第三章数控机床电气控制基础1

第三章数控机床电气控制基础3.1常用控制电气及选择3.1常用控制电气及选择

3.1.1刀开关3.1.2组合开关3.1.3低压断路器3.1.4熔断器3.1.5接触器3.1.6继电器3.1.7主令电器3.1.7主令电器3.1.8电气配线工艺3.1常用控制电气及选择重点：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。难点：各种器件的认识和正确的选择、使用方法。低压电器定义定义：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，统称低压电器作用：低压电器在工业电气控制系统电路中的作用主要是对所控制的电路或电路中其他的电器进行通断、保护、控制或调节。发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合性方向发展。3.1常用控制电气及选择低压电器的分类：*低压电器根据其控制对象的不同，分为配电电器和控制电器两大类。*低压配电电器——低压配电电器主要用于低压配电系统和动力回路。常用的有：刀开关、转换开关、熔断器、自动开关、接触器等。3.1常用控制电气及选择低压电器的分类：*“控制电器”：根据外界的电信号或非电信号可以自动或手动地对所控制的电路或者不具备电性能的对象进行控制的电器设备或器件总成被称之为“控制电器”。*低压控制电器——低压控制电器主要用于电力传输系统和电气自动控制系统中。常用的有：主令电器、继电器、启动器、控制器、电阻器、变阻器、万能转换开关等。种类名称主要品种用途配电电器刀开关负荷开关熔断器式开关扳形开关主要用于电路的隔离，也能接通和分断额定电流转换开关组合开关换向开关用于两种以上电源和负载的转换，接通或分断电路低压断路器塑壳式低压断路器框架式低压断路器限流式低压断路器漏电保护开关用于线路过载、短路或欠压保护，也可用做不频繁接通和断开电路熔断器无填料式熔断器有填料式熔断器快速熔断器自动熔断器用于电器设备的过载和短路保护接触器交流接触器直流接触器用于远距离频繁起动和控制电动机，接通和分断正常工作的电路种类名称主要品种用途控制电器继电器热继电器中间继电器时间继电器电流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住电路的保护起动器磁力起动器降压起动器主要用于电动机的起动和正反转控制控制器轮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的接法，完成换向和调速主令电器按钮限位开关万能转换开关微动开关主要用于接通和分断控制电路变阻器励磁变阻器起动变阻器频敏变阻器用于发电机及电动机减压起动和调速电磁铁起重电磁铁牵引电磁铁制动电磁铁用于起重、操纵或牵引机械装置3.1常用控制电气及选择——分类1．按控制作用分类（1）执行电器

用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、电磁阀、电磁铁。（2）控制电器

用来控制电路的通断。开关、继电器。（3）主令电器

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，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、转换开关等。（4）保护电器

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、漏电断路器等。（5）配电电器

用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器等。3.1常用控制电气及选择——分类2．按动作方式分

（1）自动切换电器

按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。（2）非自动电器

通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等。3．按动作原理分类

（1）电磁式电器

它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等。（2）非电磁式电器

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、按钮、速度继电器、热继电器等。

3.1常用控制电气及选择——分类4．按在机床中的用途又可分以下三大类：(1)信号及控制电器

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：按钮开关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、速度继电器等。(2)执行电器

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。(3)保护电器

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）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控低压电器，主要用于接通和切断长期工作设备的电源。刀开关（手柄闸刀式开关）是低压配电电器中结构最简单、应用最广泛的电器。广泛应用于照明电路、小容量（5.5KW及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。分类：刀开关按极数（通路的数量）分为单级、双极和三级；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按刀开关可转换的方向分为单投式和双投式。一般刀开关的额定电压不超过500V。额定电流有10A到上千安培多种等级，有的刀开关附有熔断器。3.1.1刀开关（QS）

刀开关的结构图刀开关的图形及文字符号常用的刀开关种类：（1）胶盖闸刀开关：胶盖闸刀开关又称为开启式负荷开关。（2）铁壳开关：铁壳开关又称为封闭式负荷开关。一般应用于不频繁地接通和分断负荷电路，也可以用作15KW以下的电动机的不频繁启动的控制开关。（3）熔断器式刀开关：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融件作为动触点的隔离开关。刀开关—胶盖闸刀开关胶盖闸刀开关外形结构：图形文字符号：HK系列胶盖闸刀开关型号的含义:刀开关—胶盖闸刀开关刀开关—封闭式铁壳闸刀开关图形文字符号：铁壳开关外形结构封闭式铁壳闸刀开关型号的含义:刀开关—熔断器式刀开关熔断器式刀开关外形结构：HR6型系列HR5系列刀开关的安装与选用安装刀开关时，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，手柄向上合为接通电源，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。刀开关的选用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。刀开关的额定电流应大于其所控制的最大负荷电流。用于直接起停3kW及以下的三相异步电动机时，刀开关的额定电流必须大于电动机额定电流的3倍。组合开关又称为转换开关，是由多节触点组合而成的一种手动控制电器。组合开关是一种特殊刀开关，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。组合开关有单级、双极和三级之分。组合开关可以用作电源引入开关、也可以用作5.5KW以下的电动机的直接启动、停止、反转和调速的控制开关。3.1.2组合开关组合开关实物图片组合开关结构示意图a）外形图b）内部结构

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片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。

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，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。组合开关图形文字符号HZ系列组合开关型号的含义：3.1.3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。主要用于低压动力线路中，用于分断和接通负荷电路。所以，其被称之为低压断路器。1.低压断路器的结构和工作原理自动开关的原理图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—电阻丝低压断路器的图形符号断路器主要由触点系统、操作机构和保护元件3部分组成。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扣器等，它们都是电磁铁。主触点闭合后就被锁钩锁住。在正常情况下，过流脱扣器的衔铁是释放着的，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。欠压脱扣器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。锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁释放低压断路器原理图连杆装置释放弹簧自动开关的工作原理（过流）正常工作状态过流状态自动开关的工作原理（欠压）正常工作状态欠压状态自动开关的型号及其含义自动开关的图形、文字符号2.低压断路器的主要技术数据和保护特性A．低压断路器的主要技术数据1）额定电压2）断路器额定电流3）断路器壳架等级额定电流4）断路器的通断能力5）保护特性B．保护特性

1-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按其用途和结构不同分类，主要有装置式、万能式、直流快速式和限流式。常用的主要是装置式、万能式两种。★智能化框架断路器和智能化塑壳断路器★智