1、 常用电器元件1.接近开关接近开关是无触头开关，按工作原理来区分，有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等多种，其中以高频振荡型最为常用。高频振荡型接近开关的电路由振荡器、晶体管放大器和输出电路三部分组成。其基本工作原理如下。当装在运动部件上的金属物体接近高频振荡器的线圈 L(称为感群头) 时，由于该物体内部产生涡流损耗，使振荡回路等效电阻增大，能量损耗增加，使振荡减弱直至终止，接 近开关刚好动作时感群头与检测体之间的距离称为动作距离。常用的接近开关有 LJ1、LJ2 和 JXJ0 等系列。接近开关因具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高、动作迅速等优点，故
2、应用越来越广泛。2.低压断路器 低压断路器即低压自动开关，又称低压空气开关或自动空气断路器。它相当于闸刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器等的组合，是一种既有手动开关作用，又能进行欠压、失压、过载、短路保护的电器开关的主触头是靠操作机构手动或电动合闸的，并由自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联失脱扣器的线圈与电路并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构动作。当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器
3、则作为远距离控制分断电路之用。机床上常用的自动开关 DZ10、DZS-20 和DZS-50 系列。适用于交流电压 500V，直流电压220V 以下的电路中，作不频繁地接通和断开电路用。选择自动开关时，其额定电压和额定电流应不小于电路正常工作的电压和电流。热脱扣器及过电流脱扣器整定电流与负载额定电流一致.3.按钮开关按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关。按钮开关是由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成，通常制成具有常开触头和常闭触头的复合式结构。指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形按钮帽，以便于紧急操作；旋钮按钮是用手扭动旋转来进行操作的。按钮开关的额定电压为
4、交流 380V、直流220V，额定电流 5A。在机床上常用的有 LA2(老产品)、LA18、LA19 及 LA20 等系列。按钮帽有多种颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作启动按钮。按钮主要根据所需要的触头数、使用场合及颜色来选择。4.转换开关 转换开关又称组合开关，用于主电路，主要用作电源的引入关，所以又称电源的隔离开关。它可以启停 5KW 以下的异步电动机，但每小时的接通次数不宜超过 1520 次，开关的额定电流一般取电动机额定电流的 1.52.5 倍。转换开关由若干分别装在数层绝缘体内的双断电桥式动触片静触片(它与盒外接线相连)组成。动触片装在加有手柄的绝缘方轴上，方轴随手柄而旋转，于是
5、动触片也随方轴转动并变更其与静触片分、合位置。所以，转换开关实际上是一个多触头、多位置、可以控制多个回路的开关电器。转换开关可分为单极、双极和多极三类。其主要参数有额定电压、额定电流、极数、允许操作次数等。其中额定电流有 10A、20A、40A、60A 等几个等级。常用型号 HZ5、HZ10、HZ15等系列。5.接触器 接触器是用于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切换电器。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他电力负载，如电热器、电焊机等，接触器不仅能实现远距离集中控制而且操作频率高、控制容量大，并具有低电压释放保护、工作可靠、使用寿命长等优点，是接触器控制系统最
