第1章 机床常用低压电器

1、机床电气控制机床电气控制 机床电气控制技术机床电气控制技术 机床电气控制技术机床电气控制技术 主要内容主要内容 1 1、常用低压电器。、常用低压电器。 2 2、基本电气控制电路。、基本电气控制电路。 3 3、机床电气控制电路分析与设计。、机床电气控制电路分析与设计。 4 4、S7-200 PLCS7-200 PLC的硬件系统配置与的硬件系统配置与STEP7STEP7软件编程。软件编程。 5 5、机床控制系统的、机床控制系统的PLCPLC设计。设计。 机床电气控制技术机床电气控制技术 主要要求主要要求 1 1、熟悉常用的低压电器结构、原理、型号规格并能熟悉常用的低压电器结构、原理、型号规格并能

2、正确选用；正确选用； 2 2、掌握继电器掌握继电器- -接触器控制电路基本环节；接触器控制电路基本环节； 3 3、掌握常用机床电气控制电路的工作原理与分析方掌握常用机床电气控制电路的工作原理与分析方 法；法； 4 4、掌握可编程序控制器（掌握可编程序控制器（PLCPLC）的设计方法；）的设计方法； 5 5、运用、运用PLCPLC进行自动控制系统开发；进行自动控制系统开发； 6 6、运用运用PLCPLC技术改造常用机床电气控制电路技术改造常用机床电气控制电路。 机床电气控制技术机床电气控制技术 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.1 1.1 电器的基本知识电器的基本知识 n电器定义：电

3、器定义： 能根据能根据操作信号或外界信号操作信号或外界信号（机械力、电（机械力、电 动力和其它物理量），自动或手动动力和其它物理量），自动或手动接通和断接通和断 开电路开电路，从而连续或断续地改变，从而连续或断续地改变电路参数或电路参数或 状态状态，实现对电路或用电设备的切换、控制，实现对电路或用电设备的切换、控制 、保护、检测、变换和调节用的电气元件或、保护、检测、变换和调节用的电气元件或 设备。设备。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n电器的分类电器的分类 （1 1）按电压高低分类）按电压高低分类 l 高压电器高压电器：工作电压高于交流电压工作电压高于交流电压1200V1200V

4、或直流电压或直流电压1500V1500V 的各种电器。的各种电器。 例如：高压断路器、隔离开关、电抗器、电压互感器、电流例如：高压断路器、隔离开关、电抗器、电压互感器、电流 互感器等。互感器等。 l 低压电器低压电器：工作电压在交流电压工作电压在交流电压1200V1200V或直流电压或直流电压1500V1500V以以 下的各种电器。下的各种电器。 例如：接触器、起动器、自动开关、熔断器、继电器、主例如：接触器、起动器、自动开关、熔断器、继电器、主 令电器等。令电器等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n电器的分类电器的分类 （2 2）按）按控制作用控制作用分类分类 l 主令电器主令电

5、器：用来发出信号指令的电器。例如：按扭、主令控用来发出信号指令的电器。例如：按扭、主令控 制器、转换开关等。制器、转换开关等。 l 配电电器配电电器：用来电能的输送和分配的电器。例如：开关、低用来电能的输送和分配的电器。例如：开关、低 压断路器、隔离器等。压断路器、隔离器等。 l 执行电器执行电器：用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、 电磁阀、电磁铁。电磁阀、电磁铁。 l 控制电器控制电器：用来控制电路的通断。例如：继电器。用来控制电路的通断。例如：继电器。 l 保护电器保护电器：用来保护电源、电路及用电设备的安全，使它们用来保护电源、电路及用电

6、设备的安全，使它们 不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、 热继电器、过（欠）电流（压）继电器、漏电保护器等。热继电器、过（欠）电流（压）继电器、漏电保护器等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n电器的分类电器的分类 （3 3）按）按操作方式操作方式分类分类 l 手动电器手动电器：通过人力操作而动作的电器。例如：刀开关、隔通过人力操作而动作的电器。例如：刀开关、隔 离开关、按钮开关等。离开关、按钮开关等。 l 自动电器自动电器：按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器 。例如

7、：高、低压断路器、接触器、继电器等。例如：高、低压断路器、接触器、继电器等。 （4 4）按动作原理分类）按动作原理分类 l 电磁式电器电磁式电器：根据电磁铁的原理来工作。例如：接触器、继根据电磁铁的原理来工作。例如：接触器、继 电器等。电器等。 l 非电磁式电器非电磁式电器：依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的 变化而动作的电器。例如：按钮、行程开关、速度继电器、变化而动作的电器。例如：按钮、行程开关、速度继电器、 热继电器等。热继电器等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 u电磁式电器电磁式电器 1.1.组成组成 检测检测部分 执执行部分 电磁

