机床电气控制与PLC课件.ppt

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1、扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院机床电气控制与机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院l1.1 开关及主令电器开关及主令电器l1.2 控制电器控制电器l1.3 保护电器保护电器l1.4 其他电器其他电器第第1章章 常用低压电器常用低压电器机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 开关电器属于配电电器，用于隔

2、离电源或在规定的条件下接通、分断电路以及转换正常或非正常的电路，它包括刀开关、低压断路器、转换开关等。 主令电器主要用来接通和分断控制电路，在电力拖动系统中控制电动机的起动、停止、制动、调速等。主令电器可直接用于控制电路，也可通过电磁式电器间接作用于控制电路。在控制系统中它是专门用于发布控制指令的电器，故称为主令电器。常用的主令电器有按钮、行程开关等。机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 1.1.1 刀开关刀开关 1刀开关的结构和工作原理刀开关的结构和工作原理 刀开关又称闸刀开关，是结构最简单、

3、应用最广泛的一种手动电器。常用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。各类刀开关实物图如图1-1所示。机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器a)瓷底刀关 b) 开启式刀开关 c)双投刀开关图图1-1 1-1 各类刀开关实物图各类刀开关实物图机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 如图1-2所示为刀开关的典型结构，它是由手柄、静插座、动触刀、铰链支座和绝缘底板组

4、成。推动手柄使动触刀插入静插座中，电路就会被接通。为保证刀开关合闸时动触刀和静插座接触良好，动触刀与静插座之间应有一定的接触压力。机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-2 典型刀开关的结构典型刀开关的结构机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 刀开关的种类较多，按极数可分为单极、双极和三极；按转换方式可分为单投和双投；按操作方式可分为直接手柄操作和远距离连杆操作；按灭弧情况可分为有灭弧罩和无灭

5、弧罩等。常用刀开关有瓷底式刀开关和封闭式负荷开关。 机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（1）瓷底式刀开关）瓷底式刀开关 瓷底式刀开关又称胶盖闸刀开关，是由刀开关和熔丝组合而成的一种电器，其内部结构如图1-3所示。这种开关结构简单，价格低廉，使用维修方便，在小容量电动机中得到广泛应用。机床电气控制与PLC(三菱） 高职高专 ppt 课件扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 （2）封闭式负荷开关）封闭式负荷开关 负荷开关是刀开关上加装快速分断机构和简

6、单的灭弧装置，以保证可靠分断电流。封闭式负荷开关又称铁壳开关，是由刀开关、熔断器、速断弹簧等组成，并装在金属壳内，其结构如图1-4所示。开关采用侧面手柄操作，并设有机械连锁装置，使箱盖打开时不能合闸，合闸时箱盖不能打开，保证了用电安全。手柄与底座间的速断弹簧使开关通断动作迅速，灭弧性能好，因此可用于粉尘飞扬的场所。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-3 HK2系列瓷底开启式负荷开关系列瓷底开启式负荷开关 图图1-4 封闭式负荷开关封闭式负荷开关扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2刀开关的主

7、要技术参数刀开关的主要技术参数 1）额定电压 在长期工作中能承受的最大电压称为额定电压。目前生产的刀开关的额定电压，一般为交流500V以下，直流440V以下。 2）额定电流 刀开关在合闸位置允许长期通过的最大工作电流称为额定电流。小电流刀开关的额定电流有10，15，20，30，60A等五级。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 3）使用寿命 刀开关的使用寿命分机械寿命和电气寿命两种。机械寿命是指不带电情况下所能达到的操作次数；电气寿命是指刀开关在额定电压下能可靠地分断额定电流的总次数。 4）动稳定性电流 发生短路事故时，不产生变形、破坏或触刀自动

8、弹出现象时的最大短路电流峰值就是刀开关的动稳定性电流，一般是其额定电流的数十倍。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 5）热稳定性电流 发生短路事故时，如果能在一定时间（通常是1s）内通以某一短路电流，并不会因温度急剧上升而发生熔焊现象，则这一短路电流就称为刀开关的热稳定性电流。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 3刀开关的型号及电气符号刀开关的型号及电气符号 目前常用的刀开关有HD系列刀形隔离器、HS系列双投刀开关、HK系列胶盖刀开关、HH系列负荷开关及HR系列熔断器式刀开关。表1-1为HD17

