第1章 机床常用低压电器

1、机床电气控制机床电气控制机床电气控制技术机床电气控制技术普通机床普通机床数控机床数控机床机床的种类：机床的种类：机床电气控制技术机床电气控制技术普通机床普通机床继电器-接触器控制PLC控制数控机床数控机床机床动作的控制方式机床动作的控制方式NC控制+ +主要内容主要内容1 1、常用低压电器。、常用低压电器。2 2、基本电气控制电路。、基本电气控制电路。3 3、机床电气控制电路分析与设计。、机床电气控制电路分析与设计。4 4、S7-200 PLCS7-200 PLC的硬件系统配置与的硬件系统配置与STEP7STEP7软件编程。软件编程。5 5、机床控制系统的、机床控制系统的PLCPLC设计。设计

2、。机床电气控制技术机床电气控制技术主要要求主要要求1 1、熟悉常用的低压电器结构、原理、型号规格并能熟悉常用的低压电器结构、原理、型号规格并能正确选用；正确选用；2 2、掌握继电器掌握继电器- -接触器控制电路基本环节；接触器控制电路基本环节；3 3、掌握常用机床电气控制电路的工作原理与分析方掌握常用机床电气控制电路的工作原理与分析方法；法；4 4、掌握可编程序控制器（掌握可编程序控制器（PLCPLC）的设计方法；）的设计方法；5 5、运用、运用PLCPLC进行自动控制系统开发；进行自动控制系统开发；6 6、运用运用PLCPLC技术改造常用机床电气控制电路技术改造常用机床电气控制电路。机床电气

3、控制技术机床电气控制技术主要学习方法主要学习方法实践、实践、再实践实践、实践、再实践! !机床电气控制技术机床电气控制技术第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.1 电器的基本知识n电器定义电器定义 能根据能根据操作信号或外界信号操作信号或外界信号（机械力、电（机械力、电动力和其它物理量），自动或手动动力和其它物理量），自动或手动接通和断接通和断开电路开电路，从而连续或断续地改变，从而连续或断续地改变电路参数或电路参数或状态状态，实现对电路或用电设备的切换、控制，实现对电路或用电设备的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气元件或、保护、检测、变换和调节用的电气元件或设备。设备

4、。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n电器的分类电器的分类（1 1）按电压高低分类）按电压高低分类l 高压电器高压电器：工作电压高于交流电压工作电压高于交流电压1200V1200V或直流电压或直流电压1500V1500V的各种电器。的各种电器。 例如：高压断路器、隔离开关、电抗器、电压互感器、电流例如：高压断路器、隔离开关、电抗器、电压互感器、电流互感器互感器、避雷针、避雷针等。等。l 低压电器低压电器：工作电压在交流电压工作电压在交流电压1200V1200V或直流电压或直流电压1500V1500V以以下的各种电器。下的各种电器。 例如：接触器、起动器、自动开关、熔断器、继电器

5、、主例如：接触器、起动器、自动开关、熔断器、继电器、主令电器等。令电器等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n电器的分类电器的分类（2 2）按）按控制作用控制作用分类分类l 主令电器主令电器：用来发出信号指令的电器。例如：按扭、主令控用来发出信号指令的电器。例如：按扭、主令控制器、转换开关等。制器、转换开关等。l 配电电器配电电器：用来电能的输送和分配的电器。例如：开关、低用来电能的输送和分配的电器。例如：开关、低压断路器、隔离器等。压断路器、隔离器等。l 执行电器执行电器：用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、电磁阀、电磁铁。电磁

6、阀、电磁铁。l 控制电器控制电器：用来控制电路的通断。例如：继电器。用来控制电路的通断。例如：继电器。l 保护电器保护电器：用来保护电源、电路及用电设备的安全，使它们用来保护电源、电路及用电设备的安全，使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电器、过（欠）电流（压）继电器、漏电保护器等。热继电器、过（欠）电流（压）继电器、漏电保护器等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n电器的分类电器的分类（3 3）按）按操作方式操作方式分类分类l 手动电器手动电器：通过人力操作而动作的电器。例如：刀开关、隔通过人力操作

