王振臣主编-机床电气控制技术第5版完整课件-绪论、第一章
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王振臣主编-机床电气控制技术第5版完整课件-第三章1-2
(3)逻辑块操作指令
梯形图符号 助记符
指令
操作数
功能 电路逻辑块之间的串 联 电路逻辑块之间的并 联
AND LOAD _______ 或AND LD OR LOAD 或OR LD _______
无操作 数
AND LD、应用例
块 A B 地址 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00007 指令 操作数 LD 00000 OR 00001 LD 00002 AND 00003 OR NOT 00004 AND LD — OUT 01000
(11) 空操作指令
助记符 梯形图符 号 指令 操作数 功能
——
NOP
——
无
空操作指令NOP没有实质性操作，在梯形图中不会出现， 程序中遇到NOP时什么也不执行，程序跳转到下一条指令 继续执行。
(12) 结束指令
梯形图符 号 助记符
指令
END
操作数
——
功能
程序结束
(13) 子程序指令
梯形图符号 助记符 指令 操作数 N：子程序编号 000~049 功能
程序就不执行，这部分程序中的元件状态按下表操作：
指令 OUT、OUT NOT TIM、TIMH CNT、CNTR KEEP DIFU、DIFD
操作 指定的继电器转为OFF 复位 保持当前值 状态保持 不执行
所有其它指令
指令不执行，所有作为操作数写进指 令的IR、AR、LR、HR和SR置为OFF
对于无法应用IL/ILC的多分支回路梯形图，要使用暂 存继电器TR。共有八个暂存继电器，编号为TR0~TR7。
功能 通电延时定时器，设定时间 0~999.9秒（以0.1秒为单位） 通电延时高速定时器，设定时间 0~99.99秒（以0.01秒为单位）
机床电气控制技术.幻灯片
一、电磁式继电器
1—底座 2—反力弹簧 3、4— 调节螺钉 5—非磁性垫片 6— 衔铁 7—铁心 8—极靴 9—电 磁线圈 10—触点系统
电磁式继电器的种类： 1. 电磁式电流继电器 2. 电磁式电压继电器：
3. 电磁式中间继电器：中间继电器触点数量 较多，触点容量较大，且动作灵敏。其主要用 途是当其他继电器的触点数量或触点容量不够 时，可借助中间继电器来扩大触点容量(触点 并联)或触点数量，起到中间转换的作用。
本课程的培养目标：
（1）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途; （2）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节; （3）能基本根据生产过程和控制要求进行系统设计。 （4）熟悉典型设备的电气控制系统。
二、电气控制技术的发展概况
1、机床电力拖动系统的发展概况 （1）成组拖动 （2）单机拖动 （3）多机拖动
2、机床电气控制系统的发展概况
一.电磁机构
电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁组成。如下 图所示。
衔铁
铁心
线圈
电磁机构结构图
吸引线圈的作用：将电能转换成磁能，即产生磁通，衔 铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。
问题1 如何区分直流线圈和交流线圈？
问题2 如何区分并联线圈和串联线圈？
交流电磁机构上短路环的作用
交流电磁铁的短路环 1—衔铁 2—铁心 3—线圈 4—短路环
结构及工作原理：
三、熔断器
1. 熔断器的结构类型
瓷插式熔断器
螺旋式熔断器
2. 熔断器的符号及安秒特性
问题1 问题2
热继电器能否作熔断器使用？熔断器能否作 热继电器使用？
熔断器和低压断路器的优缺点？
四、主令电器
1. 控制按钮 1）结构
2）符号
1—底座 2—反力弹簧 3、4— 调节螺钉 5—非磁性垫片 6— 衔铁 7—铁心 8—极靴 9—电 磁线圈 10—触点系统
电磁式继电器的种类： 1. 电磁式电流继电器 2. 电磁式电压继电器：
3. 电磁式中间继电器：中间继电器触点数量 较多，触点容量较大，且动作灵敏。其主要用 途是当其他继电器的触点数量或触点容量不够 时，可借助中间继电器来扩大触点容量(触点 并联)或触点数量，起到中间转换的作用。
本课程的培养目标：
（1）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途; （2）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节; （3）能基本根据生产过程和控制要求进行系统设计。 （4）熟悉典型设备的电气控制系统。
二、电气控制技术的发展概况
1、机床电力拖动系统的发展概况 （1）成组拖动 （2）单机拖动 （3）多机拖动
2、机床电气控制系统的发展概况
一.电磁机构
电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁组成。如下 图所示。
衔铁
铁心
线圈
电磁机构结构图
吸引线圈的作用：将电能转换成磁能，即产生磁通，衔 铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。
问题1 如何区分直流线圈和交流线圈？
问题2 如何区分并联线圈和串联线圈？
交流电磁机构上短路环的作用
交流电磁铁的短路环 1—衔铁 2—铁心 3—线圈 4—短路环
结构及工作原理：
三、熔断器
1. 熔断器的结构类型
瓷插式熔断器
螺旋式熔断器
2. 熔断器的符号及安秒特性
问题1 问题2
热继电器能否作熔断器使用？熔断器能否作 热继电器使用？
熔断器和低压断路器的优缺点？
四、主令电器
1. 控制按钮 1）结构
2）符号
第一章-王振臣主编-机床电气控制技术第5版完整课件
过电流继电器
表1-4 电磁式控制继电器的整定参数
电流种类
可调参数
调整范围
直流 交流
动作电压 动作电压
吸合电压 30～50%Ue 释放电压 7～20%Ue 105~120%Ue
直流
交流 直流
动作电流 动作电流
吸合电流 30～65%Ie 释放电流 10～20%Ie 110～350%Ie 70～300%Ie
电磁机构：将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作.