9、系列刀开关的主要技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器表表1-1 HD17系列刀开关的主要技术数据系列刀开关的主要技术数据 刀开关的型号及含义如图1-5所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器刀开关的图形及文字符号如图1-6所示。图图1-5 刀开关的型号及含义刀开关的型号及含义扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-6 刀开关的图形符号和文字符号刀开关的图形符号和文字符号 a) 单极 b) 双极 c) 三极 扬州职业大学机械工程学院扬州职

10、业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器4刀开关的选用与安装刀开关的选用与安装（1）刀开关的选用）刀开关的选用： 1）按用途和安装位置选择合适的型号和操作方式。 2）额定电压和额定电流必须符合电路要求。 3）校验刀开关的动稳定性和热稳定性，如不满足要求，就应选大一级额定电流的刀开关。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（2）刀开关的安装：）刀开关的安装： 1）应做到垂直安装，闭合操作时的手柄操作方向应从下向上合，断开操作时的手柄操作方向应从上向下分，不允许采用平装或倒装，以防止产生误合闸。 2）安装后检查闸刀和静插座的接触是否成直

11、线及紧密。 3）母线与刀开关接线端子相连时，不应存在极大的扭应力，并保证接触可靠。在安装杠杆操作机构时，应调节好连杆的长度，使刀开关操作灵活。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1.1.2 低压断路器低压断路器 低压断路器（又称自动开关或空气开关）可用来分配电能、不频繁起动电动机、对供电线路及电动机等进行保护，用于正常情况下的接通和分断操作以及严重过载、短路及欠压等故障时的自动切断电路，在分断故障电流后，一般不需要更换零件，且具有较大的接通和分断能力，因而获得了广泛应用。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及

12、主令电器1低压断路器的结构和工作原理低压断路器的结构和工作原理 低压断路器主要由触点系统、操作机构和脱扣器等部分组成。图1-7所示为低压断路器的结构示意图。断路器的主触点由操作机构手动或电动合闸，并通过自动脱扣机构锁定在合闸位置。当电路发生故障时，自动脱扣机构在相关脱扣器的推动下动作，钩子脱开，主触点在弹簧力的作用下迅速分断。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 图中过电流脱扣器的线圈和过载脱扣器的线圈与主电路串联，欠压脱扣器的线圈与主电路并联。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，使自动脱扣机构动作；当电路过载时，过载脱扣器的

13、热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自动脱扣机构动作；当电路欠压时，欠压脱扣器的衔铁释放，自动脱扣机构动作。分励脱扣器一般作为远距离分断电路使用，按操作指令或信号控制脱扣机构动作，从而使断路器跳闸。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 图图1-7 低压断路器的结构示意图低压断路器的结构示意图1-弹簧；2-主触点；3-传动杆；4-锁扣；5-过电流脱扣器；6-过载脱扣器；7-欠压脱扣器；8-分励脱扣器扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2低压断路器的主要技术参数低压断路器的主要技术参数（1）

14、额定电压）额定电压 断路器的额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。 1）额定工作电压 指与通断能力以及使用类别相关的电压值，对多相电路是指相间的电压值。 2）额定绝缘电压 通常情况下，额定绝缘电压就是断路器最大额定工作电压。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 3）额定脉冲电压 开关电器工作时，要承受系统中所发生的过电压，因此开关电器（包括断路器）的额定电压参数中给定了额定脉冲电压值，其数值应大于或等于系统中出现的最大过电压峰值。 额定绝缘电压和额定脉冲电压共同决定了开关电器的绝缘水平。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程

15、学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（2）额定电流）额定电流 对于断路器来说，额定电流即额定持续电流，也就是脱扣器能长期通过的电流，对带有可调式脱扣器的断路器为可长期通过的最大工作电流。 （3）额定短路分断能力）额定短路分断能力 断路器的额定分断能力是指在规定的条件（电压、频率、功率因数及规定的试验程序等）下，能够分断的最大短路电流值。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器3低压断路器的常用型号及电气符号低压断路器的常用型号及电气符号 低压断路器按用途分有配电（照明）、限流、灭磁、漏电保护等几种；按动作时间分，有一般型和快速型；按结构分，有框架

