1、第一講 數控機床組成及電氣元件介紹數控機床基本組成數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。加工程序載體數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如U盤，通過數控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。數控裝置數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）

2、形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現數控功能，因此又稱軟件數控（Software NC）。CNC系統是一種位置控制系統，它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此，數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織，使整個系統協調地進行工作。1）輸入裝置：將數控指令輸入給數控裝置，根據程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC（直接數控）輸入。2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息

3、，由信息處理部分按照控制程序的規定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標的伺服控制系統，經過功率放大，驅動伺服系統，從而控制機床按規定要求運動。伺服與測量反饋系統伺服系統是數控機床的重要組成部分，用于實現數控機床的進給伺服控制

4、和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統是數控機床的最后環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢

5、測出來并經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。機床主體機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比，數控機床主體具有如下結構特點：1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數控機床連續自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發熱、控制

6、溫升及采用熱位移補償等措施，可減少熱變形對機床主機的影響。2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統的結構。3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。數控機床輔助裝置輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作臺和數控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。電氣元件介紹空氣開關空開即空氣開關。 空氣開關（英文名：Air switch），又名空氣斷路器，是斷路器的一種。是一種只要電路中電流超過額定電

7、流就會自動斷開的開關。空氣開關是低壓配電網絡和電力拖動系統中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護功能于一身。除能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設備發生的短路、嚴重過載及欠電壓等進行保護，同時也可以用于不頻繁地啟動電動機。1工作原理脫扣方式有熱動、電磁和復式脫扣3種。當線路發生一般性過載時，過載電流雖不能使電磁脫扣器動作，   空氣開關（圖1）但能使熱元件產生一定熱量，促使雙金屬片受熱向上彎曲，推動杠桿使搭鉤與鎖扣脫開，將主觸頭分斷，切斷電源。當線路發生短路或嚴重過載電流時，短路電流超過瞬時脫扣整定電流值，電磁脫扣器產生足夠大的吸力，將銜鐵吸合并撞擊杠桿，使搭鉤繞轉

8、軸座向上轉動與鎖扣脫開，鎖扣在反力彈簧的作用下將三副主觸頭分斷，切斷電源。開關的脫扣機構是一套連桿裝置。當主觸點通過操作機構閉合后，就被鎖鉤鎖在合閘的位置。如果電路中發生故障，則有關的脫扣器將產生作用使脫扣機構中的鎖鉤脫開，于是主觸點在釋放彈簧的作用下迅速分斷。按照保護作用的不同，脫扣器可以分為過電流脫扣器及失壓脫扣器等類型。2主要作用在正常情況下，過電流脫扣器的銜鐵是釋放著的；一旦發生嚴重過載或短路故障時，與主電路串聯的線圈就將產生較強的電磁吸力把銜鐵往下吸引而頂開鎖鉤，使主觸點斷開。欠壓脫扣器的工作恰恰相反，在電壓正常時，電磁吸力吸住銜鐵，主觸點才得以閉合。一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就

9、被釋放而使主觸點斷開。當電源電壓恢復正常時，必須重新合閘后才能工作，實現了失壓保護。3主要附件內部附件輔助觸頭：輔助觸頭是斷路器主電路分、合機構機械上連動的觸頭，   空氣開關（圖2）主要用于斷路器分、合狀態的顯示，接在斷路器的控制電路中通過斷路器的分合，對其相關電器實施控制或聯鎖。例如向信號燈、繼電器等輸出信號。塑殼斷路器殼架等級額定電流100A為單斷點轉換觸頭，225A及以上為橋式觸頭結構，約定發熱電流為3A；殼架等級額定電流400A及以上可裝兩常開、兩常閉，約定發熱電流為6A。操作性能次數與斷路器的操作性能總次數相同。報警觸頭：用于斷路器事故的報警觸頭，且此觸頭只有當

10、斷路器脫扣分斷后才動作，主要用于斷路器的負載出現過載短路或欠電壓等故障時而自由脫扣，報警觸頭從原來的常開位置轉換成閉合位置，接通輔助線路中的指示燈或電鈴、蜂鳴器等，顯示或提醒斷路器的故障脫扣狀態。   空氣開關（圖3）由于斷路器發生因負載故障而自由脫扣的機率不太多，因而報警觸頭的壽命是斷路器壽命的1/10。報警觸頭的工作電流一般不會超過1A。分勵脫扣器：是一種用電壓源激勵的脫扣器，它的電壓可與主電路電壓無關。分勵脫扣器是一種遠距離操縱分閘的附件。當電源電壓等于額定控制電源電壓的70%-110%之間的任一電壓時，就能可靠分斷斷路器。分勵脫扣器是短時工作制，線圈通電時間一般不能