8、式电器电磁式电器 1铁芯 2线圈 3衔铁 4静触点 5动触点 6触点弹簧 7释放弹簧 电磁式电器工作原理示意图 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 u电磁电磁机构机构 （a a）衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯）衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯 （b b）衔铁沿轴转动的拍合式铁芯）衔铁沿轴转动的拍合式铁芯 （c c）衔铁直线运动的双）衔铁直线运动的双E E形直动式铁芯形直动式铁芯 v工作原理：工作原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路， 产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用

9、电器 p电磁吸力数学描述电磁吸力数学描述 恒值SBF 2 7 8 10 u（b b）线圈通以交流电）线圈通以交流电 n 电磁吸力：电磁吸力： u（a a）线圈通以直流电的电磁机构）线圈通以直流电的电磁机构 l B-B-气隙磁感应强度气隙磁感应强度 l S-S-磁极截面积磁极截面积 n 反力：反力： 由释放弹簧和触点弹簧产生由释放弹簧和触点弹簧产生 变值tSsinBF 22 m 8 107 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p吸力与反力特性吸力与反力特性 欲使电磁衔铁可靠吸合，在整个欲使电磁衔铁可靠吸合，在整个 吸合过程中，吸力需大于反力，这吸合过程中，吸力需大于反力，这 样才能保证执行

10、机构可靠动作。样才能保证执行机构可靠动作。 直流与交流电磁机构的吸力特性直流与交流电磁机构的吸力特性 分别如曲线分别如曲线1 1和和2 2所示，反力特性曲所示，反力特性曲 线如曲线线如曲线3 3所示。所示。 在在1 12 2的区域内，反力随气隙的区域内，反力随气隙 减小略有增大。到达减小略有增大。到达2 2位置时，动位置时，动 触点开始与静触点接触，这时触点触点开始与静触点接触，这时触点 上的初压力作用到衔铁上，反力骤上的初压力作用到衔铁上，反力骤 增，曲线突变。其后在增，曲线突变。其后在2 2到到0 0的区的区 域内，气隙越小，触点压得越紧，域内，气隙越小，触点压得越紧， 反力越大，线段较反

11、力越大，线段较1 12 2段陡。段陡。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 u触点系统触点系统 触点是触点电器的执行机构，它在衔铁的带动下触点是触点电器的执行机构，它在衔铁的带动下 起接通和分断电路的作用。起接通和分断电路的作用。 结构形式：结构形式：桥式触点和指形触点桥式触点和指形触点 触点的接触形式：触点的接触形式：点接触点接触( (小电流小电流) )、线接触、线接触( (接通接通 频繁频繁) )和面接触和面接触( (大电流大电流) ) (a)(a)桥式点触点桥式点触点 (b) (b) 桥式面触点桥式面触点 (c)(c)指形线触点指形线触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器

12、u触点系统触点系统 触点的分类：触点的分类： l 按触点的运动情况：按触点的运动情况：动触点和静触点动触点和静触点 l 按触点的职能：按触点的职能：主触点和辅助触点主触点和辅助触点 l 按触点的状态：按触点的状态：常开触点和常闭触点常开触点和常闭触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 u灭弧系统灭弧系统 l 电弧电弧：开关触点在大气中断开电路时，如开关触点在大气中断开电路时，如 果电路的电流超过果电路的电流超过0.250.251A1A，电路断开后，电路断开后 加在触点间的电压超过加在触点间的电压超过121220V20V，则在触点，则在触点 间隙（又称弧隙）中便会产生一团温度极间隙（又称

13、弧隙）中便会产生一团温度极 高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的 气体。气体。 l危害：危害：电弧实际上一种气体放电现象。电弧的存在，既烧损电弧实际上一种气体放电现象。电弧的存在，既烧损 触点金属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间，触点金属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间， 严重时会引起火灾或其他事故严重时会引起火灾或其他事故。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 u灭弧系统灭弧系统 l 灭弧方法灭弧方法：采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若 干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计

14、的。干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计的。 常见的灭弧方法有常见的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧、电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧、 灭弧罩灭弧罩等几种。等几种。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2 1.2 主令电器主令电器 主令电器是在自动控制系统中发出指令或主令电器是在自动控制系统中发出指令或 信号的电器，主要用来控制接触器、继电器或信号的电器，主要用来控制接触器、继电器或 其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到 控制生产机械的目的。控制生产机械的目的。 控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换控制按钮、行程开