16、式（万能式DW系列）和塑料外壳式（装置式DZ系列），其实物图如图1-8所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器a) DZ-15万能断路器 b) 塑料外壳断路器 c) 智能断路器图图1-8 各类断路器实物图各类断路器实物图扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（1）框架式断路器）框架式断路器 框架式断路器又称万能式断路器，它将所有构件组装在具有绝缘底衬的框架结构底座上。框架式断路器用于在配电网络中分配电能，并承担线路及电源设备的过载保护、欠压保护和短路保护。也可用于不频繁起动的40100 KW电动机回

17、路中，作为过载、欠压和短路保护设备。 我国生产的框架式低压断路器有DW10系列、DW15系列。其中DW10系列由于其技术指标较低，现已逐渐被淘汰。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 目前常用的框架式低压断路器还有引进国外技术制造的ME、3WE、AE、AH等系列产品。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（2）塑壳式断路器）塑壳式断路器 塑壳式断路器又称装置式断路器，它将所有构件组装在用模压绝缘材料制成的封闭型外壳内。塑壳式断路器按性能分为配电用和电动机保护用两种。配电用塑壳式断路器在配电网络中用来分

18、配电能，并且作为线路、电源设备的过负荷、欠电压和短路保护。电动机保护用塑壳式断路器用于鼠笼型电动机的过负荷、欠电压和短路保护。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 我国生产的塑壳式断路器主要有DZ5、DZ10、DZ15、DZ20、DZ15L以及DZX10、DZX19等系列产品。其中，DZX10、DZX19系列为限流式断路器，它利用短路电流所产生的电动力使触点在810ms内迅速断开，从而限制了线路中可能出现的最大短路电流。DZ15L系列为漏电保护断路器，当电路或设备出现对地漏电或人身触电时，能迅速自动断开电路，从而有效地保证人身及线路安全。扬州职

19、业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 目前常用的塑壳式断路器还有引进国外技术制造的H、C45N（C65N）、S060、TH、AM1、3VE等系列产品。 表1-2为DZ15系列断路器的技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器表表1-2 DZ15系列断路器技系列断路器技术数据术数据 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器低压断路器的型号及含义如图1-9所示。图图1-9 低压断路器型号及含义低压断路器型号及含义扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1

20、.1 开关及主令电器开关及主令电器低压断路器的图形符号和文字符号如图1-10所示。图图1-10 低压断路器的图形符号和文字符号低压断路器的图形符号和文字符号扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器4低压断路器的选用低压断路器的选用（1）额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和工作电流。（2）各脱扣器的整定： 1）热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流相等； 2）失压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压；扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 3）电流脱扣器（过电流脱扣器）的整定电

21、流应大于负载正常工作时的尖峰电流，对于电机负载，通常按起动电流的1.7倍整定。 （3）极数和结构形式应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1.1.3 转换开关转换开关 转换开关（又称组合开关）一般用于不频繁地通断电路、换接电源或负载、测量三相电压和控制小型电动机正反转。转换开关由多对触点组成，手柄可手动向任意方向旋转，每旋转一定角度，动触头就接通或分断电路。由于采用了扭簧贮能，开关动作迅速。HZ10-10/3型转换开关的外形和内部结构如图1-11所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1

22、开关及主令电器开关及主令电器图图1-11 HZ10-10/3型转换开关型转换开关扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1 1转换开关的结构和工作原理转换开关的结构和工作原理 转换开关由动触头、静触头、转轴、手柄、定位机构等部分构成，其动、静触头分别叠装在多层绝缘壳体内。根据动触头和静触头的不同组合，转换开关有多种接线方式。图1-11所示为常用的HZ10系列组合开关的外形与结构示意图。它有三对静触头，每个触头的一端固定在绝缘垫板上，另一端伸出盒外，连在接线柱上，三个动触头套在装有手柄的绝缘杆上。转动手柄就可将三对触头同时接通或分断。扬州职业大学机械工

