数控机床中的常用低压电器

1、电器定义电器定义：所有电工器械的简称，即凡是根所有电工器械的简称，即凡是根据外界特定的信号和要求自动或手动接通或据外界特定的信号和要求自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、和调节的电工器械统称为电器检测、和调节的电工器械统称为电器低压电器：低压电器：用于交流用于交流1200V、直流、直流1500V级级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。用的电器产品。高压电器：高压电器：交流交流1200V以上、直流以上、直流

2、1500V以以上。上。电器电器低压电器的分类低压电器的分类 （1 1）按照用途来分类）按照用途来分类 按用途来分类一般把低压电器分为低压配按用途来分类一般把低压电器分为低压配电电器、低压控制电器及低压执行电器电电器、低压控制电器及低压执行电器（2 2）按照动作方式来分类）按照动作方式来分类 按照动作方式来分类一般把低压电器分为按照动作方式来分类一般把低压电器分为自动切换电器和非自动切换电器自动切换电器和非自动切换电器（3 3）按照执行功能来分类）按照执行功能来分类 按照执行功能来分类一般把低压电器分为按照执行功能来分类一般把低压电器分为有触点电器和无触点电器。有触点电器和无触点电器。 说明：说

3、明：低压断路器过去叫做低压断路器过去叫做自动空气开关自动空气开关，现采用，现采用IECIEC标准称为低压断路器。标准称为低压断路器。定义：定义：低压断路器是将低压断路器是将控制电器控制电器 保护电器保护电器的功能合的功能合为一体的电器。它相当于闸刀开关、熔断器、热继为一体的电器。它相当于闸刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器等的组合，是一种既有手动开电器、欠电压继电器等的组合，是一种既有手动开关作用又能进行欠压、失压、过载和短路保护的电关作用又能进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。正常工作时，可以人工操作接通或切断电源与器。正常工作时，可以人工操作接通或切断电源与负载的联系，当出现短路、过

4、载、欠压等故障时能负载的联系，当出现短路、过载、欠压等故障时能自动切断故障电路。自动切断故障电路。 功能：功能：1 1、电动机的、电动机的过载、短路保护过载、短路保护 2 2、线路、线路不频繁转换不频繁转换低压断路器低压断路器低压断路器的结构低压断路器的结构 低压断路器主要由主触头、操作机构、脱扣器低压断路器主要由主触头、操作机构、脱扣器和灭弧装置等组成。和灭弧装置等组成。主触头主触头 主触头用来接通和分断主电路。主触头用来接通和分断主电路。操作机构操作机构 操作机构是实现低压断路器闭合及断开的机构。分操作机构是实现低压断路器闭合及断开的机构。分为机械式和电动式。为机械式和电动式。脱扣器脱扣器

5、当电路出现故障，脱扣器会感测到故障信号而动作，当电路出现故障，脱扣器会感测到故障信号而动作，经自由脱扣器将主触头断开。经自由脱扣器将主触头断开。灭弧装置灭弧装置 主触头上装有灭弧装置，目的是为了提高分断能力。主触头上装有灭弧装置，目的是为了提高分断能力。 工作原理工作原理 低压断路器工作原理图低压断路器工作原理图1分闸弹簧分闸弹簧 2主触头主触头 3传动杆传动杆 4锁扣锁扣 5轴轴 6过电流脱扣器过电流脱扣器 7热脱扣器热脱扣器 8欠压失压脱扣器欠压失压脱扣器 9分励脱扣器分励脱扣器主要技术数据和保护特性主要技术数据和保护特性1-被保护对象的发热特性被保护对象的发热特性 2-低压断路器保护特性

6、低压断路器保护特性选择原则选择原则1）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。）断路器额定电压等于或大于线路额定电压。2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。流。3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。最大短路电流。4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为器，瞬时整定电流

