《數(shù)控機床電氣控制(第3版)》電子教案-第1-章

第１章數(shù)控機床常用低壓電器１.１概述１.２接觸器１.３繼電器１.４低壓斷路器１.５熔斷器與主令電器１.６電源變壓器返回１.１概述１.１.１電器分類通常，凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用的電工器械均可稱為電器。１.按工作電壓等級分類（１）低壓電器。在交流５０Ｈｚ或６０Ｈｚ額定電壓１２００Ｖ以下，直流額定電壓１５００Ｖ以下的電路內(nèi)起通斷保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器稱為低壓電器。（２）高壓電器。在交流５０Ｈｚ或６０Ｈｚ額定電壓１２００Ｖ以上，直流額定電壓１５００Ｖ以上的電路內(nèi)起通斷保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器稱為高壓電器。下一頁返回１.１概述２.按操作方式的原理分類（１）手動電器。由人工直接操作才能完成任務(wù)的電器稱為手動電器，如刀開關(guān)、按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)等。（２）自動電器。不需要人工直接操作，按照電的或非電的信號自動完成接通、分?jǐn)嚯娐啡蝿?wù)的電器稱為自動電器，如低壓斷路器、接觸器和繼電器等。３.按用途分類（１）低壓配電電器。低壓配電電器主要用于低壓供電系統(tǒng)，如刀開關(guān)、低壓斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和熔斷器等。上一頁下一頁返回１.１概述（２）低壓控制電器。低壓控制電器主要用于電力拖動控制系統(tǒng)，如接觸器、繼電器、控制器、控制按鈕、行程開關(guān)、主令控制器和萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。４.按工作原理分類（１）電磁式電器。電磁式電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器，如交直流接觸器、電磁式繼電器等。（２）非電量控制電器。非電量控制電器的工作是靠外力或非電物理量的變化而動作的電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器和溫度繼電器等。上一頁下一頁返回１.１概述１.１.２低壓電器的結(jié)構(gòu)電磁式電器在低壓電器中占有十分重要的地位，在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。電磁式電器主要由電磁機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置等組成。１.電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)的主要作用是將電能量轉(zhuǎn)換成機械能量，將電磁機構(gòu)中吸引線圈的電流轉(zhuǎn)換成電磁力,帶動觸頭動作,完成通斷電路的控制作用。電磁機構(gòu)由鐵芯、銜鐵和線圈等幾部分組成，其作用原理：當(dāng)線圈中有工作電流通過時，電磁吸力克服彈簧的反作用力，使得銜鐵與鐵芯閉合，由連接機構(gòu)帶動相應(yīng)的觸頭動作。上一頁下一頁返回１.１概述從常用鐵芯的銜鐵運動形式上看，鐵芯主要可分為拍合式和直動式兩大類。如圖１－１（ａ）為銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動的拍合式鐵芯，其鐵芯材料由電工軟鐵制成，它廣泛用于直流電器中；圖１－１（ｂ）為銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動的拍合式鐵芯，鐵芯形狀有Ｅ形和Ｕ形兩種，其鐵芯材料由硅鋼片疊成，多用于觸頭容量較大的交流電器中；圖１－１（ｃ）為銜鐵直線運動的雙Ｅ形直動式鐵芯，它也是由硅鋼片疊成，多用于觸頭為中、小容量的交流接觸器和繼電器中。電磁線圈由漆包線繞制而成，也分為交、直流兩大類，當(dāng)線圈通過工作電流時產(chǎn)生足夠的磁動勢，從而在磁路中形成磁通，使銜鐵獲得足夠的電磁力，克服反作用力而吸合。上一頁下一頁返回１.１概述在交流電流產(chǎn)生的交變磁場中，為避免因磁通過零點銜鐵的抖動，需在交流電器鐵芯的端部開槽，嵌入一銅短路環(huán)，使環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通與環(huán)外磁通不同時過零，使電磁吸力總是大于彈簧的反作用力，因而可以消除交流鐵芯的抖動。２.觸頭系統(tǒng)觸頭的作用是接通或分?jǐn)嚯娐罚虼艘笥|頭要具有良好的接觸性能，電流容量較小的電器常采用銀質(zhì)材料作觸頭，這是因為銀的氧化膜電阻率與純銀相似，可以避免觸頭表面氧化膜電阻率增加而造成接觸不良。上一頁下一頁返回１.１概述觸頭的結(jié)構(gòu)有橋式和指式兩類。如圖１－２為橋式觸頭，其中圖１－２（ａ）為點接觸形式，適用于電流不大、觸點壓力小的場合，圖１－２（ｂ）為面接觸形式，適用于較大電流的場合；圖１－２（ｃ）為指形觸頭，其接觸區(qū)域為一直線（長方形截面），觸點在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使觸點在接通或斷開時產(chǎn)生滾、滑動過程，以去除氧化膜，減少接觸電阻，適用于接通次數(shù)多、電流大的場合。為了使觸點在接觸過程中消除振動，閉合時接觸得更緊密，減少接觸電阻，可在觸點上裝接觸彈簧，加大觸點間的壓力。觸點間的接觸電阻還與接觸表面的狀況有關(guān)。上一頁下一頁返回１.１概述３.滅弧裝置電器的動靜觸點在斷開電路的瞬間，由于氣體中少量正、負(fù)離子在電場強度作用下加速運動，與中性氣體分子碰撞，使其發(fā)生游離。同時，觸點金屬內(nèi)部的自由電子從陰極表面逸出奔向陽極，也撞擊中性氣體分子，使其激勵和游離，這些離子在電場中定向運動時伴隨著強烈的熱過程，致使在電流通道內(nèi)形成等離子體，并伴有強烈的聲、光和熱效應(yīng)的弧光現(xiàn)象，即為電弧。由于電弧的高溫能將觸頭燒損，并可能造成其他事故，因此應(yīng)采用適當(dāng)措施迅速熄滅電弧。上一頁下一頁返回１.１概述其主要措施有：①迅速增加電弧長度（拉長電?。?，使得單位長度內(nèi)維持電弧燃燒的電場強度不夠而使電弧熄滅。②使電弧與流體介質(zhì)或固體介質(zhì)相接觸，加強冷卻和去游離作用，使電弧加快熄滅。電弧有直流電弧和交流電弧兩類，交流電流有自然過零點，故其電弧較易熄滅。低壓控制電器常用的具體滅弧方法有：（１）機械滅弧。機械滅弧是通過機械裝置將電弧迅速拉長。這種方法多用于開關(guān)電器中。（２）磁吹滅弧。如圖１－３所示是磁吹滅弧裝置示意圖。上一頁下一頁返回１.１概述由磁吹線圈、引弧角和導(dǎo)磁夾板等組成。由圖可見，磁吹線圈產(chǎn)生的磁場其磁通比較集中，它經(jīng)鐵芯和導(dǎo)磁夾板進入電弧空間。于是，電弧在磁場的作用下，在滅弧罩內(nèi)部迅速向上運動，并在引弧角處被拉到最長。在運動過程中，電弧一方面被拉長，另一方面又被冷卻，因此電弧能迅速熄滅。引弧角除有引導(dǎo)電弧運動的作用外，還能把電弧從觸點處引開，從而起到保護觸點的作用。這種滅弧裝置稱為串聯(lián)磁吹滅弧裝置。由于磁吹線圈是與主電路串聯(lián)，作用于電弧的磁場力隨電弧電流的大小而改變，電弧電流越大，滅弧能力越強，且磁吹力的方向與電流方向無關(guān)。上一頁下一頁返回１.１概述除外，還有并聯(lián)磁吹滅弧裝置，其優(yōu)點是弱電流時磁吹效果比串聯(lián)磁吹滅弧效果好，其缺點是當(dāng)觸點上電流方向改變時，必須同時改變線圈電流的極性，否則磁吹力會反方向，電弧不但不易熄滅，甚至可能損害電器。交直流電器均可能損壞電器。（３）窄縫（縱縫）滅弧。如圖１－４所示是利用滅弧罩上的窄縫實現(xiàn)滅弧的裝置。