11、超過1S，否則線會被燒毀。塑殼斷路器為防止線圈燒毀，在分勵脫扣線圈串聯一個微動開關，當分勵脫扣器通過銜鐵吸合，微動開關從常閉狀態轉換成常開，由于分勵脫扣器電源的控制線路被切斷，即使人為地按住按鈕，分勵線圈始終不再通電就避免了線圈燒損情況的產生。當斷路器再扣合閘后，微動開關重新處于常閉位置。欠電壓脫扣器：欠電壓脫扣器是在它的端電壓降至某一規定范圍時，使斷路器有延時或無延時斷開的一種脫扣器，當電源電壓下降(甚至緩慢下降)到額定工作電壓的70%至35%范圍內，欠電壓脫扣器應運作，欠電壓脫扣器在電源電壓等于脫扣器額定工作電壓的35%時，欠電壓脫扣器應能防止斷路器閉合；電源電壓等于或大于85%欠電壓脫扣

12、器的額定工作電壓時，在熱態條件下，應能保證斷路器可靠閉合。因此，當受保護電路中電源電壓發生一定的電壓降時，能自動斷開斷路器切斷電源，使該斷路器以下的負載電器或電氣設備免受欠電壓的損壞。使用時，欠電壓脫扣器線圈接在斷路器電源側，欠電壓脫扣器通電后，斷路器才能合閘，否則斷路器合不上閘。外部附件電動操作機構：是用于遠距離自動分閘和合閘斷路器的一種附件，   空氣開關（圖4）電動操作機構有電動機操作機構和電磁鐵操作機構兩種，電動機操作機構為塑殼式斷路器殼架等級額定電流400A及以上斷路器，電磁鐵操作機構適用于塑殼斷呼器殼架等級額定電流225A及以下斷路器，無論是電磁鐵或電動機，它們

13、的吸合和轉動方向都是相同，僅由電動操作機構內部的凸輪的位置來達到合、分，斷路器在用電動機構操作時，在額定控制電壓的85%-110%之間的任一電壓下，應能保證斷路器可靠閉合。轉動操作手柄：適用于塑殼斷路器，在斷路器的蓋上裝轉動操作手柄的機構，手柄的轉軸裝在它的機構配合孔內，轉軸的另一頭穿過抽屜柜的門孔，旋轉手柄的把手裝在成套裝置的門上面所露出的轉軸頭，把手的圓形或方形座用螺釘固定的門上，這樣的安裝能使操作者在門外通過手柄的把手順時針或逆時針轉動，來確保斷路器的合閘或分閘。同時轉動手柄能保證斷路器處于合閘時，柜門不能開啟；只有轉動手柄處于分閘或再扣，開關板的門才能打開。在緊急情況下，斷路器處于&q

14、uot;合閘"而需要打開門板時，可按動轉動手柄座邊上的紅色釋放按鈕。加長手柄：是一種外部加長手柄，直接裝于斷路器的手柄上，   空氣開關（圖5）一般用于600A及以上的大容量斷路器上，進行手動分合閘操作。手柄閉鎖裝置：是在手柄框上裝設卡件，手柄上打孔然后用掛鎖鎖起來。主要用于斷路器處于合閘工作狀態時，不容許其他人分閘而引起停電事故，或斷路器負載側電路需要維修或不允許通電時，以防被人誤將斷路器合閘，從而保護維修人員的安全或用電設備的可靠使用。接線方式：斷路器的接線方式有板前、板后、插入式、抽屜式，用戶如無特殊要求，均按板前供貨，板前接線是常見的接線方式。1、板后接線

15、方式：板后接線最大特點是可以在更換或維修斷路器，不必重新接線，只須將前級電源斷開。由于該結構特殊，產品出廠時已按設計要求配置了專用安裝板和安裝螺釘及接線螺釘，需要特別注意的是由于大容量斷路器接觸的可靠性將直接影響斷路器的正常使用，因此安裝時必須引起重視，嚴格按制造廠要求進行安裝。2、插入式接線：在成套裝置的安裝板上，先安裝一個斷路器的安裝座，   空氣開關（圖6）安裝座上6個插頭，斷路器的連接板上有6個插座。安裝座的面上有連接板或安裝座后有螺栓，安裝座預先接上電源線和負載線。使用時，將斷路器直接插進安裝座。如果斷路器壞了，只要拔出壞的，換上一只好的即可。它的更換時間比板前，

16、板后接線要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前我國的插入式產品，其殼架電流限制在最大為400A。從而節省了維修和更換時間。插入式斷路器在安裝時應檢查斷路器的插頭是否壓緊，并應將斷路器安全緊固，以減少接觸電阻，提高可靠性。3、抽屜式接線：斷路器的進出抽屜是由搖桿順時針或逆時針轉動的，在主回路和二次回路中均采用了插入式結構，省略了固定式所必須的隔離器，做到一機二用，提高了使用的經濟性，同時給操作與維護帶來了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特別是抽屜座的主回路觸刀座，可與NT型熔斷路器觸刀座通用，這樣在應急狀態下可直接插入熔斷器供電。4工作條件周圍空氣溫度：周圍空氣溫度上限+40；周圍空

17、氣溫度下限-5；   空氣開關（圖7）周圍空氣溫度24h的平均值不超過+35。海拔：安裝地點的海拔不超過2000m。大氣條件：大氣相對濕度在周圍空氣溫度為+40時不超過50%;在較底溫度下可以有較高的相對濕度;最濕月的月平均最大相對濕度為90%,同時該月的月平均最低溫度+25,并考慮到因溫度變化發生在產品表面上的凝露。污穢等級：污穢污染等級為3級。功能：- 短路保護-過載保護- 控制- 隔離常見選型B 型曲線保護短路電流較小的負載（如電源、長電纜等）C 型曲線保護常規負載和配電線纜D 型曲線保護起動電流大的沖擊性負荷 (如電動機，變壓器等)電動機斷路器當電動機斷路器自行運作

