1、機床電氣裝調機床電氣裝調執行與控制回路電器（執行與控制回路電器（v17）WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY三相交流異步電動機三相交流異步電動機 三相交流異步電動機是一種將電能轉化為機械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉子和它們之間的氣隙構成。對定子繞組通往三相交流電源后，產生旋轉磁場并切割轉子，獲得轉矩。三相交流異步電動機具有結構簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優點,被廣泛應用于機床領域。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY基本結構：基本結構：三相異步電動機主要由定子和轉子構成，定子是靜止不動的部分，轉子是旋轉部分，在定子與

2、轉子之間有一定的氣隙定子由鐵心、繞組與機座三部分組成。轉子由鐵心與繞組組成，轉子繞組有鼠籠式和線繞式。鼠籠式轉子是在轉子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊在兩個銅端環上而組成；線繞式轉子繞組與定子繞組一樣，由線圈組成繞組放入轉子鐵心槽里。鼠籠式與線繞式兩種電動機雖然結構不一樣，但工作原理是一樣的。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY三相交流異步電動機三相交流異步電動機-工作原理工作原理定子三相繞組通入三相交流電即可產生旋轉磁場。當三相電流不斷地隨時間變化時，所建立的合成磁場也不斷地在空間旋轉，如下圖所示。旋轉磁場的旋轉方向與三相電流的相序一致，意調換兩根電源進線，則旋轉磁

3、場反轉。 定子旋轉磁場旋轉切割轉子繞組，轉子繞組產生感應電動勢，其方向由“右手螺旋定則”確定。由于轉子繞組自身閉合，便有電流流過，并假定電流方向與電動勢方向相同，轉子繞組感應電流在定子旋轉磁場作用下，產生電磁力，其方向由“左手螺旋定則”判斷。該力對轉軸形成轉矩(稱電磁轉矩)，并可見，它的方向與定子旋轉磁場(即電流相序)一致，于是，電動機在電磁轉矩的驅動下，順著旋轉磁場的方向旋轉，且一定有轉子轉速。有轉速差是異步電動機旋轉的必要條件，異步的名稱也由此而來。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY旋磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。描述轉子轉速

4、與旋轉磁場轉速相差的程度。在正常運行范圍內，異步電動機的轉差率很小，僅在001-006之間。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY電磁鐵：電磁鐵： 通電產生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵(electromagnet)。我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來制做。這樣的電磁鐵在通電時有磁性，斷電后磁就隨之消失。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應用，由于它的發明也使發電機的功率得到了很大的提高。WUXI IN

5、STITUTE OF TECHNOLOGY應用：應用：電磁鐵是電流磁效應（電生磁）的一個應用：（1）牽引電磁鐵主要用來牽引機械裝置、開啟或關閉各種閥門，以執行自動控制任務。（2）制動電磁鐵主要用于對電動機進行制動以達到準確停車的目的。（3）自動電器的電磁系統如電磁繼電器和接觸器的電磁系統、自動開關的電磁脫扣器及操作電磁鐵等。（4）其他用途的電磁鐵如磨床的電磁吸盤以及電磁振動器等。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY指示燈與照明燈指示燈與照明燈:指示燈的作用: 指示電氣系統重要部位的工作狀態.照明燈為車床: 電氣控制裝置的操作者提供照明。兩者的圖形符號相同，文字符號不同，見圖

6、:左圖為指示燈，右圖為照明燈。圖 指示燈和照明燈的圖形文字符號E LH LWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY指示燈(信號等)外觀車床照明燈外觀WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY控制回路電器控制回路電器KKKa)b)c) 1 1、控制按鈕、控制按鈕結構結構 12345b )1-1-按鈕帽按鈕帽 2-2-復位彈簧復位彈簧 3-3-常閉觸頭常閉觸頭 4-4-動觸頭動觸頭 5-5-常開觸頭常開觸頭WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY控制按鈕有單式按鈕、復式按按鈕和三聯式按鈕等型式SBSBSBSB+ +- -N NC CN NO OC C+

7、 +- -C CN NO Oa)b)c)d)e)f)各種按鈕圖形文字符號a)常開按鈕 b)常閉按鈕 c)復式按鈕d)緊急按鈕 e)按鈕帶鎖及帶燈 f)按鈕帶燈WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 三、控制按鈕三、控制按鈕按鈕顏色含義按鈕顏色含義 按鈕按鈕顏色顏色含義含義說明說明應用示例應用示例紅紅緊急緊急危險或緊急情況時操作危險或緊急情況時操作 急停急停黃黃異常異常異常情況時操作異常情況時操作 干預制止異常情況干預制止異常情況綠綠正常正常正常情況時起動操作正常情況時起動操作藍藍強制性強制性要求強制動作情況下操作要求強制動作情況下操作復位功能復位功能白白未賦未賦特定特定含義含

