第三章数控机床电气控制基础2

复习提问低压电器是指什么电器？上节课讲了哪几种电器元件？自动开关（低压断路器）能针对哪几种故障进行自动保护?交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器刀开关，组合开关，自动开关过载，短路，欠压，失压9/21/202313.1.4熔断器熔断器的主体是用低熔点的金属丝或者金属薄片制成的熔体，熔体与绝缘底座或者融管组合而成熔断器总成。熔断器的熔体材料通常有两种：一种是由铅锡合金和锌等低熔点、导电性能较差的金属材料制成；另一种是由银、铜等高熔点、导电性能好的金属制成。

熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.9/21/20232熔断器的保护特性★当流过熔体的电流达到熔体额定电流的1.3—2倍时，熔体自身的发热温度开始缓慢上升，熔体开始缓慢融断；★当流过熔体的电流达到熔体额定电流的8—10倍时，熔体自身的发热温度呈突变式上升，熔体迅速融断。★熔断器的这种电流越大，熔体熔断的速度越快的特性就被称之为熔断器的保护特性或者称之为安秒特性。

9/21/20233熔断器的保护特性曲线IＮ：熔断器熔体额定电流。熔断器的保护特性9/21/20234符号FU

常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。9/21/20235熔断器的型号及含义熔断器的图形及文字符号型号及含义：9/21/20236熔断器的主要技术参数①额定电压：熔断器的额定电压是指熔断器长期工作时和分断后所能够承受的电压值。②额定电流：熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，各组成部件的温升不超过规定值时所能承受的电流强度。③极限分断能力：熔断器的极限分断能力是指熔断器在规定的额定电压和功率因数（或时间常数）的条件下，能够分断的最大短路电流值。9/21/20237熔断器的种类按结构分熔断器的种类主要有：①插入式熔断器②无填料封闭管式熔断器③有填料封闭管式熔断器④螺旋式熔断器⑤半导体器件保护用熔断器⑥自复式熔断器9/21/20238熔断器—插入式熔断器插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端，作为供配电系统中对导线、及电气设备（如电动机、负荷电器）以及220V单相电路（例如民用照明电路及电气设备）的短路保护电器。9/21/20239熔断器—插入式熔断器的结构导线引入端口9/21/202310熔断器—插入式熔断器实物图片9/21/202311熔断器—无填料封闭管式熔断器

无填料封闭管式熔断器主要应用于经常发生过载和断路故障的电路中，作为低压电力线路或者成套配电装置的连续过载及短路保护。9/21/202312熔断器—有填料封闭管式熔断器

有填料封闭管式熔断器是在熔断管内添加灭弧介质后的一种封闭式管状熔断器。有填料封闭管式熔断器内添加的灭弧介质在目前广泛使用的是石英砂。石英砂具有热稳定性好、熔点高、热导率高、化学惰性大和价格低廉等优点。9/21/202313封闭管式熔断器导电铜帽紧固螺栓插孔9/21/202314封闭管式熔断器9/21/202315熔断器—无填料封闭管式熔断器

9/21/202316熔断器—无填料封闭管式熔断器

9/21/202317熔断器—螺旋式熔断器

螺旋式熔断器主要应用于交流电压380V电流强度200A以内的电力线路和用电设备中作短路保护。特别是在机床电路中应用的比较广泛。9/21/202318熔断器—螺旋式熔断器

9/21/202319自恢复熔断器9/21/202320熔断器的种类半导体器件保护用熔断器:半导体器件保护用熔断器又称为快速熔断器。它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。自复式熔断器:自复式熔断器采用金属钠作熔体，在常温下具有高导电率。当电路发生短路故障时，短路电流产生的高温会使金属钠在短时间内迅速汽化，汽态钠则呈现高阻态，从而限制了短路电流。9/21/202321熔断器—选用与维护（一）①熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合以及安装条件进行选择；②熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压；③熔断器的额定电流IF应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流；(1)电灯、电炉等电阻性负载IF>IL(2)单台电机(3)频繁起动的电机9/21/202322熔断器—选用与维护（二）④熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值；⑤熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器、控制电器之间的选择性级差配合的要求。上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1～2个级差。

⑥熔体额定电流的选择：A.对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护，熔体的额定电流应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流，即：IFU≥I

。9/21/202323熔断器—选用与维护（三）B.对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值，即：IFU≥（1.5-2.5）IＮ。C.对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算：

