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1、项目一常用低压电器的选择及数控机床的认识数控机床是在通用机床基础之上发展而来的，数控机床是在通用机床基础之上发展而来的，至今很多方面还保留着通用机床的痕迹，尤其是至今很多方面还保留着通用机床的痕迹，尤其是在电气系统主电路方面二者仍然是统一的。在电气系统主电路方面二者仍然是统一的。本项目主要以数控机床主电路常用的电器元本项目主要以数控机床主电路常用的电器元件为对象，具体包括低压断路器、开关、熔断器、件为对象，具体包括低压断路器、开关、熔断器、接触器等，同时以其工作原理及选用原则为应知接触器等，同时以其工作原理及选用原则为应知内容，以便学会正确选择和合理使用的基本技能，内容，以便学会正确选择和合理
2、使用的基本技能，为分析和设计数控机床电气控制线路打下基础。为分析和设计数控机床电气控制线路打下基础。任务一常用低压电器的选择与应用知识目标知识目标知识目标知识目标（1 1）了解接触器、继电器等常用低压电器的结构、）了解接触器、继电器等常用低压电器的结构、功能和动作原理。功能和动作原理。（2 2）掌握常用低压电器的图形符号、文字符号。）掌握常用低压电器的图形符号、文字符号。（3 3）熟悉常用低压电器的基本应用。）熟悉常用低压电器的基本应用。技能目标技能目标技能目标技能目标（1 1）准确认识常用低压电器，能说出其作用。）准确认识常用低压电器，能说出其作用。（2 2）能够对实际电路中用到的电气材料与
3、电气元）能够对实际电路中用到的电气材料与电气元件正确选型和合理使用。件正确选型和合理使用。第一部分第一部分第一部分第一部分 任务分析与实施任务分析与实施任务分析与实施任务分析与实施子任务子任务子任务子任务1 1常用低压电器认识及测试常用低压电器认识及测试常用低压电器认识及测试常用低压电器认识及测试一、任务描述一、任务描述数控机床电气控制系统中采用了低压电器作为基数控机床电气控制系统中采用了低压电器作为基本组成元件，而且控制系统的优劣与所用的低压本组成元件，而且控制系统的优劣与所用的低压电器直接相关，因此掌握低压电器的基本知识和电器直接相关，因此掌握低压电器的基本知识和常用低压电器的结构及工作原
4、理，并能准确选用、常用低压电器的结构及工作原理，并能准确选用、检测和调整常用低压电器元件，才能够分析数控检测和调整常用低压电器元件，才能够分析数控机床电气控制系统的工作原理，处理及维修一般机床电气控制系统的工作原理，处理及维修一般故障。本任务包括以下内容：故障。本任务包括以下内容：本任务包括以下内容：1、根据摆放的低压电器实物，写出各电器的名称。2、了解低压电器型号的意义。3、用万用表等工具测试电器，以确定好坏。二、任务实施按照已有设备填写下列低压电器的规格型号（表1-1-1）。表表1-1-11-1-1低压电器的规格型号低压电器的规格型号子任务子任务2常用低压电器的拆装常用低压电器的拆装 一、
5、任务描述一、任务描述一、任务描述一、任务描述 本次任务主要完成接触器和继电器的对比认识和拆装。具体步骤如下：本次任务主要完成接触器和继电器的对比认识和拆装。具体步骤如下：1 1、接触器、继电器的动作原理相同，都是通过套在铁心上的电磁线、接触器、继电器的动作原理相同，都是通过套在铁心上的电磁线圈通过电流产生磁力吸引活动的衔铁，直接或通过杠杆传动将动触头圈通过电流产生磁力吸引活动的衔铁，直接或通过杠杆传动将动触头与静触头接触，接通电路。线圈失电后，靠恢复弹簧的反作用力使动与静触头接触，接通电路。线圈失电后，靠恢复弹簧的反作用力使动触头复位，从而断开电路。触头复位，从而断开电路。2 2、拆装前首先记
6、录好接触器、继电器的型号，观察主要结构，用力、拆装前首先记录好接触器、继电器的型号，观察主要结构，用力使接触器动作来熟悉触头变化情况；用万用表电阻档测试主辅触头的使接触器动作来熟悉触头变化情况；用万用表电阻档测试主辅触头的常闭、常开位置。常闭、常开位置。3 3、找出接触器线圈；拆装接触器、继电器；分析接触器、继电器电、找出接触器线圈；拆装接触器、继电器；分析接触器、继电器电磁机构，分析触头系统、灭弧装置构成形式；分析接触器、继电器的磁机构，分析触头系统、灭弧装置构成形式；分析接触器、继电器的结构有何不同并记录至如下表格。结构有何不同并记录至如下表格。4 4、实验结束后将拆卸的接触器、继电器装好
7、恢复原样。、实验结束后将拆卸的接触器、继电器装好恢复原样。二、任务实施二、任务实施完成表1-1-2所示的常用低压电器的比较认识实验内容记录。表1-1-2常用低压电器的比较认识子任务子任务3电气材料与电气元件认识和选型电气材料与电气元件认识和选型一、任务描述熟练掌握电气材料与电气元件的在实际电路应用中的选用。查阅国家标准GB5226.1-2002。正确合理选择电气元件。二、任务实施1、查阅电工手册和国家标准，规范画出正确的电气符号。2、查阅国家标准GB5226.1-2002，根据实验室电机型号和要求，把低压电器的选型填入表1-1-3。三、本次任务相关背景介绍三、本次任务相关背景介绍 正确合理选择