18、可手動控制（可通過按鈕控制或旋鈕控制），連接接接觸器時可遠程控制；電動機的保護由集成熱繼電磁設備的斷路器提供； 所有帶電部件均已防護，無法由前面板直接由手指觸摸； 具有欠壓脫扣模塊，使得斷路器可以在欠壓條件下斷開； 具有分勵脫扣模塊，該元件的斷開可采用遠程控制； 開放安裝式和封閉式電動機斷路器的操控器均可使用3個掛鎖鎖定在“N/C”位置。優勢緊湊而簡潔，TeSys GV2電動機斷路器只有45mm寬，并根據控制類型，分斷能力，電動機保護元件及配件等不同性能和功能進行分類。應用范圍電動機控制與保護性能符合IEC 947-2 and IEC 947-4-1標準；方便地安裝在任何設備上，采用螺釘固定或

19、夾緊安裝在導軌上。2選擇電動機斷路器的原則使用斷路器來保護電動機，必須注意電動機（主要是交流感應電動機）的兩個特點：其一是具有一定的過載能力；其二是起動電流通常是額定電流的幾倍（可逆運行或反接制動時甚至可達十幾倍）。所以，為了保證電動機可靠地運行和順利地起動，在選擇斷路器時應遵循以下原則：1（1）按電動機的額定電流來確定斷路器的長延時動作電流整定值。（2）斷路器的6倍長延時動作電流整定值的可返回時間要長于電動機的實際起動時間。（3）斷路器的瞬時動作電流整定值：籠型電動機應為815倍脫扣器額定電流；繞線型電動機應為36倍脫扣器額定電流。當然，對于需要頻繁起動的電動機，如果斷相運行機率不高或者有斷

20、相保護裝置，采用熔斷器與磁力起動器結合的方式來控制和保護，也是比較合適的，因為這種保護方式便于遠距離控制。熔斷器熔斷器（fuse）是指當電流超過規定值時，以本身產生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據電流超過規定值一段時間后，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于高低壓配電系統和控制系統以及用電設備中，作為短路和過電流的保護器，是應用最普遍的保護器件之一。1簡介熔斷器是一種過電流保護器。熔斷器主要由熔體和熔管以及外加填料等部分組成。   熔斷器（圖1）使用時，將熔斷器串聯于被保護電路中，當被保護電路的電

21、流超過規定值，并經過一定時間后，由熔體自身產生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，從而起到保護的作用。以金屬導體作為熔體而分斷電路的電器，串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，熔體自身將發熱而熔斷，從而對電力系統、各種電工設備以及家用電器都起到了一定的保護作用。具有反時延特性，當過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一定過載電流范圍內至電流恢復正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續使用。12工作原理利用金屬導體作為熔體串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，   熔斷器（圖2）因其自身發熱而熔斷，從而分斷電路的一種電器。熔斷器結構簡單，使用方便，廣泛用于電力系統

22、、各種電工設備和家用電器中作為保護器件。3常見種類插入式熔斷器：它常用于380V及以下電壓等級的線路末端，   熔斷器（圖3）作為配電支線或電氣設備的短路保護用。螺旋式熔斷器：熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用于機床電氣控制設備中。螺旋式熔斷器。分斷電流較大，可用于電壓等級500V及其以下、電流等級200A以下的電路中，作短路保護。封閉式熔斷器：封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內裝石英砂及熔體，分斷能力強，用于電壓等級500V以下、電流等級1KA以下的電路

23、中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分斷能力稍小，用于500V以下，600A以下電力網或配電設備中。快速熔斷器：快速熔斷器主要用于半導體整流元件或   熔斷器（圖4）整流裝置的短路保護。由于半導體元件的過載能力很低。只能在極短時間內承受較大的過載電流，因此要求短路保護具有快速熔斷的能力。快速熔斷器的結構和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。自復熔斷器：采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導率。當電路發生短路故障時，短路電流產生高溫使鈉迅速汽化，汽態鈉呈現高阻態，從而限制了短路電流。當短路電流消失后，溫度下降，金屬

24、鈉恢復原來的良好導電性能。自復熔斷器只能限制短路電流，不能真正分斷電路。其優點是不必更換熔體，能重復使用。4結構特性熔體額定電流不等于熔斷器額定電流，   熔斷器（圖5）熔體額定電流按被保護設備的負荷電流選擇，熔斷器額定電流應大于熔體額定電流，與主電器配合確定。熔斷器主要由熔體、外殼和支座3部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關鍵元件。熔體的材料、尺寸和形狀決定了熔斷特性。熔體材料分為低熔點和高熔點兩類。低熔點材料如鉛和鉛合金，其熔點低容易熔斷，由于其電阻率較大，故制成熔體的截面尺寸較大，熔斷時產生的金屬蒸氣較多，只適用于低分斷能力的熔斷器。高熔點材料如銅、銀，其熔點高，不容