15、关、接近开关、万能转换 开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开 关、旋钮开关、紧急开关）关、旋钮开关、紧急开关）等。等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮） （a a） 按钮外形按钮外形 (b) (b) 按钮结构示意图按钮结构示意图 按钮外形与结构示意图按钮外形与结构示意图 1-1-按钮帽按钮帽 2-2-复位弹簧复位弹簧 3-3-动触点动触点 4-4-常闭静触点常闭静触点 5-5-常开静触点常开静触点 p 原理：原理： 动触点下移，先断开常闭触点，后接通常开触动触点下移，先断开常闭触点，后

16、接通常开触 点点 动触点上移，先断开常开触点，后接通常闭触点动触点上移，先断开常开触点，后接通常闭触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮） p作用：作用：发布命令、机械联锁发布命令、机械联锁 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.1 1.2.1 按钮开关（按钮）按钮开关（按钮） p种类：种类： 颜色颜色含义含义说明说明应用示例应用示例 红红紧急紧急危险或紧急情况时操作危险或紧急情况时操作急停急停 黄黄异常异常异常情况时操作异常情况时操作 干预、制止异常情况；干预、干预、制止异常情况；干预、 重新启动中断了的自动循环重新

17、启动中断了的自动循环 绿绿安全安全安全情况或为正常情况准备时操作安全情况或为正常情况准备时操作启动启动/ /接通接通 蓝蓝 强制强制 性的性的 要求强扭动作情况下的操作要求强扭动作情况下的操作复位功能复位功能 白白 未赋未赋 予特予特 定含定含 义义 除急停以外的一般功能的启动除急停以外的一般功能的启动 启动启动/ /接通（优先）接通（优先） 停止停止/ /断断 开开 灰灰启动启动/ /接通接通 停止停止/ /断开断开 黑黑 启动启动/ /接通接通 停止停止/ /断开（优断开（优 先）先） 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p按钮的图形和文字符号：按钮的图形和文字符号： （a a）启动

18、按钮（常开按钮）（）启动按钮（常开按钮）（b b）停止按钮（常闭按钮）停止按钮（常闭按钮） （c c） 复合按钮复合按钮 （d d）急停按钮）急停按钮 （e e） 钥匙操作按钮钥匙操作按钮 SBSB 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p型号：型号： 按钮类型按钮类型字母含义：字母含义：AA按钮；按钮；K K开启式；开启式；S S防水式；防水式；H H保护式；保护式；F F防腐式；防腐式； J J紧急式；紧急式；X X旋钮式；旋钮式；Y Y钥匙式；钥匙式；D D带指示灯式；带指示灯式；DJDJ紧急式带指示灯。紧急式带指示灯。 生产机械常用主令电器有生产机械常用主令电器有LA2LA2、LA

19、10LA10、LA18LA18 、LA19LA19、LA20LA20等系列等系列 L L 主令电器主令电器 按钮类型按钮类型 设计序号设计序号 结构形式结构形式 常闭触点数目常闭触点数目 常开触点数目常开触点数目 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关 行程开关又称限位开关或位置开关，是一行程开关又称限位开关或位置开关，是一 种利用生产机械某些运动部件对开关操作机种利用生产机械某些运动部件对开关操作机 构的碰撞而使触点动作，发出控制信号的主构的碰撞而使触点动作，发出控制信号的主 令电器。主要用来控制生产机械的运动方向令电器。主要用来控制生产机械的运

20、动方向 、行程及位置保护。、行程及位置保护。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关 p种类种类: : （a）直动式行程开关 (b)滚轮式行程开关 (c)微动式行程开关 1-1-顶杆顶杆 2-2-弹簧弹簧 3-3-动断动断 触点触点 4-4-触点弹簧触点弹簧 5-5-动动 合触点合触点 1-1-滚轮滚轮 2-2-上转臂上转臂 3-3-盘盘 形弹簧形弹簧 4-4-推杆推杆 5-5-小滚小滚 轮轮 6-6-操纵杆操纵杆 7-7-压缩弹压缩弹 簧簧 8-8-左右弹簧左右弹簧 1-1-推杆推杆 2-2-弹簧弹簧 3-3-动合触点动合触点 4-4-动断触点动

21、断触点 5-5-压缩弹簧压缩弹簧 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n1.2.2 1.2.2 行程开关行程开关 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p行程开关的图形和文字符号行程开关的图形和文字符号: : （a a）常开触点）常开触点 (b) (b)常闭触点常闭触点 (c) (c)复合触点复合触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p行程开关的行程开关的型号型号: : 常用行程开关有常用行程开关有LX19LX19系列和系列和JLXK1JLXK1系列系列。 L L 主令电器主令电器 行程开关行程开关 设计序号设计序号 1-1-自动复位；自动复位；2-2-不能自动复合不能自动