IFU≥（1.5-2.5）INMAX+∑IＮ

式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流；∑IＮ为其余电动机额定电流的总和。D.降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流。9/21/202324使用和维护熔断器时应注意的事项①安装前应检查所安装的熔断器的型号、额定电流、额定电压、额定分断能力、所配装的熔体的额定电流等参数是否符合被保护电路所规定的要求；②安装时应保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片、夹接触良好，以避免因接触不良产生较大的接触电阻或者接触电弧，造成温度升高而引起的熔断器的误动作和周围电器元件的损坏。③熔断器所安装的熔体熔断后，应由专职人员更换同一规格、型号的熔体。④定期检修设备时，对已损坏的熔断器应及时更换同一型号的熔断器。9/21/202325RT28（RT18）系列熔断隔离器9/21/202326RT36（RT16）系列有填料管式熔断器9/21/202327HDLRTD（RTD）系列有填料封闭管式刀形触头熔断器9/21/202328RL1螺旋式熔断器9/21/202329~M3~线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常闭常开弹簧用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。3.1.5接触器9/21/202330接触器是一种通过触点系统的动作过程或状态可以频繁地自动接通或者分断大电流主电路的远距离控制电器。接触器的触点系统是接触器的执行机构。按操作方式分有：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流性质分有：交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式分有：直流励磁操作与交流励磁操作两种。9/21/2023311.型号及电气符号（1）型号及含义CJ20系列型号含义：9/21/202332（2）接触器的电气符号1.型号及电气符号线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)动合(常开)主触点KM一个接触器上通常包含有三对动合触点，用于控制主电路的通、断；另有两对动合、动断辅助触点，用于控制电路中。接通与分断能力：可靠接通和分断的电流值。接通时：主触点不应发生熔焊。分断时：主触点不应发生长时间燃弧。9/21/202333（2）接触器的电气符号1.型号及电气符号线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM动合(常开)主触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示。一个接触器上通常包含有三对动合触点，用于控制主电路的通、断；另有两对动合、动断辅助触点，用于控制电路中。9/21/2023342.交流接触器交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和绝缘框架及辅助部件组成。交流接触器的主触点通过的电流种类为交流电流。交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧9/21/202335交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置2.交流接触器9/21/202336（1）交流接触器的基本构成元素①电磁系统：交流接触器的电磁系统主要由线圈、静铁心、动铁心（衔铁）、线圈接线端子等组成。②触点系统：触点是接触器的执行元件，用于接通或者断开电路。在接触器的触点系统中，触点按照各自的功能不同分为主触点和辅助触点两大类。③灭弧装置：灭弧装置是用陶土和石棉水泥制成的绝缘、耐高温的灭弧罩。是一种简单的灭弧装置。在灭弧罩内一般均采用纵缝灭弧的方法来灭弧。④其他部件：反作用弹簧、复位弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构、接线端子、外壳等部件。（灭弧装置是与继电器区分的主要标志）9/21/202337交流接触器的灭弧装置灭弧罩是一种用陶土和石棉水泥制成的绝缘、耐高温的灭弧装置。是一种简单的灭弧装置。利用灭弧罩装置灭弧时，在灭弧罩内一般均采用纵缝灭弧的方法来灭弧。9/21/202338（2）交流接触器工作原理示意图衔铁吸合及触点系统运行方向9/21/202339（2）交流接触器工作原理示意图常闭（动断）触点常开（动合）触点主触点辅助触点9/21/202340（3）交流接触器的分类①按主触点极数分：可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器；②按灭弧介质分：可分为空气式接触器、真空式接触器等；③按有无触点分：可分为有触点接触器和无触点接触器。9/21/2023413.直流接触器直流接触器的构成和交流接触器一样，也是由触点系统、电磁机构和灭弧装置等部分组成。直流接触器的结构、工作原理与交流接触器基本相同。9/21/202342直流接触器的主要特征①触点系统：主触点一般做成单极或双极、外观为滚动接触形式的指形触点;②电磁机构：铁心用整块铸铁或铸钢制成，也不需要安装短路环；③灭弧装置：由于直流电弧的特殊性，通常采用磁吹式灭弧装置。9/21/202343直流接触器与交流接触器的区别1、触点电流和线圈电源为直流；2、其触点大都采用滚动接触的指形触点；3、辅助触点为点接触的桥式触点；4、铁心采用整块铸钢或铸铁制成;5、线圈做成长而薄的圆筒状。9/21/202344直流接触器结构示意图9/21/2023454、常用典型接触器简介（1）空气电磁式交流接触器典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。（2）切换电容器接触器专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。

常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。9/21/202346（3）真空交流接触器以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。（4）直流接触器应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。

常用直流接触器有：CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。9/21/2023475.接触器的主要技术参数①额定电压：接触器铭牌额定电压指主触点的额定工作电压，此外还应规定辅助触点及吸引线圈的额定电压。通常用的电压等级为直流接触器：220V，440V，660V。交流接触器：220V，380V，500V。②额定电流：额定电流指主触点的额定工作电流。它是在规定条件下(额定工作电压、使用类别、额定工作制和操作频率等)，保证电器正常工作的电流值。通常用的电流等级为直流接触器：25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。交流接触器：5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。③通断能力：接触器的通断能力可分为最大接通电流和最大分断电流。9/21/202348④动作值：是指接触器的电磁机构的吸合电压和释放电压。⑤吸引线圈额定电压：吸引线圈额定电压是指在接触器正常工作时，吸引线圈上所加的电压值。通常用的电压等级为：直流线圈：24V，48V，110V，220V，440V。交流线圈：36V，127V，220V，380V。⑥机械寿命与电气寿命：接触器是频繁操作电器，应有较长的机械寿命和电气寿命。电寿命是指接触器的主触点在额定负载条件下，所允许的极限操作次数。机械寿命是指接触器在不需修理的条件下，所能承受的无负载操作次数。机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）⑦操作频率：是指每小时允许的操作次数。一般：300次/h、600次/h、1200次/h9/21/2023496.接触器的选用①接触器类型的选择；②接触器主触点的额定电压选择；③接触器主触点额定电流的选择；④接触器吸引线圈电压的选择；⑤实际选择。9/21/202350①接触器类型的选择接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1、AC2、AC3和AC4

。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。

9/21/202351②接触器主触点额定电压选择被选用的接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压。

ＵKMN≥ＵCNＵKMN——接触器的额定电压；ＵCN——附载的额定线电压。9/21/202352③接触器主触点额定电流的选择对于电动机负载，接触器主触点额定电流按下式计算:IKMN：接触器的额定电流；IN：接触器主触点电流；PMN：电动机功率；

UMN：电动机额定线电压；K：经验常数，K=1～1.4

。9/