电磁接触器结构示意图
灭弧罩 主触点
常闭辅 助触点
常开辅 助触点 弹簧
动铁心 线圈 静铁心
接触器根据电磁原理工作：
当电磁线圈通电后，线圈电 流产生磁场，使静铁心产生电磁 吸力吸引衔铁，并带动触点动作， 使常闭触点断开，常开触点闭合， 两者是联动的。当线圈断电时， 电磁力消失，衔铁在释放弹簧的 作用下释放，使触点复原，即常 开触点断开，常闭触点闭合。
掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础
电器元件的分类：
按工作电压等级分类：
▪ 高压电器： AC1200V、DC1500V及以上电路中的电 ▪ 低压电器： 器AC。1200V、DC1500V以下电路中的电器。 ➢按动作原理分类： ▪ 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。 ▪ 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。 ➢按用途分类 ：（表1-1、表1-2） ▪ 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。 ▪ 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 ▪ 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 ▪ 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。 ▪ 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。
根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
表1-4 电磁式控制继电器的整定参数
电流种类
可调参数
调整范围
直流 交流
动作电压 动作电压
吸合电压 30～50%Ue 释放电压 7～20%Ue 105~120%Ue
直流
交流 直流
动作电流 动作电流
吸合电流 30～65%Ie 释放电流 10～20%Ie 110～350%Ie 70～300%Ie
电磁机构：将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作.
电磁接触器结构示意图
灭弧罩 主触点
常闭辅 助触点
常开辅 助触点 弹簧
动铁心 线圈 静铁心
接触器根据电磁原理工作：
当电磁线圈通电后，线圈电 流产生磁场，使静铁心产生电磁 吸力吸引衔铁，并带动触点动作， 使常闭触点断开，常开触点闭合， 两者是联动的。当线圈断电时， 电磁力消失，衔铁在释放弹簧的 作用下释放，使触点复原，即常 开触点断开，常闭触点闭合。
掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础
电器元件的分类：
按工作电压等级分类：
▪ 高压电器： AC1200V、DC1500V及以上电路中的电 ▪ 低压电器： 器AC。1200V、DC1500V以下电路中的电器。 ➢按动作原理分类： ▪ 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。 ▪ 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。 ➢按用途分类 ：（表1-1、表1-2） ▪ 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。 ▪ 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 ▪ 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 ▪ 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。 ▪ 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。
根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
数控机床电气控制精品课件
机床常用的DZl0、DZl5、DZ5－20、DZ5－50等系列塑料外壳式断路器（以下简称断路器），适用于交流电压500V以下和直流电压220V以下的电路，作不频繁地接通和断开电路用。
焰岁爆氦绚欣补儿痴丁嚎胀团祁凹樊紧蜡袁憨肛映殿三拾馁欺盅械边剖霸数控机床电气控制数控机床电气控制
(2) 小型断路器
(1)低压电器的结构、工作原理。 (2)控制线路的基本环节的工作原理、分析方法。
本章重点：
翰尉爆秀坤足尖虚录邹既镭极卧厨稼眠滴两坞企渗傅倘虎失丁振习傍焦晌数控机床电气控制数控机床电气控制
通过本章的学习，要求读者具有正确选用机床常用电器的能力、分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。