當(dāng)觸點斷開時，電弧在電動力的作用下進入窄縫內(nèi)，窄縫可將電弧柱的直徑壓縮，使電弧與縫壁緊密接觸，加快冷卻和去游離作用，從而使電弧加快熄滅。滅弧罩常用耐高溫陶土、石棉水泥等材料制成。上一頁下一頁返回１.１概述目前有采用多個窄縫的多縱縫滅弧裝置，電動力將電弧引入縱縫，被分劈成若干段直徑較小的電弧，以增強冷卻和去游離作用，提高滅弧效果。（４）柵片滅弧。如圖１－５所示是柵片滅弧示意圖。由滅弧柵片（由多片鍍銅薄鋼片組成）、絕緣夾板等組成。當(dāng)觸點斷開時，電弧在吹弧電動力的作用下被推向柵片，它們彼此間是相互絕緣的。電弧進入柵片后，被分成一段段串聯(lián)短電弧，而柵片變成短弧的電極。柵片的作用還在于能導(dǎo)出電弧的熱量，使電弧迅速冷卻，同時每兩片滅弧柵片可以看成一對電極，而每對電極間都有１５０～２５０Ｖ的絕緣強度，使整個滅弧柵的絕緣強度大大加強，而每個柵片間的電壓卻不足以達到電弧燃燒的電壓。所以，電弧進入滅弧柵后就很快地熄滅。上一頁返回１.２接觸器接觸器是一種低壓自動切換并具有控制與保護作用的電磁式電器。它可以用來頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路（如電動機），并可實現(xiàn)遠距離控制，主要用來控制電動機，也可控制電容器、電阻爐和照明器具等電力負(fù)載。接觸器由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及其他部件四部分組成，如圖１－６所示。其工作原理是當(dāng)線圈通電后，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸點系統(tǒng)動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當(dāng)線圈斷電時電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點系統(tǒng)隨之復(fù)位。接觸器按其主觸點通過電流的種類不同，分為直流、交流兩種，機床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。下一頁返回１.２接觸器交流接觸器的主觸頭通常有３對，直流接觸器為２對。目前我國常用的交流接觸器主要有：ＣＪ２０、ＣＪＸ１、ＣＪＸ２、ＣＪ１２和ＣＪ１０等系列，引進德國ＢＢＣ公司制造技術(shù)生產(chǎn)的Ｂ系列，德國ＳＩＥＭＥＮＳ公司的３ＴＢ系列，法國ＴＥ公司ＬＣ１系列等。交流接觸器外形如圖１－７所示，接觸器圖形及文字符號如圖１－８所示。１.２.１接觸器的主要技術(shù)參數(shù)１.額定電壓接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電壓是指主觸點的額定電壓。上一頁下一頁返回１.２接觸器常用的額定電壓等級如表１－１所示。２.額定電流接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電流是指主觸點的額定電流。常用的額定電流等級如表１－１所示。３.線圈的額定電壓常用的額定電壓等級如表１－２所示。選用時一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載頻繁動作時可采用直流線圈的交流接觸器。４.接通和分?jǐn)嗄芰ι弦豁撓乱豁摲祷兀?２接觸器接通和分?jǐn)嗄芰χ钢饔|點在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。在此電流值下，接觸器接通時主觸點不應(yīng)發(fā)生熔焊；接觸器分?jǐn)鄷r主觸點不應(yīng)發(fā)生長時間的燃弧。若超出此電流值，其分?jǐn)鄤t是熔斷器、短路器等保護電器的任務(wù)。根據(jù)接觸器的使用類別不同對主觸點的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊灰粯?，而不同類別的接觸器是根據(jù)其不同控制對象（負(fù)載）的控制方式所規(guī)定的。常見的接觸器使用類別及其典型用途如表１－３所示。接觸器的使用類別代號通常標(biāo)注在產(chǎn)品的銘牌或工作手冊中。表中要求接觸器主觸點達到的接通和分?jǐn)嗄芰椋荷弦豁撓乱豁摲祷兀?２接觸器（１）ＡＣ１和ＤＣ１類允許接通和分?jǐn)囝~定電流。（２）ＡＣ２、ＤＣ３和ＤＣ５類允許接通和分?jǐn)啵幢额~定電流。（３）ＡＣ３類允許接通６倍額定電流和分?jǐn)囝~定電流。（４）ＡＣ４類允許接通和分?jǐn)啵侗额~定電流。５.額定操作頻率額定操作頻率指每小時的操作次數(shù)。交流接觸器最高為６００次／ｈ，而直流接觸器最高為１２００次／ｈ。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命和滅弧罩的工作條件，對于交流接觸器還影響到線圈的溫升。上一頁下一頁返回１.２接觸器表１－４所示為ＣＺ０系列直流接觸器的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)；表１－５所示為ＣＪ２０系列交流接觸器主要技術(shù)參數(shù)；表１－６所示為ＣＪＸ系列交流接觸器的規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)。１.２.２接觸器的型號含義１.直流接觸器型號的含義如圖１－９所示為直流接觸器型號的含義。２.交流接觸器型號的含義如圖１－１０所示為交流接觸器型號的含義。上一頁下一頁返回１.２接觸器１.２.３交流接觸器的選擇選用接觸器時應(yīng)從其工作條件出發(fā)，主要考慮下列因素。①控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器；控制直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器。②接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致。③主觸頭的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。④主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。⑤吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓８５％及以上時應(yīng)能可靠地吸合。上一頁下一頁返回１.２接觸器１.２.４接觸器使用中的注意事項交流勵磁的交流接觸器在使用中應(yīng)注意以下幾個方面。①勵磁線圈電壓應(yīng)為８５％ＵＮ～１０５％ＵＮ。②鐵芯銜鐵上短路環(huán)應(yīng)完好。③銜鐵、觸點支持件等活動部件動作應(yīng)靈活。④鐵芯、銜鐵端面接觸良好、無異物。⑤觸點表面接觸良好，有一定的超程和接觸壓力。⑥操作頻率應(yīng)在允許范圍內(nèi)。上一頁返回１.３繼電器１.３.１電磁式繼電器電磁式繼電器是應(yīng)用最多的一種繼電器，其結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。根據(jù)外來信號（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動作，從而帶動觸點動作，使控制電路接通或斷開，實現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。值得注意的是，繼電器的觸點不能用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，這也是繼電器的作用和接觸器的作用的區(qū)別。由于繼電器是用于切換小電流的控制電路和保護電路，觸點的容量較小，不需要滅弧裝置。如圖１－１１所示為電磁式繼電器的外形圖。下一頁返回１.３繼電器電磁式繼電器的種類不同，但一般圖形符號是相同的，如圖１－１２所示。