项目2 数控机床电气控制认知 任务一 数控机床常用电气元件认知 计划课时 教学 目的及要求 教 学 方 法 4 学时 授课地点 教室多媒体室、数控车间 1、了解常用电气元件的结构、工作原理及选择。 2.、掌握常用电气元件的接线方法。 1、电气元件的结构、工作原理 2、常用电气元件的符号 3、常用电气元件的接线方法 1、 教室多媒体 2、 电气元件实物 3、 数控车仿真软件 4、 数控车间车床 教学内容 1、数控机床常用电气元件 2、电气元件的结构、工作原理 3、电气元件的符号 4、电气元件的接线方法 1、电气元件结构认知 2、电气元件拆装及注意事项 完成情况60% 教学方法 时间安排 教学重点难点 教学条件 教学步骤 情境描述 教师介绍 2学时 电气元件拆装 教 学 过 程 学生操作为主教师指导 2学时 评价 方法能力20% 创新20% 任务扩展 知识预习 1、机床中电气元件总结 2、断路器的选型 3、电气原理图的识读 学生课下自学 教学后记
一、数控机床常用电源装置
1、机床变压器
数控机床需要各种电源，通过电源配制提供给数控机床各种电源，以满足不同负载的要求。常用变压器有单相变压器和三相变压器两种，适用频率为50-60HZ，电压不大于500V的电路中。单相变压器常用作机床控制电路或局部照明及指示灯的电源用，三相变压器主要是给伺服驱动装置提供动力电，见图2-1所示。
TC380V输入端（a）单项变压器实物及其电气符号
220V输出端
（b）三相变压器实物及其电气符号 图2-1变压器实物及其电气符号
（1）伺服变压器
由于伺服驱动单元工作需要主电源和辅助电源，而主电源要求不一定是三相380V，不同的伺服可能需要不同的电源，例如：日本FUNAC 要求3~200V（三相交流200V）、武汉华中要求3~220V等，但是电网提供的电源电压是3~380V。所以大多数控机床都安装有伺服变压器。有的数控机床电器柜里安装了不止一台变压器，而是安装了两台或三台，那是根据功率而定的。 （2）控制变压器
数控机床还要用到控制变压器，提供所需要的电源电压。如为交流接触器线圈或电磁阀提供110V或127V电压，为照明灯提供36V安全电压等。
2、开关电源
在生产设备的电气控制中常常需要用到稳定的直流电源。如数控机床中的数控装置需要24V直流电源供电，电磁阀的绕组、可编程控制器的输入、输出等都需要直流电源。
开关电源（Switching Mode Power Supply）是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电装置，其功能是将一种形式的电能转换为另一种形式的电能，需要压、整流、滤波、稳压四个环节完成。
图2-2开关电源及其电气符号
开关电源的接线如图2-2所示，交流110V或220V输入，直流24V输出。下面的三个接点接电源的输入端220V交流电的L、N和接地。上面的四个点分别是两个24V接点和2个公共端接点。在接线操作中可以分别引出两组24V直流电压供电。开关电源的电气符号如图2-2所示。
开关电源使用注意事项：
（1）开关电源的输入电压可以是220V或是110V，根据电路设计合理选择输入电压档位，否则会造成开关电源的损害。
（2）注意分辨开关电源输出电压接线柱的地线端和零线端，并确保开关电源接地可靠。
二、数控机床常用低压电器
1.低压断路器
低压断路器(breaker)又称为自动空气开关是将控制和保护的功能合为一体的电器（见图2-3所示）。它常作为不频繁的接通和断开的电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电器设备并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。
图2-3低压断路器外形
（1）低压断路器的型号及意义
低压断路器的型号及意义见图2-4所示。
图2-4低压断路器的型号及意义
（2）低压断路器的电气符号及文字符号 低压断路器电气符号及文字符号见图2-5所示。
L1L2L3QFT1T2T3
图2-5低压断路器电气符号及文字符号
（3）低压断路器的工作原理
低压断路器的工作原理如图2-6所示。
1-弹簧；2-三相触点；3-锁扣；4-搭钩；5-转轴；6-电磁脱扣器；7-连杆；8，10-衔铁；9-拉力弹簧；11-欠压脱扣器；12-热脱扣器双金属片；13-热元件
图2-6塑壳式低压断路器原理图
低压断路器的三相触点包括动触点和静触点，串接在被控制的三相电路中。工作时，动触点与静触点闭合，低压断路器处于接通状态。
低压断路器具有操作安全、使用方便、工作可靠等特点，且动作后不需要更换元件。因此，在工业生产、生活等方面获得广泛应用。
（4）断路器的选型
选用低压断路器时，应满足以下要求：
1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的额定电压和最大工作电流。 2）热脱扣器的整定电流与所控制负载的额定电流一致。
3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的最大电流。 4）极限分断能力不小于电路中的最大短路电流。
5）欠电压脱扣器的额定电压应等于电路的额定电压。
6）断路器应用于照明电路时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般取负载电流的6倍；用于保护电动机时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般取电动机起动电流的1.7倍或取热脱扣器额定电流的8-12倍。
2.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，也可用于控制其它电力负载，如电热器，电焊机等。接触器种类很多，按其主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器
（1）交流接触器
1）交流接触器外形及结构
交流接触器（AC contactor）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。交流接触器常用于远距离接通和分断交流电路。其外形和内部结构如图2-7所示，由电磁系统、触点系统、灭弧装置、弹簧和支架底座等部分组成。
项目2 数控机床电气控制认知(电子教案)