25、易熔斷，但由于其電阻率較低，可制成比低熔點熔體較小的截面尺寸，熔斷時產生的金屬蒸氣少，適用于高分斷能力的熔斷器。熔體的形狀分為絲狀和帶狀兩種。改變變截面的形狀可顯著改變熔斷器的熔斷特性。熔斷器具有反時延特性，即過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。所以，在一定過載電流范圍內，當電流恢復正常時，熔斷器不會熔斷，可繼續使用。熔斷器有各種不同的熔斷特性曲線，可以適用于不同類型保護對象的需要。安秒特性：熔斷器的動作是靠熔體的熔斷來實現的，當電流較大時，   熔斷器（圖6）熔體熔斷所需的時間就較短。而電流較小時，熔體熔斷所需用的時間就較長，甚至不會熔斷。因此對熔體來說，

26、其動作電流和動作時間特性即熔斷器的安秒特性，為反時限特性。每一熔體都有一最小熔化電流。相應于不同的溫度，最小熔化電流也不同。雖然該電流受外界環境的影響，但在實際應用中可以不加考慮。一般定義熔體的最小熔斷電流與熔體的額定電流之比為最小熔化系數，常用熔體的熔化系數大于1.25，也就是說額定電流為10A的熔體在電流12.5A以下時不會熔斷。從這里可以看出，熔斷器只能起到短路保護作用，不能起過載保護作用。如確需在過載保護中使用，必須降低其使用的額定電流，如8A的熔體用于10A的電路中，作短路保護兼作過載保護用，但此時的過載保護特性并不理想。熔斷器的選擇主要依據負載的保護特性和短路電流的大小選擇熔斷器的

27、類型。對于容量小的電動機和照明支線，常采用熔斷器作為過載及短路保護，因而希望熔體的熔化系數   熔斷器（圖7）適當小些。通常選用鉛錫合金熔體的RQA系列熔斷器。對于較大容量的電動機和照明干線，則應著重考慮短路保護和分斷能力。通常選用具有較高分斷能力的RM10和RL1系列的熔斷器；當短路電流很大時，宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔斷器熔體的額定電流可按以下方法選擇：1、保護無起動過程的平穩負載如照明線路、電阻、電爐等時，熔體額定電流略大于或等于負荷電路中的額定電流。2、保護單臺長期工作的電機熔體電流可按最大起動電流選取，也可按下式選取：IRN (1.52.5)IN

28、式中IRN-熔體額定電流；IN-電動機額定電流。如果電動機頻繁起動，式中系數可適當加大至33.5，具體應根據實際情況而定。3、保護多臺長期工作的電機（供電干線）IRN (1.52.5)IN max+ININ max-容量最大單臺電機的額定電流。IN其余.電動機額定電流之和。5主要分類熔斷器根據使用電壓可分為高壓熔斷器和低壓熔斷器。   熔斷器（圖8）根據保護對象可分為保護變壓器用和一般電氣設備用的熔斷器、保護電壓互感器的熔斷器、保護電力電容器的熔斷器、保護半導體元件的熔斷器、保護電動機的熔斷器和保護家用電器的熔斷器等。根據結構可分為敞開式、半封閉式、管式和噴射式熔斷器。敞開

29、式熔斷器結構簡單,熔體完全暴露于空氣中,由瓷柱作支撐，沒有支座，適于低壓戶外使用。分斷電流時在大氣中產生較大的聲光。半封閉式熔斷器的熔體裝在瓷架上，插入兩端帶有金屬插座的瓷盒中,適于低壓戶內使用。分斷電流時,所產生的聲光被瓷盒擋住。管式熔斷器的熔體裝在熔斷體內。然后插在支座或直接連在電路上使用。熔斷體是兩端套有金屬帽或帶有觸刀的完全密封的絕緣管。這種熔斷器的絕緣管內若充以石英砂，則分斷電流時具有限流作用，可大大提高分斷能力,故又稱作高分斷能力熔斷器。若管內抽真空,則稱作真空熔斷器。若管內充以SF6氣體，則稱作SF6熔斷器，其目的是改善滅弧性能。由于石英砂,真空和SF6氣體均具有較好的絕緣性能，

30、故這種熔斷器不但適用于低壓也適用于高壓。噴射式熔斷器是將熔體裝在由固體產氣材料制成的絕緣管內。   熔斷器（圖9）固體產氣材料可采用電工反白紙板或有機玻璃材料等。當短路電流通過熔體時，熔體隨即熔斷產生電弧，高溫電弧使固體產氣材料迅速分解產生大量高壓氣體，從而將電離的氣體帶電弧在管子兩端噴出，發出極大的聲光，并在交流電流過零時熄滅電弧而分斷電流。絕緣管通常是裝在一個絕緣支架上，組成熔斷器整體。有時絕緣管上端做成可活動式，在分斷電流后隨即脫開而跌落，此種噴射式熔斷器俗稱跌落熔斷器。一般適用于電壓高于6千伏的戶外場合。此外，熔斷器根據分斷電流范圍還可分為一般用途熔斷器，后備熔斷器