電流繼電器的文字符號為ＫＩ，線圈方格中用Ｉ＞（或Ｉ＜）表示過電流（或欠電流）繼電器；電壓繼電器的文字符號為ＫＶ，線圈方格中用Ｕ＞（或Ｕ＜）表示過電壓（或欠電壓）繼電器。１.電磁式繼電器的種類電磁式繼電器按吸引線圈電流種類不同有交流和直流電磁式繼電器兩種。按反應(yīng)參數(shù)可分為電壓繼電器和電流繼電器。按觸點數(shù)量和動作時間又可分為中間繼電器和時間繼電器等。其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器相似，但因繼電器一般用來接通和斷開控制電路，故觸點電流容量較?。ㄒ话悖担烈韵拢Ｉ弦豁撓乱豁摲祷兀?３繼電器由于電磁式繼電器具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、壽命長等一系列優(yōu)點，故在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。（１）電流繼電器。根據(jù)輸入（線圈）電流大小而動作的繼電器稱為電流繼電器。它的線圈串聯(lián)在被測量的電路中，以反應(yīng)電路電流的變化。在不影響電路工作情況下，電流繼電器的線圈匝數(shù)盡量少，導(dǎo)線要粗，線圈阻抗要小。電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩類。欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的３０％～６５％，釋放電流為額定電流的１０％～２０％，因此，在電路正常工作時，銜鐵是吸合的，只有當(dāng)電流降低到某一整定值時，繼電器釋放，輸出信號。上一頁下一頁返回１.３繼電器過電流繼電器在電路正常工作時不動作，當(dāng)電流超過某一整定值時才動作，整定范圍通常為１.１～４倍額定電流。因此，過電流繼電器的鐵芯和銜鐵也可不安放短路環(huán)。在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，用得較多的電流繼電器有ＪＬ１４、ＪＬ１５、ＪＴ３、ＪＴ９、ＪＴ１０等型號，主要根據(jù)主電路內(nèi)的電流種類和額定電流來選擇。（２）電壓繼電器。根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電器稱為電壓繼電器。它的結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同的是電壓繼電器線圈并聯(lián)在被測量的電路的兩端，以反應(yīng)電路電壓的變化，可作為電路的過電壓或欠電壓保護。上一頁下一頁返回１.３繼電器在不影響電路工作情況下，電壓繼電器線圈匝數(shù)盡量多，導(dǎo)線要細(xì)，線圈阻抗要大。電壓繼電器按動作電壓值的不同，有過電壓、欠電壓和零電壓之分。過電壓繼電器在電壓為額定電壓的１１０％～１１５％以上時動作；欠電壓繼電器在電壓為額定電壓的４０％～７０％時有保護動作；零電壓繼電器當(dāng)電壓降至額定電壓的５％～２５％時有保護動作。對于交流勵磁的過電壓繼電器在電路正常時不動作，只有在電路電壓超過額定電壓，達到整定值時才動作，且一動作就將電路切斷。為此，鐵芯和銜鐵上可以不安放短路環(huán)。數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，常用的有ＪＴ３、ＪＴ４型。上一頁下一頁返回１.３繼電器（３）中間繼電器。中間繼電器實質(zhì)上是電壓繼電器的一種，但它觸點多（多至六對或更多），觸點電流容量大（額定電流５～１０Ａ），動作靈敏（動作時間不大于０.０５ｓ）。其主要用途是當(dāng)其他繼電器的觸點數(shù)或觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大它們的觸點數(shù)或觸點容量，起到中間轉(zhuǎn)換的作用。數(shù)控機床中使用最多的是小型中間繼電器。數(shù)控機床上常用的型號有Ｊ２７系列交流中間繼電器和Ｊ２８系列交直流兩用中間繼電器。中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯蟮睦^電器。它主要依據(jù)被控制電路的電壓等級，觸點的數(shù)量、種類及容量來選用。上一頁下一頁返回１.３繼電器①線圈電流的種類和電壓等級應(yīng)與控制電路一致。如數(shù)控機床的控制電路采用直流２４Ｖ供電，則繼電器應(yīng)選擇線圈額定電壓為２４Ｖ的直流繼電器。②按控制電路的要求選擇觸點的類型（是常開還是常閉）和數(shù)量。③繼電器的觸點額定電壓應(yīng)大于或等于被控制回路的電壓。④繼電器的觸點電流應(yīng)大于或等于被控制回路的額定電流，若是電感性負(fù)載，則應(yīng)降低到額定電流５０％以下使用。２.電磁式繼電器動作值的整定方法電磁式繼電器的吸合值與釋放值的整定方法有以下幾種：上一頁下一頁返回１.３繼電器（１）吸合動作值整定。①調(diào)整釋放彈簧松緊程度。將釋放彈簧調(diào)緊了，反作用力增大，吸合動作值提高，反之減少。②改變鐵芯與銜鐵之間的初始?xì)庀?。在反作用彈簧力和非磁性墊片厚度不變的情況下，初始?xì)庀对酱?，吸合動作值也越大，反之則小。（２）調(diào)整釋放值。①調(diào)整釋放彈簧的松緊程度。釋放彈簧調(diào)得越緊，釋放值也越大，反之越小。②改變鐵芯與銜鐵之間的初始?xì)庀?。在反作用彈簧力和非磁性墊片厚度不變的情況下，初始?xì)庀对酱?，吸合動作值也越大，反之則小。上一頁下一頁返回１.３繼電器３.電磁式繼電器主要技術(shù)參數(shù)以ＪＴＸ通用型小型電磁繼電器為例，其主要技術(shù)參數(shù)見表１－７所示。１.３.２時間繼電器時間繼電器是一種在接受或去除外界信號后，用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的控制電器。按其動作原理與構(gòu)造不同，可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式等類型。數(shù)控機床控制線路中應(yīng)用較多的是空氣阻尼式時間繼電器，晶體管式時間繼電器也獲得越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機床中一般由計算機軟件實現(xiàn)各種時間控制，而不采用時間繼電器方式來進行時間控制。上一頁下一頁返回１.３繼電器時間繼電器按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型兩種。時間繼電器的圖形符號如圖１－１３所示，文字符號為ＫＴ。１.空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器由電磁系統(tǒng)、延時機構(gòu)和觸點系統(tǒng)三部分組成。它是利用空氣阻尼原理獲得延時的，其結(jié)構(gòu)示意圖與動作原理如圖１－１４所示。其中電磁機構(gòu)為直動式雙Ｅ型，觸點系統(tǒng)是借用ＬＸ５型微動開關(guān)，延時結(jié)構(gòu)采用氣囊阻尼器。該時間繼電器可以做成通電延時型，也可做成斷電延時型。電磁機構(gòu)可以是直流的，也可以是交流的。上一頁下一頁返回１.３繼電器圖１－１４（ａ）的通電延時型中，當(dāng)線圈１通電后，銜鐵３被鐵芯２吸合，活塞桿６在塔形彈簧８的作用下，帶動活塞１２及橡皮膜向上移動。但由于橡皮膜下方氣室的空氣逐漸稀薄，形成負(fù)壓，因此活塞桿只能緩慢地向上移動，其移動速度快慢視進氣孔１４的大小而定，可通過調(diào)節(jié)螺桿１３進行調(diào)整。經(jīng)過一定的延時時間后，活塞桿才能移到最上端，這時通過杠桿７將微動開關(guān)１５壓動，使其常閉觸點斷開，常開觸點閉合，起到了通電延時的作用。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在反力彈簧４的作用下釋放，并通過活塞桿將活塞推向下端。上一頁下一頁返回１.