7、为815倍电动机额定电流；对倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为流为36倍电动机额定电流。倍电动机额定电流。8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。电动机实际起动时间。 塑料外壳式断路器外形图塑料外壳式断路器外形图 断路器图形断路器图形及文字符号及文字符号 小型断路器小型断路器外形图外形图 小型断路器图形及文字符号小型断路器图形及文字符号 (单极和三极单极和三极) 用途：用途： 接触器广泛应用于频繁地接通和分断带有接触器广泛应用于频繁地接通和分断带有负载的主

8、电路或大容量的控制电路，并可实现远距负载的主电路或大容量的控制电路，并可实现远距离的自动控制。离的自动控制。 分类分类: : 接触器根据操作原理的不同可分为：电磁接触器根据操作原理的不同可分为：电磁式、气动式和液压式，绝大多数的接触器为电磁式式、气动式和液压式，绝大多数的接触器为电磁式接触器；根据接触器触头控制负载的不同可分为：接触器；根据接触器触头控制负载的不同可分为：直流接触器（用作接通和分断直流电路的接触器）直流接触器（用作接通和分断直流电路的接触器）和交流接触器（用作接通和分断交流电路的接触器）和交流接触器（用作接通和分断交流电路的接触器）两种，此外接触器还可按它的冷却情况分为：自然两

9、种，此外接触器还可按它的冷却情况分为：自然空气冷却、油冷和水冷三种，绝大多数的接触器是空气冷却、油冷和水冷三种，绝大多数的接触器是空气冷却式。空气冷却式。 按结构布置形式有正装和倒装。按结构布置形式有正装和倒装。 接触器接触器KM交流接触器的构造和工作原理交流接触器的构造和工作原理交流接触器主要由以下四部分组成：交流接触器主要由以下四部分组成：电磁系统：电磁系统：包括线圈、衔铁、铁芯包括线圈、衔铁、铁芯触头系统触头系统：包括主触头、辅助触头。辅助常开和常：包括主触头、辅助触头。辅助常开和常闭触头是联动的，即常闭触头打开时常开触头闭闭触头是联动的，即常闭触头打开时常开触头闭合。接触器的主触头的作

10、用是接通和断开主电路，合。接触器的主触头的作用是接通和断开主电路，辅助触头一般接在控制电路中，完成电路的各种辅助触头一般接在控制电路中，完成电路的各种控制要求。控制要求。通常有一组辅助触头辅助触头，分布在主触头右侧。灭弧室灭弧室：触头开关时产生很大电弧会烧坏主触头，：触头开关时产生很大电弧会烧坏主触头，为了迅速切断触头开关时的电弧，一般容量稍大为了迅速切断触头开关时的电弧，一般容量稍大些些( (10A以上)的交流接触器都有灭弧室。的交流接触器都有灭弧室。其他部分：其他部分：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧片、传动机构、短路环、接线柱等。弹簧片、传动机构、

11、短路环、接线柱等。 交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令。触点来执行控制指令。 主触点一般只有常开接点，而辅助触点常有主触点一般只有常开接点，而辅助触点常有两对具有常开两对具有常开（NO）和常闭功能的接点和常闭功能的接点（NC）。 交流接触器常见故障：吸力不足，线圈过热烧毁和交流接触器常见故障：吸力不足，线圈过热烧毁和触头不能复位触头不能复位 线圈 主触点 辅助触点 交流接触器的结构原理交流接触器的结构原理接触器的结构及工作原理接触器的结构及工作原理 交流接触器结构示意图交流接触器结构示意图 1-动触头动触头 2-静触头静触头 3-衔铁

12、衔铁 4-弹簧弹簧 5-线圈线圈6-铁心铁心7-垫毡垫毡 8-触头弹簧触头弹簧 9-灭弧罩灭弧罩 10-触头压力弹簧触头压力弹簧 交流接触器交流接触器图图外形图外形图 接触器接触器图形及文字符号图形及文字符号 接触器的选用接触器的选用 接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。起动功率和吸持功率，

