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1、第第6章章 数控机床电气系统故障诊断数控机床电气系统故障诊断与维修与维修6.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点6.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器6.3 数控机床电气系统的故障诊断与维修数控机床电气系统的故障诊断与维修6.4 数控机床的抗干扰技术数控机床的抗干扰技术6.5 数控机床电气系统故障诊断与维修实例数控机床电气系统故障诊断与维修实例2021/9/1516.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点4 要具有安全性要具有安全性 电气系统的连锁要有效；电器装置的绝缘要保证完好，电气系统的连锁要有效；电器装置的绝缘要保证完好，防护要齐全，接地要牢靠，以使操作人
2、员的安全有保证；电防护要齐全，接地要牢靠，以使操作人员的安全有保证；电器部件的防护外壳要具有防尘、防水、防油污的功能；电柜器部件的防护外壳要具有防尘、防水、防油污的功能；电柜的封闭性要好，防止外部的液体溅入电柜内部，防止切屑、的封闭性要好，防止外部的液体溅入电柜内部，防止切屑、导电尘埃的进入；电柜内的所有元件在正常供电电压工作时导电尘埃的进入；电柜内的所有元件在正常供电电压工作时不应出现被击穿现象，并且有预防外部雷电突然袭击的功能；不应出现被击穿现象，并且有预防外部雷电突然袭击的功能；经常移动的电缆要有护套或拖链防护，防止缆线磨断或短路经常移动的电缆要有护套或拖链防护，防止缆线磨断或短路而造成
3、系统故障；要有抑制内部部件异常温升的措施，特别而造成系统故障；要有抑制内部部件异常温升的措施，特别是在夏季，要有强迫风冷或致冷器冷却；有防触电、防碰伤是在夏季，要有强迫风冷或致冷器冷却；有防触电、防碰伤设施。设施。上一页 下一页 返回2021/9/1526.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点5 要具有方便的可维护性要具有方便的可维护性 易损部件要便于更换或替换，保护元、器件的保护动作易损部件要便于更换或替换，保护元、器件的保护动作要灵敏，但也不能误动作；一旦出现故障排除后，功能要能要灵敏，但也不能误动作；一旦出现故障排除后，功能要能恢复。恢复。6 要具有良好的控制特性要具有良好的
4、控制特性 所有被控制的电动机起动要平稳、快速响应、特性硬、所有被控制的电动机起动要平稳、快速响应、特性硬、无冲击、无震动、无振荡、无异常噪声、无异常温升。无冲击、无震动、无振荡、无异常噪声、无异常温升。上一页 下一页 返回2021/9/1536.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点7 运行状态要有明显的信息显示运行状态要有明显的信息显示 电气系统要用指示灯做操作显示，电器元件要有状态指电气系统要用指示灯做操作显示，电器元件要有状态指示、故障指示，有明显的安全操作标识。示、故障指示，有明显的安全操作标识。8 要具有操作的宜人性要具有操作的宜人性 电气系统要体现人性化设计，如操作部位与
5、人体平均高电气系统要体现人性化设计，如操作部位与人体平均高度、距离相适应，体现操作方便、舒适、便于观察的特点，度、距离相适应，体现操作方便、舒适、便于观察的特点，尤其要随时摸得到急停按钮，保证紧急情况下的快速操作动尤其要随时摸得到急停按钮，保证紧急情况下的快速操作动作；机床电器颜色不仅符合标准，还要美观、明显。作；机床电器颜色不仅符合标准，还要美观、明显。上一页 下一页 返回2021/9/1546.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点上一页 下一页 返回6.1.2 电气系统的故障特点电气系统的故障特点1 电气系统故障的维修特点是故障原因明了，诊断也比较好做，电气系统故障的维修特点是
6、故障原因明了，诊断也比较好做，但是故障率相对比较高。但是故障率相对比较高。2 电器元件有使用寿命限制，非正常使用下会大大降低寿命，电器元件有使用寿命限制，非正常使用下会大大降低寿命，如开关触头经常过电流使用而烧损、粘连，提前造成开关损如开关触头经常过电流使用而烧损、粘连，提前造成开关损坏。坏。2021/9/1556.1 数控机床电气系统的特点数控机床电气系统的特点3.电气系统容易受外界影响造成故障，如环境温度过热，电电气系统容易受外界影响造成故障，如环境温度过热，电柜温升过高致使有些电器损坏。甚至鼠害也会造成许多电气柜温升过高致使有些电器损坏。甚至鼠害也会造成许多电气故障。故障。4 操作人员非