23、程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2转换开关的主要技术参数转换开关的主要技术参数 转换开关的主要技术参数包括：额定电压、额定电流、极数等。 转换开关分单极、双极和三极。3转换开关的常用型号和电气符号转换开关的常用型号和电气符号 常用的转换开关有HZ5、HZ10、HZ15等系列。其中，HZ10为全国统一设计产品，HZ15为全国统一设计的新型产品。表1-3为HZ10系列转换开关的主要技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器表表1-3 HZ10系列转换开关的主要技术数据系列转换开关的主要技术数据扬州职业大学机械工程

24、学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器转换开关的型号及含义如图1-12所示。转换开关的图形符号和文字符号如图1-13所示 图图1-12 转换开关的型号及含义转换开关的型号及含义扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-13 转换开关的图形符号和文字符号转换开关的图形符号和文字符号扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 转换开关除了用图形符号和文字符号表示外，还可用触点状态图和通断表表示，其含义如图1-14所示。图图1-14 触点状态图和通断表触点状态图和通断表扬州职业大学机

25、械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器4转换开关的选用转换开关的选用 （1）转换开关作为电源的引入开关时，其额定电流应大于电动机的额定电流。 （2）转换开关作为控制小容量（5KW以下）电动机起动、停止时，其额定电流应为电动机额定电流的3倍。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1.1.4 按钮开关按钮开关 按钮开关俗称按钮，是一种结构简单，应用广泛的主令电器，一般情况下它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，也可用来转换各种信号线路与电气连锁线路等。1

26、按钮开关的结构和工作原理按钮开关的结构和工作原理扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 按钮开关的实物图和结构图如图1-15所示。按钮开关一般由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等组成，通常分为动合（常开）按钮开关、动断（常闭）按钮开关和复合按钮开关。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 a) 实物图 b) 结构示意图图图1-15 按钮开关实物图和结构示意图按钮开关实物图和结构示意图1-按钮帽；2-复位弹簧；3-动触点；4-常开触点静触点；5-常闭触点静触点扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1

27、.1 开关及主令电器开关及主令电器 常开（动合）按钮开关，未按下时，触点是断开的，按下时触点闭合接通；当松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位断开。 常闭（动断）按钮开关与常开按钮开关相反，未按下时，触点是闭合的，按下时触点断开；当手松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位闭合 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 复合按钮开关是将常开与常闭按钮开关组合为一体的按钮开关。未按下时，常闭触点是闭合的，常开触点是断开的。按下时常闭触点首先断开，继而常开触点闭合；当松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下，首先将常开触点断开，继而将常闭触点闭合。复合按钮开关在

28、控制电路中常用于电气联锁。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 按钮开关的结构形式很多。紧急式按钮装有突出的蘑菇型钮帽，用于紧急操作；旋钮式开关用于旋转操作；钥匙式按钮开关须插入钥匙方能操作，用于防止误动作；指示灯式按钮开关是在透明的按钮帽内装有信号灯，用于信号指示。 为了明示按钮开关的作用，避免误操作，按钮帽通常采用不同的颜色以示区别，主要有红、绿、黑、蓝、黄、白等颜色。一般停止按钮采用红色，起动按钮采用绿色。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2按钮开关的主要技术参数按钮开关的主要技术参数 按

29、钮开关的主要技术参数有规格、结构形式、触点对数和颜色等。 通常采用规格为额定电压交流500V，允许持续电流5A的按钮开关。 按用途或使用场合选择按钮开关的形式和颜色 。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器3按钮开关的常用型号和电气符号按钮开关的常用型号和电气符号 常用的按钮开关型号有LA18、LA19、LA20、LA25和LAY3等系列。其中LA25系列为全国统一设计的按钮新型号，其采用组合式结构，可根据需要任意组合触点数目。LAY3系列是引进德国技术标准生产的产品，其规格品种齐全，有紧急式、钥匙式、旋转式等。表1-4为LA25系列按钮开关的主要

