[原创]FANUC 0i-MA维修讲义4加工中心维修电路基础

第四讲加工中心维修的电路基础

第一节电路的基础知识

一、电工原理

1、欧姆定律（Ohm’s Law）E=IR

E:(V,伏特)I:电流(A,安培)R:电阻(Ω,欧姆)

2、瓦特定律（Watt’s Law）:

P=EI=I2R=E2/R [电功率(W,瓦特)E:(V,伏特)I:电流(A,安培)R: 电阻(Ω,欧姆)]

3、交流电功率

单相电功率：P=EIcosθ

三相电功率：P=√3EIcosθ

E:(V,伏特)I:电流(A,安培) cosθ :功率因子4、电阻串联与并联

电阻串联：R=R1+R2+…+R n

二电阻并联：1/R=1/R1+1/R2 R=R1R2/(R1+R2)

5、变压器

V1/V2=N1/N2=I1/I2

V:端电压 N:绕线匝数 I:电流

二、基本元件原理介绍

凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测和调节目的的元件统称电器

1、电阻（Resister）

电阻，用符号R表示。其最基本的作用就是阻碍电流的流动。

衡量电阻器的两个最基本的参数是阻值和功率。阻值用来表示电阻器对电流阻碍作用的大小，用欧姆表示。除基本单位外，还有千欧和兆欧。功率用来表示电阻器所能承受的最大电流，用瓦特表示，有1/16W，1/8W，1/4W，1/2W，1W，2W等多种，超过这一最大值，电阻器就会烧坏。

一般電阻器通常是以不同色环标记法來表示電阻值，每種顏色分別代表1至9不同的數字，如

圖1所示；電阻器上第一與

第二條代表十位數與個位數

值，第三條為阻值的倍數值，

而最後一條則表示製造的

電阻值誤差範圍；容許誤

差的色碼是以棕色表示1%

誤差，紅色表示2%誤差等

等；例如一個電阻器如圖，

上面顏色依序為綠、棕、

紅、金，依照色碼對應數

值，可以得到其阻值為

Ω。

5.1K±5%

2、继电器（Relay）是一種電門，但與一般開關不同，繼電器並非以機械方式控制，而是一種以電

磁力來控制切換方向的電門。繼電器的基本原理如圖所示，當線圈通電後，會使中心的軟鐵核心產生磁性，將橫向的擺臂吸下，而臂的右側則迫使電門接點相接，使兩接點形成通路。

圖是簡單的單軸單切式繼電器，一顆繼電器也可以同時切換多組電門，如圖4所示是一個雙軸雙切的繼電器，它有八支接腳，排列方式如圖上接腳編號。另外繼電器規格除了電門接點數目不同，還要注意線圈的工作電壓是直流或是交流電，使用的電壓電流大小，切換電門耐電壓程度等，繼電器的規格有6V、9V、12V、24V、48V、100V、

110V、200V、220V⋯等，例如一般工業界

常用的繼電器接點可以耐電壓電流110VAC-10A，

線圈使用電壓為24VDC，共有二組或三組接點。

低電壓的直流繼電器可以直接用電晶體推動，

使用極為方便。

一般繼電器規格中它並不會說明繼電器需要多少電流可以驅動線圈，在使用時可以量測線圈內的電阻值，就可以利用歐姆定律換算出耗電流，如果我們量測阻值為150Ω，線圈驅動電壓24VDC，耗電Ω，這樣就可以知道電源供應器需要供應多大的電流，才能使繼電器作動。

流為24V/150=0.16A

3、电磁接触器（Contractor）接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直

流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。

接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。这里主要介绍常用的交流接触器。交流接触器又可分为电磁式和真空式两种。

①电磁式交流接触器的结构

接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。

电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。

触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。

灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。

为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有

强磁吹弧回路。

其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、

传动机构等。

②电磁式交流接触器的工作原理

当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和

衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通

过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁

力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触

点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。

③对接触器的维护要求

A、定期检查交流接触器的零件，要求可动部位灵

活，紧固件无松动；

B、保持触点表面的清洁，不允许粘有油污。当触

点表面有因电弧烧烛而附有金属小珠粒时，要及

时去掉。触点若磨损，应入时调整，以消除过大

的超程。银和银合金触点的表面因电弧的作用而

生成黑色的氧化膜不必去掉，这种氧化膜的电阻

很低，不会造成接触不良；

C、不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，以防发生

短路事故；

D、若接触器不能修复应立即更换。

④接触器常见的故障形式

A、线圈过热或烧坏。因电压过高或过低或操作

频率过高而引起。

B、噪声大。由于线圈电压低，触点弹簧压力过

大或零件卡住等因素。

C、触点不吸合。电压过低、触点接触不良或弹簧压力过大等因素。

D、触点不释放。触点弹簧压力过小，触点熔焊及零件卡住等因素。

4、三相断路器（Three-pole breaker）当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时能自动切断电路，

有效地保护串接在其后的电气设备．在正常条件下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机，是低压线路中常用的具有齐备保护功能的控制电器。由于自动开关具有可以操作、动作值可调、分断能力较高，以及动作后一般不需要更换牢部件等优点．

5、按钮开关（Push-button switch）用于低压控制电路中，用手动发出控制信号。有常闭触头和常开触

头，通常将按钮做成不同的颜色以示区别(绿色表示启动，红色表示停止)。

有掀钮式、紧急式、旋钮式及钥匙式

6、极限开关或位置开关（Limit switch or position switch）

是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小或位置保护。

按结构分为：直动式、滚动式、微动式。

直动式主要用于坐标轴的限位、减速或执行机构如液压缸气缸活塞的行程控制。滚动式主要用于各类防护门的限位开关。微动式主要用于回转工作台和托盘交换等装置的位置限止上。

7、近接开关（Proximity switch）在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移

传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。