机床常用电气元件

U＜
KV
a)过电压继电器线圈 b)欠电压继电器线圈 c)动合触点 d)动断触点
熔断器
用于低压线路中的短路保护。 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。
FU
熔断器的选择
1.根据线路的要求、使用场合和安装条件选择熔断器类型。 2.熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压。 3.熔断器额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。 4.熔体额定电流的选择 1）电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级保护相互配合良好，两 极熔体额定电流的比值不小于1.6 ：1。 2）用于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流等于或 稍大于电路的工作电流。 3）保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定 电流按下式计算： IfN≥（1.5～2.5）IN 式中：IfN---熔体额定电流；IN---电动机额定电流 4）保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时起动，则应按下式计 算：IfN≥（1.5～2.5）INmax+ ∑IN
灭弧措施：
（1）机械灭弧 （2）磁吹灭弧 （3）窄缝灭弧 （4) 栅片灭弧
栅片灭弧 1-熄弧栅片2-触点3-电弧
三、接触器的工作原理 当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产 生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触点支持件 与衔铁固定在一起，衔铁吸合带动主触点也闭 合，接通主电路。与此同时，衔铁还带动辅助 触电动作，使动合触点闭合，动断触点断开。 当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失 或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打开，使主、 辅触电恢复到原来的状态，把电路切断。
三、接近开关 5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、 LXJ18和35G等系列。 6、接近开关的文字符号及图形符号 SQ
SQ
a)动合触点
b)动断触点
1.1.3 组合开关
常用在机床的控制电路中，作为电源的引入 开关或是自我控制小容量电动机的直接起动、 反转、调速和停止的控制开关等。 组合开关有单极、双极和多极之分。
工作在交流电压1200V，或直流电压 1500V及以下的电路中起通断、保护、 控制或调节作用的电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产品叫做低压电 器。重点介绍低压电器。
一、低压电器的分类
低压电器的分类
按用途分类
控制电器
用于各种控制 电路和控制系统的 电器，如接触器、 继电器等。
主令电器
用于自动控制 系统中发送控制 指令的电器，如 按钮、行程开关等。
KI
a)过电流继电器线圈
b)欠电流继电器线圈
c)动合触点 d)动断触点
电压继电器
• 根据输入电压大小而动作的继电器。 • 使用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而 线径细。
电压继电器分 过电压继电器：起过电压保护作用 欠电压继电器：起欠电压保护作用 零电压继电器：起零电压保护作用
KV
U＞
保护电器
用于保护电路 及用电设备的 电器，如熔断器、 热继电器等。
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。
执行电器
用于完成某种 动作或传动功能的 电器，如电磁铁、 电磁离合器等。
一、低压电器的分类
低压电器的分类
按工作原理分类
电磁式电器
控制电器
依据电磁感应原理 来工作的电器， 如交直流接触器、 各种电磁式继电器等。
热继电器
手动复位按钮
电流调节凸主电路接线 轮 柱
触点接线柱
(a) 外形
触点
导板
(b) 结构
热元件
热继电器 作用及分类 热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的 保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过 载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。
两相热继电器 按相数分为
三相热继电器
不带断相保护 带断相保护
FR
a) 热元件
b) 动断触点
电流继电器
• 根据输入电流大小而动作的继电器。 • 使用时，电流继电器的线圈和被保护的设备串联，其线圈 匝数少而线径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常工作。
过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即切断电路 按用途分为
欠电流继电器：当电路电流过低时立即切断电路
KI
I＞
I＜
Q
组合开关的 主要参数有
额定电压 额定电流 有10A、25A、60A等 极数
1.1.4、低压断路器
低压断路器又称自动空气开关或自动空气断 路器，简称自动开关。
一、低压断路器的作用及分类 作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，在正 常情况下，它可以分断和接通工作电流；当电路发 生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障 电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；还可 用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机 的运行和停止。 分类： 框架式（万能式）
动作的最大电流。按电动机额定电流整定。
5.调节范围：是指手动调节整定电流的范围。 常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、R20等系列。 热继电器的基本技术数据可查阅有关资料。
热继电器的选择 1）根据实际要求确定热继电器的结构类 2）根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号、 热元件的电流等级和整定电流。
按工作原理分为
电容型
永久磁铁型 霍尔效应型
三、接近开关
4、高频振荡型接近开关
金 属 体 感 应 头 高频 振荡器 整形放大器 信号输出
交变磁场
振荡线圈
无金属体接近 金属体接近
振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，当金属物体进入高频振荡器 的线圈磁场（感应头）时，金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使 振荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的 开关信号，从而达到检测有无金属物的目的。
符号 SQ
常开（动合）触点
SQ
常闭（动断）触点
三、接近开关
接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。 1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保 护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程 序的自动衔接等。 2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度高、灵敏 度高、频率响应快以及适应恶劣的工作环境等。 3、分类： 高频振荡型
