電機(jī)與機(jī)床電氣控制項(xiàng)目5 常用低壓電器

工程5常用低壓電器

任務(wù)5.1低壓電器的根本知識(shí)

活動(dòng)情境

我國(guó)的低壓電器產(chǎn)品包括以下12大類產(chǎn)品：刀開(kāi)關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、啟動(dòng)器、控制繼電器、主令電器、電阻器及變阻器、調(diào)整器、電磁鐵、其他低壓電器。

任務(wù)要求

1.掌握低壓電器的定義，會(huì)進(jìn)行低壓電器的型號(hào)識(shí)別。

2.掌握低壓電器的分類和作用。

3.了解低壓電器的分類、電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧方式。

根本活動(dòng)

5.1.1電器的定義及分類

〔1〕電器的定義

電器元件是一種根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通或斷開(kāi)電路，斷續(xù)或連續(xù)改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換或調(diào)節(jié)的電氣設(shè)備。

〔2〕電器的分類

低壓控制電器屬于低壓電器的一種。

1〕按用途分類

①控制電器。用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。

②主令電器。用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。

③保護(hù)電器。用于保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器。

④配電電器。用于電能輸送和分配的電器。

⑤執(zhí)行電器。用于完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能的電器。

2〕按工作原理分類

①電磁式電器。依據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作的電器。

②非電量控制電器。電器的工作是靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作的電器。

5.1.2低壓電器的型號(hào)

我國(guó)的低壓電器產(chǎn)品型號(hào)適用于以下12大類產(chǎn)品：刀開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、啟動(dòng)器、控制繼電器、主令電器、電阻器、變阻器、調(diào)整器、電磁鐵。

低壓電器產(chǎn)品型號(hào)組成形式及含義如下：

低壓電器產(chǎn)品型號(hào)類組代碼見(jiàn)表5.1。

低壓電器產(chǎn)品型號(hào)通用派生代碼見(jiàn)表5.2。

特殊環(huán)境條件派生代碼見(jiàn)表5.3。

5.1.3低壓電器的根本結(jié)構(gòu)

低壓電器一般都由兩個(gè)根本局部組成：感受部件和執(zhí)行部件。感受部件能感受外界的信號(hào)，作出有規(guī)律的反響。執(zhí)行部件是根據(jù)指令，執(zhí)行電路的接通、切斷等任務(wù)。

〔1〕電磁機(jī)構(gòu)

電磁機(jī)構(gòu)是電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能并帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線圈、靜鐵芯〔鐵芯〕、動(dòng)鐵芯〔銜鐵〕等組成。

鐵芯有E型、U型。動(dòng)作方式有直動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式兩種。

電磁鐵的線圈按接入電路的方式可分為電壓線圈和電流線圈。圖5.1常見(jiàn)電磁機(jī)構(gòu)示意圖

圖5.2電磁鐵芯的結(jié)構(gòu)形式

圖5.3鐵芯上的短路環(huán)

〔2〕觸頭系統(tǒng)

觸頭系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件，按功能不同可分為主觸頭和輔助觸頭兩類。

觸頭系統(tǒng)按形狀不同分為橋式觸頭和指形觸頭。橋式觸頭如圖5.4〔a〕、〔b〕、〔c〕所示，分點(diǎn)接觸橋式觸頭、線接觸觸頭和面接觸橋式觸頭。

圖5.4觸頭的結(jié)構(gòu)形式觸頭按位置可分為靜觸頭和動(dòng)觸頭。靜觸頭固定不動(dòng)，動(dòng)觸頭能由聯(lián)桿帶著移動(dòng)，如圖5.5所示。

圖5.5觸頭的分類

圖5.6雙斷口電動(dòng)力滅弧

②縱縫滅弧。

圖5.7縱縫滅弧

③柵片滅弧。

圖5.8柵片滅弧裝置

任務(wù)5.2熔斷器

活動(dòng)情境

熔斷器是一種主要用作短路保護(hù)的電器。

由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格廉價(jià)、使用

維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用，

如圖5.9所示。

任務(wù)要求

1.掌握常用熔斷器的用途、根本結(jié)構(gòu)、

工作原理以及圖形符號(hào)。

2.能正確的選用低壓熔斷器；能進(jìn)行

簡(jiǎn)單維護(hù)和常見(jiàn)故障的維修。圖5.9熔斷器外形圖

根本活動(dòng)