8、義除急停以外一般功能的起除急停以外一般功能的起動動起動接通起動接通( (優先優先) )、停止斷開、停止斷開灰灰起動接通起動接通、停止斷開、停止斷開黑黑起動接通起動接通、停止斷開、停止斷開( (優先優先) )WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY時間繼電器時間繼電器 1-1-線圈線圈 2-2-鐵芯鐵芯 3-3-銜鐵銜鐵 4-4-復位彈簧復位彈簧 5-5-推板推板 6-6-活塞桿活塞桿 7-7-塔形彈簧塔形彈簧 8-8-弱彈簧弱彈簧124567891 11 01 21 31 41 6負 壓 室31 5a )b )c ) 9-9-橡皮膜橡皮膜 10-10-空氣室壁空氣室壁 11-1

9、1-調節螺桿調節螺桿 12-12-進氣孔進氣孔 13-13-活塞活塞 1414、16-16-微動微動開關開關 15-15-杠桿杠桿 a)a)通電延時原理通電延時原理 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 1-1-線圈線圈 2-2-鐵芯鐵芯 3-3-銜鐵銜鐵 4-4-復位彈簧復位彈簧 5-5-推板推板 6-6-活塞桿活塞桿 7-7-塔形彈簧塔形彈簧 8-8-弱彈簧弱彈簧 9-9-橡皮膜橡皮膜 10-10-空氣室壁空氣室壁 11-11-調節螺桿調節螺桿 12-12-進氣孔進氣孔 13-13-活塞活塞 1414、16-16-微動微動開關開關 15-15-杠桿杠桿 c)c)斷電延時

10、原理斷電延時原理 124567891 11 01 21 31 41 6負 壓 室31 5a )b )c )WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY d)d)精確延時時間繼電器精確延時時間繼電器 a)a)晶體管式晶體管式b)b)電動機式電動機式WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2.2.時間繼電器圖形文字符號時間繼電器圖形文字符號a)a)通電延時線圈通電延時線圈 b)b)斷電延時線圈斷電延時線圈c)c)通電延時閉合觸頭通電延時閉合觸頭 d)d)通電延時斷開觸頭通電延時斷開觸頭e)e)斷電延時斷開觸頭斷電延時斷開觸頭 f)f)斷電延時閉合觸頭斷電延時閉合觸頭K

11、 TK TK Ta )b )c )d )K TK TK Te )f )WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY2時間繼電器系列1）JS7-A系列JS7-A系列是空氣阻尼式時間繼電器，型號標注型式為：JS 7 - X A 空氣阻尼式時間繼電器代號； 設計序號； 基本規格代號（1通電延時，無瞬時觸頭、2通電延時，有瞬時觸頭、3斷電延時，無瞬時觸頭、4斷電延時，有瞬時觸頭）； 結構設計改動情況，A表示結構設計稍有改動。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYJS23系列系列JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器以帶四個瞬時觸頭的中間繼電器為主體，加上一個延時組件組成，型號

12、標注型式為：JS 23 - / 時間繼電器代號； 設計序號； 是觸頭形式代號（用數字16表示）； 延時范圍代號（10.20.3s、210180s）； 安裝方式代號（1螺釘安裝、2卡軌安裝）。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYJS20系列系列JS20系列晶體管時間繼電器分為單結晶體管電路和場效應晶體管電路兩類，有通電延時型、斷電延時型和帶瞬時觸頭的通電延時型三種型式。型號標注型式為：JS 20 - / 時間繼電器代號； 設計序號； 基本規格代號（以數字表示延時時間范圍s）； 派生代號（D斷電延時、無字母通電延時型）； 輔助規格代號（0無波段開關、1帶波段開關） 安裝形式代號

13、（0裝置式、1面板式、2外接式、3裝置式帶瞬動觸頭、4面板式帶瞬動觸頭、5外接式帶瞬動觸頭）。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 二、速度繼電器二、速度繼電器1.1.結構結構 123456789NSb b ) ) 1-1-轉軸轉軸 2-2-永磁轉子永磁轉子 3-3-繞組套繞組套 4-4-籠形繞組籠形繞組 5-5-擺錘擺錘 6 6、9-9-簧片簧片 7 7、8-8-靜觸頭靜觸頭WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYnna)b)c)KSKSKS速度繼電器各部件的圖形文字符號a)速度繼電器擺錘 b)速度繼