7、正常操作，能造成开关手柄损坏、限位开关被撞操作人员非正常操作，能造成开关手柄损坏、限位开关被撞坏的人为故障。坏的人为故障。5 电线、电缆磨损造成断线或短路，蛇皮线管进冷却水、油液电线、电缆磨损造成断线或短路，蛇皮线管进冷却水、油液而长期浸泡，橡胶电线膨胀、粘化，使绝缘性能下降造成短而长期浸泡，橡胶电线膨胀、粘化，使绝缘性能下降造成短路、放炮。路、放炮。6 冷却泵、排屑器、电动刀架等的异步电动机进水，轴承损坏冷却泵、排屑器、电动刀架等的异步电动机进水，轴承损坏而造成电动机故障。而造成电动机故障。上一页返回2021/9/1566.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 电电器器是是在在电电能
8、能的的生生产产、输输送送、分分配配和和应应用用中中起起着着通通断断、控控制制、保保护护、检检测测和和调调节节等等作作用用的的电电气气设设备备。电电器器的的用用途途广广泛泛，种种类类繁繁多多，按按工工作作方方式式可可分分为为高高压压电电器器和和低低压压电电器器，低低压压电电器器通通常常是是指指工工作作在在交交流流电电压压1200 V、直直流流电电压压1500V及及以以下下的的电电器器。低低压压电电器器按按其其用用途途又又可可分分为为低低压压配配电电电电器器和和低压控制电器。低压控制电器。下一页 返回2021/9/1576.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器6.2.1 低压开关低压开关
9、开关是应用最广泛的手动电器。其主要作用是接通或断开关是应用最广泛的手动电器。其主要作用是接通或断开长期工作的电气设备的电源。在电气控制电路中，刀开关开长期工作的电气设备的电源。在电气控制电路中，刀开关常用作电源引入开关，也可用作不经常起动、停止的小容量常用作电源引入开关，也可用作不经常起动、停止的小容量电动机和局部照明电路的控制开关。电动机和局部照明电路的控制开关。上一页 下一页 返回2021/9/1586.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器1 胶壳刀开关胶壳刀开关 胶壳刀开关也称开启式负荷开关，主要由操作手柄、动胶壳刀开关也称开启式负荷开关，主要由操作手柄、动触刀、静夹座、进线座、
10、出线座、熔丝等组成。常用的胶壳触刀、静夹座、进线座、出线座、熔丝等组成。常用的胶壳刀开关有刀开关有HKl、HK2等系列，它们的结构和符号如等系列，它们的结构和符号如 图图6-1所所示。示。HK系列刀开关不设专门的灭弧装置，因此不宜带负载操系列刀开关不设专门的灭弧装置，因此不宜带负载操作。若带一般小负载操作，动作应迅速，且不宜频繁地分、作。若带一般小负载操作，动作应迅速，且不宜频繁地分、合电路。合电路。上一页 下一页 返回2021/9/1596.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 2 铁壳开关铁壳开关 铁壳开关也称封闭式负荷开关，由触刀、熔断器、操作铁壳开关也称封闭式负荷开关，由触刀、
11、熔断器、操作机构和铁外壳等组成。常用的铁壳开关有机构和铁外壳等组成。常用的铁壳开关有HH3、HH4、HHl0等系列，其结构如等系列，其结构如 图图6-2所示，图形及文字符号与胶所示，图形及文字符号与胶壳刀开关相同。壳刀开关相同。HH系列铁壳开关有灭弧装置，它的操作机构一是装有系列铁壳开关有灭弧装置，它的操作机构一是装有速断弹簧，缩短了开关的通断时间，改善了灭弧性能；二是速断弹簧，缩短了开关的通断时间，改善了灭弧性能；二是设有联锁装置，以保证开关合闸后不能打开开关盖，而开关设有联锁装置，以保证开关合闸后不能打开开关盖，而开关盖打开后又不能合闸。盖打开后又不能合闸。上一页 下一页 返回2021/9
12、/15106.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 3.组合开关组合开关 组合开关又称转换开关，它实质上是一种特殊的刀开关，组合开关又称转换开关，它实质上是一种特殊的刀开关，用动触片的旋转代替闸刀的推合和拉开。常用的组合开关有用动触片的旋转代替闸刀的推合和拉开。常用的组合开关有HZ5、HZl0、HZl5等系列，如等系列，如图图6-3所示。所示。组合开关由装在同一根轴上的单个或多个单极旋转开关组合开关由装在同一根轴上的单个或多个单极旋转开关叠装在一起组成。转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转叠装在一起组成。转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使多对触点同时接通和断开。动，使多对触点同