熔斷器是一種主要用作短路保護(hù)的電器。由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格廉價(jià)、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。

5.2.1熔斷器的用途

熔斷器是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中主要用作短路保護(hù)的電器。使用時(shí)利用金屬導(dǎo)體作為熔體串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載或短路故障時(shí)，通過(guò)熔斷器的電流超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。

5.2.2熔斷器的結(jié)構(gòu)

熔體是熔斷器的主要組成局部，常做成絲狀、片狀或柵狀。

熔管是熔體的保護(hù)外殼，用耐熱絕緣材料制成，在熔體熔斷時(shí)兼滅弧。圖5.10有填料密閉管式熔斷器

熔座是熔斷器的底座，作用是固定熔管和外接引線。

5.2.3常用的低壓熔斷器

熔斷器按結(jié)構(gòu)形式分為半封閉插入式、無(wú)填料封閉管式、有填料封閉管式和自復(fù)式4類。

〔1〕RC1A系列插入式熔斷器〔瓷插式熔斷器〕

1〕型號(hào)及含義

2〕結(jié)構(gòu)

RC1A系列插入式熔斷器是將熔絲固定用螺絲固定在瓷蓋上，然后插入底座，它由瓷座、瓷蓋、動(dòng)觸頭、靜觸頭及熔絲5局部組成，其結(jié)構(gòu)如圖5.11所示。

3〕用途

RC1A系列插入式熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

更換方便、價(jià)格低廉，一般在交流

50Hz、額定電壓380V及以下、額

定電流200A及以下的低壓線路末端

或分支電路中，作為電氣設(shè)備的短

路保護(hù)及一定程度的過(guò)載保護(hù)。

圖5.11RC1A系列插入式熔斷器

〔2〕RL1系列螺旋式熔斷器

1〕結(jié)構(gòu)

RL1系列螺旋式熔斷器屬于有填料封閉管式。

它主要由瓷帽、熔斷管、瓷套、上接線座、

下接線座及瓷座等局部組成。

2〕用途

RL1系列螺旋式熔斷器的分?jǐn)嗄芰^高、

結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝面積小、更換

熔體方便、工作平安可靠、并且熔絲熔

斷后有明顯指示。

圖5.12RL1系列螺旋式熔斷器〔3〕RM10系列無(wú)填料封閉管式熔斷器

1〕型號(hào)及含義

2〕結(jié)構(gòu)

RM10系列無(wú)填料封閉管式熔斷器主要由纖維管、變截面的鋅熔片、夾頭及夾座等局部組成。圖5.13RM10系列無(wú)填料封閉管式熔斷器

3〕用途

RM10系列無(wú)填料封閉管式熔斷器適用于交流50Hz、額定電壓380V或直流額定電壓440V及以下電壓等級(jí)的動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)和成套配電設(shè)備中，作為導(dǎo)線、電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路和連續(xù)過(guò)載保護(hù)。

〔4〕RT0系列有填料封閉管式熔斷器

1〕型號(hào)及含義

2〕結(jié)構(gòu)

RT10系列有填料封閉管式熔斷器主要由瓷熔管、柵狀銅熔體和觸頭底座等局部組成，其外形與結(jié)構(gòu)如圖5.14所示。

圖5.14RT0系列有填料封閉管式熔斷器

3〕用途

RT0系列有填料封閉管式熔斷器是一種大分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?，廣泛用于短路電流較大的電力輸配電系統(tǒng)中，作為電纜、導(dǎo)線和電氣設(shè)備的短路保護(hù)及導(dǎo)線、電纜的過(guò)載保護(hù)。

〔5〕快速熔斷器

快速熔斷器又稱半導(dǎo)體器件保護(hù)用熔斷器，主要用于硅元件變流裝置內(nèi)部的短路保護(hù)。由于硅元件的過(guò)載能力差，因此，要求短路保護(hù)元件應(yīng)具有快速動(dòng)作的特征。

〔6〕自復(fù)式熔斷器

自復(fù)式熔斷器是一種限流電器，其本身不具備分?jǐn)嗄芰?，但是和斷路器串?lián)使用時(shí)，可以提高斷路器的分?jǐn)嗄芰?，可以屢次使用，其結(jié)構(gòu)如圖5.16所示。圖5.15快速熔斷器的典型結(jié)構(gòu)圖