31、和全范圍熔斷器。一般用途熔斷器的分斷電流范圍指從過載電流大于額定電流1.62倍起，到最大分斷電流的范圍。這種熔斷器主要用于保護電力變壓器和一般電氣設備。后備熔斷器的分斷電流范圍指從過載電流大于額定電流47倍起至最大分斷電流的范圍。這種熔斷器常與接觸器串聯使用，在過載電流小于額定電流47倍的范圍時，由接觸器來實現分斷保護。主要用于保護電動機。隨著工業發展的需要，還制造出適于各種不同要求的特殊熔斷器，如電子熔斷器、熱熔斷器和自復熔斷器等。6級間配合為防止發生越級熔斷、擴大事故范圍，上、下級（即供電干、支線）線路的熔斷器間應有良好配合。選用時，應使上級（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下級（供電支線

32、）的大12個級差。常用的熔斷器有管式熔斷器R1系列、螺旋式熔斷器RLl系列、填料封閉式熔斷器RT0系列及快速熔斷器RSO、RS3系列等。7使用維護低壓配電系統中熔斷器是起安全保護作用的一種電器，   熔斷器（圖10）熔斷器廣泛應用于電網保護和用電設備保護，當電網或用電設備發生短路故障或過載時，可自動切斷電路，避免電器設備損壞，防止事故蔓延。熔斷器由絕緣底座（或支持件）、觸頭、熔體等組成，熔體是熔斷器的主要工作部分，熔體相當于串聯在電路中的一段特殊的導線，當電路發生短路或過載時，電流過大，熔體因過熱而熔化，從而切斷電路。熔體常做成絲狀、柵狀或片狀。熔體材料具有相對熔點低、特性

33、穩定、易于熔斷的特點。一般采用鉛錫合金、鍍銀銅片、鋅、銀等金屬。在熔體熔斷切斷電路的過程中會產生電弧，為了安全有效地熄滅電弧，一般均將熔體安裝在熔斷器殼體內，采取措施，快速熄滅電弧。熔斷器具有結構簡單、使用方便、價格低廉等優點，在低壓系統中廣泛被應用。8注意事項熔斷器使用注意事項：1、熔斷器的保護特性應與被保護對象的過載特性相適應，   熔斷器（圖11）考慮到可能出現的短路電流，選用相應分斷能力的熔斷器；2、熔斷器的額定電壓要適應線路電壓等級，熔斷器的額定電流要大于或等于熔體額定電流；3、線路中各級熔斷器熔體額定電流要相應配合，保持前一級熔體額定電流必須大于下一級熔體額定電

34、流；4、熔斷器的熔體要按要求使用相配合的熔體，不允許隨意加大熔體或用其他導體代替熔體。熔斷器巡視檢查：1、檢查熔斷器和熔體的額定值與被保護設備是否相配合；2、檢查熔斷器外觀有無損傷、變形，   熔斷器（圖12）瓷絕緣部分有無閃爍放電痕跡；3、檢查熔斷器各接觸點是否完好，接觸緊密，有無過熱現象；4、熔斷器的熔斷信號指示器是否正常。熔斷器使用維修：1、熔體熔斷時，要認真分析熔斷的原因，可能的原因有：1）短路故障或過載運行而正常熔斷；2）熔體使用時間過久，熔體因受氧化或運行中溫度高，使熔體特性變化而誤斷；3）熔體安裝時有機械損傷，使其截面積變小而在運行中引起誤斷。2、拆換熔體時，

35、要求做到：1）安裝新熔體前，要找出熔體熔斷原因，   熔斷器（圖13）未確定熔斷原因，不要拆換熔體試送；2）更換新熔體時，要檢查熔體的額定值是否與被保護設備相匹配；3）更換新熔體時，要檢查熔斷管內部燒傷情況，如有嚴重燒傷，應同時更換熔管。瓷熔管損壞時，不允許用其他材質管代替。填料式熔斷器更換熔體時，要注意填充填料。3、熔斷器應與配電裝置同時進行維修工作：1）清掃灰塵，檢查接觸點接觸情況；2）檢查熔斷器外觀（取下熔斷器管）有無損傷、變形，瓷件有無放電閃爍痕跡；3）檢查熔斷器，熔體與被保護電路或設備是否匹配，如有問題應及時調查；4）注意檢查在TN接地系統中的N線，設備的接地保護

36、線上，不允許使用熔斷器；5）維護檢查熔斷器時，要按安全規程要求，切斷電源，不允許帶電摘取熔斷器管。9主要區別熔斷器與斷路器的區別：相同點是都能實現短路保護，   熔斷器（圖14）熔斷器的原理是利用電流流經導體會使導體發熱，達到導體的熔點后導體融化所以斷開電路保護用電器和線路不被燒壞。它是熱量的一個累積，所以也可以實現過載保護。一旦熔體燒毀就要更換熔體。斷路器也可以實現線路的短路和過載保護，不過原理不一樣，它是通過電流底磁效應（電磁脫扣器）實現斷路保護，通過電流的熱效應實現過載保護（不是熔斷，多不用更換器件）。具體到實際中，當電路中的用電負荷長時間接近于所用熔斷器的負荷時，熔

