《机床电气控制 教学课件 ppt 作者 王炳实 王兰军 第一章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机床电气控制 教学课件 ppt 作者 王炳实 王兰军 第一章（133页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机 床 电 气 控 制,王炳实 王兰军 主编,第一章 继电器接触器控制系统 第二章 电动机的无级调速 第三章 可编程序控制器 第四章 数控机床 第五章 机床电器控制实验,第一章 继电器接触器控制系统,第一节 机床常用电器及选择 第二节 机床电气原理图 第三节 机床控制电路的基本环节 第四节 典型机床电气控制电路分析 第五节 机床继电器接触器控制系统的设计(选学) 第六节 机床电气控制电路故障检查与维修,第一节 机床常用电器及选择,一、开关电器 二、主令电器 三、熔断器 四、交流接触器 五、继电器,一、开关电器,1.刀开关 2.组合开关 3.低压断路器,1.刀开关,图1-1 刀开关的图形符号及文
2、字符号 a)单极 b）双极 c）三极,刀开关(俗称闸刀开关)结构简单，由操作手柄、刀片、触头座和底板等组成。在机床上刀开关主要用来接通和断开长期工作设备的电源。 刀开关分单极、双极和三极，机床上常用的三极开关长期允许通过的电流有100A、200A、400A、600A、1000A五种，目前生产的产品常用型号有HD(单投)和HS(双投)等系列型号。 在电气原理图中，刀开关的图形符号及文字符号如图1-1所示。,2.组合开关,图1-2 组合开关的结构示意图,组合开关主要用作电源的引入开关，所以也称电源隔离开关。它也可以起停5kW以下的异步电动机，但每小时的接通次数不宜超过1520次，开关的额定电流一般
3、取电动机额定电流的1.52.5倍。 组合开关有单极、双极和多极之分。它是由 单个或多个单极旋转开关叠装在同一根方形 转轴上组成的，在开关的上部装有定位机构， 它能使触片处在一定的位置上，其结构示意 图如图1-2所示。,2.组合开关,图1-3 组合开关的图形符号及文字符号,组合开关主要根据电源种类、电压等级、所需触头数及电动机容量进行选用。组合开关的常用产品有HZ5、HZ10系列。HZ5系列额定电流有10A、20A、40A和60A四种。HZ10系列额定电流有10A、25A、60A和100A四种，适用于交流380V以下、直流220V以下的电气设备中。 组合开关的图形符号和文字符号如图1-3所示。,
4、3.低压断路器,图1-4 低压断路器工作原理图 1主触头 2自由脱扣机构 3过电流脱扣器 4分 励脱扣器 5热脱扣器 6失压脱扣器 7按钮,低压断路器曾称自动空气开关，它不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。因此，低压断路器在机床上使用得越来越广泛。,图1-4是低压断路器的工作原理图。开关的主触头是靠操作机构手动或电动合闸的，并由自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。如果电路发生故障，自由脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使钩子脱开。于是主触头在弹簧作用下迅速分断。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件
5、与主电路串联，失压脱扣器的线圈与电路并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构动作。当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用。,3.低压断路器,图1-5 低压断路器的图,低压断路器的图形符号及文字符号如图1-5所示。,二、主令电器,1.按钮 2.行程开关 3.接近开关 4.万能转换开关,自动控制系统中用于发送控制指令的电器称为主令电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关等几种。,1.按钮,图1-6
6、按钮结构示意图 1-按钮帽 2-复位弹簧 3-动触头 4-常闭静触头 5-常开静触头,按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关。按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成，通常制成具有常开触头和常闭触头的复合式结构，其结构示意图如图1-6所示。指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作。旋钮式按钮是用手扭动旋转来进行操作的。,1.按钮,图1-7 按钮的图形符号及文字符号,按钮的额定电压为交流380V、直流220V、额定电流5A。在机床上常用的有LA2(老产品)、LA18、LA19及LA20等系列。按钮帽有多种颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作起动按
7、钮。按钮主要根据所需要的触头数、使用场合及颜色来选择。 按钮的图形符号及文字符号如图1-7所示。,图1-8 LX19系列行程开关 a）-单轮旋转式 b）-双轮旋转式,2.行程开关,行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。 LX19及JLXK1型行程开关都备有一常开、一常闭两对触头，并有自动复位 (单轮式)和不能自动复位(双轮式)两种类型，如图1-8所示。,2.行程开关,图1-9 行程开关的图 a）-常开触头 b）常闭触头,行程开关的图形符号及文字符号如图1-9所示。,3.接近开关,图1-10 LJ2系列晶体管接近开关电路原理图,行程开关是有触头开关，在操作频繁时，易产
8、生故障，工作可靠性较低。接近开关是无触头开关，按工作原理来区分，有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等多种，其中以高频振荡型最为常用。常用的接近开关有LJ1、LJ2和JXJ0等系列。图1-10为LJ2系列晶体管接近开关电路原理图。此开关的振荡器是由晶体管V1、振荡线圈L和电容C1、C2和C3组成的电容三点 式振荡器。,3.接近开关,图1-11 接近开关的图,接近开关因具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高、动作迅速等优点，故应用越来越广泛。 接近开关的图形符号及文字符号如图1-11所示。,4.万能转换开关,图1-12 万能转换开关结构示意图,万能转换开关是