触头系统 桥式 结构有
点接触式: 用于电流不大的场合
面接触式:用于电流较大的场合
指式 : 适合于触头分合次数多、电流大 的场合
触头 分为
主触头:用于通断电流较大的主电路。 辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。
灭弧装置 作用：用来迅速熄灭主触点在分断电路时所产生的 电弧，保护触点不受电弧灼伤，并使分断时间缩短。
由动触片、静触片、转 轴、手柄、凸轮、绝缘 杆等部件组成。当转动 手柄时，每层的动触片 随转轴一起转动，使动 触片分别和静触片保持 接通和分断。为了使组 合开关在分断电流时迅 速熄弧，在开关的转轴 上装有弹簧，能使开关 快速闭合和分断。
组合开关外形图
组合开关的图形符号和文字符号
Q
（a）单极 （b）三极
四、接触器的图形和文字符号
KM
KM
KM
KM
线圈
常开（动合）触头
常闭（动断）触头
使用类别
交流接触器按使用类别分为12种，使用类别代号和相应典型用途 举例如下： 使用类别代 AC-1 AC-2 AC-3 AC-4 典型用途举例 无感或微感负载、电阻炉 绕线转子异步电动机的起动、分断 笼型电动机的起动、运转中分断 笼型电动机的起动、反接制动
AC-5a
AC-5b AC-6a
控制放电灯的通断
控制白炽灯的通断 变压器的通断
1.1.6 继电器
继电器是一种利用电流、电压、时间、温度 等信号的变化来接通或断开所控制的电路， 以实现自动控制或完成保护任务的自动电器。
一、 中间继电器
中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电 流。所以，继电器一般用于机床的控制电路中。
b)
KT
KT
KT
e)
f)
g)
h)
i)
a) 一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭合的动断触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点 g) 延时闭合的动断触点 h) 瞬时动合触点 i) 瞬时动断触点
1.1.7 保护电器
电流继电器 热继电器 电压继电 灭弧器 熔断器
1.1.5 接触器
一、接触器的用途和分类 用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负 载主电路。是机床电动机主电路中最重要的 控制电器。 分类： 交流接触器 接触器分为 直流接触器
二、接触器的结构
接触器结构
电磁系统
触点系统
灭弧装置
电磁系统
电磁系统由
铁心 衔铁 励磁线圈
等几部分组成
常用的磁路结构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈
电器的工作是靠 外力或某非电物理量的 变化而动作的电器， 如刀开关、行程开关、 按钮、速度继电器 压力继电器、 温度继电器等。
二、低压电器的发展方向
目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、 使用方便的方向发展，大力发展电子化 的新型控制电器，如接近开关、光电开 关、电子式时间继电器、固态继电器与 接触器等以适应控制系统迅速电子化的 需要。
按结构分为
塑料外壳式（装置式）
二、低压断路器的结构和工作原理
锁钩
释放弹簧
过流 脱扣器 过载脱 扣器
欠压 脱扣器
连杆装置 衔铁
二、低压断路器的结构和工作原理 触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路， 为了加强灭弧能力，在主触点处装有灭弧装置。 脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现故障时， 脱扣器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分 断。 ①欠压脱扣器 ②过电流脱扣器 ③过载脱扣器 脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件， 当脱扣结构接收到信号后由断路器切断电路。
旋转式 双轮旋转式
二、行程开关 行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。
未撞击
撞击
(a)外形图
(b)示意图
二、行程开关 行程开关的选择
在选择行程开关时，应根据被控制电路的特点、要 求、生产现场条件和触点数量等因素进行考虑。 常 用的行程开关有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系 列产品。
1.1.2 主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系 统工作状态的电器。
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
一、控制按钮 按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
(a) 外形图 (b) 结构
常闭触点
常开触点
一、控制按钮
按钮图形符号和文字符号
SB
动合（常开）触头
SB
动断（常闭）触头
三、低压断路器的图形符号和文字符号
QF
四、低压断路器的主要技术参数
额定电压 额定电流 极数 脱扣器型 整定电流范围 分断能力 动作时间等
五、低压断路器的选用原则
1）根据电气装置的要求确定断路器的类型 2）根据对线路的保护要求确定断路器的保护形式 3）低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、 设备的正常工作电压和工作电流 4）低压断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路 电流 5）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压 6）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载 电流
SB
复合触头
按钮的选择应根据使用场合、控制电路所需触点数目及按钮颜色等 要求选用。
一、控制按钮 数控机床上的按钮站
一般用： 红色表示停止和急停；绿 色表示起动； 黑色表示点动； 蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色， 供不同场合使用。
二、行程开关 作用：用来控制某些机械部件的运动行程和 位置或限位保护。 结构：行程开关是由操作机构、触点系统和 外壳等部分成。 直杆式 分类： 按结构分为 单轮旋转式
热继电器
热继电器工作原理：发热元件接入电机主电路， 若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的 下层膨胀系数大，使其弯曲，推动导板运动， 常闭触点断开。
热继电器主要参数及常用型号
1. 热继电器额定电流：指可以安装的热元件的最大 整定电流 2.相数
主要参数
3.热元件额定电流：指热元件的最大整定电流。 4. 整定电流：指长期通过热元件而不引起热继电器
二、时间继电器 时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过 一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
按延时方式分
按工作原理分
通电延时型 断电延时型
数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
时间继电器的文字符号和图形符号
KT
a)
KT
c)
KT
d) KT KT
机床电气控制基本知识
机床常用电器元件结构和原理
1.1 机床常用电器元件的结构和原理
1.1.1 概 述 1.1.2 主令电器 1.1.3 组合开关 1.1.4 低压断路器 1.1.5 接触器 1.1.6 继电器 1.1.7 保护电器 1.1.8 变压器及直流稳压电源
1.1.1 概 述
对电能的生产、输送、分配和使用起 控制、调节、检测、转换及保护作用的 电工器械称电器。