37、斷器會逐漸加熱，直至熔斷。像上面說的，熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結果起到對線路進行保護的作用，它是一次性的。而斷路器是電路中的電流突然加大，超過斷路器的負荷時，會自動斷開，它是對電路一個瞬間電流加大的保護，例如當漏電很大時，或短路時，或瞬間電流很大時的保護。當查明原因，可以合閘繼續使用。正如上面所說，熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結果，而斷路器，只要電流一過其設定值就會跳閘，時間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是低壓配電常用的元件。也有一部分地方適合用熔斷器。熔斷器和斷路器的性能比較：熔斷器：1、熔斷器的主要優點和特點1）選擇性好。上下級熔斷器的熔斷體額定電流只要符合國標和IEC標準規

38、定的過電流選擇比為1.6：1 的要求，即上級熔斷體額定電流不小于下級的該值的1.6 倍，就視為上下級能有選擇性切斷故障電流；2）限流特性好，分斷能力高；3）相對尺寸較小；4）價格較便宜。2、熔斷器的主要缺點和弱點1）故障熔斷后必須更換熔斷體；2）保護功能單一，只有一段過電流反時限特性，過載、短路和接地故障都用此防護；3）發生一相熔斷時，對三相電動機將導致兩相運轉的不良后果，當然可用帶發報警信號的熔斷器予以彌補，一相熔斷可斷開三相；4）不能實現遙控，需要與電動刀開關、開關組合才有可能。非選擇型斷路器：1、主要優點和特點1）故障斷開后，可以手操復位，不必更換元件，除非切斷大短路電流后需要維修；2）

39、有反時限特性的長延時脫扣器和瞬時電流脫扣器兩段保護功能，分別作為過載和短路防護用，各司其職；3）帶電操機構時可實現遙控。2、主要缺點和弱點1）上下級非選擇型斷路器間難以實現選擇性切斷，故障電流較大時，很容易導致上下級斷路器均瞬時斷開；2）相對價格略高；3）部分斷路器分斷能力較小，如額定電流較小的斷路器裝設在靠近大容量變壓器位置時，會使分斷能力不夠。現有高分斷能力的產品可以滿足，但價較高。選擇型斷路器：1、主要優點和特點1）具有非選擇性斷路器上述各項優點；2）具有多種保護功能，有長延時、瞬時、短延時和接地故障(包括零序電流和剩余電流保護)保護，分別實現過載、斷路延時、大短路電流瞬時動作及接地故障

40、防護，保護靈敏度極高，調節各種參數方便，容易滿足配電線路各種防護要求。另外，可有級聯保護功能，具有更良好的選擇性動作性能；3）現今產品多具有智能特點，除保護功能外，還有電量測量、故障記錄，以及通信借口，實現配電裝置及系統集中監控管理。2、主要問題1）價格很高，因此只宜在配電線路首端和特別重要場所的分干線使用；2）尺寸較大。接觸器接觸器分為交流接觸器（電壓AC）和直流接觸器（電壓DC），它應用于電力、配電與用電。接觸器廣義上是指工業電中利用線圈流過電流產生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。1基本介紹在電工學上，因為可快速切斷交流與直流主回路和   接觸器（圖1）可頻繁地

41、接通與大電流控制（某些型別可達800安培）電路的裝置，所以經常運用于電動機做為控制對象也可用作控制工廠設備電熱器工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統中的重要元件之一。在工業電氣中，接觸器的型號很多，電流在5A-1000A的不等，其用處相當廣泛。2工作原理接觸器的工作原理是：當接觸器線圈通電后，線圈電流會產生磁場，   接觸器（圖2）產生的磁場使靜鐵心產生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁吸力

42、消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。直流接觸器的工作原理跟溫度開關的原理有點相似。3主要結構交流接觸器利用主接點來開閉電路，   接觸器（圖3）用輔助接點來導通控制回路。主接點一般是常開接點，而輔助接點常有兩對常開接點和常閉接點，小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點，由銀鎢合金制成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。交流接觸器動作的動力源于交流通過帶鐵芯線圈產生的磁場，電磁鐵芯由兩個山字形的幼硅鋼片疊成，其中一個固定鐵芯，套有線圈，工作電壓可多種選擇。為了使磁力穩定，鐵芯的吸合面加上短路環。交流接觸器在失電后，

43、依靠彈簧復位。另一半是活動鐵芯，構造和固定鐵芯一樣，用以帶動主接點和輔助接點的閉合斷開。20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用電路斷開時產生的電磁力，快速拉斷電弧，保護接點。接觸器具可高頻率操作，做為電源開啟與切斷控制時最高操作頻率可達每小時1200次。接觸器的使用壽命很高，機械壽命通常為數百萬次至一千萬次，電壽命一般則為數十萬次至數百萬次。技術發展交流接觸器制作為一個整體，外形和性能也在不斷提高，但是功能始終不變。   接觸器（圖4）無論技術的發展到什麼程度，普通的交流接觸器還是有其重要的地位。空氣式電磁接觸器（英文：Magnetic Contactor）：主要由接點系統、