30、技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器表表1-4 LA25系列按钮开关的主要技术数据系列按钮开关的主要技术数据 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器按钮开关的型号及含义如图1-16所示。图图1-16 按钮开关的型号及含义按钮开关的型号及含义K开启式；S防水式；J紧急式；X旋钮式；H保护式；F防腐式；Y钥匙式；D带灯式扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器按钮开关的图形符号和文字符号如图1-17所示。a) 动合按钮 b) 动断按钮 c) 复合按钮图

31、图1-17 按钮开关的图形符号和文字符号按钮开关的图形符号和文字符号扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器4按钮开关的选用及使用按钮开关的选用及使用 按钮选择的主要依据是使用场所、所需要的触点数量、种类及颜色。 按钮开关使用时应注意触点间的清洁，防止油污、杂质进入造成短路或接触不良等事故，在高温下使用的按钮开关应加紧固垫圈或在接线柱螺钉处加绝缘套管。带指示灯的按钮开关不宜长时间通电，应设法降低指示灯电压以延长其使用寿命。在工程实践中，绿色按钮开关常用作起动，红色按钮开关常用作停止。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电

32、器开关及主令电器1.1.5 行程开关行程开关 行程开关作用与按钮开关相似，是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的。不同的是行程开关触点的动作不是靠手来完成，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使触点动作，从而接通或断开某些控制电路，达到一定的控制要求。为适应各种条件下的碰撞，行程开关有多种结构形式，用来限制机械运动的位置或行程以及使运动机械按一定行程自动停车、反转或变速、循环等，以实现自动控制的目的。常见行程开关外形如图1-18所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-18 行程开关实物图行程开关实物图 扬州职业大学机械工程学院扬州职

33、业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1行程开关的结构和工作原理行程开关的结构和工作原理 行程开关的种类很多，按结构可分为直动式、滚轮式和微动式。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（1）直动式行程开关）直动式行程开关 直动式行程开关主要由操作机构、触点系统和外壳等部分组成，直动式行程开关结构示意图如图1-19所示。直动式行程开关的动作原理与按钮类似，只是它采用运动部件上的撞块来碰撞行程开关的推杆。直动式行程开关的优点是结构简单、成本较低，缺点是触点的分合速度取决于撞块的运动速度。若撞块运动太慢，则触点就不能瞬时切断电路，使电弧在

34、触点上停留的时间过长，易于烧蚀触点。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-19 直动式行程开关结构示意图直动式行程开关结构示意图1-推杆；2-复位弹簧；3-动触点；4-静触点 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（2）滚轮式行程开关）滚轮式行程开关 滚轮式行程开关其内部结构如图1-20所示，采用能瞬时动作的滚轮旋转式结构，当滚轮1受到向左的外力作用时，上转臂2向左下方转动，推杆4向右转动，并压缩右边弹簧8，同时下面的滚珠5也很快沿着擒纵件6向右转动，滚珠5将压缩弹簧7压缩，当滚珠5运动至擒纵件

35、6的中点时，盘形弹簧3和弹簧7使擒纵件6迅速转动，从而使动触点迅速地与右边的静触点分断，并与左边的静触点闭合。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-20 滚轮式行程开关其内部结构示意图滚轮式行程开关其内部结构示意图1-滚轮； 2-上转臂； 3-盘形弹簧； 4-推杆；5-滚珠； 6-擒纵件； 7-压缩弹簧；8-弹簧扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器（3）微动开关）微动开关 微动开关结构如图1-21所示，是行程非常小的瞬时动作开关，其特点是操作力小及操作行程短，用于机械、纺织、轻工、电子仪器等各

36、种机械设备和家用电器中作限位保护和联锁等。微动开关也可看成为尺寸甚小而又非常灵敏的行程开关。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-21微动开关结构示意图微动开关结构示意图1-壳体；2-弓簧片；3-动合静触点；4-动断静触点；5-动触点；6-推杆扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2行程开关的常用型号和电气符号行程开关的常用型号和电气符号 常用的行程开关有LX19、LXW5、LXK3、LX32、LX33等系列，其中LX19、LX32、LX33为直动式行程开关，LXW5为微动式行程开关。表1-5为

