数控机床常用控制电器及选择课件

数控机床常用控制电器及选择 1、断路器2、接触器3、继电器4、灭弧器5、电源电器6、熔断器7、开关电器8、控制按钮9、指示灯华中数控 数控机床常用的控制电器（数控维修实验台）说明：低压断路器过去叫做自动空气开关，现采用IEC标准称为低压断路器。定义：低压断路器是将控制电器保护电器的功能合为一体的电器。功能：有效地保护串接在它后面的电器设备 以下重点介绍数控机床常用的两种低压断路器:华中数控1、断路器（低压断路器）组成:手柄、操作机构、脱扣装置、灭弧装置、触头系统等.作用：1、配电保护 2、电动机的过载、短路保护 3、线路不频繁转换 4、电动机不频繁起动之用华中数控1）塑料外壳式断路器 图2-1 塑料外壳式断路器外形图 图 2-2 断路器图形及文字符号 DZ15系列型号意义为：设计代号塑料外壳式断路器保护种类(见表2.1)液压式电磁脱扣器极数(1:单极;2:二极;3:三极)壳架等级额定电流DZ 15-/90 表 2-1 保护种类含义及其对应的代号 保护种类代号配电保护用过电流脱扣器1电动机保护用过电流脱扣器2华中数控型号额定电流（A）额 定 电 压（V）极数脱扣器额定电流（A）额定短路通断能力/kADZ15-40/19014022016，10，16，20，25，32，403DZ15-40/29013802DZ15-40/39013803DZ15-40/39023803DZ15-40/49013804DZ15-63/190163220110，16，20，25，32，40，50，635DZ15-63/29013802DZ15-63/39013803DZ15-63/39023803DZ15-63/49013804华中数控DZ15系列规格及参数作用：1、主要用于照明配电系统和控制回路。2、机床常用于过载、短路保护3、不频繁地通断电器装置和照明线路。图2-3小型断路器外形图 图2-4小型断路器图形及文字符号 (单极和三极)华中数控2）小型断路器DZ47-60系列型号意义为：DZ47-60系列分类：按额定电流In分有:1A、2A、3A、4A、5（6）A、10A、15（16）A、20A、25A、32A、40A、50A、60A；按级数分有:单极、二极、三极、四极；按断路器瞬时脱扣器的型式分有:C型（5In10In）、D型（10In14In）。DZ47-60系列技术参数如表2-32-4所示：壳架等级额定电流塑料外壳式断路器设计序号DZ 47-60华中数控序号脱扣器额定电流In(A)起始状态试验电流规定时间预期结果备注A160冷态1.13Int1h不脱扣B160紧接着A项实验后进行1.45Int1h脱扣电流在5秒内稳定地上升至规定值CIn32冷态2.55In1st32冷态2.55In1st120s脱扣D160冷态5Int0.1s不脱扣C型E160冷态10Int0.1s脱扣C型F160冷态10Int0.1s不脱扣D型G160冷态14Int（或I（或U）表示过电压（或欠电压）继电器。图2-7电磁继电器外形图 华中数控 电磁式继电器按吸引线圈电流种类不同,有交流和直流两种。由于电磁式继电器具有工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长等一系列优点，故在数控机床电气控制系统中应用最为广泛。图2-8电磁继电器图形及文字符号 华中数控电磁式继电器主要技术参数电磁式继电器主要技术参数电磁式继电器主要技术参数电磁式继电器主要技术参数 以以以以JTXJTX通用型小型电磁继电器为例，其主要技术参数见表通用型小型电磁继电器为例，其主要技术参数见表通用型小型电磁继电器为例，其主要技术参数见表通用型小型电磁继电器为例，其主要技术参数见表2-2-9 JTX9 JTX通用型小型电磁继电器主要技术参数通用型小型电磁继电器主要技术参数通用型小型电磁继电器主要技术参数通用型小型电磁继电器主要技术参数 额定工作电压（V）DC：6、12、24、48、110、220AC：6、12、24、48、110、220、380吸动电压（V）DC：75%；AC：80%释放电压（V）DC：10%；AC：30%功耗DC：2W；AC：3.5VA防尘型触点最大控制容量（COS=1）7.5A250VAC；7.5A28VDC触点形式2C3C电气寿命（次）1x105机械寿命（次）1x107介质耐压1500V绝缘电阻500M温度范围-25+45振动1055Hz双振幅1.0mm重量（克）125g装置方式Plig-in插座式外形尺寸(cm)35X35X55华中数控 固态继电器(Solid State Relay)简称SSR 新型无触点继电器。