7、而动作的电器。例如：刀开关、隔离开关、按钮开关等。离开关、按钮开关等。l 自动电器自动电器：按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：高、低压断路器、接触器、继电器等。例如：高、低压断路器、接触器、继电器等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n电器的分类电器的分类（4 4）按动作原理分类）按动作原理分类l 电磁式电器电磁式电器：根据电磁铁的原理来工作。例如：接触器、继根据电磁铁的原理来工作。例如：接触器、继电器等。电器等。l 非电磁式电器非电磁式电器：依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变

8、化而动作的电器。例如：按钮、行程开关、速度继电器、变化而动作的电器。例如：按钮、行程开关、速度继电器、热继电器等。热继电器等。电磁式电器电磁式电器组成组成检测检测部分执执行部分电磁式电器电磁式电器1铁芯 2线圈 3衔铁 4静触点5动触点 6触点弹簧 7释放弹簧 电磁式电器工作原理示意图 电磁式电器电磁式电器u电磁电磁机构机构（a）衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯 （b）衔铁沿轴转动的拍合式铁芯 （c）衔铁直线运动的双E形直动式铁芯v工作原理：工作原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。磁力，将衔铁

9、吸向铁芯。交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。电磁式电器电磁式电器p电磁吸力数学描述电磁吸力数学描述恒值SBF27810u（b b）线圈通以交流电）线圈通以交流电n 电磁吸力：电磁吸力：u（a a）线圈通以直流电的电磁机构）线圈通以直流电的电磁机构l B-B-气隙磁感应强度气隙磁感应强度l S-S-

10、磁极截面积磁极截面积n 反力：反力：由释放弹簧和触点弹簧产生由释放弹簧和触点弹簧产生变值tSsinBF22m8107电磁式电器电磁式电器p吸力与反力特性吸力与反力特性在在1 12 2的区域内，反力的区域内，反力随气隙减小略有增大。到达随气隙减小略有增大。到达2 2位置时，动触点开始与静位置时，动触点开始与静触点接触，这时触点上的初压触点接触，这时触点上的初压力作用到衔铁上，反力骤增，力作用到衔铁上，反力骤增，曲线突变。其后在曲线突变。其后在2 2到到0 0的区的区域内，气隙越小，触点压得越域内，气隙越小，触点压得越紧，反力越大，线段较紧，反力越大，线段较1 12 2段陡。段陡。电磁衔铁可靠吸合

11、电磁衔铁可靠吸合：吸力吸力 反力反力直流电磁机构的吸力直流电磁机构的吸力交流电磁机构的吸力交流电磁机构的吸力反力反力气隙厚度气隙厚度力力电磁式电器电磁式电器u触点系统触点系统v触点是触点电器的执行机构，它在衔铁的带动下起触点是触点电器的执行机构，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。一般采用铜材料制成接通和分断电路的作用。一般采用铜材料制成, ,对于对于小容量电器常用银质材料制成小容量电器常用银质材料制成结构形式：结构形式：桥式触点和指形触点桥式触点和指形触点触点的接触形式：触点的接触形式：点接触点接触( (小电流小电流) )、线接触、线接触( (接通频接通频繁繁) )和面接触和面接触( (

12、大电流大电流) )(a)(a)桥式点触点桥式点触点 (b) (b) 桥式面触点桥式面触点 (c)(c)指形线触点指形线触点电磁式电器电磁式电器u触点系统触点系统触点的分类：触点的分类：l 按触点的运动情况：按触点的运动情况：动触点和静触点动触点和静触点l 按触点的职能：按触点的职能：主触点和辅助触点主触点和辅助触点l 按触点的状态：按触点的状态：常开触点和常闭触点常开触点和常闭触点常开触点：线圈通电时处于闭合状态，线圈断电时处于断开状态。常闭触点：线圈断电时处于闭合状态，线圈通电时处于断开状态。电磁式电器电磁式电器u灭弧系统灭弧系统l 电弧电弧：开关触点在大气中断开电路时，如果电开关触点在大气

13、中断开电路时，如果电路的电流超过路的电流超过0.250.251A1A，电路断开后加在触点，电路断开后加在触点间的电压超过间的电压超过121220V20V，则在触点间隙（又称，则在触点间隙（又称弧隙）中便会产生一团温度极高、发出强光和弧隙）中便会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体。能够导电的近似圆柱形的气体。l电弧电弧的本质：的本质：实际上一种气体放电现象。实际上一种气体放电现象。l 电弧的危害电弧的危害（1 1）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故）电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间，加重了电力系统短路故障的危害。障的危害。（2 2）电弧