13、时接通和断开。开关的型号和意义见开关的型号和意义见 图图6-4。上一页 下一页 返回2021/9/15116.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 有有一一种种组组合合开开关关，它它不不但但能能接接通通和和断断开开电电源源，而而且且还还能能改改变变电电源源输输入入的的相相序序，用用来来直直接接实实现现对对小小容容量量电电动动机机的的正正反反转转控控制制，这这种种组组合合开开关关称称为为倒倒顺顺开开关关，也也称称为为可可逆逆转转换换开开关关。常常用用的的有有HZ3系系列列，其其外外形形结结构构和和符符号号如如 图图6-5所所示示。图图6-5（c）中中虚虚线线表表示示手手柄柄操操作作的的位
14、位置置线线，有有“”表表示示手手柄柄位于该位置时相对应的触点接通，无位于该位置时相对应的触点接通，无“”表示不通。表示不通。上一页 下一页 返回2021/9/15126.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 4低压断路器低压断路器 低压断路器又称自动断路器、空气断路器或空气开关，低压断路器又称自动断路器、空气断路器或空气开关，是用作低压配电或电动机的保护开关，它既有开关作用，又是用作低压配电或电动机的保护开关，它既有开关作用，又能实现短路、过载、欠压等保护。能实现短路、过载、欠压等保护。低压断路器的结构有塑壳式、框架式等形式，其中塑壳低压断路器的结构有塑壳式、框架式等形式，其中塑壳式应
15、用较广，其操作多为扳动式和按钮式。常用的塑壳式有式应用较广，其操作多为扳动式和按钮式。常用的塑壳式有DZ5、DZl0、DZ20等系列，等系列，图图6-6是是DZ5-20型低压断型低压断路器的外形和结构，其工作原理示意图如路器的外形和结构，其工作原理示意图如 图图6-7所示。所示。上一页 下一页 返回2021/9/15136.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页 下一页 返回6.2.2 主令开关主令开关 在电路中用来控制其它电器动作，以发送控制在电路中用来控制其它电器动作，以发送控制“指令指令”的电器称为主令电器。主令电器的种类很多，常用的有按钮的电器称为主令电器。主令电器的种类很
16、多，常用的有按钮开关、行程开关、万能转换开关和主令控制器等。开关、行程开关、万能转换开关和主令控制器等。2021/9/15146.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器1 按钮开关按钮开关 按钮开关简称按钮，它是用来短时间接通或断开小电流按钮开关简称按钮，它是用来短时间接通或断开小电流控制电路的手动电器。按钮开关由按钮帽、复位弹簧、桥式控制电路的手动电器。按钮开关由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点等组成，它的结构和符号如动触点、静触点等组成，它的结构和符号如 图图6-8所示。所示。按钮开关在电气控制电路中被广泛应用，而且同一控制按钮开关在电气控制电路中被广泛应用，而且同一控制电路中往
17、往有几个按钮，为了标明各按钮的作用，通常将按电路中往往有几个按钮，为了标明各按钮的作用，通常将按钮帽做成不同的颜色以示区别，避免误操作。一般用红色表钮帽做成不同的颜色以示区别，避免误操作。一般用红色表示停止，绿色或黑色表示起动、工作，其它还有黄、白、蓝示停止，绿色或黑色表示起动、工作，其它还有黄、白、蓝等颜色，供不同场合选用。按钮开关的种类繁多，常用的按等颜色，供不同场合选用。按钮开关的种类繁多，常用的按钮开关有钮开关有LAl8、LAl9、LA20及及LA25等系列，等系列，图图6-9是部是部分常见按钮开关的外形。分常见按钮开关的外形。上一页 下一页 返回2021/9/15156.2 数控机床
18、常用低压电器数控机床常用低压电器2 行程开关行程开关 在生产机械中，需要有一种开关来控制某些机械部件的在生产机械中，需要有一种开关来控制某些机械部件的运动行程或位置，这种开关称行程开关，又称限位开关。运动行程或位置，这种开关称行程开关，又称限位开关。上一页 下一页 返回2021/9/15166.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 行程开关的种类虽然很多，但其结构大体相同，可分为行程开关的种类虽然很多，但其结构大体相同，可分为三部分：操作机构、触点系统和外壳。下面以三部分：操作机构、触点系统和外壳。下面以 图图6-11所示所示的按钮式行程开关的结构示意图来说明它的工作原理。当运的按钮式