13、使用类别等。交流接触器主触点的额定电压应大于或等于负载回路交流接触器主触点的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。的额定电压。)交流接触器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。交流接触器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。对中小型容量的交流电机，当额定电压为对中小型容量的交流电机，当额定电压为380V时，其额定电时，其额定电流值一般可按两倍的额定功率来计算。例流值一般可按两倍的额定功率来计算。例380V，7.5kW的的三相笼型电动机，其额定电流约三相笼型电动机，其额定电流约15A。在电动机频繁起动，。在电动机频繁起动，制动和频繁正反转的场合下，接触器的容量应增大一倍。制动和频繁

14、正反转的场合下，接触器的容量应增大一倍。继电器继电器：分类分类: : 按输入信号的性质分为：按输入信号的性质分为： 电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器等。电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器等。按工作原理可分为：按工作原理可分为： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。器等。华中数控继电器继电器 电磁电磁继电器继电器外形图外形图 电磁式继电器的种类不同，但一般图形符号是相同的，电磁式继电器的种类不同，但一般图形符号是相同的，如如下图所示。电流继电器的文字符号为下图所示。电流继电器的文字符号为KI，线圈方格中用

15、，线圈方格中用I（或（或I（或（或UKA 电流继电器线圈电流继电器线圈IKV过电压继电器线圈过电压继电器线圈UKV欠电压继电器线圈欠电压继电器线圈KA(KV)常闭触头常闭触头 中间继电器是将一个输入信号变成中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。中间继一个或多个输出信号的继电器。中间继电器的特点是触头数目多（电器的特点是触头数目多（6 6对以上）触对以上）触点电流较大（点电流较大（5A5A）但与接触器不同的是）但与接触器不同的是触头无主辅之分，当电机功率较小时，触头无主辅之分，当电机功率较小时，可代替接触器的触点。可代替接触器的触点。 中间继电器中间继电器(KA) 速度继电器

16、是利用转轴的一定转速来切换电速度继电器是利用转轴的一定转速来切换电路的自动电器。它常用于电动机的反接制动的控路的自动电器。它常用于电动机的反接制动的控制电路中，当反接制动的转速下降到接近零时，制电路中，当反接制动的转速下降到接近零时，它能自动地及时切断电流。它由转子、定子和触它能自动地及时切断电流。它由转子、定子和触头三部分组成。速度继电器与电动机同轴，触头头三部分组成。速度继电器与电动机同轴，触头串接在控制电路中。串接在控制电路中。 速度继电器速度继电器热继电器热继电器 热继电器是电流通过发热元件产生热量来使热继电器是电流通过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，推动执行机构动作的一种保检测

17、元件受热弯曲，推动执行机构动作的一种保护电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过护电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护等。载以及作为三相电动机的断相保护等。 热继电器主要由感温元件（或称热元件）、触头热继电器主要由感温元件（或称热元件）、触头系统、动作机构、复位按钮、电流调节装置、温系统、动作机构、复位按钮、电流调节装置、温度补偿元件等组成。度补偿元件等组成。 工作原理工作原理：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。发热元件接入电机主电路，若长路以保护电器的设备。发热元件接入电机主电路，若长时间过载，

18、双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头常闭触头断开。断开。1 1主双金属片主双金属片 2 2电阻丝电阻丝 3 3导板导板 4 4补偿双金属片补偿双金属片 5 5螺钉螺钉 6 6推杆推杆 7 7静触头静触头 8 8动触头动触头 9 9复位按钮复位按钮 1010调节凸轮调节凸轮 1111弹簧弹簧热继电器的选用热继电器的选用 热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式择其安装型式 原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定

19、电原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择流选择 在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。起动过程中不产生误动作。 对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器的热继电器 当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。热继电器的允许操作频率。 变压器是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但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。数值不同的交流电压的静止电器。1）机床控制

20、变压器）机床控制变压器 机床控制变压器适用于交流机床控制变压器适用于交流505060Hz60Hz，输入电压不超过，输入电压不超过660V660V的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的控制电源、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。步进电机驱动器、局部照明及指示灯的电源。2 2）三相）三相变压器变压器 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。变压器。在数控机床中三相变压器