8、控制电路中的电气元件材料及型号，正确合理选择控制电路中的电气元件材料及型号，是电路正常稳定运行的根本保障。以下根据国家是电路正常稳定运行的根本保障。以下根据国家标准标准GB5226.1-2002GB5226.1-2002，给出部分常用电气元件及，给出部分常用电气元件及材料的选型依据和计算方法。材料的选型依据和计算方法。1 1、线材、线材按导电材料可分为两类：铝芯线和铜芯线。计算按导电材料可分为两类：铝芯线和铜芯线。计算导线的安全载流量，铝芯导线按每平方毫米导线的安全载流量，铝芯导线按每平方毫米5A5A电电流计算，铜芯导线安全载流量是铝芯高一规格载流计算，铜芯导线安全载流量是铝芯高一规格载流量。
9、即流量。即1mm21mm2的铜芯线的载流量相当于的铜芯线的载流量相当于1.5mm21.5mm2铝芯线的载流量。铝芯线的载流量。表表1-1-41-1-4是铝芯线和铜芯线载流量经验值，由于导是铝芯线和铜芯线载流量经验值，由于导线在环境温度和穿管时散热不好，载流量可能降线在环境温度和穿管时散热不好，载流量可能降低低10%-2010%-20。表表1-1-41-1-4铝芯线、铜芯线载流量经验值铝芯线、铜芯线载流量经验值2 2、电动机电流经验算法、电动机电流经验算法以三相异步电动机以三相异步电动机(380V)(380V)为例，为例，1KW1KW额定功率额定电流为额定功率额定电流为2A2A，具体如表，具体如
10、表1-1-51-1-5所示，电机启动电流为额定电流的所示，电机启动电流为额定电流的4 46 6倍。具体请查阅电机说明书和电机铭牌。倍。具体请查阅电机说明书和电机铭牌。表表1-1-51-1-5电机功率电流经验值电机功率电流经验值3 3、断路器电流经验算法、断路器电流经验算法若负载为电机则按额定电流的若负载为电机则按额定电流的1.5-51.5-5倍选择（根据电机带的倍选择（根据电机带的负荷来决定），若负载为纯电阻则负载按额定电流选择。负荷来决定），若负载为纯电阻则负载按额定电流选择。4 4、接触器、接触器 主要技术指标：主要技术指标：4.14.1触点的额定电流触点的额定电流4.24.2线圈的工作电
11、压线圈的工作电压选型：选型：4.34.3以负载额定电流选择以负载额定电流选择4.44.4以实际控制电压选择。以实际控制电压选择。具体可查阅各个厂家的型号和规格具体可查阅各个厂家的型号和规格5 5、热继电器、热继电器以负载额定电流选择相应规格范围的器件，具体可查阅各以负载额定电流选择相应规格范围的器件，具体可查阅各厂家的型号和规格。厂家的型号和规格。第二部分第二部分第二部分第二部分 知识链接知识链接知识链接知识链接一、低压电器的基本知识一、低压电器的基本知识一、低压电器的基本知识一、低压电器的基本知识工作在交流工作在交流1200V1200V、直流、直流1500V1500V额定电压以下的额定电压以
12、下的电路中，能根据外界信号电路中，能根据外界信号(机械力、电动力和其他机械力、电动力和其他物理量物理量)，自动或手动接通和断开电路的电器称为，自动或手动接通和断开电路的电器称为低压电器。其作用是实现对电路或非电对象的切低压电器。其作用是实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节。换、控制、保护、检测和调节。数控机床电气控制系统中采用了低压电器作为基数控机床电气控制系统中采用了低压电器作为基本组成元件，而且控制系统的优劣与所用的低压本组成元件，而且控制系统的优劣与所用的低压电器直接相关，因此掌握低压电器的基本知识和电器直接相关，因此掌握低压电器的基本知识和常用低压电器的结构及工作原理，并
13、能准确选用、常用低压电器的结构及工作原理，并能准确选用、检测和调整常用低压电器元件，才能够分析数控检测和调整常用低压电器元件，才能够分析数控机床电气控制系统的工作原理，处理及维修一般机床电气控制系统的工作原理，处理及维修一般故障。故障。低压电器种类繁多、功能各样、构造各异，工作原理各不低压电器种类繁多、功能各样、构造各异，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法有：相同，常用低压电器的分类方法有：1 1、按用途分类、按用途分类（1 1）配电电器）配电电器 主要用于低压配电系统中。要求系统发生主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动故障时准确动作、可