44、電磁操動系統、支架、輔助接點和外殼（或底架）組成。因為交流電磁接觸器的線圈一般采用交流電源供電，在接觸器激磁之后，通常會有一聲高分貝的“咯”的噪音，這也是電磁式接觸器的特色。80年代后，各國研究交流接觸器電磁鐵的無聲和節電，基本的可行方案之一是將交流電源用變壓器降壓后，再經內部整流器轉變成直流電源后供電，但此復雜控制方式并不多見。真空接觸器：真空接觸器是接點系統采用真空消磁室的接觸器。半導體接觸器：半導體接觸器是一種通過改變電路回路的導通狀態和斷路狀態而完成電流操作的接觸器。永磁接觸器：永磁交流接觸器是利用磁極的同性相斥、異性相吸的原理，用永磁驅動機構取代傳統的電磁鐵驅動機構而形成的一種微功耗

45、接觸器。4主要分類按主觸點連接回路的形式分為：直流接觸器、交流接觸器。按操作機構分為：電磁式接觸器、永磁式接觸器。中間繼電器中間繼電器(intermediate relay)：用于繼電保護與自動控制系統中，以增加觸點的數量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結構和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數量比較多。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。一般是直流電源供電。少數使用交流供電。結構及原理

46、線圈裝在"U"形導磁體上，導磁體上面有一個活動的銜鐵，導 磁體兩側裝有兩排觸點彈片。在非動作狀態下觸點彈片將銜鐵向上托起，使銜鐵與導磁體之間保持一定間隙。當氣隙間的電磁力矩超過反作用力矩時，銜鐵被吸向導磁體，同時銜鐵壓動觸點彈片，使常閉觸點斷開常開觸點閉合，完成繼電器工作。當電磁力矩減小到一定值時，由于觸點彈片的反作用力矩，而使觸點與銜鐵返回到初始位置，準備下次工作。本繼電器的"U"形導磁體采用雙鐵心結構，即在兩個邊柱上均可裝設線圈。對于DZY、DZL和DZJ型只裝一個線圈，而對于DZB，DZS，DZK型可根據需要在另一個鐵心上裝以保持線圈或延時用阻尼片

47、等。從而使線圈類型大不相同的繼電器都通用一個導磁體。1技術參數動作電壓：不大于70%額定值。返回電壓：不小于5%額定值。動作時間：不大于0.02S（額定值下）。返回時間：不大于0.02S（額定值下）。電氣壽命：繼電器在正常負荷下，電壽命不低于1萬次。功率消耗：直流回路不大于4W，交流回路不大于5VA。觸點容量：在電壓不超過250V、電流不超過1A的直流有感負荷（時間常數=5±0.75ms）中，斷開容量為50W；在電壓不超過250V、電流不超過3A的交流回路中為250VA（功率因數Cos=0.4±0.1），允許長期接通5A電流。絕緣電阻：下列部位用開路電壓500V兆歐表測量其

48、絕緣電阻應300M（常溫下）。導電端子與外露非帶電金屬或外殼之間；動、靜觸點之間；常開觸點與常閉觸點之間；觸點與電壓回路之間。介質強度：對下部位應能承受規定的交流電壓試驗1分鐘而無絕緣擊穿或閃絡現象。所有導電端子與外露非帶電金屬或外殼之間2000V/50Hz；動、靜觸點之間1000V/50Hz；常開觸點（繼電器上的NO）與常閉觸點（繼電器上的NC1）之間1000V/50Hz；觸點與電壓回路之間1000V/50Hz。抗干擾性能：繼電器的抗干擾應符合 DL478-92靜態繼電保護及自動裝置通用技術條件中的有關規定。2選型1 地理位置氣候作用要素主要指海拔高度、環境溫度、濕度、和電磁干擾等要素。考慮

49、控制系統的普遍適用性，兼顧必須長年 累月可靠運行的特殊性，裝置關鍵部位必須選用具有高絕緣、強抗電性能的全密封型（金屬罩密封或塑封型，金屬罩密封產品優于塑封產品）中間繼電器產品。因為只有全密封繼電器才具有優良的長期耐受惡劣環境性能、良好的電接觸穩定、可靠性和切換負載能力（不受外部氣候環境影響）。2 機械作用要素主要指振動、沖擊、碰撞等應力作用要素。對控制系統主要考慮到抗地震應力作用、抗機械應力作用能力，宜選用采用平衡銜鐵機構的小型中間繼電器。3激勵線圈輸入參量要素主要是指過激勵、欠激勵、低壓激勵與高壓（220 V）輸出隔離、溫度變化影響、遠距離有線激勵、電磁干擾激勵等參量要素，這些都是確保電力系

50、統自動化裝置可靠運行必須認真考慮的因素。按小型中間繼電器所規定的激勵量激勵是確保它可靠、穩定工作的必要條件。4觸點輸出（換接電路）參量要素主要是指觸點負載性質，如燈負載，容性負載，電機負載，電感器、接觸器（繼電器）線圈負載，阻性負載等；觸點負載量值（開路電壓量值、閉路電流量值），如低電平負載、干電路負載、小電流負載、大電流負載等。任何自動化設備都必須切實認定實際所需要的負載性質、負載量值的大小，選用合適的繼電器產品尤為重要。繼電器的失效或可靠不可靠，主要指觸點能否完成所規定的切換電路功能。如切換的實際負載與所選用繼電器規定的切換負載不一致，可靠性將無從談起。3靜態型概述靜態中間繼電器用于各種保

