自动开关或空气开关，是一种集操又称自动开关或空气开关，是一种集操作控制和多种保护功能于一身的电器。它相当于刀开关、作控制和多种保护功能于一身的电器。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。护的电器。主要用于低压动力线路中，用于

17、分断和接通主要用于低压动力线路中，用于分断和接通负荷电路。所以，其被称之为负荷电路。所以，其被称之为。自动开关的原理图1、9弹簧 2触点 3锁键 4搭钩 5轴 6过电流脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11欠电压脱扣器 12双金属片 13电阻丝QF低压断路器的图形符号低压断路器的图形符号4断路器主要由断路器主要由触点系统、操作机构和保护元件触点系统、操作机构和保护元件3部分组部分组成。主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。开关成。主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。开关的脱扣机构是一套连杆装置，有过流脱扣器和欠压脱的脱扣机构是一套连杆装置，有过流脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁。主触点闭合后

18、就被锁钩锁扣器等，它们都是电磁铁。主触点闭合后就被锁钩锁住。住。4在正常情况下，在正常情况下，过流脱扣器过流脱扣器的衔铁是释放着的，一旦的衔铁是释放着的，一旦发生严重过载或短路故障，线圈因流过大电流而产生发生严重过载或短路故障，线圈因流过大电流而产生较大的电磁吸力，把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触较大的电磁吸力，把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起到了过流保护作用。点断开，起到了过流保护作用。4欠压脱扣器欠压脱扣器的工作情况与之相反，正常情况下吸住衔的工作情况与之相反，正常情况下吸住衔铁，主触点闭合，电压严重下降或断电时释放衔铁而铁，主触点闭合，电压严重下降或断电时释放衔铁而使主触点断开，实

19、现了欠压保护。电源电压正常时，使主触点断开，实现了欠压保护。电源电压正常时，必须重新合闸才能工作。必须重新合闸才能工作。锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器衔铁释放衔铁释放连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧自动开关的工作原理（过自动开关的工作原理（过 流）流）正常工作状态正常工作状态过流状态过流状态自动开关的工作原理（欠压）自动开关的工作原理（欠压）正常工作状态正常工作状态欠压状态欠压状态自动开关的型号及其含义自动开关的型号及其含义自自 动动 开开 关关 的的图形、文字符号图形、文字符号A低压断路器的主要技术数据低压断路器的主要技术数据 1-被保护

20、对象的发热特性被保护对象的发热特性 2-低压断路器保护特性低压断路器保护特性按其用途和结构不同分类，主要有按其用途和结构不同分类，主要有。常用的主要是装置式、。常用的主要是装置式、万能式两种。万能式两种。是采用了以微处理器或单片机为核是采用了以微处理器或单片机为核心的智能控制器心的智能控制器( (智能脱扣器智能脱扣器) ) 。有框架式和塑料外壳式两种。有框架式和塑料外壳式两种。 智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的智能化断路器主要用于智能化自动配电系统中的主断路器。主断路器。装置式自动开关外观装置式自动开关外观又称为又称为塑塑壳式壳式自动开关。自动开关。可通过可通过手手动或者电动动或者电

21、动的方式来进行的方式来进行分合闸的操作。分合闸的操作。主要用于主要用于电动机及照明系统的控制、电动机及照明系统的控制、供电线路的保护等。供电线路的保护等。又称为框架式自动开关或又称为框架式自动开关或万能式自动万能式自动。是指以具有是指以具有的框的框架结构架结构将所有构件组成一个整体并具将所有构件组成一个整体并具有多种结构变化方式，能接通、承载以及有多种结构变化方式，能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（如短路）下接通、承的非正常电路条件（如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。载一定时间和分断电流的开关电器。1.天 弧 罩2.开 关 本 体3.抽 屉 座4.合 闸 按 钮5.分 闸 按 钮6.智 能 脱 扣 器7.摇 匀 柄 插 入 位 置8. 连 接 /试 验 /分 离 指 示1.天 弧 罩2.开 关 本 体3.抽 屉 座4.合 闸 按 钮5.分 闸 按 钮6.智 能 脱 扣 器7.摇 匀 柄 插 入 位 置8. 连 接 /试 验 /分 离 指 示根据线路对保护的要求确定低压断路器的类型和保根据线路对保护的要求确定低压断路器的类型和保护形式；护形式；低压断路器的低压断路器的额定电压（电流）额定电压（电流）应等于或大于被保应等于或大于被保护线路的额定电压（电流）；护线路的额定电压（电流）；