14、靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有断路器、转换开关、熔断器等。有断路器、转换开关、熔断器等。（2 2）控制电器）控制电器 主要用于电气传动系统中。要求寿命长、主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、电磁铁等。器有接触器、继电器、电磁铁等。2 2、按操作方式分类、按操作方式分类（1 1）自动电器）自动电器 依靠自身参数的变化或外来信号的作用，依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完
15、成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。（2 2）手动电器）手动电器 用手动操作来进行切换的电器，如组合开用手动操作来进行切换的电器，如组合开关、转换开关、按钮等。关、转换开关、按钮等。3 3、按工作原理分类、按工作原理分类（1 1）电磁式电器）电磁式电器 根据电磁感应原理动作的电器，如接触根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、电磁铁等。器、继电器、电磁铁等。（2 2）电子式电器）电子式电器 利用电子元件的开关效应，即导通和截利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制。如接近开关、霍尔开关、电止来实现电路的通、断控制。如接近
16、开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。子式时间继电器、固态继电器等。（3 3）非电量控制电器）非电量控制电器 依靠外力或非电量信号（如速度、依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动作的电器，如转换开关、行程压力、温度等）的变化而动作的电器，如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。二、接触器二、接触器 接触器是数控机床电气控制中重要的电器，它以频繁地接通或分断交接触器是数控机床电气控制中重要的电器，它以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，也可用直流电路，并可实现远距离控制。其
17、主要控制对象是电动机，也可用于其它负载。接触器不仅能实现远距离自动操作及欠压和失压保护功于其它负载。接触器不仅能实现远距离自动操作及欠压和失压保护功能，而且具有控制容量大、过载能力强、工作可靠、操作频率高、使能，而且具有控制容量大、过载能力强、工作可靠、操作频率高、使用寿命长、设备简单经济等特点，所以它是机床电气控制线路中使用用寿命长、设备简单经济等特点，所以它是机床电气控制线路中使用最广泛的电器元件。图最广泛的电器元件。图1-1-11-1-1为接触器外形图。为接触器外形图。接触器按其分断电流的种类可分为直流接触器和交流接触器；按其主接触器按其分断电流的种类可分为直流接触器和交流接触器；按其主
18、触点的极数可分单极、双极、三极、四极、五极几种，单极、双极多触点的极数可分单极、双极、三极、四极、五极几种，单极、双极多为直流接触器。数控机床主要使用交流接触器。为直流接触器。数控机床主要使用交流接触器。1 1、交流接触器的结构、交流接触器的结构 交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置和其他辅助部件四交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置和其他辅助部件四大部分组成。结构示意图如图大部分组成。结构示意图如图1-1-21-1-2所示。所示。图图1-1-2CJ201-1-2CJ20系列交流接触器结构示意图系列交流接触器结构示意图 11动触点动触点22静触点静触点33衔铁衔铁44弹簧弹簧5
19、5线圈线圈66铁心铁心 77垫毡垫毡88触点弹簧触点弹簧99灭弧罩灭弧罩1010触点压力弹簧触点压力弹簧 1 1）电磁系统电磁系统 用来操作触头闭合与分断。它包括静铁心、吸引线圈、用来操作触头闭合与分断。它包括静铁心、吸引线圈、动铁心（衔铁）。铁心用硅钢片叠成，以减少铁心中的铁损耗，在铁动铁心（衔铁）。铁心用硅钢片叠成，以减少铁心中的铁损耗，在铁心端部极面上装有短路环，其作用是消除交流电磁铁在吸合时产生的心端部极面上装有短路环，其作用是消除交流电磁铁在吸合时产生的震动和噪音。震动和噪音。2 2）触点系统触点系统 起着接通和分断电路的作用。它包括主触点和辅助触起着接通和分断电路的作用。它包括主触