圖5.16自復(fù)式熔斷器結(jié)構(gòu)圖

自復(fù)式熔斷器的熔體是應(yīng)用非線性電阻元件〔如金屬鈉等〕制成，在常溫下是固體，電阻值較小。在短路電流產(chǎn)生的高溫下，熔體汽化，阻值劇增，即瞬間呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，從而能將故障電流限制在較小的數(shù)值范圍內(nèi)。

各種熔斷器在電路圖中的符號(hào)，如圖5.17所示。

5.2.4熔斷器的選擇

〔1〕熔斷器類型的選擇

根據(jù)使用環(huán)境和負(fù)載性質(zhì)選擇適當(dāng)類型的熔斷器。

〔2〕熔體額定電流的選擇

熔體的額定電流大小與負(fù)載的大小及性質(zhì)有關(guān)。圖5.17熔斷器的符號(hào)

①對(duì)阻性負(fù)載的短路電流保護(hù)應(yīng)使熔斷器的熔體額定電流等于或略大于負(fù)載的額定電流。

②對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)考慮沖擊電流的影響：

單臺(tái)電動(dòng)機(jī)

式中IN——電動(dòng)機(jī)的額定電流。

多臺(tái)電動(dòng)機(jī)

式中INmax——容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流。

IN——其他電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。

〔3〕熔斷器額定電壓和額定電流的選擇

熔斷器的額定電壓必須等于或大于線路的額定電壓；熔斷器的額定電流必須等于或大于所裝熔體的額定電流。

〔4〕熔斷器的分?jǐn)嗄芰Φ倪x擇

熔斷器的分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。

〔5〕熔斷器的檢測(cè)與故障處理

1〕熔斷器的檢測(cè)內(nèi)容

①運(yùn)行中的熔斷器應(yīng)無(wú)破損、變形和閃絡(luò)現(xiàn)象；

②運(yùn)行中的熔斷器應(yīng)無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象，其熔斷指示應(yīng)為正常；

③運(yùn)行中的熔斷器應(yīng)無(wú)放電響聲，兩端電壓始終為0V；

④非運(yùn)行中的熔斷器兩端電阻為0Ω。

2〕熔斷器的常見(jiàn)故障與處理方法

熔斷器的常見(jiàn)故障與處理方法見(jiàn)表5.4。

任務(wù)5.3開(kāi)關(guān)電器

活動(dòng)情境

低壓開(kāi)關(guān)電器主要用作電源的隔離、線路的保護(hù)與控制。

任務(wù)要求

1.掌握常用開(kāi)關(guān)電器的用途、根本結(jié)構(gòu)、

工作原理以及圖形符號(hào)；了解常用開(kāi)關(guān)

電器元件的故障診斷與維修；掌握不同

開(kāi)關(guān)電器的文字以及圖形符號(hào)。

2.能根據(jù)使用場(chǎng)合不同正確地選用開(kāi)關(guān)

電器；能進(jìn)行常見(jiàn)故障的維修；能看懂

電氣控制原理圖；能熟練運(yùn)用電氣控制

的根本規(guī)律。圖5.18低壓開(kāi)關(guān)外形圖

3.掌握低壓電器維護(hù)、檢修、選用的根本規(guī)律，了解開(kāi)關(guān)電器的其他相關(guān)知識(shí)。

根本活動(dòng)

5.3.1刀開(kāi)關(guān)

刀開(kāi)關(guān)又稱閘刀開(kāi)關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)

最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的手動(dòng)電器。

在低壓電路中，作為不頻繁接通和

分?jǐn)嚯娐酚?，或用?lái)將電路與電源隔離。

圖5.19開(kāi)關(guān)刀外形圖圖5.20刀開(kāi)關(guān)的典型結(jié)構(gòu)

如圖5.20所示為刀開(kāi)關(guān)的典型結(jié)構(gòu)。它由操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣地板組成。

刀開(kāi)關(guān)的種類很多，按刀的極數(shù)可分為單極、雙極和三極；其圖形表示符號(hào)如圖5.21所示。按刀的轉(zhuǎn)換方向可分為單擲和雙擲；按滅弧情況可分為帶滅弧罩和不帶滅弧罩；按接線方式可分為板前接線式和板后接線式。負(fù)荷開(kāi)關(guān)分為開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)兩種。