三、熔断器
当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。 熔断器一般由熔体和底座等组成。 熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式和封闭管式三种。
兜城哮贷摧削党夏迈市氯留羊葫悉高舀戊岗酱烛焰嘘锄合篇厢犁铣器拾定数控机床电气控制数控机床电气控制
接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。
源评蓬枚佛芦亮郴肋柔扎卒色窒繁晕鲜蔗荤狈拣朗缠茨俺基裕宣轨松瑶雹数控机床电气控制数控机床电气控制
稻帽呼肩抡予柄蚕坯超瓢饥组通闺观友陇鸿鸵猖溉梭氛噶协莽尹巴匪捣倪数控机床电气控制数控机床电气控制
脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚踏开关电气图形及文字符号如图所示。
4. 脚踏开关
己乙蘑归对敝拄将刹阴知淀饰半羌款迷城斑泊触柱盎艾掸邀抠说郸尧兹敷数控机床电气控制数控机床电气控制
低压断路器电气图形及文字符号如图所示。
焰岁爆氦绚欣补儿痴丁嚎胀团祁凹樊紧蜡袁憨肛映殿三拾馁欺盅械边剖霸数控机床电气控制数控机床电气控制
(2) 小型断路器
(1)低压电器的结构、工作原理。 (2)控制线路的基本环节的工作原理、分析方法。
本章重点：
翰尉爆秀坤足尖虚录邹既镭极卧厨稼眠滴两坞企渗傅倘虎失丁振习傍焦晌数控机床电气控制数控机床电气控制
通过本章的学习，要求读者具有正确选用机床常用电器的能力、分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。
三、熔断器
当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。 熔断器一般由熔体和底座等组成。 熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式和封闭管式三种。
兜城哮贷摧削党夏迈市氯留羊葫悉高舀戊岗酱烛焰嘘锄合篇厢犁铣器拾定数控机床电气控制数控机床电气控制
接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。
源评蓬枚佛芦亮郴肋柔扎卒色窒繁晕鲜蔗荤狈拣朗缠茨俺基裕宣轨松瑶雹数控机床电气控制数控机床电气控制
稻帽呼肩抡予柄蚕坯超瓢饥组通闺观友陇鸿鸵猖溉梭氛噶协莽尹巴匪捣倪数控机床电气控制数控机床电气控制
脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚踏开关电气图形及文字符号如图所示。
4. 脚踏开关
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低压断路器电气图形及文字符号如图所示。
机床电气控制基本知识及技能课件
总结词
磨床电气控制系统的维护与保养
详细描述
为了保持磨床电气控制系统的稳定性和精度，需要进行定 期的维护和保养，包括清洁、润滑、检查和调整等，确保 系统的正常运行。
05
机床电气控制技术发展 趋势与展望
数控技术与机床电气控制的融合
数控技术是现代制造业的核心技术之一，与机床电气控制技术的融合将进一步提高 机床的加工精度、效率和质量。
柔性化技术将进一步提高机床的加工范围和适应能力，满足多样化加工需求。同时，高效化和绿色化将 成为未来机床电气控制技术的重要发展方向，以实现可持续发展和降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
02
机床电气控制基础知识
电路的基本概念
总结词
了解电路的基本组成和功能，掌握电流 、电压、电阻等基本电气参数及其单位 。
VS
详细描述
电路是由电源、负载和中间环节组成的闭 合回路，电流通过电路时，会发生能量转 换和信息传递。电流、电压、电阻是电路 的基本参数，它们之间存在一定的关系， 即欧姆定律。
常用低压电器元件
详细描述
电路图是机床电气控制系统的设计、安装和维护的重要依据。在识读电路图时 ，应了解电路图的组成和符号含义，掌握电路图的布局和标注方法，能够根据 电路图分析电路的工作原理和相互关系。
03
机床电气控制基本技能
机床电气控制线路的安装与调试
安装前准备
熟悉机床电气原理图，准备所需电气元件和工具 ，确保安全措施到位。
预防措施
针对常见故障，制定预防措施，减少故障发生。
机床电气控制系统的维护与保养
日常维护
定期检查电气元件、线路连接情况，保持电气柜内部清洁、干燥 。
定期保养
按照机床制造商推荐的保养周期，对电气控制系统进行全面检查和 保养，如更换滤网、润滑轴承等。
磨床电气控制系统的维护与保养
详细描述
为了保持磨床电气控制系统的稳定性和精度，需要进行定 期的维护和保养，包括清洁、润滑、检查和调整等，确保 系统的正常运行。
05
机床电气控制技术发展 趋势与展望