6、重要和最常用的元件之一。接触器种类很多，按其主触头通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器，机床控制上以交流接触器应用最为广泛。(一) 交流接触器交流接触器常用于远距离接通和分断电压至1140V、电流至 630A 的交流电路，以及频繁控制交流电动机。由电磁系统、触头系统、灭弧装置、弹簧和支架底座等部分组成。1. 电磁系统 交流接触器的电磁系统采用交流电磁机构，当线圈通电后，衔铁在电磁吸力的作用下，克服复位弹簧的反力与铁心吸合，带动触头动作，从而接通或断开相应电路。当线圈断电后，动作过程与上述相反。2. 触头系统 根据用途不同，接触器的触头可分为主触头和辅助触头。主触头用以通断电流较大的主电
7、路，一般由三对动合触头组成；辅助触头用于通断小电流的控制电路，由动合和动断触头成对组成。3. 灭弧装置 接触器用于通断大电流电路，通常采用电动力灭弧、纵缝灭弧和金属栅片灭弧。(1) 电动力灭弧 当触头断开时，在断口中产生电弧，根据右手螺旋定则，产生磁场，此时，电弧可以看做一载流导体，又根据电动力左手定则，对电弧产生电动力，将电弧拉断，从而起到灭弧作用。(2) 纵缝灭弧 纵缝灭弧是依靠磁场产生的电动力将电弧拉入用耐弧材料制成的狭缝中，以加快电弧冷却，达到灭弧的目的。(3) 栅片灭弧 当电器的触头分开时，所产生的电弧在电动力的作用下被拉入一组静止的金属片中。这组金属片称为栅片，是互相绝缘的。电弧进
8、入栅片后被分割成数股，并被冷却以达到灭弧目的。4 其他部分 其他部分包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧片、传动机构、接线柱和外壳等。接触器的额定电压是指主触头的额定电压，额定电流是指主触头的额定电流。常用交流接触器的型号有CJ20、CJX1、CJX12和 CJ10 等系列。接触器的型号，如CJ10-20，其中 CJ 表示交流接触器，10 表示设计序号，20 表示主触头额定电流为 20A。二、接触器的使用在选用接触器时，应遵循以下原则。根据被接通或分断的电流种类选择接触器类型。接触器的额定电压主电路的额定电压。接触器线圈的额定电压(有 36V，110V 或127V，220V，380V 四种)
9、必须与接入此线圈的控制电路的额定电压相等。接触器触头数量和种类应满足主电路和控制线路的需要。接触器的额定电流应等于或稍大于负载额定电流。6.直流电动机直流电动机是由静止部分（定子）和旋转部分（转子）组成。其中定子主要由机座，主磁极，换向磁极，电刷装置等部件组成。转子又称电枢，主要由电枢铁心，电枢绕组，换相器，转轴等组成。直流电动机中励磁电流如果由独立的直流电源供给，称为他励直流电动机；若由电机自身供给，则称为自励直流电动机。7.熔断器熔断器熔断器又称保险丝，在低压配电线中主要作为短路和严重过载时的保护用。它具有结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、价格低廉等优点，所以，在强电、弱电系统都得到广泛
10、的应用。熔断器主要由熔体和放置熔体的绝缘管或绝缘底座(亦称熔壳) 组成。当熔断器串入电路时，负载电流流过熔体，熔体电阻上的损耗使其发热，温度上升。当电路正常工作时，其发热温度低于熔化温度，故长期不熔断。当电路发生过载或短路时，电流大于熔体允许的正常发热电流，使熔体温度急剧上升，超过其熔点而熔断，从而分断电路，保护了电路和设备。熔体熔断后，更换上新熔体，电路可重新工作。熔断器灭弧的方法大致有两种。一种是将熔体装在一个密封绝缘管内，绝缘管由高强度材料制成，并且，这种材料在电弧的高温下，能分解出大量的气体，使管内产生很高的压力，用以压缩电弧和增加电弧的电位梯度，以达到灭弧的目的；另外一种是将熔体装在
11、有绝缘砂粒填料(例如石英砂)的熔管内，在熔体断开电路产生电弧时，石英砂可以吸收电弧能量，金属蒸气可以散发到砂粒的缝隙中，熔体很快冷却下来，从而达到灭弧的目的。每个熔断体都有一个额定电流值，熔体允许长期通过额定电流而不熔断。当通过熔体的电流为额定电流的 1.3 倍时，熔体熔断时间约在 1h 以上；通过 1.6 倍额定电流时，应在 1h 以内熔断；通过2倍额定电流时，熔体差不多是瞬间熔断。由此可见，通过熔体的电流值 I 与熔断时间 t 具有反时限特性。熔断器的类型及常用产品有瓷插(插入) 式、螺旋式和密封管式三种。机床电气线路中常用的是RL1 系列螺旋式熔断器及RC1 系列插入式熔断器，在选择熔断