14、产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气）电弧产生的高温，将使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料。对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险。设备还可能引起着火、爆炸等危险。（3 3）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或）由于电弧在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起事故的扩大。引起事故的扩大。电磁式电器电磁式电器u灭弧系统灭弧系统l 灭弧方法灭弧方法：采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计的。干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计的。

15、常见的灭弧方法有常见的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧、电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧、灭弧罩灭弧罩等几种。等几种。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2 1.2 主令电器主令电器 主令电器是在自动控制系统中发出指令或主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，主要用来控制接触器、继电器或信号的电器，主要用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。控制生产机械的目的。控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚

16、踏开开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、旋钮开关、紧急开关）关、旋钮开关、紧急开关）等。等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮）（a a） 按钮外形按钮外形 (b) (b) 按钮结构示意图按钮结构示意图按钮外形与结构示意图按钮外形与结构示意图1-1-按钮帽按钮帽 2-2-复位弹簧复位弹簧 3-3-动触点动触点 4-4-常闭静触点常闭静触点 5-5-常开静触点常开静触点p 原理：原理： 动触点下移，先断开常闭触点，后接通常开触点动触点下移，先断开常闭触点，后接通常开触点 动触点上移，先断开常开触点，后接通常闭触点动触点

17、上移，先断开常开触点，后接通常闭触点第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮）p作用：作用：发布命令、机械联锁发布命令、机械联锁第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮）p种类：种类： 颜色颜色含义含义说明说明应用示例应用示例红红紧急紧急危险或紧急情况时操作危险或紧急情况时操作急停急停黄黄异常异常异常情况时操作异常情况时操作干预、制止异常情况；干预、干预、制止异常情况；干预、重新启动中断了的自动循环重新启动中断了的自动循环绿绿安全安全安全情况或为正常情况准备时操作安全

18、情况或为正常情况准备时操作启动启动/ /接通接通蓝蓝强制强制性的性的要求强扭动作情况下的操作要求强扭动作情况下的操作复位功能复位功能白白未赋未赋予特予特定含定含义义除急停以外的一般功能的启动除急停以外的一般功能的启动启动启动/ /接通（优先）接通（优先） 停止停止/ /断断开开灰灰启动启动/ /接通接通 停止停止/ /断开断开黑黑启动启动/ /接通接通 停止停止/ /断开（优断开（优先）先）第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p按钮的图形和文字符号：按钮的图形和文字符号：（a a）启动按钮（常开按钮）（）启动按钮（常开按钮）（b b）停止按钮（常闭按钮）停止按钮（常闭按钮） （c

19、 c） 复合按钮复合按钮 （d d）急停按钮）急停按钮 （e e） 钥匙操作按钮钥匙操作按钮SBSB（a a）（b b）（c c） （d d）（e e） 第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p型号：型号：按钮类型按钮类型字母含义：字母含义：AA按钮；按钮；K K开启式；开启式；S S防水式；防水式；H H保护式；保护式；F F防腐式；防腐式；J J紧急式；紧急式；X X旋钮式；旋钮式；Y Y钥匙式；钥匙式；D D带指示灯式；带指示灯式；DJDJ紧急式带指示灯。紧急式带指示灯。 生产机械常用主令电器有生产机械常用主令电器有LA2LA2、LA10LA10、LA18LA18、LA19L

20、A19、LA20LA20等系列等系列L L主令电器主令电器按钮类型按钮类型设计序号设计序号结构形式结构形式常闭触点数目常闭触点数目常开触点数目常开触点数目第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关 行程开关又称限位开关或位置开关，是一行程开关又称限位开关或位置开关，是一种利用生产机械某些运动部件对开关操作机种利用生产机械某些运动部件对开关操作机构的碰撞而使触点动作，发出控制信号的主构的碰撞而使触点动作，发出控制信号的主令电器。主要用来控制生产机械的运动方向令电器。主要用来控制生产机械的运动方向、行程及位置保护。、行程及位置保护。第第1 1章章