20、点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路或大电流电路，主触点容量较大，点。主触点用于接通或断开主电路或大电流电路，主触点容量较大，一般为三极。辅助触点用于通断小电流的控制电路，起控制其他元件一般为三极。辅助触点用于通断小电流的控制电路，起控制其他元件接通或断开及电气联锁作用，辅助触点容量较小。辅助触点结构上通接通或断开及电气联锁作用，辅助触点容量较小。辅助触点结构上通常常开和常闭是成对的。当线圈得电后，衔铁在电磁吸力的作用下吸常常开和常闭是成对的。当线圈得电后，衔铁在电磁吸力的作用下吸向铁心，同时带动动触点移动，使其与常闭触点的静触点分开，与常向铁心，同时带动动触点移动，使其与常闭触点的静触点
21、分开，与常开触点的静触点接触，实现常闭触点断开，常开触点闭合。辅助触点开触点的静触点接触，实现常闭触点断开，常开触点闭合。辅助触点不能用来断开主电路。主、辅触点一般采用桥式双断点结构。不能用来断开主电路。主、辅触点一般采用桥式双断点结构。3)3)灭弧装置灭弧装置 起着熄灭电弧的作用。对于大容量的接触器，常采用窄起着熄灭电弧的作用。对于大容量的接触器，常采用窄缝灭弧及栅片灭弧，对于小容量的接触器，采用电动力吹弧、灭弧罩缝灭弧及栅片灭弧，对于小容量的接触器，采用电动力吹弧、灭弧罩等。等。4 4）其他部件）其他部件 主要包括恢复弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机主要包括恢复弹簧、缓冲弹簧、触点压力
22、弹簧、传动机构及外壳等。构及外壳等。2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理 当吸引线圈通电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生当吸引线圈通电后，线圈电流在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，动铁心被吸合从而带动触点动作。触克服复位弹簧反力的电磁吸力，动铁心被吸合从而带动触点动作。触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当吸引线圈断电或线点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当吸引线圈断电或线圈中的电压值降低到某一数值时圈中的电压值降低到某一数值时(无论是正常控制还是欠电压、失电无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至线圈额定电压的压故
23、障，一般降至线圈额定电压的85%)85%)，铁心中的磁通下降，电磁，铁心中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合。这就是接触器的欠压、失压保护功能。接触器的图形、文字符号合。这就是接触器的欠压、失压保护功能。接触器的图形、文字符号如图如图1-1-31-1-3所示。所示。（a a）线圈）线圈（b b）主触点）主触点(c)(c)常开辅助触点常开辅助触点(d)(d)常闭辅助触点常闭辅
24、助触点 图图1-1-31-1-3接触器的图形、文字符号接触器的图形、文字符号3 3、交流接触器的型号和主要技术参数、交流接触器的型号和主要技术参数常用的交流接触器有常用的交流接触器有CL20CL20、CJX1CJX1、CJX2CJX2、CJ12CJ12和和CJ10CJ10、CJ0CJ0等系列，直流接触器有等系列，直流接触器有CZ18CZ18、CZ21CZ21、CZ22CZ22和和CZ10CZ10、CZ2CZ2等系列。其型号含义如下：等系列。其型号含义如下：表表1-1-61-1-6为为CJ20CJ20系列交流接触器的主要技术数据系列交流接触器的主要技术数据 4 4、接触器的选用、接触器的选用（1
25、 1）接触器的选用）接触器的选用 接触器的选用，应根据负荷的类型和工作参数合理选用。具体分为以接触器的选用，应根据负荷的类型和工作参数合理选用。具体分为以下步骤：下步骤：1 1）选择接触器的类型）选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1AC1、AC2AC2、AC3AC3和和AC4AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器主要用于绕线式异微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器主要用于绕线式异步电动机的起动