12、器时，主要考虑以下几个主要技术参数。1. 额定电压 这是从灭弧角度出发，规定熔断器所在电路工作电压的最高极限。如果熔断器的实际工作电压超过该额定电压，一旦熔体熔断时，可能发生电弧不能及时熄灭的现象。2. 熔体额定电流 这是指熔体长期通电而不会熔断的最大电流。厂家生产的熔体有大小不同的若干标准值，选用时可根据负载电流的大小来选定。3. 熔断器额定电流 这是熔断器长期工作所允许的由温升决定的电流值。该额定电流应不小于所选熔体的额定电流。并且在此额定电流范围内的不同规格的熔体可装入同一熔壳内。4. 极限分断能力 极限分断能力是指熔断器所能分断的最大短路电流值。它取决于熔断器的灭弧能力，与熔体的额定电
13、流大小无关。一般有填料的熔断器分断能力较高，可大至数十到数百千安。较重要的负载或距离变压器较近时应选用分断能力较大的熔断器。8.行程开关机床运动机构常常需要根据运动部件位置的变化来改变电动机的工作情况，即要求按行程进行自动控制，如工作台的往复运行、刀架的快速移动、自动循环控制等。电气控制系统中通常采用直接测量位置信号的元件一行程开关来实现行程控制的要求，行程开关又称位置开关或限位开关。行程开关的种类很多，按运动形式可分为直动式(按钮式)和转动式(滚动式) 。按结构可分为直动式、滚动式和微动式。9.刀开关刀开关称闸刀开关，按极数分有单极、双极与三极几种，一般由刀片、触头座、手柄和底板组成。胶盖开
14、关和铁壳开关装有熔断器，兼有短路保护功能。刀开关安装时，手柄向上，不刀开关又得倒装或平装。如果倒装，拉闸后手柄可能因自重下落引起误合闸而造成人身设备安全事故。接线时，必须将电源线接在上端，负载线接在下端，以保证安全。1. 胶盖刀开关 胶盖刀开关主要用于工频380V、60A 以下的电力线路中，作为一般照明、电热等回路的控制开关，也可作为分支线路的配电开关。适用于接通或断开有电压而无负载电流的电路。在拉闸和合闸时动作应迅速，使电弧较快熄灭。三极胶盖刀开关适当降低容量时也可直接用于不频繁启动的小型电动机。常用系列有 HK1、HK2 系列。2.铁壳开关(熔断器式刀开关)铁壳开关应用于配电线路，作电源开
15、关、隔离开关及电路保护用，一般不用于直接通断电动机。常用的型号有 HR5、HH10、HH11等系列。开关底座有片状弹簧，使开关具有快速闭合和断开的功能。灭弧室具有防止电弧吹向操作者和防止发生短路的作用10.断电延时型继时间电器将电磁机构翻转 180安装，可得到断电延时型时间继电器。它的工作原理与通电延时型相似，微动开关是在吸引线圈断电后延时动作。11.时间继电器时间继电器时间继电器是一种接收信号后，经过一定的延时后才能输出信号，实现触头延时接通或断开的控制电器。按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等类型。机床控制线路中应用较多的是空气阻尼式时间继电器。空气阻尼式时
16、间继电器，是利用空气阻尼作用获得延时的，有通电延时和断电延时两种类型，其型号有 JS7-A 和 JS16 系列。JS7-A 系列时间继电器主要由电磁系统、延时机构和工作触头三部分组成。通电延时型时间继电器，当线圈通电后，铁心将衔铁吸合(推板使微动开关立即动作)，活塞杆在塔形弹簧作用下，带动活塞及橡皮膜向上移动，由于橡皮膜下方气室空气稀薄，形成负压，因此活塞杆不能迅速上移。当空气由时时气孔进入时，活塞杆才逐渐上移。移到最上端时，杠杆才使微动开关动作。延时时间即为自电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为止的这段时间。通过调节螺杆调节进气孔的大小，就可以调节延时时间。当线圈断电时，衔铁在复位弹簧
17、的作用下将活塞推向最下端。因活塞被往下推时，橡皮膜下方气室内的空气，都通过橡皮膜、弱弹簧和活塞肩部所形成的单向阀，经上气室缝隙顺利排掉，因此延时微动开关与不延时的微动开关都迅速复位。12.单项变压器单相变压器的结构与普通变压器一样，分初级绕组和次级绕组。一般在机床电器中，原绕组上输入 220V 交流电压，在次级绕组上得到需要的电压，比如供给工作台快速运动电机，机床润滑泵电机，照明等使用。有中间抽头的单相变压器在次级绕组上分出几种不同大小的电压，供不同部件使用，常用的有给驱动的中压如80V，36V，低压给开关电源的 24V,12V,5V 等。有屏蔽的双绕组单相变压器较一般单相变压器在强弱电抗干扰