37、LX32系列行程开关的主要技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 行程开关的型号及含义如图1-22所示。图图1-22 行程开关的型号及含行程开关的型号及含义义表表1-5 LX32系列行程开关主要技术数据系列行程开关主要技术数据扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器行程开关的图形符号和文字符号如图1-23所示。a) 动合触点 b) 动断触点 c) 复合触点图图1-23 行程开关的图形符号和文字符号行程开关的图形符号和文字符号扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开

38、关及主令电器3行程开关的选用行程开关的选用 1）根据应用场合及控制对象选择开关种类。 2） 根据安装环境选择开关的防护形式。 3）根据控制回路的额定电压和电流选择开关的额定电压和电流。 4）根据机械行程或位置选择开关形式及型号。 使用行程开关时，安装位置要准确牢固，若在运动部件上安装，接线应有套管保护，使用时应定期检查防止接触不良或接线松脱造成误动作。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器1.1.6 感应开关感应开关 前面介绍的低压电器为有触点的电器，利用其触点闭合与断开来接通或分断电路，以达到控制目的。随着对开关响应速度要求的不断提高，依靠机械动

39、作的电器触点有的已难以满足控制要求。同时，有触点电器还存在着一些固有的缺点，如机械磨损、触点的电蚀损耗、触点分合时往往颤动而产生电弧等等。随着微电子技术、电力电子技术的不断发展，人们应用电子元件组成各种新型低压控制电器，可以克服有触点电器的一系列缺点。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 感应开关是随着半导体元器件的发展而产生的一种非接触式的物体检测装置，其实质上是一种无触点的行程开关，常见的有接近开关、光电开关等。1接近开关接近开关 接近开关又称无触点位置开关，其实物如图1-24所示。接近开关的用途除行程控制和限位保护外，还可作为检测金属体的存

40、在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-24 接近开关实物图接近开关实物图扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 根据工作原理，接近开关可分为高频振荡型、电容型、霍尔效应型、感应电桥型等。其中以高频振荡型应用最广泛，占全部接近开关产量的80%以上，其电路形式多样，但电路结构大多由感应头、振荡器、开关器、输出器等组成。当安装在生产机械上的金属物体接近感应头时，由于感应作用，使处于高频振荡器线圈磁场中的金属物体内部产生涡

41、流损耗，使得震荡回路因能耗增加而使震荡减弱，直至停止震荡。此时开关器导通，并通过输出器件发出信号，以起到控制作用。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 接近开关具有定位精度高、操作频率高、功耗小、寿命长、适用面广、能适用于恶劣工作环境等优点，其主要技术参数有：工作电压、输出电流、动作距离、重复精度及工作响应频率等。 目前市场上常用的接近开关有LJ2、LJ6、LXJ6、LXJ18等系列产品。表1-6为LXJ6系列接近开关的主要技术数据。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器表表1-6 LXJ6系列接近

42、开关主要技术数据系列接近开关主要技术数据扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器图图1-25 接近开关的型号及含义接近开关的型号及含义接近开关的型号及含义如图1-25所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 a) 动合触点 b) 动断触点图图1-26 接近开关的图形符号和文字符号接近开关的图形符号和文字符号接近开关的图形符号和文字符号如图1-26所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器2光电开关光电开关 光电开关又称为无接触式检测和控制开关。它利用物质

43、对光束的遮蔽、吸收或反射作用，检测物体的位置、形状、标志、符号等。光电开关实物图如图1-27所示。 光电开关的核心器件是光电元件，这是将光照强弱的变化转换为电信号的传感元件。光电元件主要有发光二极管、光敏电阻、光电晶体管、光电耦合器等。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.1 开关及主令电器开关及主令电器 光电开关具有体积小、寿命长、功能多、功耗低、精度高、响应速度快、检测距离长和抗电磁干扰等优点。它广泛应用于各种生产设备中，可进行物体检测、液位检测、行程控制、计数、速度检测、产品外形尺寸检测、色斑与标识识别、人体接近开关和防盗警戒等。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程