数控技术与机床电气控制的融合
数控技术是现代制造业的核心技术之一，与机床电气控制技术的融合将进一步提高 机床的加工精度、效率和质量。
柔性化技术将进一步提高机床的加工范围和适应能力，满足多样化加工需求。同时，高效化和绿色化将 成为未来机床电气控制技术的重要发展方向，以实现可持续发展和降低能耗。
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02
机床电气控制基础知识
电路的基本概念
总结词
了解电路的基本组成和功能，掌握电流 、电压、电阻等基本电气参数及其单位 。
VS
详细描述
电路是由电源、负载和中间环节组成的闭 合回路，电流通过电路时，会发生能量转 换和信息传递。电流、电压、电阻是电路 的基本参数，它们之间存在一定的关系， 即欧姆定律。
常用低压电器元件
详细描述
电路图是机床电气控制系统的设计、安装和维护的重要依据。在识读电路图时 ，应了解电路图的组成和符号含义，掌握电路图的布局和标注方法，能够根据 电路图分析电路的工作原理和相互关系。
03
机床电气控制基本技能
机床电气控制线路的安装与调试
安装前准备
熟悉机床电气原理图，准备所需电气元件和工具 ，确保安全措施到位。
预防措施
针对常见故障，制定预防措施，减少故障发生。
机床电气控制系统的维护与保养
日常维护
定期检查电气元件、线路连接情况，保持电气柜内部清洁、干燥 。
定期保养
按照机床制造商推荐的保养周期，对电气控制系统进行全面检查和 保养，如更换滤网、润滑轴承等。
《机床电气控制》PPT课件_OK
脉宽调制法是通过快速开关的通断作用，把直流电压直 流电压逆变成频率和电压同时可调的交流电压供给负载。
整流器
PWM逆变器
M
图6-6 脉宽调制型变频系统
具体调制方法很多，最常用的是正弦波PWM。
2021/8/29
9
图6-7 正弦波脉冲调制
PWM拖系统具有有较高的功率因数和效率，且调节部 位较少；在非常低的频率下，能使转矩运行特性平滑，不会 在反转时卡死在零转速；在总的运行特性方面PWM系统可 与直流拖动相抗衡；可实现多台异步电动机同步运转，使设 备更为紧凑。
(2) 因可控整流输入端的功率因数随输出电压而变化， 若输出电压低时功率因数也低。
(3) 由于滤波环节的惯性作用，便调压动态过程缓慢， 影响系统的快速性。
(4) 在六段输出波形中存在很大的5、7次谐波，引起谐波 发热和负转矩分量，限制了转速的下限。
2021/8/29
8
2．脉冲宽度调制(PWM)型变频器
调
调
节
整
器
器
整流
M 逆变 M
U/F变换器
脉冲分配器
2021/8/29
图6-5 电压型变频系统方框图
7
这个系统能带动多台电机转动。由于直流输出电压稳 定，因此异步电动机的转速精度仅决定于U/F变换器的精度 及电机本身的转差率。
上述调速装置的缺点有：
(1) 需两套可控的功率级装置及其控制电路，装置庞大。
2021/8/29
10
在下列情况下应考虑采用交流调速系统：
（1）要求用低额定转速电动机时； （2）环境要求电动机防爆或完全封闭时； （3）使用多台电动机且不需要分别调速时； （4）频繁反转或降速控制，要求增加再生用的直流功率 元件时等。
整流器
PWM逆变器
M
图6-6 脉宽调制型变频系统
具体调制方法很多，最常用的是正弦波PWM。
2021/8/29
9
图6-7 正弦波脉冲调制
PWM拖系统具有有较高的功率因数和效率，且调节部 位较少；在非常低的频率下，能使转矩运行特性平滑，不会 在反转时卡死在零转速；在总的运行特性方面PWM系统可 与直流拖动相抗衡；可实现多台异步电动机同步运转，使设 备更为紧凑。
(2) 因可控整流输入端的功率因数随输出电压而变化， 若输出电压低时功率因数也低。
(3) 由于滤波环节的惯性作用，便调压动态过程缓慢， 影响系统的快速性。
(4) 在六段输出波形中存在很大的5、7次谐波，引起谐波 发热和负转矩分量，限制了转速的下限。
2021/8/29
8
2．脉冲宽度调制(PWM)型变频器
调
调
节
整
器
器
整流
M 逆变 M
U/F变换器
脉冲分配器
2021/8/29
图6-5 电压型变频系统方框图
7
这个系统能带动多台电机转动。由于直流输出电压稳 定，因此异步电动机的转速精度仅决定于U/F变换器的精度 及电机本身的转差率。
上述调速装置的缺点有：
(1) 需两套可控的功率级装置及其控制电路，装置庞大。
2021/8/29
10
在下列情况下应考虑采用交流调速系统：
（1）要求用低额定转速电动机时； （2）环境要求电动机防爆或完全封闭时； （3）使用多台电动机且不需要分别调速时； （4）频繁反转或降速控制，要求增加再生用的直流功率 元件时等。
《机床电气控制》教材--第1、2章
机床电气控制绪论一、机床控制电路你见过图0—1所示钻床、车床、铣床、磨床的加工过程吗?你实际操作过这些机床吗?图0—1钻床、车床、铣床、磨床(照片)让我们以CA6140车床为例，观察一下车削圆柱面的过程吧(图0—2)。