26、和停止；三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。反接制动、反转和点动。2 2）选择接触器的额定参数）选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。接触器的额定参数。接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可
27、以降低，使用时也较安全。机床电路一般用可以降低，使用时也较安全。机床电路一般用110V110V。电动机的操作频率不高，如水泵、风机等，接触器额定电流大于负电动机的操作频率不高，如水泵、风机等，接触器额定电流大于负荷额定电流即可。接触器类型可选用荷额定电流即可。接触器类型可选用CJ10CJ10、CJ20CJ20等。等。对重任务型电机，如机床主电机等，其平均操作频率超过对重任务型电机，如机床主电机等，其平均操作频率超过100100次次minmin，运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用，运行于起动、点动、正反向制动、反接制动等状态，可选用CJl0ZCJl0Z、CJl2CJl2型的接触
28、器。为了保证电寿命，可使接触器降容使用。选型的接触器。为了保证电寿命，可使接触器降容使用。选用时，接触器额定电流大于电机额定电流。用时，接触器额定电流大于电机额定电流。对特重任务电机，如大型机床的主电机等，操作频率很高，可达对特重任务电机，如大型机床的主电机等，操作频率很高，可达6006001200012000次次/小时，经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接小时，经常运行于起动、反接制动、反向等状态，接触器大致可按电寿命及起动电流选用，接触器型号选触器大致可按电寿命及起动电流选用，接触器型号选CJ10ZCJ10Z、CJ12CJ12等。等。用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例
29、如交流用接触器对变压器进行控制时，应考虑浪涌电流的大小。例如交流主轴电机的变压器等，一般可按变压器额定电流的主轴电机的变压器等，一般可按变压器额定电流的2 2倍选取接触器，倍选取接触器，型号选型号选CJ10CJ10、CJ20CJ20等。等。66接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间间8h8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负荷额定电流的时，接触器的额定电流按负荷额定电流的110%110%120%120%选取。对于长选取
30、。对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，导致触点发热超过允许温升。所以在实际选用时，可将接触器的额定导致触点发热超过允许温升。所以在实际选用时，可将接触器的额定电流减小电流减小30%30%使用。使用。5 5、接触器的使用和维护、接触器的使用和维护（1 1）接触器的使用）接触器的使用 1 1）接触器安装前应先检查线圈的额定电压是否与实际需要相符。）接触器安装前应先检查线圈的额定电压是否与实际需要相符。2 2）接触器的安装多为垂直安装，其倾斜角不得超过）接触器的安装多为垂直安装，其倾斜角不得超过55，否则会
31、影响，否则会影响接触器的动作特性；安装有散热孔的接触器时，应将散热孔放在上下接触器的动作特性；安装有散热孔的接触器时，应将散热孔放在上下位置，以降低线圈的温升。位置，以降低线圈的温升。3 3）接触器安装与接线时应将螺钉拧紧，以防振动松脱。）接触器安装与接线时应将螺钉拧紧，以防振动松脱。4 4）接线器的触头应定期清理，若触头表面有电弧灼伤时，应及时修）接线器的触头应定期清理，若触头表面有电弧灼伤时，应及时修复。复。（2 2）常见故障及处理方法）常见故障及处理方法 接触器在使用时可能出现的故障很多，表接触器在使用时可能出现的故障很多，表1-1-71-1-7列出了一些常见故障、列出了一些常见故障、故
32、障原因和修理方法。故障原因和修理方法。三、控制继电器三、控制继电器 继电器主要用于控制和保护电路中作信号转换用。它具有输入电路继电器主要用于控制和保护电路中作信号转换用。它具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件），当感应元件中的输（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件），当感应元件中的输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。执行元件便接通和断开控制回路。控制继电器种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中间继控制继电器种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中
