数控机床电气系统.ppt.pptx

3.1 数控机床常用低压电器及选择,3.2 机床电气控制系统识图,3.3 机床电气系统基本环节,3.4 典型数控机床电器控制线路分析,,,3.1 数控机床常用低压电器及选择,,3.1.1 概述,3.1.2 主令电器,3.1.4 低压断路器,3.1.5 接触器,3.1.6 继电器,3.1.7 保护电器,3.1.3 组合开关,3.1.8 变压器及直流稳压电源,,,3.1.1 概述,对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械称电器 工作在交流电压1200V，或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫做低压电器,一、低压电器的分类,1.按用途分类,按用途分,,控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器等 主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、行程开关等 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等 配电电器：用于电能的输送和分配的电器如低压断路器、隔离器、 执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等,一、低压电器的分类,2.按工作原理分类： （1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器，如交直流接触器、各种电磁式继电器等。

（2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电器等,二、低压电器的发展方向,目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、使用方便的方向发展，大力发展电子化的新型控制电器，如接近开关、光电开关、电子式时间继电器、固态继电器与接触器等以适应控制系统迅速电子化的需要,3.1.2 主令电器,主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器 主要有控制按钮、行程开关、接近开关开关等,一、控制按钮,按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路b) 结构,(a) 外形图,常闭触点,常开触点,,,,按钮图形符号和文字符号,SB,SB,动合（常开）触头,动断（常闭）触头,,复合触头,按钮的选择应根据使用场合、控制电路所需触点数目及按钮颜色等要求选用SB,,,,数控机床上的按钮站,一般用： 红色表示停止和急停；绿色表示起动； 黑色表示点动； 蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色，供不同场合使用,二、行程开关,作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位置或限位保护 结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外壳等部分成 分类：,,,(b)示意图,(a)外形图,行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。

,行程开关的选择 在选择行程开关时，应根据被控制电路的特点、要求、生产现场条件和触点数量等因素进行考虑 常用的行程开关有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系列产品 符号,,,三、接近开关,接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置 1、作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等 2、特点：工作可靠、寿命长、功耗低、重复定位精度高、灵敏度高、频率响应快以及适应恶劣的工作环境等 3、分类：,,,4、高频振荡型接近开关,振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场（感应头）时，金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停振振荡与停振两种不同的状态，由整形放大器转换成二进制的开关信号，从而达到检测有无金属物的目的,5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、LXJ18和35G等系列 6、接近开关的文字符号及图形符号,,,3.1.3 组合开关,常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反转、调速和停止的控制开关等。

组合开关有单极、双极和多极之分 它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘杆等部件组成当转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保持接通和分断为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关快速闭合和分断,组合开关外形图,,,组合开关的图形符号和文字符号,Q,Q,（a）单极 （b）三极,额定电压 额定电流 有10A、25A、60A等 极数,,,3.1.4、低压断路器(自动开关),低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称自动开关,一、低压断路器的作用及分类,作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，在正常情况下，它可以分断和接通工作电流；当电路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运行和停止 分类：,框架式（万能式） 塑料外壳式（装置式）,,,,,,,,,,锁钩,主触点 手动闭合,,过流 脱扣器,衔铁,,,,,,,连杆装置,释放弹簧,,,过载脱扣器,二、低压断路器的结构和工作原理,,,触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路，为了加强灭弧能力，在主触点处装有灭弧装置。

脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现故障时，脱扣器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分断 ①欠压脱扣器 ②过电流脱扣器 ③过载脱扣器 脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件，当脱扣结构接收到信号后由断路器切断电路,三、低压断路器的图形符号和文字符号,,,,四、低压断路器的主要技术参数,额定电压 额定电流 极数 脱扣器型 整定电流范围 分断能力 动作时间等,,,五、低压断路器的选用原则,1）根据电气装置的要求确定断路器的类型 2）根据对线路的保护要求确定断路器的保护形式 3）低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流 4）低压断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流 5）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压 6）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流,,,3.1.5 接触器,,,一、接触器的用途和分类,用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负载主电路是机床电动机主电路中最重要的控制电器 分类：,,接触器分为,,交流接触器 直流接触器,,,二、接触器的结构,,,,,电磁系统,,,,电磁系统由,铁心 衔铁 励磁线圈,等几部分组成,常用的磁路结构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈,,,触头系统,,,,触头 分为,,主触头:用于通断电流较大的主电路。

