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项目一CA6140型普通车床电气控制电路1.11.21.3电气控制器件相关知识基本控制相关知识1.4应用举例项目简述项目导入:CA6140型车床是普通车床的一种，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，例如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转表面，加工端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹，还能进行钻孔、铰孔、滚花等工作它的加工范围较广，但自动化程度低，适于小批量生产及修配车间使用（一）主要结构及运动特点普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。下图是CA6140型普通车床外观结构图1-1所示（二）电气控制要求1．主拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变速。2．为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转来实现，CA6140型车床则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单向旋转。3．一般中、小型车床的主轴电动机均采用直接启动。停车时为实现快速停车，一般采用机械制动或电气制动。4．车削加工时，需用切削液对刀具和工件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。5．冷却泵电动机与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后才可选择启动与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机立即停止。6．为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，且采用点动控制。7．电路应有必要的保护环节、安全可靠的照明电路和信号电路二、电气控制器件相关知识是指工作在直流1500V、交流1200V及以下的电路中，以实现对电路的控制、检测、保护、变换、调节等作用的基本器件。采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。低压电器的定义低压电器的分类（一）按操作方式（二）按用途（三）按工作原理手动电器，如刀开关、按钮和转换开关等；自动电器，如低压断路器、接触器和继电器等；低压配电电器，如刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器等；低压控制电器，如接触器、继电器、控制器、控制按钮、主令控制器等；电磁式电器，如交直流接触器、电磁式继电器等；非电量控制电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器等；低压电器的发展方向低压电器的智能化和网络化设计与开发手段的现代化环保材料的广泛使用结构设计的模块化和零部件通用化1、按钮按钮开关是一种用人力（一般为手指或手掌）操作，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此一般情况下不直接控制主电路，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁等。（一）按钮、刀开关2、按钮符号及结构按钮结构示意图1-按钮帽2-复位弹簧3-常闭静触头4-动触头5-常开静触头2、刀开关1、刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。2、刀开关型号及结构通常在电路中起通断、隔离作用。不能倒装或平装；不能频繁操作，只能通断小负载。3、分类：按刀的级数分:单极、双极和三极按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置按刀的转换方向分为：单掷和双掷按接线方式分为：板前接线和板后接线按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器（一）HD（单投）、HS（双投）刀开关HD（单投）、HS（双投）刀开关结构示意图常用的刀开关HD、HS系列刀开关，主要用于交流380V、50Hz电力网中作电源隔离或电流转换之用，常用于各种低压配电柜、配电箱、照明箱中。作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：QS（二）HK系列开启式负荷开关适用于交流50Hz，额定电压单相220V、三相380V，额定电流至100A的电路中，作为不频繁的接通和分断有负载的电路与小容量线路的短路保护之用。常用的有HK1和HK2系列。由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。（三）HH系列封闭式负荷开关（铁壳开关）作用：手动通断电路及短路保护。特点：铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好。速动弹簧能快速熄灭电弧。二、接触器接触器是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。1、工作原理：当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。二电磁式接触器按操作方式分有：●电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分有：●空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流性质分有：●交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式分有：●直流励磁操作与交流励磁操作两种。一、接触器的结构及工作原理交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧交流接触器的结构触头系统电磁系统灭弧系统交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。工作原理接触器的主要技术参数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。接触器常见使用类别和典型用途电流种类使用类别典型用途AC（交流）AC1无感或微感负载、电阻炉AC2绕线转子异步电动机的起动、制动AC3笼型异步电动机的起动、运转中分断AC4笼型异步电动机的起动、反接制动、反向和点动DC（直流）DC1无感或微感负载、电阻炉DC2并励电动机的起动、反接制动和点动DC3串励电动机的起动、反接制动和点动额定电压交流接触器：127、220、380、500V直流接触器：110、220、440V交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A额定电流吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V常用典型接触器简介（一）空气电磁式交流接触器典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。CJ20系列型号含义：B系列型号含义：（二）切换电容器接触器（三）真空交流接触器专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。（四）直流接触器应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。常用直流接触器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。CZ18系列接触器型号含义：KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM接触器的符号接触器的选用1．根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；2．接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压3．吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致4．额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。交流接触器常见故障：1）触头过热原因：接触压力不足，触点表面氧化，触点容量不够等。2）触头磨损原因：电气磨损或机械磨损3）线圈失电后触头不能复位原因：触头被电弧焊在一起了，铁心剩磁太大，弹簧弹力不足，活动部分被卡住。4）铁心噪声太大5）线圈过热或烧毁（三）中间继电器本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大（5－10A）、动作灵敏（动作时间小于0.05S）用途：用作中间传递信号。用作同时控制多条线路。2、中间继电器型号及结构K（四）热继电器热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。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一、电气控制对热继电器性能的要求热继电器保护特性与电动机过载特性的配合1-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性１．应具有合理可靠的保护特性２．具有一定的温度补偿４．具有手动复位与自动复位功能３．热继电器动作电流可以方便地调节二、双金属片热继电器的结构及工作原理双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4--补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧三、热继电器典型产品及主要技术参数常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列热继电器技术数据型号热元件号整定电流范围/A型号热元件号整定电流范围/AJR20-16配CJ20-161S3.6~4.5~5.4JR20-25配CJ20-253T2.6~3.2~3.82S5.4~6.7~84T3.2~4~63S8~10~12JR20-63配CJ20-631U4~5~64S10~12~142U5~6~75S12~14~163U6~7.2~8.46S14~16~184U8.6~10~11.6JR20-25配CJ20-251T7.8~9.7~11.65U0.1~0.13~0.152T11.6~14.3~176U55~62~71JR20系列热继电器技术数据(续)JR20系列型号含义:作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端分类：（五）熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器（五）熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器快速熔断器自恢复熔断器三、基本控制相关知识一、电工识图的基本要求：1、从简单到复杂，循序渐进识图。2、应具有电工、电子基本理论知识。3、要熟记会用电气图形符号和文字符号。4、要熟各类电气典型基本电路。5、掌握各类电气图的绘制特点。6、把电气图与土建图结合起来看。7、了解电气图的有关标准和规程。二、识图的步骤1、详读图纸说明。2、识读概略图和框图。3、读识电气原理图4、读识电气接线图和安装图（一）电气图识图及制图标准三、电气识图基本方法1、先机后电2、先主后辅3、化整为零4、集零为整5、统观全局6、总结特点四、机床电气控制系统分析的一般方法步骤：1、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。2、了解电器元件的安装位置及作用。3、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。4、分析电气控制原理。五、分析电气控制原理图方法——跟踪法1、主电路的读图法第一步：分清主电路中的用电设