机床电气控制第1讲第一章

2020/4/241电气自动控制原理陈光胜[e-mail]创新楼341室，552709382020/4/242一、大家为什么要选修这门课？专业需要拓宽就业途径业余爱好，提高动手能力二、如何上好这门课？态度端正作业考勤三个问题2020/4/243三、讲授什么内容？机床电气控制的基本知识；基本控制电路的原理、设计。第1部分继电接触器基本控制电路第2部分电气控制系统图的绘制及识图方法第3部分电气调速系统第4部分机床电气控制电路设计方法2020/4/244第一讲电气控制基本知识及低压电器一、电气控制基本概念(第一章绪论)1、何为电气？定义：电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。自动控制:机械、电气、液压、气动等3、何为现代的电气控制4、何为电机拖动单机拖动、多机、交直流无级调速2、何为自动控制，何为电气控制2020/4/245包装印刷机滚筒印刷机自动压力机2020/4/246手动控制---〉继电器控制---〉PLC控制-----〉数字控制5、电气控制的发展继电器控制---〉PLC控制-----〉数字控制2020/4/2471)继电器控制2)可编程控制器（PLC）优点：以工业控制为目标，具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰、工作可靠。优点：器件结构简单，价廉、控制方式直观、工作可靠、易于掌握、易于维护缺点：体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，可靠性低。3)数字控制数控技术应用于机床的产物。数控机床既具有专用机床生产率高的优眯点又兼有通用数控机床工艺范围广、使用灵活的特点，并具还具有能自动加工复杂成型表面、精度高等优点。具有高效率、高精度、高柔性一身，是当今机床自动化的理想形式。2020/4/248NC:NumericalControlCNC:ComputerNumericalControlMNC:MicrocomputerNumericalControlDNC:DirectNumericalControlFMS:FlexibleManufactureSystem6、几个应知的英文缩写2020/4/249二、认识电器元件(第二章机床继电接触器基本电路及逻辑表示)•电器是对电能的生产、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。•低压电器通常指工作电压在交流1kV以下或直流1.2kV的电器元件。•机床电气控制中所用的电器多属于低压电器。1低压电器简介2020/4/24101）开关电器(1)刀开关：控制对象为380V，5.5kW以下小电机考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应选择如下：（3~5)倍异步电机额定电流电路符号QS1—出线盒2—熔丝3—动触头4—手柄5—静触头6—电源进线座7—瓷座8—胶盖9—接用电器2020/4/2411(2)组合开关：常用在机床设备的供电回路中，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。2020/4/2412•组合开关的图形符号和文字符号QSQS（a）单极（b）三极组合开关的主要参数有额定电压额定电流有10A、25A、60A等极数2020/4/2413(3)自动开关：又称自动空气开关、自动空气断路器、低压断路器。简称：空开2020/4/2414锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁连杆装置释放弹簧过载脱扣器自动开关的结构2020/4/2415工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；过载时，过载脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。锁钩主触点手动闭合过流脱扣器欠压脱扣器衔铁连杆装置释放弹簧过载脱扣器2020/4/2416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；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。QF2020/4/24172）熔断器作用：用于短路保护。电路符号FU熔体额定电流的选择：FIIst：异步电机的起动电流，一般(5~7)×额定电流。stFII31~5.212.空载电机LFII（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）stFII21~6.113.频繁起动的电机安秒特性t1.2IF2020/4/2418熔断器种类：常见有:插入式、螺旋式、封闭管式和自复式2020/4/2419•按钮又称控制按钮或按钮开关是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单．应用广泛。触头允许通过的电流较小．一般不超过5A，主要用在低压控制电路中．手动发出控制信号。243156结构及符号3)控制按钮•主令电器：用于发送控制指令的非自动切换电器2020/4/2420常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB•按钮由按钮帽，复位弹簧，桥式动、静触头和外壳等组成。2020/4/2421一般用：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；2020/4/24224)行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号SQ常闭（动断）触头电路符号SQ行程开关种类有：动合触点和动断触点。2020/4/2423行程开关又称限位开关或位置开关。是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器。主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。2020/4/2424电磁式接触器是利用电磁吸力的作用使主触点闭合或断开负载电路的控制电器。特点：用于实现频繁的远距离操作；用于接通或分断大电流(大载荷)电路。控制线圈接线主触点接线5)接触器2020/4/2425线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合~380~~~2202020/4/2426M3~触头闭合电机接通电源~220~380~~动作过程2020/4/2427接触器有关符号：接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器线圈KMKM2020/4/2428接触器按其主触点控制线路中的电流分为直流接触器和交流接触器。交流接触器特点：交流线圈、有短路环、采用双断口触头直流接触器特点：直流线圈、滚动指型触头接触器最主要的用途:控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。是电力拖动控制系统中最常用的控制电器之一。2020/4/2429简单的接触器控制ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。2020/4/2430继电器：是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。继电器一般由3个基本部分组成：检测机构、中间机构和执行机构。6)继电器2020/4/2431它能按照某种要求接通或断开控制系统中的电路。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以接通或切断电路。常用继电器的触点有通和断两种状态，状态的改变由执行机构带动。特点：2020/4/2432与接触器的区别：（1）继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作。（2）继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此，继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。2020/4/2433按输入信号可分为如：电压继电器、电流继电器、功率继电器、速度继电器，压力继电器、温度继电器等；按工作原理可分为如：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器等；按用途可分为:控制与保护继电器；按输出形式可分为:有触点和无触点继电器。分类：2020/4/2434触点系统交、直流继电器的触点均接在控制电路上，且电流小，不装设灭弧装置。有常开和常闭两种形式。（1）电磁式继电器2020/4/2435中间继电器的触点数目较多，作用是增加被控制线路的数量或加大触点允许的断开容量。中间继电器实质上是一种电压继电器。动作功率较大的中间继电器与小型接触器的结构相同。中间继电器KA常开常闭KAKA电路符号2020/4/2436发热元件功能：过载保护（2）热继电器结构：I常闭触头双金属片工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板2020/4/2437热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触头FRFRFR三相热元件2020/4/2438速度继电器是一种利用速度原则对电动机进行控制的自动电器。1—转子2一电动机轴3—定子4—绕组5—定子柄6、7一触头8—簧片（3）速度继电器BVnnBV2020/4/2439一、按操作方式分手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器二、按用途分低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等低压控制电路：接触器、继电器、控制器、按钮等。三、按工作原理分电磁式电器：交直流接触器、电磁式继电器等非电量控制电器：刀开关、行程开关、按钮等低压电器分类2020/4/2440小结•了解电气控制的基本知识•了解电气控制的发展历程•掌握常见低压电器(功能、表示方法、原理)