圖5.21刀開(kāi)關(guān)的符號(hào)〔1〕開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)

開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱閘刀開(kāi)關(guān)。

1〕結(jié)構(gòu)

HK系列負(fù)荷開(kāi)關(guān)由刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合而成，結(jié)構(gòu)如圖5.22〔a〕所示。開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)，如圖5.22〔b〕所示。

2〕型號(hào)及含義

圖5.22HK系列開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)

〔2〕封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)

封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)是在開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的根底上改進(jìn)設(shè)計(jì)的一種開(kāi)關(guān)。其滅弧性能、操作性能、通斷能力和平安防護(hù)性能都優(yōu)于開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

圖5.23HH系列封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)

1〕結(jié)構(gòu)

常用的封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)有HH3，HH4系列，其中HH4系列為全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)產(chǎn)品，它的結(jié)構(gòu)如圖5.23所示。它主要由觸及滅弧系統(tǒng)、熔斷器及操作機(jī)構(gòu)等3局部組成。

封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)與

開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)相同。

2〕型號(hào)及含義

5.3.2組合開(kāi)關(guān)

組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，常用于交流

50Hz、380V以下及直流220V以下的電氣線路中，供手動(dòng)不頻繁的接通和斷開(kāi)電路、轉(zhuǎn)換電源和負(fù)載、測(cè)量三相電壓以及控制5kW以下小容量異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)。圖5.24組合開(kāi)關(guān)外形圖

〔1〕組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)

組合開(kāi)關(guān)的外形與結(jié)構(gòu)如圖5.25所示。它實(shí)際上就是由多節(jié)觸點(diǎn)組合而成的刀開(kāi)關(guān)。與普通閘刀開(kāi)關(guān)的區(qū)別是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用動(dòng)觸片代替閘刀，操作手柄在平行于安裝面的平面內(nèi)可左右轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)關(guān)頂蓋局部是由滑板、凸輪、扭簧和手柄等構(gòu)成的操作機(jī)構(gòu)。由于采用了扭簧儲(chǔ)能，可使觸頭快速閉合或分?jǐn)?，從而提高了開(kāi)關(guān)的通斷能力。

〔2〕組合開(kāi)關(guān)的型號(hào)及含義

HZ10系列組合開(kāi)關(guān)在電路圖中的符號(hào)，如圖5.25〔c〕所示。圖5.25HZ1010/3型組合開(kāi)關(guān)

5.3.3低壓斷路器

低壓斷路器即低壓自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，

又稱自動(dòng)空氣斷路器。它既能帶

負(fù)荷通斷電路，又能在失壓、短路

和過(guò)負(fù)荷時(shí)自動(dòng)跳閘，保護(hù)線路

和電氣設(shè)備。

低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式可分為

塑殼式〔又稱裝置式〕、

框架式〔又稱萬(wàn)能式〕兩大類。圖5.26低壓斷路器外形圖

〔1〕塑料外殼式低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理

塑料外殼式低壓斷路器，原稱裝置式自動(dòng)空氣式斷路器。它把所有的部件都裝在一個(gè)塑料外殼里，結(jié)構(gòu)緊湊、平安可靠、輕巧美觀、可獨(dú)立安裝。在電氣控制線路中，主要采用的是DZ5系列和DZ10系列低壓斷路器。

1〕DZ5-20型低壓斷路器

DZ5系列為小電流系列，其額定電流為10~50A。

斷路器主要由動(dòng)觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、熱脫扣器、電磁脫扣器及外殼等局部組成。其結(jié)構(gòu)采用立體布置，操作機(jī)構(gòu)在中間，上面是由加熱元件和雙金屬片等構(gòu)成的熱脫扣器，用于過(guò)載保護(hù)。

斷路器的工作原理如圖5.28所示。使用時(shí)斷路器的三副主觸頭串聯(lián)在被控制的三相電路中，按下接通按鈕時(shí)，外力使鎖扣克服反作用彈簧的反力，將固定在鎖扣上面的動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合，并由鎖扣鎖住搭鉤使動(dòng)靜觸頭保持閉合，開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)。圖5.27DZ5-20型低壓斷路器