33、间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等。电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等。（一）电压、电流、中间继电器（一）电压、电流、中间继电器（一）电压、电流、中间继电器（一）电压、电流、中间继电器 电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、电磁式继电器按输入信号不同分有：电压继电器、电流继电器、时间继电器、时间继电器、等。图等。图1-1-41-1-4为电磁式继电器外形图为电磁式继电器外形图。图图1-1-41-1-4电磁式继电器外形图电磁式继电器外形图1、电流继电器 电流继电器的线圈串接在被测量的电路中，以反映电路电流的变化。为了电流继电
34、器的线圈串接在被测量的电路中，以反映电路电流的变化。为了不影响电路工作情况，电流继电器线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小。不影响电路工作情况，电流继电器线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小。电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两类。欠电流继电器的吸引电流电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器两类。欠电流继电器的吸引电流为线圈额定电流的为线圈额定电流的30306565，释放电流为额定电流的，释放电流为额定电流的10102020，因此，因此，在电路正常工作时，衔铁是吸合的，只有当电流降低到某一整定值时，继电在电路正常工作时，衔铁是吸合的，只有当电流降低到某一整定值时，继电器释放，输出信号。过电流继电器在电
35、路正常工作时不动作，当电流超过某器释放，输出信号。过电流继电器在电路正常工作时不动作，当电流超过某一整定值时才动作，整定范围通常为一整定值时才动作，整定范围通常为1.11.14 4倍额定电流。倍额定电流。直流电磁式继电器如图直流电磁式继电器如图1-1-51-1-5所示。在机床电气控制系统中，电流继电器主要所示。在机床电气控制系统中，电流继电器主要根据主电路内的电流种类和额定电流来选择。根据主电路内的电流种类和额定电流来选择。1-1-调整螺钉调整螺钉2-2-衔铁衔铁3-3-触点触点4-4-线圈线圈5-5-铁芯铁芯6-6-磁轭磁轭7-7-弹簧弹簧8-8-调整螺母调整螺母9-9-非磁性非磁性垫片垫片
36、 图图1-1-51-1-5直流电磁式继电器结构示意图直流电磁式继电器结构示意图2 2、电压继电器、电压继电器电压继电器的结构与电流继电器相似，不同的是电压继电压继电器的结构与电流继电器相似，不同的是电压继电器线圈为并联的电压线圈，所以匝数多、导线细、阻抗电器线圈为并联的电压线圈，所以匝数多、导线细、阻抗大。大。电压继电器按动作电压值的不同，有过电压继电器、欠电压继电器按动作电压值的不同，有过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器之分。过电压继电器在电压为电压继电器和零电压继电器之分。过电压继电器在电压为额定电压的额定电压的110110115115以上时有保护动作；欠电压继电以上时有保护动作；欠
37、电压继电器在电压为额定电压的器在电压为额定电压的40407070时有保护动作；零电压时有保护动作；零电压继电器当电压降至额定电压的继电器当电压降至额定电压的5 52525时有保护动作。时有保护动作。33、中间继电器、中间继电器中间继电器实质上是电压继电器的一种，它的中间继电器实质上是电压继电器的一种，它的触点数多（有六对或更多），触点电流容量大，触点数多（有六对或更多），触点电流容量大，动作灵敏。其主要用途是当其它继电器的触点数动作灵敏。其主要用途是当其它继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作