３繼電器這時橡皮膜下方氣室內(nèi)的空氣通過橡皮膜中心孔、弱彈簧９和活塞的肩部所形成的單向閥，迅速地從橡皮膜上方的氣室縫隙中排掉。因此，杠桿７和微動開關(guān)１５能迅速復(fù)位。在線圈通電和斷電時，微動開關(guān)１６在推板５的作用上都能瞬時動作，即為時間繼電器的瞬動觸點。如圖１－１４（ｂ）所示是將電磁機構(gòu)翻轉(zhuǎn)１８０°安裝為斷電延時型。空氣阻尼式時間繼電器延時時間有０.４～１８０ｓ和０.４～６０ｓ兩種規(guī)格。它的優(yōu)點是延時范圍較大、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、價格低廉。其缺點是延時誤差大、無調(diào)整刻度指示、難以精確地整定延時值。因此，對延時精度要求高的場合，不宜使用這種時間繼電器。上一頁下一頁返回１.３繼電器２.晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器也稱為半導(dǎo)體式時間繼電器。它是應(yīng)用ＲＣ電路充電時，電容器上的電壓逐步升高的原理作為延時的基礎(chǔ)。因此，只要改變充電電路的時間常數(shù)，即可整定其延時時間。晶體管時間繼電器具有延時范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊和耐振動、調(diào)節(jié)方便和壽命長等優(yōu)點，所以發(fā)展很快，使用也日益廣泛。３.時間繼電器的選用原則每一種時間繼電器都有其各自的特點，應(yīng)根據(jù)電路工作性能要求進行合理選用，以充分發(fā)揮它們的優(yōu)點。上一頁下一頁返回１.３繼電器因此，在選用時應(yīng)從以下幾個方面進行考慮。（１）確定延時方式，使之更方便組成控制電路。（２）根據(jù)延時精度要求選用適當(dāng)?shù)臅r間繼電器。（３）考慮電源參數(shù)變化及工作環(huán)境溫度變化對延時精度的影響。（４）操作頻率高是否影響其延時動作的失調(diào)。（５）時間繼電器動作后，其復(fù)位時間的長短。（６）時間繼電器的延時范圍。（７）電路勵磁電流的性能。上一頁下一頁返回１.３繼電器１.３.３熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)對觸點動作的保護電器。常用于電動機的長期過載保護。電動機在實際運行中，由于過載時間過長，繞組溫升超過了允許值時，將會加劇繞組絕緣的老化，縮短電動機的使用年限，嚴(yán)重時會使電動機繞組燒毀。因此，在電動機的電路中應(yīng)設(shè)置有過載保護。當(dāng)電動機長期過載時，熱繼電器的常閉觸點動作，斷開相應(yīng)的回路，使電動機得到保護。熱繼電器由發(fā)熱元件（電阻絲）、雙金屬片、傳導(dǎo)部分和常閉觸點組成，當(dāng)電動機過載時，通過發(fā)熱元件上的電流增加，雙金屬片受熱彎曲，帶動常閉觸點動作。上一頁下一頁返回１.３繼電器由于雙金屬片的熱慣性，即不能迅速對短路事故進行反應(yīng)，而這個熱慣性也是合乎要求的，因為在電動機啟動或短路過載時，熱繼電器不會動作，避免了電動機的不必要停車。如圖１－１５所示為熱繼電器的外形圖，如圖１－１６所示為熱繼電器圖形及文字符號。１.熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器基本結(jié)構(gòu)由熱元件（電阻絲）、雙金屬片、觸點系統(tǒng)、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕、整定電流裝置和溫升補償元件等部分組成，如圖１－１７所示。熱元件由主雙金屬片１、２及圍繞其外面的電阻絲３、４組成。上一頁下一頁返回１.３繼電器雙金屬片是由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬用機械碾壓而成。熱元件應(yīng)串接于電動機定子繞組電路中，當(dāng)電動機正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片產(chǎn)生彎曲變形，但還不足以使繼電器的觸點動作。當(dāng)電動機過載時，工作電流增大，熱元件產(chǎn)生的熱量也增多，溫度升高，使雙金屬片彎曲位移增大，并推動導(dǎo)板５使繼電器觸點動作，從而切斷電動機控制電路，達到過載保護的目的。當(dāng)電動機出現(xiàn)缺相運行時，若負(fù)載不變，則繞組中的電流就會增大，將使電動機燒毀。為了能可靠地對缺相運行的電動機實現(xiàn)過載保護，需采用帶斷相保護的熱繼電器。上一頁下一頁返回１.３繼電器２.熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)及常用型號熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有熱繼電器額定電流、相數(shù)，熱元件額定電流，整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。熱繼電器的額定電流是指熱繼電器中，可以安裝的熱元件的最大整定電流值。熱元件的額定電流是指熱元件的最大整定電流值。熱繼電器的整定電流是指熱元件能夠長期通過而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。通常熱繼電器的整定電流是按電動機的額定電流確定的。上一頁下一頁返回１.３繼電器常用的熱繼電器有ＪＲ０及ＪＲ１０系列。表１－８所示是ＪＲ０－４０型熱繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)。它的額定電壓為５００Ｖ，額定電流為４０Ａ，可以配用０.６４～４０Ａ范圍內(nèi)１０種電流等級的熱元件。每一種電流等級的熱元件，都有一定的電流調(diào)節(jié)范圍，一般應(yīng)調(diào)節(jié)到與電動機額定電流相等，以便更好地起到過載保護作用。如圖１－１８所示為ＪＲ１０系列熱繼電器的型號意義：３.熱繼電器的選擇熱繼電器選用是否得當(dāng)，直接影響著對電動機進行過載保護的可靠性。上一頁下一頁返回１.３繼電器通常選用時應(yīng)按電動機形式、工作環(huán)境、啟動情況及負(fù)荷情況等幾方面綜合加以考慮。（１）原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動機的額定電流選擇。對于過載能力較差的電動機，其配用的熱繼電器（主要是發(fā)熱元件）的額定電流可適當(dāng)小些。通常，選取熱繼電器的額定電流（實際上是選取發(fā)熱元件的額定電流）為電動機額定電流的６０％～８０％。（２）在不頻繁啟動場合，要保證熱繼電器在電動機的啟動過程中不產(chǎn)生誤動作。通常，當(dāng)電動機啟動電流為其額定電流６倍以及啟動時間不超過６ｓ時，若很少連續(xù)啟動，就可按電動機的額定電流選取熱繼電器。上一頁下一頁返回１.３繼電器（３）當(dāng)電動機為重復(fù)短時工作時，首先注意確定熱繼電器的允許操作頻率。因為熱繼電器的操作頻率是有限的，如果用它保護操作頻率較高的電動機，效果很不理想，有時不能使用。對于可逆運行和頻繁通斷的電動機，不宜采用熱繼電器保護，必要時可采用裝入電動機內(nèi)部的溫度繼電器。１.３.４速度繼電器速度繼電器根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，用來在三相交流異步電動機反接制動轉(zhuǎn)速過零時，自動切除反相序電源，起到對電動機的反接制動控制，也稱為反接制動繼電器。如圖１－１９所示為速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖。上一頁下一頁返回１.３繼電器速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、圓環(huán)（籠型空心繞組）和觸點三部分組成。