圖5.28低壓斷路器工作原理示意圖當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流超過(guò)電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流，電磁脫扣器產(chǎn)生足夠大吸力將銜鐵吸合，通過(guò)杠桿推動(dòng)搭鉤與鎖扣分開(kāi)，從而切斷電路，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。

當(dāng)線路電壓正常時(shí)，欠壓脫扣器的銜鐵被吸合，銜鐵與杠桿脫離，斷路器的主觸頭能夠閉合；當(dāng)線路上的電壓消失或下降到某一數(shù)值時(shí)，欠壓脫扣器的吸力消失或減小到缺乏以克服拉力彈簧的拉力時(shí)，銜鐵在拉力彈簧的作用下撞擊杠桿，將搭鉤頂開(kāi)，使觸頭分?jǐn)唷?/p>

2〕DZ10型低壓斷路器

DZ10系列為大電流系列，其額定電流的等級(jí)有100，250，600A3種，分?jǐn)嗄芰?~50kA。

〔2〕框架式低壓斷路器

在需要手動(dòng)不頻繁地接通和斷開(kāi)容量較大的低壓網(wǎng)絡(luò)或控制較大容量電動(dòng)機(jī)〔40～100kW〕的場(chǎng)合，采用框架式低壓斷路器。它的操作方式有手柄直接操作、杠桿操作、電磁鐵操作和電動(dòng)機(jī)操作4種。

圖5.29框架式低壓斷路器外形圖

圖5.30低壓斷路器的符號(hào)

〔3〕漏電保護(hù)斷路器

漏電保護(hù)斷路器通常稱作漏電開(kāi)關(guān)，是一種平安保護(hù)電器。在電路中作為觸電和漏電保護(hù)之用。

電磁式電流動(dòng)作型的漏電保護(hù)斷路器的結(jié)構(gòu)如圖5.31所示。

為了經(jīng)常檢測(cè)漏電開(kāi)關(guān)的可靠性，開(kāi)關(guān)上設(shè)試驗(yàn)按鈕，是一個(gè)動(dòng)合按鈕。圖5.31漏電保護(hù)斷路器工作原理圖

〔4〕低壓斷路器的選用與維護(hù)

低壓斷路器的選擇應(yīng)從以下幾方面考慮：

①斷路器的類型應(yīng)根據(jù)電路的電流及保護(hù)的要求來(lái)選擇。

②斷路器的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護(hù)線路的額定電壓。

③斷路器的電磁脫扣器的額定數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)被保護(hù)電路的情況來(lái)選擇，整定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)電流。

④斷路器的熱〔過(guò)載〕脫扣器整定電流應(yīng)等于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)電流。

⑤斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。

⑥應(yīng)進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。

任務(wù)5.4主令電器

活動(dòng)情境

主令電器即控制電路電器，用來(lái)接通或斷開(kāi)控制電路，以發(fā)出指令或作為程序控制的開(kāi)關(guān)電器。常用的主令電器有

按鈕、位置開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和主令

控制器等。

任務(wù)要求

1.掌握常用主令電器的用途、根本結(jié)構(gòu)、

工作原理以及文字和圖形符號(hào)。

2.能正確地選用主令電器；能進(jìn)行常見(jiàn)

故障的維修。

3.了解主令電器的其他相關(guān)知識(shí)。圖5.32主令電器外形圖

根本活動(dòng)

5.4.1按鈕

〔1〕按鈕的作用

圖5.33各種按鈕開(kāi)關(guān)外形圖

按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流電路的電器。不直接控制電路的通斷，而是在低壓控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)布控制指令，故稱為“主令電器〞，屬于手動(dòng)電器。

〔2〕按鈕分類

按鈕可分為常開(kāi)、常閉和復(fù)合式等各種形式。在結(jié)構(gòu)形式上有撳鈕式、緊急式、鑰匙式與旋鈕式等。

〔3〕按鈕的構(gòu)造及原理

按鈕一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動(dòng)觸點(diǎn)和外殼等組成。其外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖5.34所示。

按鈕按鈕的工作原理是：按下按鈕帽時(shí)〔用力應(yīng)大于彈簧的反彈力〕，常開(kāi)按鈕閉合，常閉按鈕斷開(kāi)；抬起時(shí)，在彈簧反彈力作用下，觸點(diǎn)復(fù)位。圖5.34按鈕