19、行程开关的结构示意图来说明它的工作原理。当运动机械的挡块碰压到顶杆，使动断触点断开，动合触点闭合；动机械的挡块碰压到顶杆，使动断触点断开，动合触点闭合；当挡块离开顶杆时，动断、动合触点恢复原状。当挡块离开顶杆时，动断、动合触点恢复原状。图图6-12是常是常见的三种行程开关的外形。其中按钮式和单轮旋转式行程开见的三种行程开关的外形。其中按钮式和单轮旋转式行程开关为自动复位式。双轮旋转式行程开关由于没有复位弹簧，关为自动复位式。双轮旋转式行程开关由于没有复位弹簧，当挡块离开后不能自动复位，必须由挡块从反方向碰压后才当挡块离开后不能自动复位，必须由挡块从反方向碰压后才能复位。常用的行程开关有能复位。
20、常用的行程开关有LXl9、LX31、LX32、JLXKl等型号。行程开关的符号如等型号。行程开关的符号如 图图6-13所示。行程开关的型号所示。行程开关的型号和意义见和意义见 图图6-14。上一页 下一页 返回2021/9/15176.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器3 接近开关接近开关 接近开关是一种无触点的开关，它的功能是当物体与之接近开关是一种无触点的开关，它的功能是当物体与之接近到一定距离时，就发出动作信号，以控制继电器或逻辑接近到一定距离时，就发出动作信号，以控制继电器或逻辑元件。它克服了有触点行程开关操作频率低、使用寿命较短、元件。它克服了有触点行程开关操作频率低、使用
21、寿命较短、可靠性较差等缺点，目前已在自动控制系统中得到广泛应用。可靠性较差等缺点，目前已在自动控制系统中得到广泛应用。它的用途除作行程控制和限位保护外，还可应用于检测、计它的用途除作行程控制和限位保护外，还可应用于检测、计数、定位等方面。数、定位等方面。接近开关的种类较多，有高频振荡型、电磁感应型、电接近开关的种类较多，有高频振荡型、电磁感应型、电容型、永磁型及磁敏元件型、光电型、超声波型等。常用的容型、永磁型及磁敏元件型、光电型、超声波型等。常用的高频振荡型接近开关有高频振荡型接近开关有LXJ6、LXJ7、LXJ3和和LJ5A等系列。等系列。上一页 下一页 返回2021/9/15186.2
22、数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页 下一页 返回6.2.3 熔断器熔断器 熔断器是一种最简单有效的保护电器，它在低压配电和熔断器是一种最简单有效的保护电器，它在低压配电和电气控制系统中主要作短路保护。电气控制系统中主要作短路保护。1 熔断器的构造及性能熔断器的构造及性能 熔断器主要由熔体和放置熔体的熔管或熔座两部分组成。熔断器主要由熔体和放置熔体的熔管或熔座两部分组成。熔体由易熔合金（如铅锡合金等）制成丝状或片状，熔体的熔体由易熔合金（如铅锡合金等）制成丝状或片状，熔体的熔点一般在熔点一般在2000C3000C左右。左右。2021/9/15196.2 数控机床常用低压电器数控机床常
23、用低压电器 熔断器接入电路时，熔体串联在电路中。电路正常工作熔断器接入电路时，熔体串联在电路中。电路正常工作时，熔体发热的温度低于熔化温度，故长期不熔断。一旦发时，熔体发热的温度低于熔化温度，故长期不熔断。一旦发生短路或严重过载时，熔体温度急剧上升而熔断，切断电路，生短路或严重过载时，熔体温度急剧上升而熔断，切断电路，从而保护了电路和设备。熔断器对过载反应不很灵敏，当电从而保护了电路和设备。熔断器对过载反应不很灵敏，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，有气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，熔断器一般不宜作过载保护。时甚至不熔断。因此，熔断器
24、一般不宜作过载保护。熔断器的种类很多，结构也不同，有插入式、螺旋式、熔断器的种类很多，结构也不同，有插入式、螺旋式、有填料封闭管式、快速熔断器等。在电气控制电路中，常使有填料封闭管式、快速熔断器等。在电气控制电路中，常使用插入式和螺旋式两种。常用的有用插入式和螺旋式两种。常用的有RClA系列和系列和RLl系列等，系列等，其外形结构和符号如其外形结构和符号如 图图6-15所示。所示。熔断器的型号和意义见熔断器的型号和意义见 图图6-16。上一页 下一页 返回2021/9/15206.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器2 熔断器的选用熔断器的选用 正确选用熔断器和熔体，才能既保证电路正常
25、工作，又起到正确选用熔断器和熔体，才能既保证电路正常工作，又起到应有的保护作用。应有的保护作用。1）熔断器的额定电压应等于或大于被保护电路的工作电压。）熔断器的额定电压应等于或大于被保护电路的工作电压。2）熔断器的额定电流应等于或大于所装熔体的额定电流。）熔断器的额定电流应等于或大于所装熔体的额定电流。3）熔体的额定电流根据不同的负载有以下几种选择：）熔体的额定电流根据不同的负载有以下几种选择：上一页 下一页 返回2021/9/15216.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器（1）照明、电炉等阻性负载，额定电流应等于或稍大于负载的）照明、电炉等阻性负载，额定电流应等于或稍大于负载的工作