22、复合 0-0-仅有径向传动杆；仅有径向传动杆；1-1-滚轮装在传动滚轮装在传动 杆外侧；杆外侧；2-2-滚轮装在传动杆内侧；滚轮装在传动杆内侧；3-3- 滚轮装在传动杆凹槽内侧滚轮装在传动杆凹槽内侧 X X 0-0-无滚轮；无滚轮；1-1-单滚轮；单滚轮；2-2-双滚轮；双滚轮； 3-3-直动双滚轮；直动双滚轮；4-4-直动带滚轮直动带滚轮 X X 行程开关行程开关 快速快速 设计序号设计序号 常闭触点数常闭触点数 常开触点数常开触点数 K K 1-1-单滚轮；单滚轮；2-2-双滚轮；双滚轮； 3-3-直动，无滚轮；直动，无滚轮； 4-4-直动，带滚轮直动，带滚轮 1 1L L 主令电器主令电

23、器 J J 机床电器机床电器 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 接近开关又称作无触点行程开关，当某种接近开关又称作无触点行程开关，当某种 物体与之接近到一定距离时就发出动作信号，物体与之接近到一定距离时就发出动作信号， 它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而它不像机械行程开关那样需要施加机械力，而 是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化是通过其感应头与被测物体间介质能量的变化 来获取信号。来获取信号。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 p种类：种类： 接近开关按其工作原理分有：高频振荡型、电

24、容型、感应接近开关按其工作原理分有：高频振荡型、电容型、感应 电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最 为常用。为常用。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 p电感式接近开关工作原理电感式接近开关工作原理: : p 电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振电感式传感器由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振 荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时 ，在金属目标内产生涡流，

25、从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡 及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器 件，从而达到非接触式之检测目的。件，从而达到非接触式之检测目的。 被测金属物体被测金属物体 检测距离检测距离 高频高频 振荡振荡 电路电路 整形整形 检波检波 信号信号 处理处理 开关量开关量 输出输出 感应磁罐感应磁罐 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 p电电容容式接近开关工作原理式接近开关工作原理 p 电容式接近开关

26、的感应面由两个同轴金属电极构成，很象电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的打开的”电容器电电容器电 极，该两个电极构成一个电容，串接在极，该两个电极构成一个电容，串接在RCRC振荡回路内。振荡回路内。 电源接通时，电源接通时，RCRC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器 的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转 换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物换成开关信号，从而起到了检测有无物体存

27、在的目的。该传感器能检测金属物 体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物 体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离 越大。越大。 被测电容量被测电容量 振荡振荡 电路电路 F/VF/V 变换变换 信号信号 处理处理 开关量开关量 输出输出 感应电极感应电极 被测物体被测物体 具备屏蔽罐具备屏蔽罐 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.3 1.2.3 接近开关接近开关 p霍尔式霍尔式接近开关工作

28、原理接近开关工作原理 p 霍尔效应：当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，霍尔效应：当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时， 薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电 位差值称为霍尔电势位差值称为霍尔电势U U，其表达式为，其表达式为U=KIB/dU=KIB/d。 p 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。 当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应当磁性物件移近霍尔开关时，开关检

29、测面上的霍尔元件因产生霍尔效应 而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而 控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关 光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，是另一种类型的非光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，是另一种类型的非 接触式检测装置，它是应用光电效应原理的制作而成的一种电子设备。它接触式检测装置，它是应用光电效应原理的制作而成的一种电子设

30、备。它 是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物 体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关 p 工作原理：工作原理：光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号 射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物 体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红体

31、进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红 外线光波型。外线光波型。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关 p 工作原理：工作原理：光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号 射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物 体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红 外线光波型。外线光波型。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 光电开关光电开关 p 光电开关图形及文

32、字符号光电开关图形及文字符号 SP 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 转换开关转换开关 转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。转换开转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。转换开 关具有多触点、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装关具有多触点、多位置、体积小、性能可靠、操作方便、安装 灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起 着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁 起动和停止的控制开关。起动和停止的控制开关。 包

33、括：组合开关、万能转换开关等包括：组合开关、万能转换开关等 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.2.4 1.2.4 转换开关转换开关 1. 1.组合组合开关开关 组合开关实质上也是一种组合开关实质上也是一种 特殊的刀开关，与刀开关的特殊的刀开关，与刀开关的 操作不同，它是在平行于安操作不同，它是在平行于安 装面的平面内向左或向右转装面的平面内向左或向右转 动操作。在电气控制线路中动操作。在电气控制线路中 ，组合开关常被作为电源引，组合开关常被作为电源引 入的开关，也可以用作不频入的开关，也可以用作不频 繁地接通和断开电路、接换繁地接通和断开电路、接换 电源和负载，以及控制电源和负载，