轉(zhuǎn)子由一塊永久磁鐵制成，與電動機同軸相連，用以接收轉(zhuǎn)動信號。當(dāng)轉(zhuǎn)子（磁鐵）旋轉(zhuǎn)時，籠型繞組切割轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成環(huán)內(nèi)電流，此電流與磁鐵磁場相作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán)在此力矩的作用下帶動擺桿，克服彈簧力而順轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向擺動，并撥動觸點改變其通斷狀態(tài)。當(dāng)調(diào)節(jié)彈簧彈性力時，可使速度繼電器在不同轉(zhuǎn)速時切換觸點改變通斷狀態(tài)。如圖１－２０所示為速度繼電器圖形符號。速度繼電器的動作轉(zhuǎn)速一般不低于120ｒ／ｍ，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在１００ｒ／ｍ以下，工作時，允許的轉(zhuǎn)速高達１０００～３６００ｒ／ｍ。上一頁下一頁返回１.３繼電器由速度繼電器的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)切換觸點的動作，來反映電動機轉(zhuǎn)向和速度的變化。常用的型號有ＪＹ１和ＪＦＺ０型。１.３.５固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＲｅｌａｙ）簡稱ＳＳＲ，是２０世紀(jì)７０年代中后期發(fā)展起來的一種新型無觸點繼電器。固態(tài)繼電器是用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點開關(guān)，而在前級中與光電隔離器融為一體。因此，固態(tài)繼電器實際上是一種帶光電隔離器的無觸點開關(guān)。上一頁下一頁返回１.３繼電器由于可靠性高、開關(guān)速度快和工作頻率高、使用壽命長、便于小型化、輸入控制電流小以及與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ等集成電路有較好的兼容性等一系列優(yōu)點，在數(shù)控機床的數(shù)控裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。如圖１－２１所示為固態(tài)繼電器圖形及文字符號。１.固態(tài)繼電器的分類固態(tài)繼電器是一種具有兩個輸入端和兩個輸出端的四端器件，按輸出端負(fù)載電源類型可分為直流型和交流型兩類。其中直流型是以功率晶體管的集電極和發(fā)射作為輸出端負(fù)載電路的開關(guān)控制；而交流型是以雙向三端晶體閘流管的兩個電極作為輸出端負(fù)載電路的開關(guān)控制，如圖１－２２所示。上一頁下一頁返回１.３繼電器交流型固態(tài)繼電器按雙向三端晶體閘流管的觸發(fā)方式又可分為非過零型和過零型。固態(tài)繼電器的形式有常開式和常閉式兩種，當(dāng)固態(tài)繼電器的輸入端施加控制信號時，其輸出端負(fù)載電路常開式的被導(dǎo)通，而常閉式的被斷開。２.固態(tài)繼電器主要技術(shù)參數(shù)如表１－９所示是國產(chǎn)固態(tài)繼電器主要技術(shù)參數(shù)。３.固態(tài)繼電器的使用固態(tài)繼電器的輸入端要求有從幾個ｍＡ至20ｍＡ的驅(qū)動電流，最小工作電壓３Ｖ，所以ＭＯＳ邏輯信號通常要經(jīng)晶體管緩沖級放大后再去控制固態(tài)繼電器，對于ＣＭＯＳ的電路可利用ＮＰＮ晶體管緩沖器。上一頁下一頁返回１.３繼電器當(dāng)輸出端的負(fù)載容量很大時，直流固態(tài)繼電器可通過功率晶體管（交流固態(tài)繼電器通過雙向晶閘管）再驅(qū)動負(fù)載。當(dāng)溫度超過３５℃左右后，固態(tài)繼電器的負(fù)載能力（最大負(fù)載電流）隨溫度升高而下降，因此使用時必須注意散熱或降低電流使用。對于容性或電阻負(fù)載，應(yīng)限制其開通瞬間的浪涌電流值（一般為負(fù)載電流的７倍），對于電感性負(fù)載，應(yīng)限制其瞬時峰值電壓，以防止損壞固態(tài)繼電器。具體使用時，可參照產(chǎn)品樣本或有關(guān)手冊。上一頁返回１.４低壓斷路器低壓斷路器是將控制電器和保護電器的功能合為一體的電器。它常作為不頻繁接通和斷開的電路的總電源開關(guān)或部分電路的電源開關(guān)，當(dāng)電路發(fā)生過載、短路或欠壓等故障時能自動切斷電路，有效地保護串接在它后面的電器設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零部件。因此，低壓斷路器在數(shù)控機床上使用越來越廣泛。低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其額定電流、整定范圍、電磁脫扣器整定范圍、主觸點的分?jǐn)嗄芰Φ?。目前，?shù)控機床常用的低壓斷路器有塑料外殼式斷路器和小型斷路器。下一頁返回１.４低壓斷路器１.４.１塑料外殼式斷路器塑料外殼式斷路器由手柄、操作機構(gòu)、脫扣裝置、滅弧裝置及觸頭系統(tǒng)等組成，均安裝在塑料外殼內(nèi)組成一體。數(shù)控機床常用ＤＺ１０、ＤＺ１５、ＤＺ５－２０、ＤＺ５－５０等系列塑料外殼式斷路器（以下簡稱斷路器），適用于交流電壓５００Ｖ，直流電壓２２０Ｖ以下的電路，作不頻繁地接通和斷開電路用，塑料外殼式斷路器外形圖如圖１－２３所示，斷路器圖形及文字符號如圖１－２４所示。上一頁下一頁返回１.４低壓斷路器以ＤＺ１５系列為例，其適用于交流５０Ｈｚ，額定電壓為２２０Ｖ或３８０Ｖ，額定電流至１００Ａ的電路，作為配電、電動機的過載及短路保護用，亦可作為線路不頻繁轉(zhuǎn)換及電動機不頻繁啟動之用。圖１－２５所示為ＤＺ１５系列塑料外殼式斷路器型號意義。表１－１０所示為ＤＺ１５系列規(guī)格及參數(shù)。１.４.２小型斷路器小型斷路器主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路。外形如圖１－２６所示，圖１－２７所示為小型斷路器圖形及文字符號。數(shù)控機床常用ＭＢ１－６３、ＤＺ３０－３２、ＤＺ４７－６０等系列小型斷路器。上一頁下一頁返回１.４低壓斷路器以ＤＺ４７－６０高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲鳛槔?，適用于照明配電系統(tǒng)（Ｃ型）或電動機的配電系統(tǒng)（Ｄ型）。其主要用于交流５０Ｈｚ／６０Ｈｚ，單極２３０Ｖ，二、三、四極４００Ｖ線路的過載、短路保護，同時也可以在正常情況下不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。ＤＺ４７－６０系列型號意義如圖１－２８所示。ＤＺ４７－６０系列分類：按額定電流Ｉｎ分有１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５（６）Ａ、１０Ａ、１５（１６）Ａ、２０Ａ、２５Ａ、３２Ａ、４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ；按級數(shù)分有單極、二極、三極、四極；按斷路器瞬時脫扣器的型式分有Ｃ型（５Ｉｎ～１０Ｉｎ）、Ｄ型（１０Ｉｎ～１４Ｉｎ）。上一頁下一頁返回１.４低壓斷路器ＤＺ４７－６０系列技術(shù)參數(shù)如表１－１１和表１－１２所示。１.４.３低壓斷路器的選擇選擇低壓斷路器應(yīng)注意：①低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。②低壓斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于電路的最大短路電流。③欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。