26、电流。工作电流。（2）对一台电动机，为了防止电动机较大起动电流的短时冲击，）对一台电动机，为了防止电动机较大起动电流的短时冲击，则取则取 IRN=（1.52.5）IN式中，式中，IRN熔体的额定电流熔体的额定电流 IN 电动机的额定电流电动机的额定电流（3）对多台不同时起动的电动机，则有）对多台不同时起动的电动机，则有 IRN=（1.52.5）INmax+IN式中，式中，INmax最大的一台电动机的额定电流最大的一台电动机的额定电流 IN 其余电动机额定电流的总和其余电动机额定电流的总和上一页 下一页 返回2021/9/15226.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页 下一页 返
27、回6.2.4 交流接触器交流接触器 接触器是用来频繁接通和断开电动机或其他负载的一种接触器是用来频繁接通和断开电动机或其他负载的一种自动电器。它不仅具有手动电器所不能实现的遥控功能，还自动电器。它不仅具有手动电器所不能实现的遥控功能，还具有低压释放保护功能，而且操作频率高，是电气控制系统具有低压释放保护功能，而且操作频率高，是电气控制系统中应用最广泛的电器。按其工作电流的种类，可分为交流接中应用最广泛的电器。按其工作电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器两种，这里主要介绍交流接触器。触器和直流接触器两种，这里主要介绍交流接触器。2021/9/15236.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低
28、压电器1 交流接触器的结构与工作原理交流接触器的结构与工作原理 交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置等部交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置等部件组成。件组成。图图6-17是交流接触器的外形及结构，图形及文字符是交流接触器的外形及结构，图形及文字符号如号如 图图6-18所示。交流接触器的触点有主触点和辅助触点所示。交流接触器的触点有主触点和辅助触点之分。主触点是三对动合触点，用来通断电流较大的主电路；之分。主触点是三对动合触点，用来通断电流较大的主电路；辅助触点有两对动合触点和动断触点，用来通断电流较小的辅助触点有两对动合触点和动断触点，用来通断电流较小的控制电路。交流接触器的
29、型号和意义见控制电路。交流接触器的型号和意义见 图图6-19。上一页 下一页 返回2021/9/15246.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器2 交流接触器的选用交流接触器的选用 由于控制对象、使用场合、动作频繁程度等各方面的条由于控制对象、使用场合、动作频繁程度等各方面的条件不一定相同，这就需要正确选择交流接触器，使其技术数件不一定相同，这就需要正确选择交流接触器，使其技术数据满足电路的要求，同时兼顾经济等因素。据满足电路的要求，同时兼顾经济等因素。1）交流接触器主触点的额定电压应大于或等于负载回路的）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。额定电压。2）交流接触
30、器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电）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动机，当额定电压为流。对中小型容量的交流电动机，当额定电压为380 V时，时，其额定电流值一般可按其额定电流值一般可按2倍的额定功率来计算。例倍的额定功率来计算。例380 V、7.5 kW的三相笼型电动机，其额定电流约为的三相笼型电动机，其额定电流约为15 A。在电动。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。增大一倍。上一页 下一页 返回2021/9/15256.2 数控机床常用低压电器数控机床常用
31、低压电器3）交流接触器线圈的额定电压应与控制电路的电压相同。）交流接触器线圈的额定电压应与控制电路的电压相同。4）交流接触器的触点数量和类型应满足控制电路的要求。）交流接触器的触点数量和类型应满足控制电路的要求。常用的交流接触器有常用的交流接触器有CJ10、CJ20、CJXl、CJX2、CJl2等系列，以及近年来从国外引进的一些产品，如德国等系列，以及近年来从国外引进的一些产品，如德国BBC公司的公司的B系列、系列、SIEMENS公司的公司的3TB、3TD系列等。系列等。上一页 下一页 返回2021/9/15266.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页 下一页 返回 6.2.5