34、以及控制5kw5kw以以 下的小容量电动机的正反转下的小容量电动机的正反转 和星形或三角形起动等。和星形或三角形起动等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 组合开关图形及文字符号：组合开关图形及文字符号： p 型号：型号： (a) (a)用作电源开关用作电源开关 (b) (b) 用作控制开关用作控制开关 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 2.2.万能转换万能转换开关开关 万能转换开由多组相同结构的开关元件叠装而成，它由操作机构万能转换开由多组相同结构的开关元件叠装而成，它由操作机构 、定位装置、触点、接触系统、转轴、手柄等部件组成。它具有更多操、定位装置、触点、接触系统、转

35、轴、手柄等部件组成。它具有更多操 作位置和触点，能够连接多个电路的一种手动控制主令电器。由于它的作位置和触点，能够连接多个电路的一种手动控制主令电器。由于它的 档位多、触点多，可控制多个电路，所以能适应复杂线路的要求。档位多、触点多，可控制多个电路，所以能适应复杂线路的要求。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 万能转换开关图表及文字符号：万能转换开关图表及文字符号： SASA 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 万能转换万能转换开关开关型号：型号： 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.3 1.3 配电电器配电电器 用来电能的输送和分配的电器。例如：用来电能的输送

36、和分配的电器。例如：刀刀 开关、低压断路器、隔离器等。开关、低压断路器、隔离器等。 1.3.1 1.3.1 刀刀开关开关 开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、 应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和 切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动 、容量小于、容量小于7.5KW7.5KW的异步电动机。的异步电动机。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.3.1 1.3.1 刀刀开关开关 按刀数可分为单极、双极和三极。单极一般适用于控按刀数可分为单极、双极和三极。单极一般适用于

37、控 制制220V220V的照明回路；双极适用于的照明回路；双极适用于220V220V的插座回路；三极适用于的插座回路；三极适用于 380V380V的动力回路。的动力回路。 胶盖瓷底刀开关的结构胶盖瓷底刀开关的结构 1 1出线盒出线盒 2 2熔丝熔丝 3 3动触点动触点 4 4手柄手柄 5 5静触点静触点 6 6电源进线座电源进线座 7 7瓷座瓷座 8 8胶盖胶盖 9 9接用电器接用电器 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 刀刀开关开关图形及文字符号：图形及文字符号： p 刀刀开关开关型号：型号： (a)(a)单极单极 (b) (b)双极双极 (c) (c)三极三极 第第1 1章章 机

38、床常用电器机床常用电器 1.3.2 1.3.2 低压断路器低压断路器 低压断路器又称自动空气开关，用于分配电能、不频繁地低压断路器又称自动空气开关，用于分配电能、不频繁地 启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发 生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。 是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.3.2 1.3.2 低压断路器低压断路器 n 低压断路器由触点、灭弧系统和各种脱扣器等组成。

39、低压断路器由触点、灭弧系统和各种脱扣器等组成。 n 脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括电磁脱扣器（作脱扣器是自动开关的主要保护装置，包括电磁脱扣器（作 短路保护）、热脱扣器（作过载保护）、失压脱扣器以及短路保护）、热脱扣器（作过载保护）、失压脱扣器以及 由电磁和热脱扣器组合而成的复式脱扣器等种类。由电磁和热脱扣器组合而成的复式脱扣器等种类。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 低压断路器工作原理：低压断路器工作原理： 电磁脱扣器的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流电磁脱扣器的线圈串联在主电路中，若电路或设备短路，主电路电流 增大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机构动作

40、，断开主触点，分断增大，线圈磁场增强，吸动衔铁，使操作机构动作，断开主触点，分断 主电路而起到短路保护作用。主电路而起到短路保护作用。 热脱扣器是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。热脱扣器是一个双金属片热继电器。它的发热元件串联在主电路中。 当电路过载时，过载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶当电路过载时，过载电流使发热元件温度升高，双金属片受热弯曲，顶 动自动操作机构动作，断开主触点，切断主电路而起过载保护作用。动自动操作机构动作，断开主触点，切断主电路而起过载保护作用。 1 1、9 9弹簧弹簧 2 2触点触点 3 3锁键锁键 4 4搭钩搭钩 5 5轴轴 6 6过电