图0—2车床车削圆柱面(照片)首先要在车床上夹好工件，开车使工件旋转，再配合车刀的趋近、移动及退离等一系列有规则的运动，直至最后车削出所要求的圆柱面。
在上述加工过程中，既有主轴带动工件旋转的主运动，又有刀架带动车刀的进给运动，还有车刀趋近、退离等辅助运动。
实际上，各种机床的加工过程，都是机床各种运动的相互联系和共同作用，而这些运动很多都是由电动机来拖动的，机床电气控制主要就是对电动机的控制。
我们把机床控制电路和为机床提供动力的主电路，以及信号电路、照明电路/保护电路等辅助电路，统称为机床电气线路。
需要说明的是，通常所称“机床控制电路”是一种广大的说法，它实际是指整个机床电气线路，而并不是专指其中的控制电路部分。
二、机床电气控制技术的发展机床电气控制最初采用的是手动断续控制方式，通常由一台电动机拖动传动轴，再由传动带分别拖动多台生产机械。
后来采用单电动机或多电动机拖动，使传动机构大为简化，减少了能量损耗，同时控制方式也逐步发展为继电接触器控制方式(图0—3)。
图0—3继电器、接触器示例(照片)继电接触器控制方式的优点是：结构简单、价格低廉、维护方便、抗干扰能力强，因此广泛应用于各类机械设备。
目前，这一控制方式仍是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。
继电接触器控制方式的缺点是：由于是固定接线方式，灵活性差，如果要改变控制程序很不方便；又由于采用的是有触点开关，动作频率低，触点易损坏，可靠性差。
晶闸管的应用，不仅使电动机的调速性能大为改善，而且由于晶闸管控制电路是一种无触点开关电路，这就使系统的控制速度及可靠性都有很大提高。
随着生产过程自动化要求的提高和电子技术的发展，又相继出现了许多新的控制电路和控制方式，例如交流变频调速。
机床电气控制技术培训教材(DOC 74页)
各电器的结构功能，动作原理，符号及选用和操作方法，
教学难点
分析其功能原理，
教学资源与工具
刀开关，转换开关，万能转换开关，断路器，按钮，行程开关
教学步骤
教学设计
（含教学内容梗概、方法、手段、活动、任务、资料、教具、评价等）
时间分配
（分钟）
学习告知
1各电器的结构功能，符号，作用，
2分析其动作原理，
3合理选用和操作方法
2)作用，过载保护，断相保护，
3)符号意义，(略)
4)动作原理，见P23
4速度继电器：1)结杓转子、定子、触点三部分，
2)作用对笏型异步电动机反接制动，
3)符号(略)
4)原理见P24
30
教学步骤
教学设计
时间分配
（分钟）
知识应用
(难点)
例1如何从结构上区别是电压继电器还是电流继电器？能否将电流继电器并联在电路中？为什么？
理实课
教学目标
知识：
1熟悉其结构和功能，符亏
2会分析它们的动作原理，，
3能合理选用和安装熔断器
技能：
会选用和安装熔断器
态度：
具有分工合作，认其求实的学习作风。
教学重点
熔断器的结构功能，动作原理，符号及选用和安装方法，
教学难点
各种型号熔断器的选用和安装方法
教学资源与工具
各种型号的熔断器，
教学步骤
教学设计
技能：
1分忻各部件的功能，
2能选择及合理使用接触器
3分析故障原因及处理方法
态度：
具有理论与实践相结合的严谨求实作风。
教学重点
接触器的结构功能、原理、符号意义、选用方法，故障分析及处理，
教学难点
教学难点
分析其功能原理，
教学资源与工具
刀开关，转换开关，万能转换开关，断路器，按钮，行程开关
教学步骤
教学设计
（含教学内容梗概、方法、手段、活动、任务、资料、教具、评价等）
时间分配
（分钟）
学习告知
1各电器的结构功能，符号，作用，
2分析其动作原理，
3合理选用和操作方法
2)作用，过载保护，断相保护，
3)符号意义，(略)
4)动作原理，见P23
4速度继电器：1)结杓转子、定子、触点三部分，
2)作用对笏型异步电动机反接制动，
3)符号(略)
4)原理见P24
30
教学步骤
教学设计
时间分配
（分钟）
知识应用
(难点)
例1如何从结构上区别是电压继电器还是电流继电器？能否将电流继电器并联在电路中？为什么？
理实课
教学目标
知识：
1熟悉其结构和功能，符亏
2会分析它们的动作原理，，
3能合理选用和安装熔断器
技能：
会选用和安装熔断器
态度：
具有分工合作，认其求实的学习作风。
教学重点
熔断器的结构功能，动作原理，符号及选用和安装方法，
教学难点
各种型号熔断器的选用和安装方法
教学资源与工具
各种型号的熔断器，
教学步骤
教学设计
技能：
1分忻各部件的功能，
2能选择及合理使用接触器
3分析故障原因及处理方法
态度：
具有理论与实践相结合的严谨求实作风。
教学重点
接触器的结构功能、原理、符号意义、选用方法，故障分析及处理，
教学难点
第1章机床电气控制技术绪论
机电电气控制技术
8
③电气无级调速系统
通过直接改变电动机转速来实现机床工作机构转速的无级
调节，具有调速范围宽、可以实现平滑调速、调速精度高
、控制灵活等优点，还可大大简化机床的机械传动机构，
因而广泛应用于机床的主驱动和进给驱动系统中。
电气无级调速系统主要分为直流无级调速系统和交流无级