21、机床常用低压电器机床常用低压电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关p种类种类: : （a a）直动式行程开关）直动式行程开关 (b) (b)滚轮式行程开关滚轮式行程开关 (c) (c)微动式行程开关微动式行程开关1-1-顶杆顶杆 2-2-弹簧弹簧 3-3-动断动断触点触点 4-4-触点弹簧触点弹簧 5-5-动动合触点合触点1-1-滚轮滚轮 2-2-上转臂上转臂 3-3-盘盘形弹簧形弹簧 4-4-推杆推杆 5-5-小滚小滚轮轮 6-6-操纵杆操纵杆 7-7-压缩弹压缩弹簧簧 8-8-左右弹簧左右弹簧 1-1-推杆推杆 2-2-弹簧弹簧 3-3-动合触点动合触点 4-4-动断触点动断触点

22、 5-5-压缩弹簧压缩弹簧第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p行程开关的图形和文字符号行程开关的图形和文字符号: :（a a）常开触点）常开触点 (b) (b)常闭触点常闭触点 (c) (c)复合触点复合触点第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p行程开关的行程开关的型号型号: : 常用行程开关有常用行程开关有LX19LX19系列和系列和JLXK1JLXK1系列系列。L L主令电器主令电器行程开关行程开关设计序号设计序号1-1-自动复位；自动复位；2-2-不能自动复合不能自动

23、复合0-0-仅有径向传动杆；仅有径向传动杆；1-1-滚轮装在传动杆外侧；滚轮装在传动杆外侧；2-2-滚轮装在传动杆内侧；滚轮装在传动杆内侧；3-3-滚轮装在传动杆凹槽内侧滚轮装在传动杆凹槽内侧X X0-0-无滚轮；无滚轮；1-1-单滚轮；单滚轮；2-2-双滚轮；双滚轮；3-3-直动双滚轮；直动双滚轮；4-4-直动带滚轮直动带滚轮X X行程开关行程开关快速快速设计序号设计序号常闭触点数常闭触点数常开触点数常开触点数K K1-1-单滚轮；单滚轮；2-2-双滚轮；双滚轮；3-3-直动，无滚轮；直动，无滚轮；4-4-直动，带滚轮直动，带滚轮1 1L L主令电器主令电器J J机床电器机床电器第第1 1章

24、章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 接近开关又称作无触点行程开关，当某种接近开关又称作无触点行程开关，当某种物体与之接近到一定距离时就发出动作信号，物体与之接近到一定距离时就发出动作信号，它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化来获取信号。来获取信号。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关p种类：种类： 接近开关按其工作原理分有：高频振荡型、电容型、感应接近开关按其工作原理分有：高

25、频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最为常用。为常用。 第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关p电感式接近开关工作原理电感式接近开关工作原理: :p 电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡，在

26、金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。件，从而达到非接触式之检测目的。被测金属物体被测金属物体检测距离检测距离高频高频振荡振荡电路电路整形整形检波检波信号信号处理处理开关量开关量输出输出感应磁罐感应磁罐第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关p电电容容式接近开关工作原理式接近开关工作原理p 电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成，很象电容式接近开关的感应面由两个同轴

27、金属电极构成，很象“打开的打开的”电容器电电容器电极，该两个电极构成一个电容，串接在极，该两个电极构成一个电容，串接在RCRC振荡回路内。振荡回路内。 电源接通时，电源接通时，RCRC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最

28、大的动作距离，对非金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。越大。被测电容量被测电容量 振荡振荡电路电路F/VF/V变换变换信号信号处理处理开关量开关量输出输出 感应电极感应电极 被测物体被测物体具备屏蔽罐具备屏蔽罐第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关p霍尔式霍尔式接近开关工作原理接近开关工作原理p 霍尔效应：当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，霍尔效应

29、：当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势位差值称为霍尔电势U U，其表达式为，其表达式为U=KIB/dU=KIB/d。p 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而而使开关内部

30、电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关 光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，是另一种类型的非光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，是另一种类型的非接触式检测装置，它是应用光电效应原理的制作而成的一种电子设备。它接触式检测装置，它是应用光电效应原理的制作而成的一种电子设备。它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物是利用被检测物对光束的遮挡或反射，

31、由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关p 工作原理：工作原理：光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。外线光波型。第第1 1章章 机床常用低压电器机床

32、常用低压电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关p 工作原理：工作原理：光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。外线光波型。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关p 光电开关图形及文字符号光电开关图形及文字符号SP第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2.4 1.2.4 转