辅助触头:用于通断电流较小的控制电路,灭弧装置,作用：用来迅速熄灭主触点在分断电路时所产生的电弧，保护触点不受电弧灼伤，并使分断时间缩短 灭弧措施：,（1）机械灭弧 （2）磁吹灭弧 （3）窄缝灭弧 （4) 栅片灭弧,栅片灭弧 1-熄弧栅片2-触点3-电弧,,,三、接触器的工作原理,当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产生电磁吸力，使衔铁吸合由于主触点支持件与衔铁固定在一起，衔铁吸合带动主触点也闭合，接通主电路与此同时，衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭合，动断触点断开 当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打开，使主、辅触电恢复到原来的状态，把电路切断,四、交流接触器,交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流电动机的控制电器 常用的交流接触器产品，国内有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引进国外技术生产的有B系列、3TB、3TD、LC—D等系列 CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极，辅助触点则为两动合两动断形式此系列交流接触器常用于控制笼型电动机的起动和运转。

,1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-缓冲弹簧 5-电磁线圈 6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力簧片,,,五、直流接触器,直流接触器与交流接触器的工作原理相同结构也基本相同，不同之处是，铁心线圈通以直流电，不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热为方便加工，铁心由整块软钢制成为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型，与铁心直接接触，易于散热 常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列,六、接触器的图形和文字符号,,,KM,KM,KM,,线圈 常开（动合）触头 常闭（动断）触头,KM,,,七、接触器的主要技术参数,1、额定电压 2、主触头额定电流 3、辅助触头额定电流 4、主触点和辅助触点数目 5、吸引线圈额定电压 6、接通和分断能力,,,八、接触器的选用,选用接触器的原则： 1）控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器 2）接触器的使用类别应与负载性质相一致 3）主触点额定电压应大于或等于负载回路的额定电压 4）主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流 5）吸引线圈电流种类和额定电压应与控制回路电压相一致，接触器圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。

6）接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求,交流接触器按使用类别分为12种，使用类别代号和相应典型用途举例如下：,,,继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电器3.1.6 继电器,,,一、 中间继电器,中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流所以，继电器一般用于机床的控制电路中线圈 常开触头 常闭触头,,,二、时间继电器,时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后触头才动作的继电器适用于定时控制数控机床中一般由计算机软件实现时间控制,时间继电器的文字符号和图形符号,,,a) 一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭合的动断触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点 g) 延时闭合的动断触点 h) 瞬时动合触点 i) 瞬时动断触点,,,3.1.7 保护电器,,热继电器,电流继电器,熔断器,灭弧器,电压继电器,,,热继电器,外形结构,(a) 外形,(b) 结构,导板,触点,热元件,手动复位按钮,触点接线柱,主电路接线柱,电流调节凸轮,,,热继电器,作用及分类,热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。

专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁,热继电器工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热因双金属片的下层膨胀系数大，使其弯曲，推动导板运动，常闭触点断开,,热继电器主要参数及常用型号,常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、JR20等系列热继电器的基本技术数据可查阅有关资料,,热继电器的选择 1）根据实际要求确定热继电器的结构类 2）根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号、热元件的电流等级和整定电流,电流继电器,根据输入电流大小而动作的继电器 使用时，电流继电器的线圈和被保护的设备串联，其线圈匝数少而线径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常工作a)过电流继电器线圈 b)欠电流继电器线圈 c)动合触点 d)动断触点,,,电压继电器,根据输入电压大小而动作的继电器 使用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细,熔断器,用于低压线路中的短路保护 常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器FU,,,,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。