41、流脱扣器过电流脱扣器 7 7杠杆杠杆 8 8、 1010衔铁衔铁 11 11欠电压脱扣器欠电压脱扣器 12 12 双金双金 属片属片 13 13电阻丝电阻丝 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 低压断路器图形及文字符号：低压断路器图形及文字符号： 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 低压断路器型号：低压断路器型号：主要有主要有DZ15DZ15、DZ20DZ20、DZ47DZ47系列系列 DZ47-60DZ47-60 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.4 1.4 执行电器执行电器 用来完成某种动作或传递功率。例如：接用来完成某种动作或传递功率。例如：接 触器、电磁

42、阀、电磁铁。触器、电磁阀、电磁铁。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.4.1 1.4.1 接触器接触器 接触器是一种用于频繁地接通或断开主电接触器是一种用于频繁地接通或断开主电 路或大容量控制电路的自动切换电器。它主要路或大容量控制电路的自动切换电器。它主要 应用于电力、配电与用电。接触器通常分为交应用于电力、配电与用电。接触器通常分为交 流接触器和直流接触器。流接触器和直流接触器。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 接触器接触器结构：结构： 交流接触器主要由电磁机构、交流接触器主要由电磁机构、 触点系统、灭弧装置、反力装置、触点系统、灭弧装置、反力装置、 支架与底座等

43、五大部分组成。支架与底座等五大部分组成。 1-1-垫毡垫毡 2- 2-触点弹簧触点弹簧 3- 3-灭灭 弧罩弧罩 4- 4-触点压力簧片触点压力簧片 5- 5- 动触点动触点 6- 6-静触点静触点 7- 7-衔铁衔铁 8-8-缓冲弹簧缓冲弹簧 9- 9-电磁线圈电磁线圈 10-10-铁心铁心 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 接触器接触器工作原理：工作原理： 当电磁线圈通电后，铁心被磁化当电磁线圈通电后，铁心被磁化 产生磁通。由此在衔铁气隙处产生电产生磁通。由此在衔铁气隙处产生电 磁力将衔铁吸合，主触点在衔铁的带磁力将衔铁吸合，主触点在衔铁的带 动下闭合，接通主电路。同时衔铁还动

44、下闭合，接通主电路。同时衔铁还 带动辅助触点动作，动断辅助触点首带动辅助触点动作，动断辅助触点首 先断开，接着动合辅助触点闭合。当先断开，接着动合辅助触点闭合。当 电磁线圈失电或电压显著降低后，吸电磁线圈失电或电压显著降低后，吸 力消失或减弱（小于反力），在反力力消失或减弱（小于反力），在反力 弹簧的作用下衔铁释放，主触点、辅弹簧的作用下衔铁释放，主触点、辅 助触点又恢复到原来的状态。助触点又恢复到原来的状态。 1-1-垫毡垫毡 2- 2-触点弹簧触点弹簧 3- 3- 灭弧罩灭弧罩 4- 4-触点压力簧片触点压力簧片 5-5-动触点动触点 6- 6-静触点静触点 7- 7-衔衔 铁铁 8- 8

45、-缓冲弹簧缓冲弹簧 9- 9-电磁电磁 线圈线圈 10- 10-铁心铁心 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 接触器接触器图形及文字符号：图形及文字符号： (a)(a)线圈线圈 (b) (b)主触点主触点 (c) (c)辅助常开触点辅助常开触点 (d) (d) 辅助常闭触点辅助常闭触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 接触器接触器型号：型号： l 交流接触器有交流接触器有CJ0CJ0、CJ10CJ10、CJ12CJ12、CJ20CJ20等系列等系列： l 直流接触器，常用的有直流接触器，常用的有CZ0CZ0、CZ1CZ1、CZ2CZ2、CZ3CZ3、CZ5CZ5系列系列

46、： 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.4.2 1.4.2 电磁阀电磁阀 电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通 常用在机械控制和工业阀门上面，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，常用在机械控制和工业阀门上面，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置， 切断或接通气源以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向进行控切断或接通气源以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向进行控 制，从而达到对阀门开关的控制。制，从而达到对阀门开关的控制。 n 按内部结构可分为膜片式和活塞式电磁阀；按内部结构可分为膜片式和活塞式电磁阀； n 按