14、電器常開觸頭 c)速度繼電器常閉觸頭WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY中間繼電器主要用途是當其他繼電器觸頭數量或容量不夠時，可借助中間繼電器擴充觸頭數目或增大觸頭容量，起中間轉換作用。中間繼電器中間繼電器WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYKKKa)b)c)中間繼電器圖形文字符號中間繼電器圖形文字符號a）中間繼電器線圈）中間繼電器線圈 b）常開觸頭）常開觸頭 c）常閉觸頭）常閉觸頭WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY固態繼電器固態繼電器 固態繼電器（Solid State Relay,縮寫SSR），是由微電子電路，分立電子器件，電力

15、電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 固態繼電器有三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路。按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負邏輯控制和反相等功能。固態繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時，通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅，直流

16、輸出時可使用雙極性器件或功率場效應管。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY固態繼電器的優點（1）高壽命，高可靠：固態繼電器沒有機械零部件，有固體器件完成觸點功能，由于沒有運動的零部件，因此能在高沖擊，振動的環境下工作，由于組成固態繼電器的元器件的固有特性，決定了固態繼電器的壽命長，可靠性高。 （2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好：固態繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅動功率低，可與大多數邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅動器。 （3）快速轉換：固態繼電器因為采用固體器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。 （4）電磁干擾小：固態繼電器沒有輸入“線圈”，沒有觸點燃弧和回跳，因而減

17、少了電磁干擾。大多數交流輸出固態繼電器是一個零電壓開關，在零電壓處導通，零電流處關斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關瞬態效應。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY橋式整流電路橋式整流電路電力網供給用戶的是交流電，機床電氣線路中有時需要用直流電。整流，就是把交流電變為直流電的過程。橋式整流電路是機床電氣線路中用的整流電路。E2UTCD1D2D4D35436RfWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY當E2處在交流正弦波的正半周整流二極管D1、D3導通，整流回路中電流由1D12Rf4D33,負載Rf上得到一個半波整流電壓。當E2處在交流正弦波的負半周，

18、整流二極管D2、D4導通，整流回路中電流由3D22 Rf 4D41,負載Rf上得到另一個半波整流電壓。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYE2UTCD1243RfWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY一種用于工業自動化控制系統中以實現檢測、控制并與輸出環節全盤無觸點化的新型開關元件。當開關接近某一物體時，即發出控制信號。在各類開關中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的，這就是接近開關。WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY常見的接近開關有常見的接近開關有：1)電容式

19、接近開關電容式接近開關這種開關的測量通常是構成電容器的一個極板，而另一個極板是開關的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設備的機殼相連接。當有物體移向接近開關時，不論它是否為導體，由于它的接近，總要使電容的介電常數發生變化，從而使電容量發生變化，使得和測量頭相連的電路狀態也隨之發生變化，由此便可控制開關的接通或斷開。這種接近開關檢測的對象，不限于導體，可以絕緣的液體或粉狀物等。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2)霍爾接近開關霍爾接近開關 霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關，叫做霍爾開關。當磁性物件移近霍爾開關時，開關檢測面上的霍爾元件因產生霍爾效應而

20、使開關內部電路狀態發生變化，由此識別附近有磁性物體存在，進而控制開關的通或斷。這種接近開關的檢測對象必須是磁性物體。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 3)光電式接近開關光電式接近開關 利用光電效應做成的開關叫光電開關。將發光器件與光電器件按一定方向裝在同一個檢測頭內。當有反光面（被檢測物體）接近時，光電器件接收到反射光后便在信號輸出，由此便可“感知”有物體接近。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY4)熱釋電式接近開關熱釋電式接近開關 用能感知溫度變化的元件做成的開關叫熱釋電式接近開關。這種開關是將熱釋電器件安裝在開關的檢測面上，當有與環境溫度不同

21、的物體接近時，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY接近開關的選型接近開關的選型:1)當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近開關，該類型接近開關對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。 2)當檢測體為非金屬材料時，如;木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近開關。 3)金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近開關或超聲波型接近開關。 4)對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近開關或霍爾式接近開關。WUXI INSTITUTE OF

22、 TECHNOLOGYWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY步進電機 : 是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY步進電機分類步進電機分類 步進電機分三

23、種：永磁式（PM） 、反應式（VR）和混合式（HB）。永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應式步進一般為三相，可實現大轉矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大，在歐美等發達國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優點，分為兩相和五相，兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為 0.72度，這種步進電機的應用最為廣泛。 WUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGYWUXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY步進電機的靜態指標術語：步進電機的靜態指標術語：相數相數：產生不同對極n、s磁場的激磁線圈對數。常用m表示。拍數：拍數：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態用n表示，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即ab-bc-cd-da-ab，四相八拍運行方式即a-ab-b-bc-c-cd-d-da-a。 步距角：步距角：對應一個脈沖信號，電機轉子轉過的角位移用表示。轉子齒為50齒電機為例。四拍運行時步