固态继电器是用晶体管或可控硅代替常规继电器的触点开关，而在前级中与光电隔离器融为一体。因此，固态继电器实际上是一种带光电隔离器的无触点开关。由于可靠性高、开关速度快和工作频率高、使用寿命长、便于小型化、输入控制电流小等一系列优点。固态继电器图形及文字符号如图2-12所示.。SSR 图2-12 固态继电器图形及文字符号 华中数控2、固态继电器（1）固态继电器的分类 固态继电器具有两个输入端和两个输出端的一种四端器件，按输出端负载电源类型可分为直流型和交流型两类。其中直流型是以功率晶体管的集电极和发射极作为输出端负载电路的开关控制，而交流型是以双向三端晶体闸流管的两个电极作为输出端负载电路的开关控制，如图2-13所示。3+4+12图2-13 交流固态继电器内部电路原理图 华中数控（2）固态继电器主要技术数据表2-11是国产固态继电器主要技术数据。表2-11 国产固态继电器主要技术数据 输入输出隔离性能开关速度驱动电压驱动电流断态重复峰值电压有效输出电流峰值单周浪涌电流工作频率导通压降输入输出绝缘耐压换接时间330V310mA50110220V140A10300A4565Hz2V1500V10ms华中数控1、变压器 变压器是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。华中数控四.变压器及直流稳压电源（1）机床控制变压器 机床控制变压器适用于交流5060Hz，输入电压不超过660V的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的控制电源、步进电机驱动器、局部照明及指示灯的电源。华中数控T 图2-15 双绕组变压器图形及文字符号 图2-14 机床控制变压器外形图 华中数控JBKJBK系列机床控制变压器型号含义：系列机床控制变压器型号含义：系列机床控制变压器型号含义：系列机床控制变压器型号含义：BKBK系列控制变压器型号含义：系列控制变压器型号含义：系列控制变压器型号含义：系列控制变压器型号含义：变压器机床铁芯形式“C”插片式，“P”卷片式额定容量（VA）设计序号（1、2、3、4、5）控制JBK-BK-控制额定容量（VA）变压器表2-12JBK系列控制变压器电压型式 规格初级电压(V)次级电压(V)控制照明指示信号40VA220或380110(127)(220)24(36)(48)6(12)63VA160VA400VA1000VA华中数控BK系列控制变压器适用于5060Hz的交流电路中，作为机床和机械设备中一般电器的控制电源、局部照明及指示电源。表2-13BK系列控制变压器规格参数及尺寸 型号初级电压次级电压安装尺寸（AxC）安装孔(KxJ)外形尺寸BxDxEBK-25220、380或根据用户需求而定6.3、12、24、36、110、127、220、380V或根据用户需求而定62.5x465x780 x75x89BK-15085x736x8105x103x110BK-700125x1008x11153x146x160BK-1500150.5x1598x11185x234x210BK-5000196.5x1928x11245x286x265华中数控（2）三相变压器 三相电压的变换可用三台单相变压器也可用一台三相变压器，从经济性和缩小安装体积等方面考虑，可优先选择三相变压器。在数控机床中三相变压器主要是给伺服动力等供电。图2-16为三相变压器外形图，图2-17图形及文字符号（星型-三角形联结）。