调速系统两大类。
机电电气控制技术
调速性能要求较 高，速度要精确 控制的机床 普通机床
交流拖动
交流电动机
结构简单、易制造、 造价低、易维护
备注
80年代以后, 高性能交流调速系统的出现，交流拖动的调速
性能大大提高，应用更广泛。
机电电气控制技术
11
主要发展阶段
手动控制 连续的自动控制 加工中心 (MC) 计算机数控(CNC) 继电器—接触器为主的非连续控制 继电器—触发器为主顺序控制
直流拖动和交流拖动特点直流拖动和交流拖动特点机电电气控制技术机电电气控制技术12主要发展阶段主要发展阶段手动控制手动控制继电器继电器接触器为主的非连续控制接触器为主的非连续控制连续的自动控制连续的自动控制继电器继电器触发器为主顺序控制触发器为主顺序控制可编程序控制器可编程序控制器pc一般数控机床一般数控机床加工中心加工中心mc自适应数控自适应数控nc计算机数控计算机数控cnc计算机群控系统计算机群控系统dnc柔性制造系统柔性制造系统fms机电电气控制技术机电电气控制技术1313本书内容选择本书内容选择l低压电气知识低压电气知识l基本电气控制线路基本电气控制线路l机床控制线路分析机床控制线路分析l机床电气控制系统设计机床电气控制系统设计
机电电气控制技术
精密机械技术
计算机控制技术 传感器技术 伺服驱动技术 电力电子技术 现代通讯技术 故障诊断技术等。
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③电气无级调速系统
通过直接改变电动机转速来实现机床工作机构转速的无级
调节，具有调速范围宽、可以实现平滑调速、调速精度高
、控制灵活等优点，还可大大简化机床的机械传动机构，
因而广泛应用于机床的主驱动和进给驱动系统中。
电气无级调速系统主要分为直流无级调速系统和交流无级
调速系统两大类。
机电电气控制技术
调速性能要求较 高，速度要精确 控制的机床 普通机床
交流拖动
交流电动机
结构简单、易制造、 造价低、易维护
备注
80年代以后, 高性能交流调速系统的出现，交流拖动的调速
性能大大提高，应用更广泛。
机电电气控制技术
11
主要发展阶段
手动控制 连续的自动控制 加工中心 (MC) 计算机数控(CNC) 继电器—接触器为主的非连续控制 继电器—触发器为主顺序控制
直流拖动和交流拖动特点直流拖动和交流拖动特点机电电气控制技术机电电气控制技术12主要发展阶段主要发展阶段手动控制手动控制继电器继电器接触器为主的非连续控制接触器为主的非连续控制连续的自动控制连续的自动控制继电器继电器触发器为主顺序控制触发器为主顺序控制可编程序控制器可编程序控制器pc一般数控机床一般数控机床加工中心加工中心mc自适应数控自适应数控nc计算机数控计算机数控cnc计算机群控系统计算机群控系统dnc柔性制造系统柔性制造系统fms机电电气控制技术机电电气控制技术1313本书内容选择本书内容选择l低压电气知识低压电气知识l基本电气控制线路基本电气控制线路l机床控制线路分析机床控制线路分析l机床电气控制系统设计机床电气控制系统设计
机电电气控制技术
精密机械技术
计算机控制技术 传感器技术 伺服驱动技术 电力电子技术 现代通讯技术 故障诊断技术等。
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电磁接触器结构示意图
动画演示（接触器）
接触器动作原理
~
弹簧
电源
常开 线圈 常闭
动作过程
线圈通电
衔铁被吸合
主触点闭合
铁芯
衔铁
M 3~ 电机
辅助触点 电机接通 电源 主触点
3.图形符号及文字标注
常用接触器图片
图形符号及文字标注
KM
线圈
常开主触点
KM KM KM
常开辅助触点
KM
KM
常闭辅助触点
KM
I>
KI
KI
I<
KI
KI
过电流继电器
欠电流继电器
主要技术指标： 动作电流Ｉq ：使电流继电器开始动作所需的电流值； 返回电流Ｉf ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值； 返回系数Ｋf ：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf /Ｉq 。
电压继电器：
根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器 线圈并联在电路中，匝数多，导线细
电器元件性能提高 新型电器元件产生 机、电、仪一体化电器元件实现 电器元件应用范围扩展
以继电器、接触器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位
可编程序控制器（PLC）是计算机技术与继电器、接触器控制技术 相结合的产物，其输入、输出与低压电器密切相关。
掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础
电磁接触器结构示意图