38、们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作用。用。中间继电器主要依据被控制电路的电压等级、中间继电器主要依据被控制电路的电压等级、触点的数量、种类及容量来选用。机床上常用的触点的数量、种类及容量来选用。机床上常用的中间继电器有交流中间继电器和交直流两用中间中间继电器有交流中间继电器和交直流两用中间继电器。继电器。（二）、时间继电器（二）、时间继电器（二）、时间继电器（二）、时间继电器在数控机床电气控制中，有时需要按一定的时间在数控机床电气控制中，有时需要按一定的时间间隔来进行某种控制。例如，某润滑泵需要定时间隔来进行某种控制。例如，某润滑泵需要定时起动、定时运行，以控制润滑油量，这类自动控起动
39、、定时运行，以控制润滑油量，这类自动控制称为时间控制。简单的方法可利用时间继电器制称为时间控制。简单的方法可利用时间继电器来实现控制。来实现控制。时间继电器种类很多，常用的有电磁式、空气阻时间继电器种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。它按工作方式分为尼式、电动式和晶体管式等。它按工作方式分为通电延时时间继电器和断电延时时间继电器，一通电延时时间继电器和断电延时时间继电器，一般具有瞬时触点和延时触点这两种触点。时间继般具有瞬时触点和延时触点这两种触点。时间继电器的符号如图电器的符号如图1-1-61-1-6所示。所示。1 1、空气阻尼式时间继电器、空气阻尼式时间继电器 空气阻
40、尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的。它由电磁机空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的。它由电磁机构、延时机构、触头系统三部分组成，延时机构采用气囊式阻尼器，构、延时机构、触头系统三部分组成，延时机构采用气囊式阻尼器，电磁机构可以是直流的，也可以是交流的。延时方式有通电延时和断电磁机构可以是直流的，也可以是交流的。延时方式有通电延时和断电延时两种。外形图如图电延时两种。外形图如图1-1-71-1-7。2 2、电子式时间继电器、电子式时间继电器 电子式时间继电器在时间继电器中已成为主流产品，电子式时间继电电子式时间继电器在时间继电器中已成为主流产品，电子式时间继电器是采用晶体管或
41、集成电路和电子元件等构成目前已有采用单片机器是采用晶体管或集成电路和电子元件等构成目前已有采用单片机控制的时间继电器。控制的时间继电器。（1 1）晶体管式时间继电器图）晶体管式时间继电器图 晶体管式时间继电器也称为半导体式时间继电器，是采用晶体管或集晶体管式时间继电器也称为半导体式时间继电器，是采用晶体管或集成电路和电子元件等构成。它主要利用成电路和电子元件等构成。它主要利用RCRC电路电容充电原理作为延时电路电容充电原理作为延时环节而构成。环节而构成。其特点是延时范围广，精度高，体积小，便调节，寿命其特点是延时范围广，精度高，体积小，便调节，寿命长，是目前发展最快、最有前途的电子器件。长，是
42、目前发展最快、最有前途的电子器件。它的输出形式有两种：它的输出形式有两种：即有触点式和无触点式，前者是用晶体管驱动小型磁式继电器，后者即有触点式和无触点式，前者是用晶体管驱动小型磁式继电器，后者是采用晶体管或晶闸管输出。图是采用晶体管或晶闸管输出。图1-1-81-1-8为一种有触头式晶体管时间继为一种有触头式晶体管时间继电器的原理图，电器的原理图，以此为例说明工作原理。以此为例说明工作原理。图图1-1-71-1-7空气阻尼式时间继电器外空气阻尼式时间继电器外形图形图 图图1-1-81-1-8晶体管时间继电器的原理图晶体管时间继电器的原理图整个线路可分为主电源、整个线路可分为主电源、辅助电源、辅
43、助电源、RCRC充放电电路和输充放电电路和输出电路等几部分。出电路等几部分。主电源是有电容主电源是有电容C1C1滤波的桥式整流电滤波的桥式整流电路，它是触发器和输出继电器的工作电源。路，它是触发器和输出继电器的工作电源。辅助电源是辅助电源是也带电容也带电容C2C2滤波的半波整流电路，滤波的半波整流电路，它与主电源叠加起来它与主电源叠加起来作为作为RCRC环节的充电电源。环节的充电电源。当电源通电时，晶体管当电源通电时，晶体管V1V1立即导通，立即导通，V2V2截止，继电器截止，继电器K K不不动作。同时，电源通过电位器动作。同时，电源通过电位器RPRP和和R R对电容充电，对电容充电，a a点
44、电点电位逐渐上升，当位逐渐上升，当a a点电位高于点电位高于b b点电位时，二极管点电位时，二极管VD1VD1导通，导通，使使V2V2截止，而截止，而V2V2变为导通，继电器变为导通，继电器K K的线圈有电流通过，的线圈有电流通过，使触头动作。使触头动作。K K的常闭触点断开，切断充电电路，的常闭触点断开，切断充电电路，K K的常开的常开触头闭合，接通电容触头闭合，接通电容C C放电电路，为下一次工作做准备。放电电路，为下一次工作做准备。延时时间是从电源接通到继电器触头动作这段时间，调节延时时间是从电源接通到继电器触头动作这段时间，调节RPRP值可调节延时时间。值可调节延时时间。（2 2）数字