33、换开关转换开关 转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。转换开转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。转换开关具有多触点、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装关具有多触点、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁起动和停止的控制开关。起动和停止的控制开关。包括：组合开关、万能转换开关等包括：组合开关、万能转换开关等第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.2

34、.4 1.2.4 转换开关转换开关 1. 1.组合组合开关开关组合开关实质上也是一种组合开关实质上也是一种特殊的刀开关，与刀开关的操特殊的刀开关，与刀开关的操作不同，它是在平行于安装面作不同，它是在平行于安装面的平面内向左或向右转动操作的平面内向左或向右转动操作。在电气控制线路中，组合在电气控制线路中，组合开关常被作为电源引入的开关开关常被作为电源引入的开关，也可以用作不频繁地接通和，也可以用作不频繁地接通和断开电路、接换电源和负载，断开电路、接换电源和负载，以及控制以及控制5kw5kw以下的小容量电以下的小容量电动机的正反转和星形或三角形动机的正反转和星形或三角形起动等。起动等。第第1 1章

35、章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 组合开关图形及文字符号：组合开关图形及文字符号：p 型号：型号： (a) (a)用作电源开关用作电源开关 (b) (b) 用作控制开关用作控制开关第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 2.2.万能转换万能转换开关开关 万能转换开由多组相同结构的开关元件叠装而成，它由操作机构万能转换开由多组相同结构的开关元件叠装而成，它由操作机构、定位装置、触点、接触系统、转轴、手柄等部件组成。它具有更多操、定位装置、触点、接触系统、转轴、手柄等部件组成。它具有更多操作位置和触点，能够连接多个电路的一种手动控制主令电器。由于它的作位置和触点，能够连接多个电路

36、的一种手动控制主令电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，所以能适应复杂线路的要求。档位多、触点多，可控制多个电路，所以能适应复杂线路的要求。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 万能转换开关图表及文字符号：万能转换开关图表及文字符号： SASA第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 万能转换万能转换开关开关型号：型号：第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.3 1.3 配电电器配电电器用来电能的输送和分配的电器。例如：用来电能的输送和分配的电器。例如：刀刀开关、低压断路器、隔离器等。开关、低压断路器、隔离器等。1.3.1 1.3.1 刀刀开关

37、开关 开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于、容量小于7.5KW7.5KW的异步电动机。的异步电动机。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.3.1 1.3.1 刀刀开关开关 按刀数可分为单极、双极和三极。单极一般适用于控按刀数可分为单极、双极和三极。单极一般适用于控制制220V220V的照明回路；双极适用于的照明回路；双极适用于220V220V的插座回路；三极适用于的插座回路；

38、三极适用于380V380V的动力回路。的动力回路。 胶盖瓷底刀开关的结构胶盖瓷底刀开关的结构1 1出线盒出线盒 2 2熔丝熔丝 3 3动触点动触点 4 4手柄手柄 5 5静触点静触点 6 6电源进线座电源进线座 7 7瓷座瓷座 8 8胶盖胶盖 9 9接用电器接用电器第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 刀刀开关开关图形及文字符号：图形及文字符号：p 刀刀开关开关型号：型号： (a)(a)单极单极 (b) (b)双极双极 (c) (c)三极三极第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.3.2 1.3.2 低压断路器低压断路器 低压断路器又称自动空气开关，用于分配电能、

39、不频繁地低压断路器又称自动空气开关，用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。 第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.3.2 1.3.2 低压断路器低压断路器n 低压断路器由触点、灭弧系统和各种脱扣器等组成。低压断路器由触点、灭弧系统和各种脱扣器等组成。（若（若以空气为灭弧介质的称为空气断路器或空气开关）以空气为灭弧介质

40、的称为空气断路器或空气开关）n 脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括过电流过电流脱扣器脱扣器（作作过载与过载与短路保护）、短路保护）、热脱扣器热脱扣器（作过载保护）、（作过载保护）、失压脱失压脱扣器扣器等种类。等种类。 第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 低压断路器工作原理：低压断路器工作原理： 过电流脱扣器过电流脱扣器的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流增大，线圈磁场的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流增大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机构动作，断开主触点，分断主电路而起到短路保护作用。增强，吸动衔铁，使操作