接触器根据电磁原理工作： 当电磁线圈通电后，线圈电 流产生磁场，使静铁心产生电磁 吸力吸引衔铁，并带动触点动作， 使常闭触点断开，常开触点闭合， 两者是联动的。当线圈断电时， 电磁力消失，衔铁在释放弹簧的 作用下释放，使触点复原，即常 开触点断开，常闭触点闭合。
灭弧罩 主触点 常闭辅 助触点 常开辅 助触点 弹 簧 动铁心 线 圈 静铁心
交流为(110％～350％)
IN
直流为(70％～300％)
IN
当电路电流过低时立即将电路切断
整定电流时，继电器吸合 整定电流时，继电器释放 吸合电流为(30％～50％) 释放电流为(10％～20％)
● 动作电流整定范围：
IN
IN
● 一般自动复位
图1-5 直流电磁继电器的结构 1—铁芯 2—旋转棱角 3—复位弹簧 4—调节螺母 5—衔铁 6—动触点 7—静触点 8—非磁性垫片 9—线圈
控制继电器 控 制 电 器 主令电器
主要用于控制系统中控制其它电器或作主电路的保护之用
按钮 限位开关 微动开关 万能转换开关 接近开关 光电开关 凸轮控制器 平面控制器
塑料外壳断路器 框架式断路器 有填料熔断器 无填料熔断器 半封闭插入式熔断器
用来闭合和分断控制电路以发布命令
控制器 断路器 配 电 电 器
在操作上：从紧张、繁重发展到轻巧自如
0.2 机床电力拖动自动控制的基本概念
1 2 控制 装置 电动机 机械 变速装置 6 4
5
3
图0- 1
卧式车床加工示意图
主轴 2 —工件 3 — 刀架 4 —床鞍 5 —车刀 6 —丝杠 1—
机床组成的三个基本部分 工作机构 传动机构 原动机
电力拖动系统
工作台 伺服 电动机 数 控 装 置 伺服 放大器 齿轮副
通和断开控制回路。 如电流、电压、温度、压力等
继电器特性及其重要参数：
x2 x1 y
y1
继电器吸合值 继电器释放值
返回系数：k
x1 x2
释放弹簧的松紧程度
铁心与衔铁间非磁性垫片的厚 薄
吸合时间：
线圈接受电信号到衔 铁完全吸台所需的时 间
x1
x2
x
释放时间：
线圈失电到衔铁完全 释放所需的时间
继电特性曲线
1．电磁式控制继电器
电流继电器 原理
过电流继电器： 当电路发生短路及过流时立即将电路切断
● 线圈电流 根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
整定电流时 整定电流时
继电器不动作 继电器才动作
● 线圈电流
● 动作电流整定范围： 欠电流继电器： ● 线圈电流 ● 线圈电流
电磁接触器结构示意图
接触器主要技术参数：
线圈电压 主触点额定电流、额定电压 辅助触点额定电流、对数 接触器极数 接触器机械寿命、电寿命
接触器分类及特点：
２．接触器的分类
交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断 交流主电路。 ● 交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁 心发热。 ● 铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。 ● 线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。 ● 铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通 使衔铁产生强烈振动和噪声。 ● 灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。 直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直 流主电路。 ● 不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。 ● 铁心用整块钢制成。 ● 线圈制成长而薄的圆筒状。 ● 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。 ● 灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。
转换主回路或励磁回路的接法，以达到电动机的起动、换向 和调速目的
用作线路过载、短路、漏电或欠压保护，也可用作不频繁接 通和分断电路
熔断器
用作线路和设备的短路和严重过载保护
刀形开关
负荷开关
主要用作电气隔离，也能接通分断额定电流
1.1.2接触器
电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器。 用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。
过电压继电器
欠电流继电器
交流
直流 交流
动作电压
动作电流
105~120%Ue 吸合电流 释放电流 30～65%Ie 10～20%Ie
110～350%Ie 动作电流
过电流继电器
直流
70～300%Ie
2.时间继电器：