45、式时间继电器）数字式时间继电器随着半导体技术、集成电路技术的进一步发展，随着半导体技术、集成电路技术的进一步发展，采用新延时原理的时间继电器采用新延时原理的时间继电器数字式时间继电数字式时间继电器诞生了。它的各种性能指标得到很大程度上的器诞生了。它的各种性能指标得到很大程度上的提高。目前先进的数字式时间及电器内部装有微提高。目前先进的数字式时间及电器内部装有微处理器。处理器。国内外数字式时间继电器按其时基发生器构成原国内外数字式时间继电器按其时基发生器构成原理不同，可分为电源分频式、理不同，可分为电源分频式、R-CR-C振荡式和石英分振荡式和石英分频式三种类型的数字式时间继电器。它们的延时频式
46、三种类型的数字式时间继电器。它们的延时精度高、延时范围广、延时过程可数字显示和延精度高、延时范围广、延时过程可数字显示和延时方法灵活，但电路复杂，价格较高。时方法灵活，但电路复杂，价格较高。（三）、热继电器（三）、热继电器（三）、热继电器（三）、热继电器 数控机床的电动机在实际运行中常会遇到过载情况，但只要过载不严数控机床的电动机在实际运行中常会遇到过载情况，但只要过载不严重、时间短，绕组不超过允许的温升，这种过载是允许的。但如果过重、时间短，绕组不超过允许的温升，这种过载是允许的。但如果过载情况严重、时间长，则会加速电动机绝缘的老化，缩短电动机的使载情况严重、时间长，则会加速电动机绝缘的老化
47、，缩短电动机的使用年限，甚至烧毁电动机，因此必须对电动机进行过载保护。因此，用年限，甚至烧毁电动机，因此必须对电动机进行过载保护。因此，在电动机回路中需要设置电动机过载保护装置，热继电器就是用于电在电动机回路中需要设置电动机过载保护装置，热继电器就是用于电动机的长期过载保护的。动机的长期过载保护的。热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的保护电器，它主要用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡的保护电器，它主要用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制。使用最多、最普遍的是双金属
48、运行及其他电气设备发热状态的控制。使用最多、最普遍的是双金属片式热继电器。目前，双金属片式热继电器均为三相式，有带断相保片式热继电器。目前，双金属片式热继电器均为三相式，有带断相保护和不带断相保护两种。护和不带断相保护两种。由于热惯性，热继电器不会瞬间动作，因此由于热惯性，热继电器不会瞬间动作，因此图图1-1-91-1-9热继电器热继电器外形图外形图 它不能用作短路保护。但也正是这个热惯性，它不能用作短路保护。但也正是这个热惯性，使电动机起动或短时过载时，热继电器不会使电动机起动或短时过载时，热继电器不会 误动作。外形图如图误动作。外形图如图1-1-91-1-9。图图1-1-101-1-10所
49、示为双金属片热继电器原理结构图及符号。由所示为双金属片热继电器原理结构图及符号。由图可见，热继电器主要由双金属片、热元件、复位按钮、图可见，热继电器主要由双金属片、热元件、复位按钮、传动杆、调节凸轮、触头系统和温度补偿元件等组成。发传动杆、调节凸轮、触头系统和温度补偿元件等组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝热元件是一段阻值不大的电阻丝2 2，串接在被保护电动机，串接在被保护电动机的主电路中，常闭触点串接于电动机的控制电路中。双金的主电路中，常闭触点串接于电动机的控制电路中。双金属片属片1 1是一种将两种线膨胀系数不同的金属用机械辗压方是一种将两种线膨胀系数不同的金属用机械辗压方法使之形成一体
50、的金属片。由于两种线膨胀系数不同的金法使之形成一体的金属片。由于两种线膨胀系数不同的金属紧密地贴合在一起，当产生热效应时，使得双金属片向属紧密地贴合在一起，当产生热效应时，使得双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，由弯曲产生的位移带动触头动作。膨胀系数小的一侧弯曲，由弯曲产生的位移带动触头动作。当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的触点动作。当电动机过载弯曲，但还不足以使热继电器的触点动作。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热双金属片受热向上弯向上弯