21、主要是给伺服动力等供电。图在数控机床中三相变压器主要是给伺服动力等供电。图1为三为三相相变压器外形图，图变压器外形图，图2图形及文字符号（星型图形及文字符号（星型-三角形联结）。三角形联结）。四四. .变压器及直流稳压电源变压器及直流稳压电源 T 双绕组双绕组变压器变压器图形及文字符号图形及文字符号 机床控制变压器外形图机床控制变压器外形图 三相三相变压器外形图变压器外形图 三相三相变压器（星形变压器（星形三角形联结）图形三角形联结）图形及文字及文字符号符号 开关电源开关电源 开关电源被称作高效节能电源，因为内部电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

22、路工作在高频开关状态，所以自身消耗的能量很低，电源效率可达低，电源效率可达80%左右，比普通线性稳压电左右，比普通线性稳压电源提高近一倍。源提高近一倍。 直流稳压电源直流稳压电源 图形符号及文字符号图形符号及文字符号 VCVC熔断器是一种广泛应用于低压熔断器是一种广泛应用于低压 电路或者电动机控制电路中的最简单有效的保护电器。电路或者电动机控制电路中的最简单有效的保护电器。熔断器的主体熔断器的主体是用是用低熔点低熔点的金属丝或者金属薄片制成的熔体，的金属丝或者金属薄片制成的熔体，熔体与绝缘底座或者融管组合而成熔断器总成。熔体与绝缘底座或者融管组合而成熔断器总成。熔断器的熔断器的熔体材料熔体材料

23、通常有两种：通常有两种： 一种是由铅锡合金和锌等低熔点、导电性能较差的金属一种是由铅锡合金和锌等低熔点、导电性能较差的金属材料制成；另一种是由银、铜等高熔点、导电性能好的金材料制成；另一种是由银、铜等高熔点、导电性能好的金属制成。属制成。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

24、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（1.52.5）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（1.52.5）INmax+ IN返行程开关行程开关 行程开关依据生产机械的行程发出命令，以控行程开关依据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限制其行程，则称为限位开关。制其行程，则称为限位开关

25、。 行程开关按其结构分为机械结构的接触式有触点行程开关按其结构分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。机械接触行程开关和电气结构的非接触式接近开关。机械接触式行程开关分为直动式、滚动式和微动式三种。接近式行程开关分为直动式、滚动式和微动式三种。接近开关按照原理分为高频振荡型、感应型、电容型、光开关按照原理分为高频振荡型、感应型、电容型、光电型、永磁及磁敏元件型、超声波型等。接近开关工电型、永磁及磁敏元件型、超声波型等。接近开关工作稳定可靠、使用寿命长、操作频率高、体积小因此作稳定可靠、使用寿命长、操作频率高、体积小因此在数控机床上广泛使用。接近开关工作稳定可靠、使在数控

26、机床上广泛使用。接近开关工作稳定可靠、使用寿命长、操作频率高、体积小因此在数控机床上广用寿命长、操作频率高、体积小因此在数控机床上广泛使用。泛使用。 （a）直动式行程开关（b）滚轮式行程开关（c）微动开关1顶杆 2复位弹簧 3静触头 4动触头 5触头弹簧1滚轮2上转臂3盘形弹簧4推杆5小滚轮6擒纵件7、8压板9弹簧10弹11动触头12静触头1常开静触头 2动触头 3常闭静触头 4壳体 5推杆 6弓簧片 按钮通常用来接通或断开控制电路按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或（其中电流很小），从而控制电动机或其它电器设备的运行其它电器设备的运行: 原来就接通的触点，称为常闭