32、继电器继电器 1 中间继电器中间继电器 在电气控制中，经常需要把某一信号进行传递、放大或在电气控制中，经常需要把某一信号进行传递、放大或变成多路信号，中间继电器就是这样一种具有中间转换作用变成多路信号，中间继电器就是这样一种具有中间转换作用的自动电器。的自动电器。中间继电器实质上是一种小容量的交流接触器，它的结中间继电器实质上是一种小容量的交流接触器，它的结构与交流接触器相似，工作原理完全相同，但它的触点没有构与交流接触器相似，工作原理完全相同，但它的触点没有主、辅之分。每对触点允许通过的电流大小是相同的，其额主、辅之分。每对触点允许通过的电流大小是相同的，其额定电流为定电流为5 A。常用的中
33、间继电器有。常用的中间继电器有JZ7、JZ8等系列，等系列，图图6-20是中间继电器的外形结构和符号。是中间继电器的外形结构和符号。2021/9/15276.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器2 热继电器热继电器 电动机在运行中往往会遇到负载过大或发生一相断路等电动机在运行中往往会遇到负载过大或发生一相断路等现象，此时电动机的电流就会超过额定电流。若过载不是很现象，此时电动机的电流就会超过额定电流。若过载不是很大，过载时间较长，而熔断器的熔体不能熔断，这就会影响大，过载时间较长，而熔断器的熔体不能熔断，这就会影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机，因此就需要过载保护。热电动机的寿命，甚至烧
34、毁电动机，因此就需要过载保护。热继电器就是对电动机或其它负载进行这样一种保护的自动电继电器就是对电动机或其它负载进行这样一种保护的自动电器。器。热继电器主要由热元件、动作机构、触点、电流整定装热继电器主要由热元件、动作机构、触点、电流整定装置和复位机构等组成。置和复位机构等组成。图图6-21是常见的两相热继电器的外形是常见的两相热继电器的外形和结构，和结构，图图6-22是热继电器的图形及文字符号。是热继电器的图形及文字符号。上一页 下一页 返回2021/9/15286.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 热热继继电电器器从从结结构构上上分分两两相相和和三三相相两两种种，三三相相热热继
35、继电电器器又又分分为为带带断断相相保保护护装装置置和和不不带带断断相相保保护护装装置置两两种种，它它们们对对电电动动机机都都能能实实现现过过载载保保护护。但但两两相相或或三三相相结结构构不不带带断断相相保保护护的的热热继继电电器器，仅仅对对星星形形联联结结的的电电动动机机能能起起到到断断相相保保护护，对对三三角角形形联联结结的的电电动动机机一一般般要要选选用用三三相相结结构构带带断断相相保保护护的的热热继继电电器器，才才能起到断相保护。能起到断相保护。上一页 下一页 返回2021/9/15296.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 3 时间继电器时间继电器 时间继电器是按时间顺序对电
36、路进行控制的自动电器。时间继电器是按时间顺序对电路进行控制的自动电器。它的种类较多，常用的有电磁式、电动式、空气阻尼式和晶它的种类较多，常用的有电磁式、电动式、空气阻尼式和晶体管式等。由于空气阻尼式时间继电器结构简单，延时范围体管式等。由于空气阻尼式时间继电器结构简单，延时范围较大（较大（0.4180 s），在交流电路中应用广泛。因此，下面），在交流电路中应用广泛。因此，下面仅介绍常用的空气阻尼式时间继电器。仅介绍常用的空气阻尼式时间继电器。空气阻尼式继电器的结构如空气阻尼式继电器的结构如 图图6-23所示，它主要由电所示，它主要由电磁系统、触点系统、延时机构等部分组成。触点系统由两对磁系统、
37、触点系统、延时机构等部分组成。触点系统由两对瞬时动作触点（一对动合、一对动断）和两对延时动作触点瞬时动作触点（一对动合、一对动断）和两对延时动作触点（一对动合、一对动断）组成。（一对动合、一对动断）组成。上一页 下一页 返回2021/9/15306.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器 空气阻尼式时间继电器可分为通电延时和断电延时两种。空气阻尼式时间继电器可分为通电延时和断电延时两种。通电延时（或断电）型时间继电器，当线圈通电（或断电）通电延时（或断电）型时间继电器，当线圈通电（或断电）后，瞬时动作触点立即动作，而延时动作触点由于延时机构后，瞬时动作触点立即动作，而延时动作触点由于延时