51、護和自動控制線路中。此類繼電器由電子元器件和精密小型繼電器等構成，是電力系列中間繼電器更新換代首選產品。靜態中間繼電器的特點靜態中間繼電器采用線圈電壓較低的多個優質密封小型繼電器組合而成，防潮、防塵、不斷線，可靠性高，克服了電磁型中間繼電器導線過細易斷線的缺點。功耗小，溫升低，不需外附大功率電阻，可任意安裝及接線方便。繼電器觸點容量大，工作壽命長。繼電器動作后有發光管指示，便于現場觀察。延時只需用面板上的撥碼開關整定，延時精度高，延時范圍可在0.02-5.00S任意整定。靜態導軌中間繼電器靜態導軌中間繼電器為繼電保護類靜態中間繼電器的一種，體積較小，適用于35mm軌道安裝。使用參數：額定值電壓

52、額定值：額定電壓DC:12V、24V、48V、110V、220V; AC:110V、220V、380V。動作值：動作電壓直流應不大于額定電壓70%，交流應不大于額定電壓75%；返回值：返回電壓應不小于10%額定電壓。動作時間和返回時間大不于15ms。功率消耗：在額定電壓下不大于5W/5VA。觸點性能觸點斷開容量，交流：10A,250V AC;直流10A，28VDC。觸點最大切換功率，交流：1800VA；直流：360W。觸點長期允許閉合電流：裝置輸出觸點長期允許閉合電流為5A。觸點電氣壽命：輸出觸點在上述規定的負荷條件下，產品能可靠動作及返回50000次。24電磁型動作原理當繼電器線圈施加激勵量

53、等于或大于其動作值時，銜鐵被吸向導磁體，同時銜鐵壓動觸點彈片，使觸點接通、斷開或切換被控制的電路。當繼電器的線圈被斷電或激勵量降低到小于其返回值時，銜鐵和接觸片返回到原來位置。結構與工作原理繼電器采用JK-4殼體。，其外形尺寸、背后端子及安裝開孔圖見附錄2。背后端子接線圖見圖1。繼電器是在DM1電碼繼電器的基礎上，增加底座和外殼而成。當在繼電器線圈上加電壓，且等于或大于動作電壓時，銜鐵就被電磁吸力吸靠在鐵心上，而接觸片在銜鐵頂板的推動下，觸點接通、斷開或轉換被控制電路，當繼電器線圈被斷電或電壓降低到小于返回電壓時，銜鐵在接觸片的作用下返回到原來位置主要技術要求繼電器動作電壓不大于額定電壓的70

54、%。繼電器返回電壓不小于額定電壓的5%。繼電器的動作時間不大于60ms。功率消耗在額定電壓下不大于4W。熱性能當環境溫度為40時，繼電器線圈長期耐受110%額定電壓值，溫升不超過65。介質強度繼電器各導電電路連在一起與外露的非帶電金屬部分及外殼之間、線圈電路與觸點電路之間，應能承受1kV（有效值）、50Hz的交流試驗電壓，歷時1min，而無絕緣擊穿或閃絡現象。觸點斷開容量：在直流有感（=5ms）回路，U250V， I2A，為20W；在交流（cos=0.4）回路，U250V，I2A，為80VA。繼電器電壽命為5×10次。繼電器機械壽命為10次。重量約為0.8kg。3開關電源開關電源是利

55、用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術也在不斷地創新。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。1簡介隨著電力電子技術的高速發展，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設

56、備電源等都已廣泛地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速發展。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了廣泛的發展空間。開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在安防監控，節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。2主要用途開關電源產品廣泛應用于

57、工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產品，安防監控，LED燈袋，電腦機箱，數碼產品和儀器類等領域。3主要類型現代開關電源有兩種：一種是直流開關電源；另一種是交流開關電源。   開關電源內部結構這里主要介紹的只是直流開關電源，其功能是將電能質量較差的原生態電源（粗電），如市電電源或蓄電池電源，轉換成滿足設備要求的質量較高的直流電壓（精電）。直流開關電源的核心是DC/DC轉換器。因此直流開關電源的分類是依賴DC/DC轉換器分類的。也就是說，直

58、流開關電源的分類與DC/DC轉換器的分類是基本相同的，DC/DC轉換器的分類基本上就是直 流開關電源的分類。直流DC/DC轉換器按輸入與輸出之間是否有電氣隔離可以分為兩類：一類是有隔離的稱為隔離式DC/DC轉換器；另一類是沒有隔離的稱為非隔離 式DC/DC轉換器。隔離式DC/DC轉換器也可以按有源功率器件的個數來分類。單管的DC/DC轉換器有正激式（Forward）和反激式（Flyback）兩種。雙管DC/DC轉換器 有雙管正激式（DoubleTransistor Forward Converter），雙管反激式（Double Transistr Flyback Converter）、推挽式（Push-Pull Converter） 和半橋式（Half-Bridge Converter）四種。四管DC/DC轉換器就是全橋DC/DC轉換