27、触点；原来就接通的触点，称为常闭触点； 原来就断开的触点，称为常开触点。原来就断开的触点，称为常开触点。 SB (a)常开触点 (b)常闭触点 (c)复式触点 (d) 紧急停止 (e)按钮带锁 (f)按钮带灯 SB SB SB 按钮的按钮的图形及文字符号图形及文字符号 控制按钮一般由按钮、复位弹簧、触头和外壳等部分组成 “停止停止”和和“急停急停”按钮必须是红色。当按下红色按钮必须是红色。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。按钮时，必须使设备停止工作或断电。 “起动起动”按钮的颜色是绿色按钮的颜色是绿色 “起动起动” 与与“停止停止”交替动作的按钮必须是黑色、交替动作的按钮必须是黑色、

28、白色或灰色，不得用红色和绿色。白色或灰色，不得用红色和绿色。“点动点动”按钮必须是黑色。按钮必须是黑色。 “复位复位”( (如保护继电器的复位按钮如保护继电器的复位按钮) )必须是蓝色。必须是蓝色。当复位按钮还有停止的作用时，必须是红色。当复位按钮还有停止的作用时，必须是红色。 国标对按钮的颜色和标识都有要求，根据这些要国标对按钮的颜色和标识都有要求，根据这些要求可以正确地设计、识别按钮的功能及含义。按求可以正确地设计、识别按钮的功能及含义。按钮的颜色应符合以下要求。钮的颜色应符合以下要求。 HL 指示灯外形图指示灯外形图指示灯图形指示灯图形及文字符号及文字符号 低压执行电器低压执行电器 低压

29、执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器。低压执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器。1 电磁阀电磁阀电磁阀是用电磁铁推动滑阀移动来控制介质（气体、电磁阀是用电磁铁推动滑阀移动来控制介质（气体、液体）的方向、流量、速度等参数的工业装置。液体）的方向、流量、速度等参数的工业装置。2 电磁离合器电磁离合器 电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。由于它便于远距离控制，控制能量矩的执行电器。由于它便于远距离控制，控制能量小，动作迅速、可靠、结构简单，

30、广泛应用于机床小，动作迅速、可靠、结构简单，广泛应用于机床的电气控制。摩擦片式电磁离合器应用较为普遍的电气控制。摩擦片式电磁离合器应用较为普遍多片式摩擦电磁离合器结构简图多片式摩擦电磁离合器结构简图1主动轴主动轴 2从动齿轮从动齿轮 3套筒套筒 4衔铁衔铁 5从动磨擦片从动磨擦片 6主动磨擦片主动磨擦片7电刷与滑环电刷与滑环 8线圈线圈 9铁心铁心导线和电缆导线和电缆电气配线工艺电气配线工艺配线工艺是指利用绝缘导线、连接器和接线附配线工艺是指利用绝缘导线、连接器和接线附件等，使相关电路实现电气连接，以使电路相通的件等，使相关电路实现电气连接，以使电路相通的工艺过程。工艺过程。 备图备图备料备料

31、核对元器件名称核对元器件名称型号及规格型号及规格填写元器件符号牌填写元器件符号牌烫印异形套管烫印异形套管下线下线套异型套管套异型套管贴元器件符号牌贴元器件符号牌色标色标接线接线包扎整理包扎整理按图检查按图检查核对核对绝缘导线加工顺序绝缘导线加工顺序:导线拉直导线拉直定尺剪线定尺剪线剥头（去绝缘层）剥头（去绝缘层）捻头捻头热搪锡热搪锡清洗清洗绝缘导线的连接方法绝缘导线的连接方法：通常有螺钉连接、锡焊、绕接、插接及压通常有螺钉连接、锡焊、绕接、插接及压接等。接等。绝缘导线的加工与连接绝缘导线的加工与连接 1导线接线正确，应符合配线图的要求。导线接线正确，应符合配线图的要求。2导线排列导线排列 横平竖直（即各线束与箱体成水平或垂直）。横平竖直（即各线束与箱体成水平或垂直）。 整齐划一（即各柜、屏各线束布线方式一致、走向一整齐划一（即各柜、屏各线束布线方式一致、走向一致、捆扎与