继电器感应元件接受外界信号后，经过设定的延时时间才使 执行部分动作的继电器。 类型：通电延时、断电延时、带瞬动触点通电（断电） 延时 触点：常开延时闭合、常闭延时断开、常开延时断开、 常闭延时闭合 空气阻尼式： ● 包括电磁机构、工作触点及气室三部分，靠空气阻尼作 用实现延时。 ● 延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命 长。 ● 延时时间有0.4～180s和0.4～60s两种规格。
动画演示（通电延时时间继电器）
航空用电器 牵引电器
热带电器（使用环境温 度40～50℃） 高原电器
工作环境温度较高，耐振动和冲击，通常用于电力 机车
湿热带型：能工作在相对湿度为95%，且有凝露、烟 雾和霉菌场合 干热带型：能防沙尘 适用于海拔高度1000～4000m的高原地区
表1-2 低压电器产品按作用分类
分类 名称 接触器 主要品种 交流接触器 直流接触器 电压继电器 电流继电器 中间继电器 时间继电器 热继电器 压力继电器 速度继电器 固态继电器 用途 远距离频繁起动或停止交、直流电动机以及接通和分断正常 工作的主电路和控制电路
反馈脉冲
位移 检测装置
图0-2
数控机床工作示意图
直流拖动系统 交流拖动系统 电力拖动部分 电气控制部分
第一章 机床常用电器与控制线路的基本环节
前言
电器及电气控制伴随着电能的发现与应用已经走
过了几百年的历史长河。本章从应用的角度首先介绍 了几种常用的低压控制类电器，对其结构、动作原理
以及它们在电气控制线路中的应用做一简单说明。图
过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)Un 欠电压继电器：吸合电压调整范围为(30％～50％)Un 释放电压调整范围为(7％～20％)Un
结构原理：与电流继电器类似
U< KU
KU
KU
U> KU
KU
KU
欠电压继电器
过电压继电器
中间继电器： 本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。 触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。 小容量的接触器： 电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器。
电器元件的分类：
按工作电压等级分类：
▪ 高压电器：AC1200V、DC1500V及以上电路中的电器。 ▪ 低压电器：AC1200V、DC1500V以下电路中的电器。
按动作原理分类： ▪ 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。 ▪ 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。 按用途分类 ：（表1-1、表1-2） ▪ 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。 ▪ 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 ▪ 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 ▪ 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。 ▪ 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。
电动式： ● 包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执 行机构。 ● 延时时间长，可达数十小时，延时精度高。 ● 结构复杂，体积较大。 电子式： ● 数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器及 执行机构。 ● 延时时间长、调节方便、精度高、应用广。 ● 可取代阻容式、空气阻尼式、电动式等时间继电器。
触点：接触器的执行元件， 按所控制电 路 用来接通或断开被控制电 ▪ 主触点 路。 其它：包括释放弹簧机构、 支架与底座等。 电磁机构：将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作.
▪ 辅助触点 按原始状态 ▪ 常开触点 ▪ 常闭触点
灭弧罩 主触点 常闭辅 助触点 常开辅 助触点 弹 簧 动铁心 线 圈 静铁心
作用：
当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控 制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大 器用。点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其 触 他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条 控制电路。