47、其断电时电磁阀的状态分常开型和常闭型；按其断电时电磁阀的状态分常开型和常闭型； n 按动作方式可分为直动式、分步直动式和先导式电磁阀。按动作方式可分为直动式、分步直动式和先导式电磁阀。 电磁阀的结构性能用其电磁阀的结构性能用其位置数位置数和和通路数通路数表示，表示，“位位”是指滑阀位是指滑阀位 置，置，“通通”是指流体的通道数，通常有常用的电磁阀有二位二通、二位是指流体的通道数，通常有常用的电磁阀有二位二通、二位 三通、二位四通、三位五通等。三通、二位四通、三位五通等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 电磁阀的基本结构电磁阀的基本结构 电磁阀主要包括阀体和电磁部件。阀体由滑阀芯、

48、滑阀套、弹簧底座等电磁阀主要包括阀体和电磁部件。阀体由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等 组成组成；电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成。 电磁阀的对流体通路的开关功能是通过其内部的电磁动铁芯的电磁阀的对流体通路的开关功能是通过其内部的电磁动铁芯的上上升或落升或落 下来实现的，而动铁芯的动作是由电磁线圈的通电或断电来完成。下来实现的，而动铁芯的动作是由电磁线圈的通电或断电来完成。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 常闭型电磁阀的工作原理：常闭型电磁阀的工作原理： 电磁线圈断电时，电磁阀呈关闭状态电磁线圈断电时，电磁阀呈关闭状

49、态 ，当线圈通电时产生电磁力，使动铁芯克，当线圈通电时产生电磁力，使动铁芯克 服弹簧力后被提起，此时电磁阀打开，介服弹簧力后被提起，此时电磁阀打开，介 质呈通路状态；当线圈断电时，电磁力消质呈通路状态；当线圈断电时，电磁力消 失，动铁芯在弹簧力的作用下复位，直接失，动铁芯在弹簧力的作用下复位，直接 关闭阀口，电磁阀关闭，介质断流；常开关闭阀口，电磁阀关闭，介质断流；常开 型与此相反。型与此相反。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p 电磁阀的电磁阀的图形及文字符号图形及文字符号：电磁阀的文字符号为电磁阀的文字符号为YVYV 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 p电磁阀电磁阀应用应

50、用： 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.4.3 1.4.3 制动电磁铁制动电磁铁 制动电磁铁主要用于对电动机进行机械制动制动电磁铁主要用于对电动机进行机械制动 ，一般包括，一般包括电磁抱闸制动器电磁抱闸制动器和和电磁离合器电磁离合器。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.1.电磁抱闸制动器电磁抱闸制动器 电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。 n 断电制动型断电制动型工作原理：工作原理：闸轮与电动机装在同一根转轴上。对于断电制动型闸轮与电动机装在同一根转轴上。对于断电制动型 电磁抱闸制动器，当电磁铁线圈未得电时，闸轮被

51、闸瓦抱住，与之同轴的电磁抱闸制动器，当电磁铁线圈未得电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴的 电动机则不能转动；当电磁铁的线圈得电时，则闸瓦与闸轮松开，电动机电动机则不能转动；当电磁铁的线圈得电时，则闸瓦与闸轮松开，电动机 可以转动。可以转动。 n 通电制动型通电制动型工作原理：工作原理：当电磁铁线圈通电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴当电磁铁线圈通电时，闸轮被闸瓦抱住，与之同轴 的电动机则不能转动；当电磁铁的线圈未得电时，则闸瓦与闸轮松开，电的电动机则不能转动；当电磁铁的线圈未得电时，则闸瓦与闸轮松开，电 动机可以转动。动机可以转动。 1-1-线圈线圈 2- 2-衔铁衔铁 3- 3-铁心铁心 4- 4-

52、弹簧弹簧 5-5-闸轮闸轮 6- 6-杠杆杠杆 7- 7-闸瓦闸瓦 8- 8-轴轴 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 2.2.电磁离合器电磁离合器 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电 磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合 器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器 等。等。 n 摩擦片式摩擦片式电磁离合器电磁离合器 摩擦片式电磁离合器主要摩擦片式电磁离合器主要 由激磁线圈、铁芯、衔铁、摩由

53、激磁线圈、铁芯、衔铁、摩 擦片及联接件等组成。一般采擦片及联接件等组成。一般采 用直流用直流24V24V作为供电电源。作为供电电源。 1-1-主轴主轴 2- 2-主动摩擦片主动摩擦片 3- 3-从动摩擦从动摩擦 片片 4- 4-从动齿轮从动齿轮 5- 5-套筒套筒 6- 6-线圈线圈 7-7- 铁芯铁芯 8- 8-衔铁衔铁 9- 9-滑环滑环 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 n 摩擦片式摩擦片式电磁离合器电磁离合器 当线圈当线圈6 6通电后，将摩擦片吸向铁芯通电后，将摩擦片吸向铁芯7 7，衔铁，衔铁8 8也被吸住，紧紧压住各摩擦也被吸住，紧紧压住各摩擦 片。依靠主、从动摩擦片之间的摩