44、学院1.2 控制电器控制电器1.2 控制电器控制电器 低压控制电器通常应用于电力拖动控制系统，这类电器主要有接触器、继电器、控制器等。对这类电器的要求是使用寿命长、体积小、重量轻，动作迅速准确、安全可靠。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器图图1-27 1-27 光电开关实物图光电开关实物图 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器1.2.1 接触器接触器 接触器是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和控制电路的自动控制电器。其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电热器、电焊机等。接触器具有欠压保护、零压保护、

45、控制容量大、工作可靠、寿命长等优点，它是自动控制系统中应用最多的一种电器，其实物图如图1-28所示。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器a) CJ20接触器 b) CJ24接触器图图1-28 接触器实物图接触器实物图扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器 接触器种类繁多，按操作方式可分为电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质可分为空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器；按主触点控制的电流性质可分为交流接触器、直流接触器；按电磁机构的励磁方式可分为直流励磁操作与交流励磁操作。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学

46、机械工程学院1.2 控制电器控制电器1交流接触器的结构和工作原理（1）交流接触器的结构组成 交流接触器由电磁系统、触点系统、灭弧系统、释放弹簧及基座等几部分构成，图1-29所示为交流接触器的结构示意图。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器图图1-29 交流接触器结构示意图交流接触器结构示意图1-动触点；2-静触点；3-衔铁；4-缓冲弹簧；5-电磁线圈；6-铁心；7-垫毡；8-触点弹簧；9-灭弧罩；10-触点压力弹簧扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器1）电磁机构 电磁机构由吸引线圈、铁芯及衔铁组成。它的作用是将电磁能转换成

47、机械能，带动触点使之闭合或断开。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器2）触点系统 触点系统由主触点和辅助触点组成。主触点接在控制对象的主回路中（常常串在低压断路器之后）控制其通断，辅助触点一般容量较小，用来切换控制电路。每对触点均由静触点和动触点共同组成，动触点与电磁机构的衔铁相连，当接触器的电磁线圈得电时，衔铁带动动触点动作，使接触器的常开触点闭合，常闭触点断开。 触点有点接触、面接触、线接触三种，如图1-30所示。接触面越大则通电电流越大。触点材料有铜和银，银质触点更好。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器 a) 点

48、接触 b) 面接触 c) 线接触图图1-30 常见的触点结构常见的触点结构扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器3）电弧的产生与灭弧装置 当一个较大电流的电路突然断电时，如触点间的电压超过一定数值，触点间空气在强电场的作用下会产生电离放电现象，在触点间隙产生大量带电粒子，形成炽热的电子流，被称为电弧。电弧伴随高温、高热和强光，可能造成电路不能正常切断、烧毁触点、引起火灾等其它事故，因此对切换较大电流的触点系统必须采取灭弧措施。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器 常用的灭弧装置有：灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。主要用于熄灭

49、触点在分断电流的瞬间动静触点间产生的电弧，以防止电弧的高温烧坏触点或出现其它事故。 直流接触器工作原理与交流接触器基本相同，在结构上也由电磁机构、主触点、辅助触点、灭弧装置等组成，但在铁心结构、线圈形状、触点形状和数量、灭弧方式等方面有所不同。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器（2）交流接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，铁芯被磁化产生磁通，由此在衔铁气隙处产生电磁力将衔铁吸合，主触点在衔铁的带动下闭合，接通主电路。同时衔铁还带动辅助触点动作，动断辅助触点首先断开，接着动合辅助触点闭合。当线圈断电或外加电压显著降低时，在反力弹簧的作用下衔铁释放，主触点和辅

50、助触点又恢复到原来的状态。扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器2接触器的主要技术参数 接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、操作频率、接通与分断能力、电气与机械寿命等。（1）额定电压 按触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定工作电压，其电压等级如下： 1）交流接触器：36V、127V、220V、380V、500V、 660V（特殊场合可高达1140V）； 2）直流接触器：24V、48V、110V、220V、440V。 扬州职业大学机械工程学院扬州职业大学机械工程学院1.2 控制电器控制电器（2）额定电流 接触器铭牌上额定电流是指在正常工作条件下主触点中