41、机构动作，断开主触点，分断主电路而起到短路保护作用。 热脱扣器热脱扣器是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。当电路过载时，过是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。当电路过载时，过载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶动自动操作机构动作，断开主触点载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶动自动操作机构动作，断开主触点，切断主电路而起过载保护作用。，切断主电路而起过载保护作用。 欠电压脱扣器：欠电压脱扣器：当电源电压在额定电压时，欠电压脱扣器产生的磁力足以将衔铁吸合，当电源电压在额定电压时，欠电压脱扣器产生的磁力足以将衔铁吸合，使断路器保持在合闸状态。当电

42、源电压下降到低于额定电压或降为零时，在弹簧的作用使断路器保持在合闸状态。当电源电压下降到低于额定电压或降为零时，在弹簧的作用下衔铁释放，搭钩动作而切断电压。下衔铁释放，搭钩动作而切断电压。 1 1、9 9弹簧弹簧 2 2触点触点 3 3锁键锁键 4 4搭钩搭钩 5 5轴轴 6 6过电流脱扣器过电流脱扣器 7 7杠杆杠杆 8 8、1010衔铁衔铁 11 11欠电压脱扣器欠电压脱扣器 1212 双金属片双金属片 13 13电阻丝电阻丝 电磁脱扣器电磁脱扣器（过电流脱扣器过电流脱扣器）热热脱扣器脱扣器欠电压欠电压脱扣器脱扣器第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 低压断路器图形及文字符

43、号：低压断路器图形及文字符号： 第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 低压断路器型号：低压断路器型号：主要有主要有DZ15DZ15、DZ20DZ20、DZ47DZ47系列系列 DZ47-60DZ47-60第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.4 1.4 执行电器执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：接用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、电磁阀、电磁铁。触器、电磁阀、电磁铁。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.4.1 1.4.1 接触器接触器 接触器是一种用于频繁地接通或断开主电接触器是一种用于频繁地接通或断开主电路或大容量控制电路的

44、自动切换电器。它主要路或大容量控制电路的自动切换电器。它主要应用于电力、配电与用电。接触器通常分为交应用于电力、配电与用电。接触器通常分为交流接触器和直流接触器。流接触器和直流接触器。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 接触器接触器结构：结构： 交流接触器主要由电磁机构、交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置、反力装置、触点系统、灭弧装置、反力装置、支架与底座等五大部分组成。支架与底座等五大部分组成。1-1-垫毡垫毡 2- 2-触点弹簧触点弹簧 3- 3-灭灭弧罩弧罩 4- 4-触点压力簧片触点压力簧片 5- 5-动触点动触点 6- 6-静触点静触点 7- 7-衔铁衔铁

45、 8-8-缓冲弹簧缓冲弹簧 9- 9-电磁线圈电磁线圈 10-10-铁心铁心第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 接触器接触器工作原理：工作原理： 当电磁线圈通电后，铁心被磁化当电磁线圈通电后，铁心被磁化产生磁通。由此在衔铁气隙处产生电产生磁通。由此在衔铁气隙处产生电磁力将衔铁吸合，主触点在衔铁的带磁力将衔铁吸合，主触点在衔铁的带动下闭合，接通主电路。同时衔铁还动下闭合，接通主电路。同时衔铁还带动辅助触点动作，动断辅助触点首带动辅助触点动作，动断辅助触点首先断开，接着动合辅助触点闭合。当先断开，接着动合辅助触点闭合。当电磁线圈失电或电压显著降低后，吸电磁线圈失电或电压显著降低后

46、，吸力消失或减弱（小于反力），在反力力消失或减弱（小于反力），在反力弹簧的作用下衔铁释放，主触点、辅弹簧的作用下衔铁释放，主触点、辅助触点又恢复到原来的状态。助触点又恢复到原来的状态。1-1-垫毡垫毡 2- 2-触点弹簧触点弹簧 3- 3-灭弧罩灭弧罩 4-4-触点压力簧片触点压力簧片 5- 5-动触点动触点 6-6-静触点静触点 7- 7-衔铁衔铁 8- 8-缓冲弹簧缓冲弹簧 9-9-电磁线圈电磁线圈 10- 10-铁心铁心第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 接触器接触器图形及文字符号：图形及文字符号：(a)(a)线圈线圈 (b) (b)主触点主触点 (c) (c)辅助常开