〔4〕按鈕的型號(hào)

按鈕的型號(hào)意義如下：

常用的按鈕分類及用途見(jiàn)表5.6。

5.4.2位置開(kāi)關(guān)

位置開(kāi)關(guān)又稱行程開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)，

它和按鈕相似，所不同的是：觸點(diǎn)

的操作不是靠手去操作，而是利用

機(jī)械設(shè)備的某些運(yùn)動(dòng)碰撞來(lái)完成操

作。位置開(kāi)關(guān)包括行程開(kāi)關(guān)〔限位

開(kāi)關(guān)〕、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等。

〔1〕位置開(kāi)關(guān)的分類及特點(diǎn)

按結(jié)構(gòu)分類，位置開(kāi)關(guān)大致可分為

按鈕式、滾輪式、微動(dòng)式和組合式

等，具體特點(diǎn)見(jiàn)表5.7。圖5.35位置開(kāi)關(guān)外形圖

〔2〕行程開(kāi)關(guān)

行程開(kāi)關(guān)是用以反響工作機(jī)械的行程，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向和行程大小的開(kāi)關(guān)，主要用于機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和其他機(jī)械的限位及程序控制。

1〕結(jié)構(gòu)及工作原理

各系列行程開(kāi)關(guān)的根本結(jié)構(gòu)大體相同，都是由觸點(diǎn)系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)和外殼組成。常見(jiàn)的有直動(dòng)式和滾輪式。

JLXKl系列行程開(kāi)關(guān)的動(dòng)作原理，如圖5.37所示。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件的擋鐵碰壓行程開(kāi)關(guān)的滾輪1時(shí)，杠桿2連同轉(zhuǎn)軸3一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪7推動(dòng)撞塊5，當(dāng)撞塊被壓到一定位置時(shí)，推動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)6快速動(dòng)作，使其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。

行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作方式有蠕動(dòng)型和瞬動(dòng)型兩種。

圖5.36JLXKl系列行程開(kāi)關(guān)圖5.37JLXK1111型行程開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理圖

圖5.38LX19K型行程開(kāi)關(guān)的動(dòng)作原理圖LX19K型行程開(kāi)關(guān)即是瞬動(dòng)型，其工作原理如圖5.38所示。行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，復(fù)位方式有自動(dòng)復(fù)位和非自動(dòng)復(fù)位兩種。

2〕型號(hào)

常用的行程開(kāi)關(guān)有LX19和JLXL1等系列，其型號(hào)及含義如下：

〔3〕接近開(kāi)關(guān)

接近開(kāi)關(guān)又稱為無(wú)觸點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)，是一種非接觸型檢測(cè)開(kāi)關(guān)

與行程開(kāi)關(guān)相比，接近開(kāi)關(guān)具有定位精度高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、操作頻率高以及能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

接近開(kāi)關(guān)時(shí)通過(guò)其感辨頭與被測(cè)物體間介質(zhì)能量的變化來(lái)取得信號(hào)的。

圖5.39接近開(kāi)關(guān)原理框圖

接近開(kāi)關(guān)的型號(hào)及含義如下：

5.4.3萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

圖5.40萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)外形圖

〔1〕用途

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)際是多擋位、控制多回路的組合開(kāi)關(guān)。由于觸頭擋數(shù)多、換接線路多、能控制多個(gè)回路，適應(yīng)復(fù)雜線路要求，故稱萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

〔2〕萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)主要由接觸系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機(jī)構(gòu)等部件組成，用螺栓組裝成整體。

圖5.41LW5系列萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

圖5.42萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的符號(hào)

萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接觸系統(tǒng)由許多接觸元件組成，每一接觸元件均有一膠木觸頭座，中間裝有一對(duì)或三對(duì)觸頭，分別由凸輪通過(guò)支架操作。操作時(shí)，手柄帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸和凸輪一起旋轉(zhuǎn)，那么凸輪即可推動(dòng)觸頭接通或斷開(kāi)，如圖5.41〔b〕所示。由于凸輪的形狀不同，當(dāng)手柄處于不同的操作位置時(shí)，觸頭的分合情況也不同，從而到達(dá)換接電路的目的。