38、机构的作用，需经过一定时间才动作，延时的时间可以调节。的作用，需经过一定时间才动作，延时的时间可以调节。常用的空气阻尼式时间继电器有常用的空气阻尼式时间继电器有JS7、JSl6、JS23系系列。时间继电器的符号如列。时间继电器的符号如 图图6-24所示。所示。上一页 下一页 返回2021/9/15316.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页 下一页 返回 4 速度继电器速度继电器 速度继电器是反映转速和转向变化的自动电器。它是依速度继电器是反映转速和转向变化的自动电器。它是依据转速的快慢及方向的变化为指令信号，通过触点分合来控据转速的快慢及方向的变化为指令信号，通过触点分合来控制
39、其它电器，从而实现对电动机的速度控制。制其它电器，从而实现对电动机的速度控制。JYl型速度继电器外形及结构如型速度继电器外形及结构如 图图6-25所示，它主要由所示，它主要由定子、转子和触点系统等部分组成。定子是一个由硅钢片叠定子、转子和触点系统等部分组成。定子是一个由硅钢片叠成的笼型空心圆环，并装有笼型短路绕组。转子是用永久磁成的笼型空心圆环，并装有笼型短路绕组。转子是用永久磁铁制成，它和被控制的电动机轴连在一起。触点系统有两组铁制成，它和被控制的电动机轴连在一起。触点系统有两组动合、动断触点。动合、动断触点。2021/9/15326.2 数控机床常用低压电器数控机床常用低压电器上一页返回
40、电动机旋转时，与电动机同轴的速度继电器的转子也转电动机旋转时，与电动机同轴的速度继电器的转子也转动，在空间产生一个旋转磁场，定子内短路绕组产生的感应动，在空间产生一个旋转磁场，定子内短路绕组产生的感应电流与磁场相互作用产生的转矩，使定子顺着转子的转动方电流与磁场相互作用产生的转矩，使定子顺着转子的转动方向而偏转，并带动摆杆推动动触点弹簧片，使动断触点断开，向而偏转，并带动摆杆推动动触点弹簧片，使动断触点断开，动合触点闭合。由于弹簧片的作用，所以只有当电动机转速动合触点闭合。由于弹簧片的作用，所以只有当电动机转速大于一定值时，触点动作；当转速小于一定值时，触点复位。大于一定值时，触点动作；当转速
41、小于一定值时，触点复位。一般速度继电器触点动作的转速在一般速度继电器触点动作的转速在130 r/min左右，左右，当转速低于当转速低于100 r/min时，触点即复位。常用的速度继电时，触点即复位。常用的速度继电器有器有JYl和和JFZ0型两种。速度继电器的符号如型两种。速度继电器的符号如 图图6-26所示。所示。2021/9/15336.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修6.3.1 数控机床中的常见开关及故障诊数控机床中的常见开关及故障诊断断1 胶壳刀开关胶壳刀开关 常见故障为：开关动作时的拉弧，烧损或氧化静插座，造成常见故障为：开关动作时的拉弧，烧损或氧化
42、静插座，造成接触不良。接触不良。2 铁壳开关铁壳开关 常见故障为：常见故障为：（1）熔丝熔断、接触或联接不良；）熔丝熔断、接触或联接不良；（2）触刀烧毁或接触不良；）触刀烧毁或接触不良；（3）机构生锈或松动、手柄失灵；）机构生锈或松动、手柄失灵；（4）外壳接地不良、进线绝缘不良造成碰壳漏电。）外壳接地不良、进线绝缘不良造成碰壳漏电。下一页 返回2021/9/15346.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修3 组合组合/转换开关转换开关 常见故障为：常见故障为：（1）机构损坏、磨损、松动造成动作失效；）机构损坏、磨损、松动造成动作失效；（2）触头弹性失效或尘污接触
43、不良造成三触头不能同时接通）触头弹性失效或尘污接触不良造成三触头不能同时接通/断开；断开；（3）久用污染形成导电层、胶木烧焦，绝缘破坏，造成短路。）久用污染形成导电层、胶木烧焦，绝缘破坏，造成短路。4 按钮开关按钮开关 常见故障为：常见故障为：（1）按下启动按钮有触电感觉，原因为导线与按钮防护金属外）按下启动按钮有触电感觉，原因为导线与按钮防护金属外壳短路；壳短路；（2）停止按钮失灵，原因为接线错误、线头松动；）停止按钮失灵，原因为接线错误、线头松动；上一页 下一页 返回2021/9/15356.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修（3）按下停止按钮，再按启动按
44、钮，被控电器不动作，原因为）按下停止按钮，再按启动按钮，被控电器不动作，原因为复位弹簧失效导致动断触头间短路。复位弹簧失效导致动断触头间短路。5 位置位置/行程行程/限位开关限位开关 常见故障为：常见故障为：（1）机构失灵）机构失灵/损坏断线或离挡块太远；损坏断线或离挡块太远；（2）开关复位，但动断触头不能闭合（触头偏斜或脱落，触杆）开关复位，但动断触头不能闭合（触头偏斜或脱落，触杆移位被卡或弹簧失效）；移位被卡或弹簧失效）；（3）开关的杠杆已偏转，但触头不动（开关安装欠妥，触头被）开关的杠杆已偏转，但触头不动（开关安装欠妥，触头被卡）；卡）；（4）可导致撞车；）可导致撞车；（5）开关松动与移