47、触点辅助常开触点 (d) (d) 辅助常闭触点辅助常闭触点第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 接触器接触器型号：型号：l 交流接触器有交流接触器有CJ0CJ0、CJ10CJ10、CJ12CJ12、CJ20CJ20等系列等系列：l 直流接触器，常用的有直流接触器，常用的有CZ0CZ0、CZ1CZ1、CZ2CZ2、CZ3CZ3、CZ5CZ5系列系列：第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 接触器接触器主要参数：主要参数：l 额定电压：主触点的额定电压。额定电压：主触点的额定电压。l 额定电流：主触点的额定电流。额定电流：主触点的额定电流。l 线圈额定电压：加在线圈上

48、的电压。线圈额定电压：加在线圈上的电压。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.4.2 1.4.2 电磁阀电磁阀 电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用在机械控制和工业阀门上面，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，常用在机械控制和工业阀门上面，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，切断或接通气源切断或接通气源或液源或液源以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。进行控制，从而达到对阀门开关的控制。n 按内部结构可分为膜片式和活塞式电磁阀

49、；按内部结构可分为膜片式和活塞式电磁阀；n 按其断电时电磁阀的状态分常开型和常闭型；按其断电时电磁阀的状态分常开型和常闭型；n 按动作方式可分为直动式、分步直动式和先导式电磁阀。按动作方式可分为直动式、分步直动式和先导式电磁阀。 电磁阀的结构性能用其电磁阀的结构性能用其位置数位置数和和通路数通路数表示，表示，“位位”是指滑阀位是指滑阀位置，置，“通通”是指流体的通道数，通常有常用的电磁阀有二位二通、二位是指流体的通道数，通常有常用的电磁阀有二位二通、二位三通、二位四通、三位五通等。三通、二位四通、三位五通等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 电磁阀的基本结构电磁阀的基本结构

50、 电磁阀主要包括阀体和电磁部件。阀体由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等电磁阀主要包括阀体和电磁部件。阀体由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成组成；电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成。 电磁阀的对流体通路的开关功能是通过其内部的电磁动铁芯的电磁阀的对流体通路的开关功能是通过其内部的电磁动铁芯的上上升或落升或落下来实现的，而动铁芯的动作是由电磁线圈的通电或断电来完成。下来实现的，而动铁芯的动作是由电磁线圈的通电或断电来完成。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 常闭型电磁阀的工作原理：常闭型电磁阀的工作原理： 电磁线圈断电时

51、，电磁阀呈关闭状态电磁线圈断电时，电磁阀呈关闭状态，当线圈通电时产生电磁力，使动铁芯克，当线圈通电时产生电磁力，使动铁芯克服弹簧力后被提起，此时电磁阀打开，介服弹簧力后被提起，此时电磁阀打开，介质呈通路状态；当线圈断电时，电磁力消质呈通路状态；当线圈断电时，电磁力消失，动铁芯在弹簧力的作用下复位，直接失，动铁芯在弹簧力的作用下复位，直接关闭阀口，电磁阀关闭，介质断流；常开关闭阀口，电磁阀关闭，介质断流；常开型与此相反。型与此相反。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 电磁阀的电磁阀的图形及文字符号图形及文字符号：电磁阀的文字符号为电磁阀的文字符号为YVYV第第1 1章章 机床常

52、用低压电器机床常用低压电器 p电磁阀电磁阀应用应用：第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.4.3 1.4.3 制动电磁铁制动电磁铁 制动电磁铁主要用于对电动机进行机械制动制动电磁铁主要用于对电动机进行机械制动，一般包括，一般包括电磁抱闸制动器电磁抱闸制动器和和电磁离合器电磁离合器。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.1.电磁抱闸制动器电磁抱闸制动器 电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。n 断电制动型断电制动型工作原理：工作原理：闸轮与电动机装在同一根转轴上。对于断电制动型闸轮与电动机装在同一根转轴上。对于

53、断电制动型电磁抱闸制动器，当电磁铁线圈未得电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴的电磁抱闸制动器，当电磁铁线圈未得电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴的电动机则不能转动；当电磁铁的线圈得电时，则闸瓦与闸轮松开，电动机电动机则不能转动；当电磁铁的线圈得电时，则闸瓦与闸轮松开，电动机可以转动。可以转动。n 通电制动型通电制动型工作原理：工作原理：当电磁铁线圈通电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴当电磁铁线圈通电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴的电动机则不能转动；当电磁铁的线圈未得电时，则闸瓦与闸轮松开，电的电动机则不能转动；当电磁铁的线圈未得电时，则闸瓦与闸轮松开，电动机可以转动。动机可以转动。 1-1-线圈线圈 2-