〔3〕萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的型號(hào)及含義

LW5系列萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的型號(hào)及含義如下：

5.4.4主令電器的檢測(cè)和常見(jiàn)故障處理

①運(yùn)行中的主令電器應(yīng)無(wú)破損、臟污、變形和閃絡(luò)現(xiàn)象，操作時(shí)無(wú)麻電感；

②運(yùn)行中的主令電器應(yīng)無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象；

③運(yùn)行中的主令電器應(yīng)無(wú)放電響聲；

④非運(yùn)行中的主令電器操作靈活，無(wú)卡滯現(xiàn)象；

⑤未接入電路中的主令電器各對(duì)觸點(diǎn)之間

的絕緣電阻為∞，每對(duì)觸點(diǎn)閉合時(shí)兩端電阻

為0，分?jǐn)鄷r(shí)電阻為∞。

任務(wù)5.5接觸器

圖5.43接觸器外形圖

活動(dòng)情境

接觸器是一種自動(dòng)的電磁式開(kāi)關(guān)，適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載，如電熱設(shè)備，電焊機(jī)以及電容器組等。

任務(wù)要求

1.掌握常用交、直流接觸器的用途、根本結(jié)構(gòu)、工作原理以及文字和圖形符號(hào)。

2.能正確地選用接觸器；能進(jìn)行常見(jiàn)故障的維修。

3.了解接觸器的其他相關(guān)知識(shí)。

根本活動(dòng)

接觸器按主觸頭通過(guò)的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。在機(jī)床電氣控制線路中，主要采用的是交流接觸器。

5.5.1交流接觸器

〔1〕交流接觸器的結(jié)構(gòu)

圖5.44交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理圖

交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。

①電磁系統(tǒng)。交流接觸器電磁系統(tǒng)主要由線圈、靜鐵芯和銜鐵〔動(dòng)鐵芯〕3局部組成。

②觸頭系統(tǒng)。按通斷能力劃分，交流接觸器觸頭分為主觸頭和輔助觸頭。

③滅弧裝置。

④輔助部件。交流接觸器的輔助部件有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及底座、接線柱等。

〔2〕交流接觸器的型號(hào)及含義

交流接觸器的型號(hào)及含義如下：

〔3〕交流接觸器的工作原理

當(dāng)接觸器的線圈通電后，線圈中流過(guò)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力，克服反作用彈簧的反作用力，將銜鐵吸合，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)三對(duì)主觸頭和輔助常開(kāi)觸頭閉合，輔助常閉觸頭斷開(kāi)。當(dāng)接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時(shí)，由于電磁吸力消失或過(guò)小，銜鐵在反作用彈簧力的作用下復(fù)位，帶動(dòng)各觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。

5.5.2直流接觸器

直流接觸器是用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘀绷麟娐芳邦l繁地操作和控制直流電動(dòng)機(jī)的一種自動(dòng)控制電器。其結(jié)構(gòu)及工作原理與交流接觸器根本相同，即由線圈、鐵芯、銜鐵、觸頭、滅弧裝置組成。

5.5.3接觸器的常見(jiàn)故障及處理方法

任務(wù)5.6繼電器

活動(dòng)情境

繼電器是一種當(dāng)輸入量變化到某一定值時(shí)，

其觸點(diǎn)〔或電路〕即接通或分?jǐn)嘟恢绷餍?/p>

容量控制回路的自動(dòng)控制電器。在電氣控

制領(lǐng)域中，但凡需要邏輯控制的場(chǎng)合，幾

乎都要使用繼電器，從家用電器到工農(nóng)業(yè)

應(yīng)用，甚至國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，無(wú)所不見(jiàn)。

任務(wù)要求

1.掌握常用各種繼電器的用途、根本結(jié)構(gòu)、工作原理以及文字圖形符號(hào)；

2.能根據(jù)不同要求正確的選用繼電器；能進(jìn)行常見(jiàn)故障的維修；

3.了解新型繼電器的其他有關(guān)知識(shí)。

圖5.45繼電器外形圖根本活動(dòng)