54、擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈片。依靠主、从动摩擦片之间的摩擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈 断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即 失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环9 9输入直流电，另一端可输入直流电，另一端可 接地。接地。 1-1-主轴主轴 2- 2-主动摩擦片主动摩擦片 3- 3-从动摩擦片从动摩擦片 4- 4-从动齿轮从动齿轮 5-5-套筒套筒 6- 6-线圈线圈 7-7-铁芯铁芯 8- 8-衔铁衔铁 9- 9-滑环滑环 第第1 1章章 机

55、床常用电器机床常用电器 p 电磁离合器电磁离合器图形及文字符号：图形及文字符号： YCYC (a)(a)线圈线圈 (b) (b) 触点触点 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5 1.5 控制电器控制电器 控制控制电器是用来控制电路的通断。电器是用来控制电路的通断。包括包括开关电器和起控制开关电器和起控制 作用的继电器作用的继电器。 开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用 作电源的隔离、电气设备的保护和控制。可分为：手动开关和作电源的隔离、电气设备的保护和控制。可分为：手动开关和 自动开关两大类。自动开关两大类。它包括刀开关、组合

56、开关及自动开关等。它包括刀开关、组合开关及自动开关等。 继电器是指主要借助电磁力或某个物理量的电磁继电器。继电器是指主要借助电磁力或某个物理量的电磁继电器。 继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转 化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触点或突化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触点或突 变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一 种控制元件。种控制元件。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5.1 1.5.1 电磁式继电器电磁式继

57、电器 电磁式继电器是应用得最早、最多的一种继电器，其结构电磁式继电器是应用得最早、最多的一种继电器，其结构 和工作原理与接触器大体相同，也由铁心、衔铁、线圈、复位和工作原理与接触器大体相同，也由铁心、衔铁、线圈、复位 弹簧和触点等部分组成。弹簧和触点等部分组成。电磁式继电器是根据电磁式继电器是根据吸引线圈中的电吸引线圈中的电 流量的大小流量的大小来动作的。来动作的。 电磁式继电器与接触器的主要区别在于：电磁式继电器与接触器的主要区别在于： 继电器可对多种输入量的变化做出反应，而接触器只有继电器可对多种输入量的变化做出反应，而接触器只有 在一定的电压信号作用下动作；在一定的电压信号作用下动作；

58、继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路，而接触 器用来控制大电流电路；器用来控制大电流电路； 继电器没有灭弧装置，也无主辅触点之分等。继电器没有灭弧装置，也无主辅触点之分等。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5.1 1.5.1 电磁式继电器电磁式继电器 p 电磁式继电器电磁式继电器分类：分类： u按输入量的物理性质，按输入量的物理性质，继电器可以分为继电器可以分为电压、电流、速度、电压、电流、速度、 时间、温度、压力、热继电器等。时间、温度、压力、热继电器等。 u电磁式继电器分电磁式继电器分直流直流和和交流交流两大类，吸引线圈采用

59、直流控两大类，吸引线圈采用直流控 制的叫制的叫直流继电器直流继电器；吸引线圈采用交流控制的叫；吸引线圈采用交流控制的叫交流继电交流继电 器器。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5.1 1.5.1 电磁式继电器电磁式继电器 11底座底座 2 2反力弹簧反力弹簧 3 3、44调节螺钉调节螺钉 5 5非非 磁性垫片磁性垫片 6 6衔铁衔铁 7 7铁心铁心 8 8极靴极靴 9 9电电 磁线圈磁线圈 10 10触点系统触点系统 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5.1 1.5.1 电磁式继电器电磁式继电器 继电器的工作特点是阶跃式的输入输出特性。当继电器输继电器的工作特点是阶跃

60、式的输入输出特性。当继电器输 入量由零增加到入量由零增加到x1以前，继电器输出量为零。当输入量增加以前，继电器输出量为零。当输入量增加 到到x2时，继电器吸合，通过其触点的输出量突变为时，继电器吸合，通过其触点的输出量突变为y1，若，若x再再 增加，增加，y值不变。当值不变。当x减少到减少到x1时，继电器释放，输出由时，继电器释放，输出由y1突降突降 为零，为零，x再减少，再减少，y值仍为零。值仍为零。 第第1 1章章 机床常用电器机床常用电器 1.5.1.5.中间继电器中间继电器 中间继电器是一种电压继电器，通常用于传递信号和同时中间继电器是一种电压继电器，通常用于传递信号和同时 控制多个电