54、2-衔铁衔铁 3- 3-铁心铁心 4- 4-弹簧弹簧 5-5-闸轮闸轮 6- 6-杠杆杠杆 7- 7-闸瓦闸瓦 8- 8-轴轴第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 2.2.电磁离合器电磁离合器 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。等。n 摩擦片式摩擦片式电磁离合器电磁离合器 摩擦片式电磁离合器主要摩擦片式电

55、磁离合器主要由激磁线圈、铁芯、衔铁、摩由激磁线圈、铁芯、衔铁、摩擦片及联接件等组成。一般采擦片及联接件等组成。一般采用直流用直流24V24V作为供电电源。作为供电电源。1-1-主轴主轴 2- 2-主动摩擦片主动摩擦片 3- 3-从动摩擦从动摩擦片片 4- 4-从动齿轮从动齿轮 5- 5-套筒套筒 6- 6-线圈线圈 7-7-铁芯铁芯 8- 8-衔铁衔铁 9- 9-滑环滑环第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 n 摩擦片式摩擦片式电磁离合器电磁离合器 当线圈当线圈6 6通电后，将摩擦片吸向铁芯通电后，将摩擦片吸向铁芯7 7，衔铁，衔铁8 8也被吸住，紧紧压住各摩擦也被吸住，紧紧压住各

56、摩擦片。依靠主、从动摩擦片之间的摩擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈片。依靠主、从动摩擦片之间的摩擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环9 9输入直流电，另一端可输入直流电，另一端可接地。接地。1-1-主轴主轴 2- 2-主动摩擦片主动摩擦片 3- 3-从动摩擦片从动摩擦片 4- 4-从动齿轮从动齿轮 5-5-套筒套筒 6- 6-线圈线圈 7-7-铁芯铁芯 8- 8-衔铁衔铁 9- 9-滑

57、环滑环第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 p 电磁离合器电磁离合器图形及文字符号：图形及文字符号： YCYC(a)(a)线圈线圈 (b) (b) 触点触点第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.5 1.5 控制电器控制电器 控制控制电器是用来控制电路的通断。电器是用来控制电路的通断。包括包括开关电器和起控制开关电器和起控制作用的继电器作用的继电器。 开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。可分为：手动开关和作电源的隔离、电气设备的保护和控制。可分为：手动开关和自动开关两大类。自动

58、开关两大类。它包括刀开关、组合开关及自动开关等。它包括刀开关、组合开关及自动开关等。 继电器是指主要借助电磁力或某个物理量的电磁继电器。继电器是指主要借助电磁力或某个物理量的电磁继电器。继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触点或突化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触点或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。种控制元件。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.5.1 1.

59、5.1 电磁式继电器电磁式继电器电磁式继电器是应用得最早、最多的一种继电器，其结构电磁式继电器是应用得最早、最多的一种继电器，其结构和工作原理与接触器大体相同，也由铁心、衔铁、线圈、复位和工作原理与接触器大体相同，也由铁心、衔铁、线圈、复位弹簧和触点等部分组成。弹簧和触点等部分组成。电磁式继电器是根据电磁式继电器是根据吸引线圈中的电吸引线圈中的电流量的大小流量的大小来动作的。来动作的。电磁式继电器与接触器的主要区别在于：电磁式继电器与接触器的主要区别在于：继电器可对多种输入量的变化做出反应，而接触器只有继电器可对多种输入量的变化做出反应，而接触器只有在一定的电压信号作用下动作；在一定的电压信号

60、作用下动作；继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触器用来控制大电流电路；器用来控制大电流电路；继电器没有灭弧装置，也无主辅触点之分等。继电器没有灭弧装置，也无主辅触点之分等。第第1 1章章 机床常用低压电器机床常用低压电器 1.5.1 1.5.1 电磁式继电器电磁式继电器p 电磁式继电器电磁式继电器分类：分类：u按输入量的物理性质，按输入量的物理性质，继电器可以分为继电器可以分为电压、电流、速度、电压、电流、速度、时间、温度、压力、热继电器等。时间、温度、压力、热继电器等。u电磁式继电器分电磁式继电器分直流直流和和交流交流两大类，吸引线