9、一种多挡式控制多回路的主令电器，目前常用的有LW5、LW6等 系列。LW6系列转换开关由操作机构、面板、手柄及数个触头座等主要部件组成，用螺栓组装成为整体。触头座可有110层，每层均可装三对触头，并由其中的凸轮进行控制，如图1-12所示。由于每层凸轮可做成不同的形状，因此当手柄转到不同位置时，通过凸轮的作用，可使各对触头按需要的规律接通和分断。,三、熔断器,图1-13 熔断器外形图 a)RC1型 b)RL1型 1瓷底座 2动触头 3熔体 4瓷插件 5静触头 6瓷帽 7熔心 8底座,熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。熔断器主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)两部分组成。
10、机床电气线路中常用的是RL1系列螺旋式熔断器及RC1系列插入式熔断器，它们的结构见图1-13，数据分别列于表1-1及表1-2中。,三、熔断器,表1-1 RL1系列螺旋式熔断器的技术数据,表1-2 RC1系列插入式熔断器的技术数据,选择熔断器主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。熔断器的类型应根据线路要求和安装条件来选择。熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压。熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心，其选择方法如下： 对于照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即 IfuI 式中，Ifu为熔体
11、的额定电流；I为电路的工作电流。 对于电动机类负载，应考虑起动冲击电流的影响，应按下式计算： Ifu(1.52.5)IN 式中，IN为电动机的额定电流。 对于多台电动机，由一个熔断器保护时，熔体的额定电流应按下式计算： Ifu(1.52.5)INmax+IN 式中，INmax为功率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。 RS0、RS3系列快速熔断器的发热时间常数小，熔断时间短，动作快，主要用作电力半导体器件及其成套设备的过载及短路保护。,三、熔断器,图1-14 熔断器的图,三、熔断器,熔断器的图形符号及文字符号见图1-14。,四、交流接触器,图1-15 CJ0-20型交流
12、接触器 1灭弧罩 2触头压力弹簧片 3主触头 4反作用弹簧 5线圈 6短路环 7静铁心 8弹簧 9动铁心 10辅助常开触头 11辅助常闭触头,接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路(如电动机)的自动控制电器。 交流接触器的结构如图1-15所示。它是 由电磁机构、触头系统、灭弧装置及其 他部件等四部分组成，现分述如下：,四、交流接触器,(1)电磁机构 电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成。 (2)触头系统 包括主触头和辅助触头。 (3)灭弧装置 当触头断开大电流时，在动、静触头间产生强烈电弧，会烧坏触头并使切断时间拉长。 (4)其他部件 包括反作用弹簧、触头压力弹簧、传动机构及外
13、壳等。,表1-3 CJ10系列交流接触器技术数据,接触器的型号，如CJ10-20，其中CJ表示交流接触器，10表示设计序号，20表示主触头额定电流为20A。 CJ10系列交流接触器技术数据列于表1-3中,四、交流接触器,交流接触器的选择主要考虑主触头的额定电压、额定电流、辅助触头的数量与种类、吸引线圈的电压等级、操作频率等。 接触器的额定电压是指主触头的额定电压。交流接触器的额定电压，一般为500V或380V两种，应大于或等于负载回路的电压。 接触器的额定电流是指主触头的额定电流，有5、10、20、40、60、100和150A等几种，应大于或等于被控电路的额定电流。对于电动机负载可按下列经验公
14、式计算： IC=PN/KUN 式中，IC为接触器主触头电流(A)；PN为电动机的额定功率(kW)；UN为电动机的额定电压(V)；K为经验系数，一般取11.4。,四、交流接触器,图1-16 接触器的图形符号 a)线圈 b)常开触头 c) 常闭触头,四、交流接触器,接触器的图形符号如图1-16所示，文字符号为KM。,五、继电器,继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器。继电器的输入信号可以是电流、电压等电学量，也可以是温度、速度、时间、压力等非电量，而输出通常是触头的动作。 (一)电磁式继电器 (二)时间继电器 (三)热继电器 (四)速度继电器 (五)固态继电器
15、,图1-17 JT3系列直流电磁式继 电器结构示意图 1线圈 2铁心 3磁轭 4弹簧 5调节螺母 6调节螺钉 7衔铁 8非磁性垫片 9常闭触头 10常开触头,(一)电磁式继电器,电磁式继电器按吸引线圈电流的种类不同，有直流和交流两种。其结构及工作原理与接触器相似，但因继电器一般用来接通和断开控制电路，故触头电流容量较小(一般5A以下)。图1-17为JT3系列直流电磁式继电器结构示意图，释放弹簧4调得越紧，则吸引电流(电压)和释放电流(电压)就越大。,(一)电磁式继电器,1.电流继电器 电流继电器的线圈串接在被测量的电路中，以反映电路电流的变化。为了不影响电路工作情况，电流继电器线圈匝数少，导线
16、粗，线圈阻抗小。 电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两类。 2.电压继电器 电压继电器的结构与电流继电器相似，不同的是电压继电器线圈为并联的电压线圈，所以匝数多，导线细，阻抗大。 电压继电器按动作电压值的不同，有过电压、欠电压和零电压之分。 3.中间继电器 中间继电器实质上是电压继电器的一种，但它的触头数多(多至6对或更多)，触头电流容量大(额定电流510A)，动作灵敏(动作时间不大于0.05s)。其主要用途是当其他继电器的触头数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量，起到中间转换的作用。 中间继电器主要依据被控制电路的电压等级，触头的数量、种类及容量来选用。机床上常用的型号有JZ7系列交流中间继电器和JZ8系列交直流两用中间继电器。,3.中间继电器,表1-4 JZ7系列中间继电器技术数据,JZ7系列中间继电器的技术数据见表1-4，适用于交流电压380V、电流5A以下的控制电路。,电磁式继电器的一般图形符号是相同的，如图1-18所