45、位（外因）。）开关松动与移位（外因）。因此，数控机床开关出现故障的主要原因是：因此，数控机床开关出现故障的主要原因是：上一页 下一页 返回2021/9/15366.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修（1）触点接触不良、接线的连接不良或动断触头短路，造成电）触点接触不良、接线的连接不良或动断触头短路，造成电路不通或被控电器不动作。路不通或被控电器不动作。（2）机构不良（弹簧失效或卡住）与损坏，安装欠妥、松动或）机构不良（弹簧失效或卡住）与损坏，安装欠妥、松动或移位，造成开关不动作或者误动作。移位，造成开关不动作或者误动作。（3）污染、接地不良与绝缘不良会造成漏电
46、与开关短路。）污染、接地不良与绝缘不良会造成漏电与开关短路。所以，开关是验收中不可缺少的项目，又是定期维修与所以，开关是验收中不可缺少的项目，又是定期维修与更换的项目之一。一般地，开关的机械寿命为更换的项目之一。一般地，开关的机械寿命为500010000次。电寿命带负载的操作次数为次。电寿命带负载的操作次数为5001000次。次。上一页 下一页 返回2021/9/15376.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修上一页 下一页 返回6.3.2 低压断路器常见故障现象及诊断低压断路器常见故障现象及诊断 表表6-1为低压断路器常见故障现象及诊断。为低压断路器常见故障现
47、象及诊断。2021/9/15386.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修上一页 下一页 返回6.3.3 接触器常见故障现象及诊断接触器常见故障现象及诊断对接触器的维护要求一般为：对接触器的维护要求一般为：（1）定期检查交流接触器的零件，要求可动部位灵活，紧固件）定期检查交流接触器的零件，要求可动部位灵活，紧固件无松动；无松动；（2）保持触点表面的清洁，不允许粘有油污。当触点表面因电）保持触点表面的清洁，不允许粘有油污。当触点表面因电弧烧烛而附有金属小珠粒时，应及时去掉。触点若已磨损，弧烧烛而附有金属小珠粒时，应及时去掉。触点若已磨损，应及时调整，以消除过大的超程
48、。若触点厚度只剩下应及时调整，以消除过大的超程。若触点厚度只剩下1/3时，时，应及时更换。银和银合金触点表面因电弧作用而生成的黑色应及时更换。银和银合金触点表面因电弧作用而生成的黑色氧化膜不必锉去，因为这种氧化膜的接触电阻很低，不会造氧化膜不必锉去，因为这种氧化膜的接触电阻很低，不会造成接触不良，锉掉反而会缩短触点寿命；成接触不良，锉掉反而会缩短触点寿命；2021/9/15396.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修（3）接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，因为这样很可）接触器不允许在去掉灭弧罩的情况下使用，因为这样很可能发生短路事故；能发生短路事故；（4）若
49、接触器已不能修复，应予以更换。更换前应检查接触器）若接触器已不能修复，应予以更换。更换前应检查接触器的铭牌和线圈标牌上标出的参数。换上去的接触器的有关数的铭牌和线圈标牌上标出的参数。换上去的接触器的有关数据应符合技术要求。有些接触器还需检查和调整触点的开距、据应符合技术要求。有些接触器还需检查和调整触点的开距、超程、压力等，使各个触点的动作同步。超程、压力等，使各个触点的动作同步。表表6-2为接触器常见故障现象及诊断。为接触器常见故障现象及诊断。上一页 下一页 返回2021/9/15406.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修上一页 下一页 返回6.3.4 继电
50、器常见故障现象及诊断继电器常见故障现象及诊断 1 热继电器热继电器 对于热继电器，产生不动作与误动作的原因可从控制输对于热继电器，产生不动作与误动作的原因可从控制输入、机构与参数、负载效应等几方面来分析。如电动机已严入、机构与参数、负载效应等几方面来分析。如电动机已严重过载，则热继电器不动作的原因为：重过载，则热继电器不动作的原因为：2021/9/15416.3 数控机床电气系统的故障诊断数控机床电气系统的故障诊断与维修与维修（1）电动机的额定电流选择太大，造成受载电流过大；）电动机的额定电流选择太大，造成受载电流过大；（2）整定电流调节太大，造成动作滞后；）整定电流调节太大，造成动作滞后；（