上一頁下一頁返回１.４低壓斷路器④過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的最大負(fù)載電流。使用低壓斷路器來實現(xiàn)短路保護比熔斷器優(yōu)越，因為當(dāng)三相電路短路時，很有可能只有一相的熔斷器熔斷，造成單相運行。對于低壓斷路器來說，只要造成短路都會使開關(guān)跳閘，將三相同時切斷。上一頁返回１.５熔斷器與主令電器１.５.１熔斷器熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單的有效的保護電器。在使用時，熔斷器串接在所保護的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，從而切斷電路，使導(dǎo)線和電氣設(shè)備不致?lián)p壞。熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管（或熔座）兩部分組成。熔體一般由熔點低、易于熔斷、導(dǎo)電性良好的合金材料制成。熔體熔斷后再次工作必須更換熔體。圖１－２９所示為熔斷器及熔斷隔離器外形圖，圖１－３０所示為熔斷器圖形及文字符號。１.熔斷器主要參數(shù)下一頁返回１.５熔斷器與主令電器（１）額定電壓。額定電壓指熔斷器長期工作時和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷海渲狄话愕扔诨虼笥陔姎庠O(shè)備的額定電壓。（２）額定電流。額定電流指熔斷器長期工作時，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。廠家為了減少熔斷器管額定電流的規(guī)格，熔斷管的額定電流等級比較少，而熔體的額定電流等級比較多，也即在一個額定電流等級的熔斷管內(nèi)可以分裝幾個額定電流等級的熔體，但熔體的額定電流最大不能超過熔斷管的額定電流。（３）極限分?jǐn)嗄芰ΑO限分?jǐn)嗄芰κ侵溉蹟嗥髟谝?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時間常數(shù)）的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?，在電路中出現(xiàn)的最大電流值一般是指短路電流值。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器所以，極限分?jǐn)嗄芰σ彩欠从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α＃遥裕保赶盗腥蹟喔綦x器型號及其含義如圖１－３１所示。ＲＴ１８系列熔斷隔離器主要技術(shù)參數(shù)如表１－１３所示；ＲＳ１系列熔斷器主要技術(shù)參數(shù)如表１－１４所示。２.熔斷器的選擇選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。（１）熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（２）熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器（３）熔體的額定電流的選擇：①用于保護照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因為負(fù)載電流比較穩(wěn)定，所以熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，即Ｉre≥Ｉe式中Ｉre為熔體的額定電流，Ｉe為負(fù)載的額定電流。②用于保護單臺長期工作電動機（即供電支線）的熔斷器，考慮電動機啟動時不應(yīng)熔斷，即Ｉre≥（１.５～２.５）Ｉe，式中Ｉre為熔體的額定電流，Ｉe為電動機的額定電流，輕載啟動或啟動時間比較短時，系數(shù)可取近１.５，帶重載啟動時間比較長時，系數(shù)可取近２.５。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器③用于保護頻繁啟動電動機（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動時發(fā)熱，熔斷器也不應(yīng)熔斷，即Ｉre≥（３～３.５）Ｉe，式中Ｉre為熔體的額定電流，Ｉe為電動機的額定電流。④用于保護多臺電動機（即供電干線）的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時也不應(yīng)熔斷。通常，將其中容量最大的一臺電動機啟動，而其余電動機運行時出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流，為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足下述關(guān)系：即Ｉre≥（１.５～２.５）Ｉｅｍａｘ＋ΣＩe，式中Ｉｒｅ為熔體的額定電流，Ｉｅｍａｘ為多臺電動機中容量最大的一臺電動機額定電流，ΣＩｅ為其余電動機額定電流之和。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器⑤為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級（供電干線）熔斷器的熔斷額定電流比下一級（供電支線）大１～２個級差。１.５.２開關(guān)電器１.閘刀開關(guān)（膠蓋刀開關(guān)）（１）文字符號：ＱＳ。（２）圖形符號（圖１－３２所示）。（３）基本結(jié)構(gòu)及動作原理（圖１－３３所示）。（４）主要技術(shù)參數(shù)。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器①型號：膠蓋刀開關(guān)即開啟式負(fù)荷開關(guān)，適用于交流５０Ｈｚ，額定電壓單相２２０Ｖ、三相３８０Ｖ，額定電流至１００Ａ的電路中，作為不頻繁地接通和分?jǐn)嘤胸?fù)載電路與小容量線路的短路保護之用。其中三極開關(guān)適當(dāng)降低容量后，可作為小型感應(yīng)電動機手動不頻繁操作的直接啟動即分?jǐn)嘤?。常用的有ＨＫ１和ＨＫ２系列。膠蓋刀開關(guān)的型號及其含義如圖１－３４所示。②額定參數(shù)：額定電壓，額定電流。（５）刀開關(guān)的選用。刀開關(guān)的額定電壓應(yīng)等于或大于電路額定電壓。其額定電流應(yīng)等于（在開啟后通風(fēng)良好的場合）或稍大于（在封閉的開關(guān)柜內(nèi)或散熱條件較差的工作場合，一般選１.１５倍）電路工作電流。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器在開關(guān)柜內(nèi)使用還應(yīng)考慮操作方式，如杠桿操作機構(gòu)、螺旋式操作機構(gòu)等。當(dāng)用刀開關(guān)控制電動機時，其額定電流要大于電動機額定電流的３倍。２.組合開關(guān)。組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，在機床電氣設(shè)備中主要作為電源引入開關(guān)，也可用來直接控制小容量電動機不頻繁地啟動和停止。（１）文字符號：ＱＳ。（２）圖形符號（如圖１－３５所示）。（３）組合開關(guān)。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器由動觸頭、靜觸頭、方形轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機構(gòu)及外殼等組成，基本結(jié)構(gòu)及動作原理如圖１－３６所示。（４）主要技術(shù)參數(shù)。廣泛應(yīng)用于電器設(shè)備的電源開關(guān)、測量三相電壓和控制７.