图2-16三相变压器外形图 图2-17三相变压器（星形三角形联结）图形及文字符号 华中数控（3）变压器的选择a、根 据 实 际 情 况 选 择 初 级（原 边）额 定 电 压 U1（380V,220V），再选择次级额定电压U2,U3,(次级额定值是指初级加额定电压时，次级的空载输出，次级带有额定负载时输出电压下降5%，因此选择输出额定电压时应略高于负载额定电压)。b、根据实际负载情况，确定次级绕组额定电流I1,I2,I3,，一般绕组的额定输出电流应大于等于额定负载电流。c、次级额定容量由总容量确定。总容量算法如下P2=U2I2+U3I3+U4I4+根据次级电压、电流（或总容量）可选择变压器，d、变压器的选用除了要满足变压比之外，还要考虑变压器性价比，优先选用变压档输出全的变压器.华中数控直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。控制对象:驱动器、控制单元、小直流继电器、信号指示灯等，数控机床中主要使用开关电源和一体化电源。华中数控2、直流稳压电源（1）开关电源 开关电源被称作高效节能电源，因为内部电路工作在高频开关状态，所以自身消耗的能量很低，电源效率可达80%左右，比普通线性稳压电源提高近一倍。目前生产的无工频变压器式中、小功率开关电源，仍普遍采用脉冲宽度调制器（简称脉宽调制器PWM）或脉冲频率调制器（简称脉频调制器PFM）专用集成电路。它们是利用体积很小的高频变压器来实现电压变化及电网隔离，因此能省掉体积笨重且损耗较大的工频变压器。华中数控主要性能指标有：a、输入AC电压：85VAC-264VACb、输入频率：47-63Hzc、冷态冲击电流：20A/115VAC;30A/220VACd、过流保护：105150%的额定值开始保护，过压保护，过功率保护，短路保护，自动恢复e、启动、上升、保持：500ms,50ms,大于20ms f、抗电强度：输入与输出之间，输入与大地可承受AC1.5KV/1min g、绝缘电阻：输入与大地、输入与输出加DC500V绝缘电阻大于50M华中数控h、工作环境温度：-10C 至45C，60C时可用功率60%。70C时可用满功率35%i、效率：65%-87%j、纹波噪声：小于输出电压1%k、存储温度：-20C+85Cl、输出电压调整：10%范围内，总调整率（线形及负载）小于2%m、安规标准：参考UL1950图 2-18开关电源外形图 VC图 2-19 直流稳压电源图形符号及文字符号 华中数控（2）一体化电源 一体化电源是采用传导冷却方式的AC/DC开关电源，输入参数：AC220V10%/50（47-63）Hz单相或AC380V10%/50Hz三相输出参数：DC5300V 电流0.520A 功率22000W 电压调整率0.5%（5V时1%）电流调整率1.0%（5V时2%）纹波系数1.0%工作频率50100KHz 具有过热、过流、短路保护；可另加过欠压保护；负载率0 100%；使用率80%；效率80%图 2-20 一体化电源外形图 华中数控 电源的选择:选择电源时需要考虑的问题主要有：a.电源的输出功率输出路数；b.电源的尺寸;c.电源的安装方式和安装孔位；d.电源的冷却方式；e.绝缘强度；f.电磁兼容 g.环境条件。1)为了提高系统的可靠性，建议电源工作在50%80%负载为佳。2)尽量选用厂家的标准电源。华中数控3)明确输入电压范围，4)电源的散热问题。如果系统能形成良好的自然对流风道，且电源位于风道上，可以考虑选择自然冷却的电源；如果系统的通风比较差，或系统内部温度比较高，可以考虑选择风冷的电源。5)如果环境不是很恶劣或电柜中（符合防护 等级IP54）可选用普通电源；如果在条件恶 劣的环境中使用，比如油污、潮湿、腐蚀等，选用全密封的一体化电源较好。华中数控 五.熔断器 熔断器是一种广泛应用的最简单的有效的保护电器。组成:熔体,熔座。熔体一般由熔点低，易于熔断、导电性良好的合金材料制成。(a)快速熔断器(芯为熔体)(b)螺旋式熔断器 (c)熔断隔