18、上优越。13.热继电器热继电器电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载，欠电压运行或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定值，这样将引起电动机发热。绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组。因此必须采取过载保护措施。最常用的是利用热继电器进行过载保护。热继电器是一种利用电流的热效应原理进行工作的保护电器。热继电器主要由热元件、双金属片、触头和动作机构等组成。热元件串接在电动机定于绕组中，绕组电流即为流过热元件的电流。当电动机正常工作时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但不足以使其触头动作。当过载时，流过热元件的电流增大，其产生的
19、热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，从推动导板，带动温度补偿双金属片和与之相连的动作机构使热继电器热继电器触点动作，切断了电动机控制电路。热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，因此，不能用作短路保护；在电动机启动或短时过载时，热继电器也不会动作，这可避免电动机不必要的的停车。同理，当电动机处于重复短时工作时，亦不适宜用热继电器作其过载保护，而应选择能及时反映电动机温升变化的温度继电器作为过载保护。对于星形接线的电动机选择两相或三相结构的普通热继电器均可；而对于三角形接线的电动机，则应选择带断相保护的热继电器。常用热继电器有 JR0及 JR10 系列。热继电器的选择主要根据
20、电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。14.中间继电器中间继电器中间继电器的结构和工作原理与接触器基本相同，触头系统没有主、辅之分，各对触头所允许通过的电流大小是相等的。一般来讲，中间继电器的触头容量较小，与接触器的辅助触头差不多，其额定电流多数为 5A，对于电动机额定电流不超过 5A的电气控制系统，也可代替接触器来控制。其主要用途是当其他继电器的触头数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量，起到中间转换的作用。常用中间继电器的型号有：JZ15、JZ14、JZ17(交、直流)及 JZ7(交流) 。15.步进电动机步进电动机能够将输入的脉冲信号转换为
21、角位移，具有快速起停，精度高的特点，因而在需要精确定位的场合得到广泛应用，如数控机床的工作台等。16.笼型异步电动机大部分生产机械采用异步电动机作为原动机与其他旋转电机一样，异步电动机也是由定子和转子两大部分组成。异步电动机的种类规格很多，按照转子结构类型分为笼型异步电动机，绕线型异步电动机两大类。笼型异步电动机因结构简单，制造方便运行可靠而得到广泛应用。绕线型异步电动机因可能在转子电路中串接电阻而使运行性能得以改善。常用电器元件符号M1 主轴电机M2 进给电机M3 冷却泵电机KM1 主电机启动接触器KM2 进给电机正转接触器KM3 进给电机反转接触器KM4 快速接触器SQ1 工作台向右进给行
22、程开关SQ2 工作台向左进给行程开关SQ3 工作台向前，向下进给行程开关SQ4 工作台向后，向上进给行程开关SQ6 进给变速瞬时点动开关SQ7 主轴变速瞬时点动开关SA1 工作台转换开关SA2 主轴上刀制动开关SA3 冷却泵开关SA4 照明开关SA5 主轴换向开关QS 电源隔离开关SB1,SB2 主轴停止按钮SB3,SB4 主轴启动按钮SB5,SB6 工作台快速启动按钮FR1 主轴电动机热继电器FR2 进给电动机热继电器FR3 冷却泵热继电器FU1-8 熔断器TC 变压器VC 整流器YB 主轴制动电磁制动器YC1 电磁离合器(快速传动链)YC2 电磁离合器(工作传动链)QS 隔离开关FU 过流保护KM1 主电机正转接触器KM2 主电机反转接触器KM3 短接限流电阻接触器KM4 冷却启动接触器KM5 快移电机启动接触器FR 过载保护SB1 总停按钮SB2 主电机正向点动按钮SB3 主电机正转按钮SB4 主电机反转按钮SB5 冷却电机停止按钮SB6 冷却电机启动按钮KT 延时继电器KA 中间继电器SA 开关KS 速度继电器SQ 快移电机点动行程开关EL 照明灯TA 电流互感器