５ｋＷ以下小容量電動機的直接啟動、正反轉(zhuǎn)等不頻繁操作的場合。組合開關(guān)的額定電壓為２２０Ｖ和３８０Ｖ。額定電流有１０Ａ、２５Ａ、３５Ａ、６０Ａ等。產(chǎn)品型號有ＨＺ５、ＨＺ１０系列等。組合開關(guān)的型號及其含義如圖１－３７所示。３.自動開關(guān)上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器自動開關(guān)又稱自動空氣開關(guān)。（１）作用。①起過載、短路等保護作用；②也可用于不頻繁地接通和斷開電路或控制電動機的啟動與停止。（２）自動開關(guān)的結(jié)構(gòu)，自動開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖１－３８所示。（３）自動開關(guān)在電氣電路圖中的圖形符號。如圖１－３９所示為自動開關(guān)的實物和圖形符號。４.主令電器（１）控制按鈕。按鈕通常用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。瑥亩刂齐妱訖C或其他電器設(shè)備的運行。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器它用于手動發(fā)出控制信號，原來就接通的觸點，稱為常閉觸點；原來就斷開的觸點，稱為常開觸點，其結(jié)構(gòu)如圖１－４０所示。按鈕外形圖及符號如圖１－４１和圖１－４２所示。國標(biāo)對按鈕的顏色和標(biāo)識都有要求，根據(jù)這些要求可以正確地設(shè)計、識別按鈕的功能及含義。按鈕的顏色應(yīng)符合表１－１５要求。急停和應(yīng)急斷開操作件應(yīng)使用紅色。啟動／接通操作件顏色應(yīng)為白、灰或黑色，優(yōu)先用白色。也允許用綠色，但不允許用紅色。停止／斷開操作件應(yīng)使用黑、灰或白色，優(yōu)先用黑色。不允許用綠色。也允許選用紅色，但靠近緊急操作器件建議不使用紅色。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器作為啟動／接通與停止／斷開交替操作的按鈕操作件的優(yōu)選顏色為白、灰或黑色，不允許使用紅、黃或綠色。對于按動它們即引起運轉(zhuǎn)而松開它們則停止運轉(zhuǎn)（如保持—運轉(zhuǎn)）的按鈕操作件，其優(yōu)選顏色為白、灰或黑色，不允許用紅、黃或綠色。復(fù)位按鈕應(yīng)為藍、白、灰或黑色。如果它們還用作停止／斷開按鈕，最好使用白、灰或黑色，優(yōu)先選用黑色，但不允許用綠色。除上述顏色識別以外，建議按鈕用下列符號標(biāo)記，標(biāo)記可作在其附近，最好直接標(biāo)在操作件之上，如表１－１６所示。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器（２）指示燈。指示燈用來發(fā)出下列形式的信息：指示：引起操作者注意或指示操作者應(yīng)該完成某種任務(wù)。紅、黃、綠和藍色通常用于這種方式。確認(rèn)：用于確認(rèn)一種指令、一種狀態(tài)或情況，或者用于確認(rèn)一種變化或轉(zhuǎn)換階段的結(jié)束。藍色和白色通常用于這種方式，某些情況下也可用綠色。如圖１－４３所示為指示燈外形圖，如圖１－４４所示為指示燈圖形及文字符號。指示燈的顏色應(yīng)符合表１－１７的要求。（３）行程開關(guān)。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器行程開關(guān)是根據(jù)運動部件位置而切換電路的自動控制電器，用來控制運動部件的運動方向、行程大小或位置保護。它是反映工作機械的行程發(fā)布命令以控制其運動方向或行程大小的主令電器。如果把行程開關(guān)安裝在工作機械各種行程終點處，限制其行程，它就稱為限位開關(guān)或終端開關(guān)。因此，行程開關(guān)、限位開關(guān)和終端開關(guān)是同一開關(guān)。它們被廣泛用于各類機床和起重機械以控制這些機械的行程。按結(jié)構(gòu)分：直動式（ＬＸ１系列）、滾輪式（ＬＸ２系列）和微動式（ＬＸＷ－１１系列）。如圖１－４５所示為微動式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器當(dāng)工作機械運動到某一預(yù)定位置時，行程開關(guān)就通過機械可動部分的動作將機械信號變換為電信號，以實現(xiàn)對機械的電氣控制，限制它們的動作或位置，借此對機構(gòu)提供必要的保護。如圖１－４６所示為行程開關(guān)外形圖，如圖１－４７所示為行程開關(guān)圖形及文字符號。（４）接近開關(guān)。接近開關(guān)是非接觸式的監(jiān)測裝置，當(dāng)運動著的物體接近它到一定距離范圍內(nèi)，就能發(fā)出信號，以控制運動物體的位置或計數(shù)。從工作原理看，接近開關(guān)有高頻振蕩型、感應(yīng)電橋型、霍爾效應(yīng)型、光電型、永磁及磁敏元件型、電容型、超聲波型等多種形式。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器如圖１－４８所示為接近開關(guān)外形圖，圖１－４９為霍爾接近開關(guān)圖形及文字符號，如圖１－５０所示為接近開關(guān)圖形及文字符號。（５）微動開關(guān)、腳踏開關(guān)。微動開關(guān)具有瞬時動作和微小的行程，可直接由某一定的力經(jīng)過一定的行程使觸頭速動，從而實現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換的靈敏開關(guān)。如圖１－５１所示為微動開關(guān)外形圖，如圖１－５２所示為腳踏開關(guān)外形圖，如圖１－５３所示為腳踏開關(guān)圖形及文字符號。其他開關(guān)還有刀開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、鑰匙開關(guān)、組合開關(guān)等。１.５.３導(dǎo)線和電纜數(shù)控機床上主要有三種導(dǎo)線：動力線、控制線、信號線。上一頁下一頁返回１.５熔斷器與主令電器導(dǎo)線的選擇應(yīng)適用于工作條件（如電壓、電流、電擊的防護）和可能存在的外界影響（如環(huán)境溫度、濕度或存在腐蝕物質(zhì)燃燒危險和機械應(yīng)力包括安裝期間的應(yīng)力）。因而導(dǎo)線的橫截面積、材質(zhì)（銅或鋁等）、絕緣材料都是設(shè)計時需要考慮的，可以參照相關(guān)的技術(shù)選型手冊。上一頁返回１.６電源變壓器１.６.１變壓器變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電壓的靜止電器。１.機床控制變壓器機床控制變壓器適用于交流５０～６０Ｈｚ，輸入電壓不超過６６０Ｖ的電路，作為各類機床、機械設(shè)備等一般電器的控制電源、步進電動機驅(qū)動器、局部照明及指示燈的電源。如圖１－５４所示為機床控制變壓器外形圖，如圖１－５５所示為變壓器圖形及文字符號。如表１－１８所示為ＪＢＫ系列控制變壓器電壓型式，表１－１９所示為ＢＫ系列控制變壓器規(guī)格參數(shù)及尺寸。下一頁返回１.６電源變壓器ＪＢＫ系列機床控制變壓器型號含義如圖１－５６所示；ＢＫ系列控制變壓器型號含義如圖１－５７所示。ＢＫ系列控制變壓器適用于５０～６０Ｈｚ的交流電路中，作為機床和機械設(shè)備中一般電器的控制電源、局部照明及指示電源。２.三相變壓器現(xiàn)在普遍采用的三相交流系統(tǒng)中，三相電壓的變換可用三臺單相變壓器也可用一臺三相變壓器，從經(jīng)濟性和縮小安裝體積等方面考慮，可優(yōu)先選擇三相變壓器。在數(shù)控機床中三相變壓器主要是給伺服動力等供電。如圖１－５８所示為三相變壓器外形圖，如圖１－５９所示為圖形及文字符號（星形－三角形聯(lián)結(jié)）。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器３.變壓器的選擇變壓器的選擇的主要依據(jù)是變壓器的額定值，根據(jù)設(shè)備的需要，變壓器有標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩類。以下分別是這兩類變壓器的選擇方法。（１）標(biāo)準(zhǔn)變壓器。①根據(jù)實際情況選擇初級（原邊）額定電壓Ｕ１（３８０Ｖ，２２０Ｖ），再選擇次級額定電壓Ｕ２，Ｕ３，…（次級額定值是指初級加額定電壓時，次級的空載輸出，次級帶有額定負(fù)載時輸出電壓下降５％，因此選擇輸出額定電壓時應(yīng)略高于負(fù)載額定電壓）。②根據(jù)實際負(fù)載情況，確定次級繞組額定電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，…，一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大于等于額定負(fù)載電流。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器③次級額定容量由總?cè)萘看_定?？?cè)萘克惴ㄈ缦赂鶕?jù)次級電壓、電流（或總?cè)萘浚┛蛇x擇變壓器，三相變壓器也是按以上方法進行選擇。（２）非標(biāo)準(zhǔn)變壓器。設(shè)計時常常需要設(shè)計者根據(jù)要求自己制定變壓器的規(guī)格，這種非標(biāo)準(zhǔn)變壓器的選擇方法如下。①選擇初級額定電壓Ｕ１（如３８０Ｖ，２２０Ｖ），電源頻率（如５０Ｈｚ），次級繞組電壓、電流及總?cè)萘浚椒ㄅc標(biāo)準(zhǔn)變壓器相同。初級、次級之間屏蔽層根據(jù)要求選用，有特殊絕緣要求的次級繞組，應(yīng)提出耐壓要求。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器引出線端及排列有特殊要求的，應(yīng)該用圖示加以說明。有防護等級要求、外形尺寸限制等其他條件，應(yīng)與制造商協(xié)商解決。②變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器性價比，優(yōu)先選用變壓擋輸出全的變壓器，以達到只用一個變壓器多電壓擋輸出的目的，能夠同時滿足控制電路、照明電路、標(biāo)準(zhǔn)電器等對電壓大小的不同要求，這樣一方面節(jié)約成本，另一方面節(jié)省了安裝空間。１.６.２直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源的功能是將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器在數(shù)控機床系統(tǒng)中，需要穩(wěn)壓電源給驅(qū)動器、控制單元、小直流繼電器、信號指示等提供直流電源，數(shù)控機床中主要使用開關(guān)電源和一體化電源。（１）開關(guān)電源。開關(guān)電源被稱作高效節(jié)能電源，因為內(nèi)部電路工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，所以自身消耗的能量很低，電源效率可達８０％左右，比普通線性穩(wěn)壓電源提高近一倍。目前生產(chǎn)的無工頻變壓器式中、小功率開關(guān)電源，仍普遍采用脈沖寬度調(diào)制器（簡稱脈寬調(diào)制器ＰＷＭ）或脈沖頻率調(diào)制器（簡稱脈頻調(diào)制器ＰＦＭ）專用集成電路。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器它們是利用體積很小的高頻變壓器來實現(xiàn)電壓變化及電網(wǎng)隔離，因此能省掉體積笨重且損耗較大的工頻變壓器。以ＧＺＭ－Ｕ４０型為例，其外觀如圖１－６０所示，圖１－６１所示為直流穩(wěn)壓電源的圖形符號。開關(guān)電源的主要性能指標(biāo)有：Ａ.輸入ＡＣ電壓：８５～２６４ＶＡＣ。Ｂ.輸入頻率：４７～６３Ｈｚ。Ｃ.冷態(tài)沖擊電流：２０Ａ／１１５ＶＡＣ；３０Ａ／２２０ＶＡＣＤ.過流保護：１０５％～１５０％的額定值開始保護，過壓保護，過功率保護，短路保護，自動恢復(fù)。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器Ｅ.啟動、上升、保持：分別為５００ｍｓ，５０ｍｓ，大于２０ｍｓ。Ｆ.抗電強度：輸入與輸出之間，輸入與大地可承受ＡＣ１.５ｋＶ／ｍｉｎ。Ｇ.絕緣電阻：輸入與大地、輸入與輸出加ＤＣ５００Ｖ絕緣電阻大于５０ＭΩ。Ｈ.工作環(huán)境溫度：－１０℃～４５℃，６０℃時可用功率６０％；７０℃時可用滿功率３５％。Ｉ.效率：６５％～８７％。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器Ｊ.紋波噪聲：小于輸出電壓１％。Ｋ.存儲溫度：－２０℃～＋８５℃。Ｌ.輸出電壓調(diào)整：±１０％范圍內(nèi)，總調(diào)整率（線形及負(fù)載）小于±２％。Ｍ.安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：參考ＵＬ１９５０。（２）一體化電源。一體化電源是采用傳導(dǎo)冷卻方式的ＡＣ／ＤＣ開關(guān)電源，應(yīng)用于數(shù)字電路、工業(yè)儀表、交通運輸、通訊設(shè)備、工控機等大型設(shè)備及科研與實驗設(shè)備，作為直流供電電源。一體化電源外形如圖１－６２所示。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器以下是４ＮＩＣ系列電源的主要參數(shù)（所有電參數(shù)測試均在環(huán)境溫度２５℃下進行）：Ａ.輸入?yún)?shù)：ＡＣ２２０Ｖ±１０％／５０（４７～６３）Ｈｚ單相或ＡＣ３８０Ｖ±１０％／５０Ｈｚ三相。Ｂ.輸出參數(shù)：ＤＣ５～３００Ｖ。Ｃ.電流０.５～２０Ａ，功率２～２０００Ｗ。Ｄ.電壓調(diào)整率≤０.５％，（５Ｖ時≤１％）。Ｅ.電流調(diào)整率≤１.０％，（５Ｖ時≤２％）。Ｆ.紋波系數(shù)≤１.０％，工作頻率５０～１００ｋＨｚ。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器Ｇ.具有過熱、過流、短路保護；可另加過欠壓保護；負(fù)載率０％～１００％；使用率８０％。Ｈ.效率８０％。Ｉ.一般參數(shù)隔離電壓：輸入對外殼ＡＣ１５００Ｖ／ｍｉｎ，漏電流≤１０ｍＡ；輸入對輸出ＡＣ１０００Ｖ／ｍｉｎ，漏電流≤１０ｍＡ。Ｊ.絕緣電阻：輸入對輸出、輸入對外殼，ＤＣ１０００Ｖ≥２００ＭΩ；輸出對外殼，ＤＣ２５０Ｖ≥２００ＭΩ；輸出對輸出，ＤＣ２５０Ｖ≥２００ＭΩ。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器Ｋ.物理參數(shù)：外殼鋁合金黑氧化，六面金屬屏蔽。４ＮＩＣ系列電源型號含義如圖１－６３所示。（３）電源的選擇。選擇電源時需要考慮的問題主要有：電源的輸出功率輸出路數(shù)；電源的尺寸；電源的安裝方式和安裝孔位；電源的冷卻方式；電源在系統(tǒng)中的位置及走線；環(huán)境溫度；絕緣強度；電磁兼容；環(huán)境條件。①為了提高系統(tǒng)的可靠性，建議電源工作在５０％～８０％負(fù)載為佳，即假設(shè)所用功率為２０Ｗ，應(yīng)選用輸出功率為２５～４０Ｗ的電源。上一頁下一頁返回１.６電源變壓器②盡量選用廠家的標(biāo)準(zhǔn)電源，包括標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和輸出電壓。廠家的標(biāo)準(zhǔn)品一般都會有庫存，在送樣及以后的訂貨、交貨都比較快；相對而言，特殊的尺寸和特殊的輸出電壓，則會增加