常用的繼電器種類很多，通常按照工作原理、適用范圍、線圈接入電流的種類進(jìn)行分類，見(jiàn)表5.9。

5.6.1電磁式繼電器

電磁式繼電器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便，廣泛用于控制系統(tǒng)。

電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)等組成。

繼電器的主要特性是用它的輸入—輸出特性表示的，如圖5.46所示。

圖5.46電磁式繼電器的繼電特性

〔1〕電流繼電器

電流繼電器的線圈與被測(cè)電路串聯(lián)，用來(lái)反響電路電流的變化。為了不影響電路工作情況，其線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，線圈阻抗小。

1〕過(guò)電流繼電器

當(dāng)繼電器中的電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，引起開(kāi)關(guān)電器有延時(shí)或無(wú)延時(shí)動(dòng)作的繼電器稱為過(guò)電流繼電器。它主要用于頻繁啟動(dòng)和重載啟動(dòng)的場(chǎng)合，作為電動(dòng)機(jī)和主電路的過(guò)載和短路保護(hù)。

①結(jié)構(gòu)及工作原理。

當(dāng)線圈通過(guò)的電流為額定值時(shí)，它所產(chǎn)生的電磁吸力缺乏以克服彈簧的反作用力，此時(shí)銜鐵不動(dòng)作。當(dāng)線圈通過(guò)的電流超過(guò)整定值時(shí)，電磁吸力大于彈簧的反作用力，鐵芯吸引銜鐵動(dòng)作，帶動(dòng)動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。調(diào)整反作用彈簧的作用力，可整定繼電器的動(dòng)作電流值。圖5.47JT4系列過(guò)電流繼電器的外形結(jié)構(gòu)和工作原理圖

②型號(hào)。常用的過(guò)電流繼電器有JT4系列交流通用繼電器和JL14系列交直流通用繼電器，其型號(hào)及含義分別如下所示：

2〕欠電流繼電器

當(dāng)通過(guò)繼電器的電流減小到低于整定值時(shí)動(dòng)作的繼電器稱欠電流繼電器。

圖5.48欠電流繼電器的符號(hào)常用的欠電流繼電器有JL14Q等系列產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與工作原理和JT4系列繼電器相似。當(dāng)通過(guò)欠電流繼電器線圈的電流降低到額定電流的10％～20％時(shí)，繼電器即釋放復(fù)位，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，給出控制信號(hào)，使控制電路作出相應(yīng)的反響。

〔2〕電壓繼電器

反映輸入量為電壓的繼電器稱為電壓繼電器。使用時(shí)電壓繼電器的線圈并聯(lián)在被測(cè)量的電路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開(kāi)電路。因此，這種繼電器線圈的導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、阻抗大。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，電壓繼電器分為過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。

電壓繼電器的選擇，主要依據(jù)繼電器的線圈額定電壓、觸點(diǎn)的數(shù)目和種類進(jìn)行。

圖5.49電壓繼電器的符號(hào)

〔3〕中間繼電器

中間繼電器在控制電路中起中間傳遞作用。

中間繼電器的原理與接觸器相同，只是觸點(diǎn)系統(tǒng)中無(wú)主、輔觸點(diǎn)之分，在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)電壓繼電器，它的觸點(diǎn)數(shù)多，觸點(diǎn)容量大〔額定電流5～10A〕，是用來(lái)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的中間元件。

常用的中間繼電器有JZ7和JZ8系列兩種。

中間繼電器的型號(hào)意義如下：

5.6.2時(shí)間繼電器

時(shí)間繼電器是利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置。

常用的時(shí)間繼電器主要有電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式、電子式等。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。

圖5.50JZ7型中間繼電器

〔1〕JS7-A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器

空氣阻尼式時(shí)間繼電器又稱氣囊式時(shí)間繼電器，是利用氣囊中的空氣通過(guò)小孔節(jié)流的原理來(lái)獲得延時(shí)動(dòng)作的。根據(jù)觸頭延時(shí)的特點(diǎn)，可分為通電延時(shí)動(dòng)作型和斷電延時(shí)復(fù)位型兩種。

1〕結(jié)構(gòu)

JS7A系列時(shí)間繼電器的外形和結(jié)構(gòu)，如圖5.51所示，它主要由以下幾局部組成：

①電磁系統(tǒng)。由線圈、鐵芯和銜鐵組成。

②觸頭系統(tǒng)。包括兩對(duì)瞬時(shí)觸頭〔一常開(kāi)、一常閉〕和兩對(duì)延時(shí)觸頭〔一常開(kāi)、一常閉〕。

③空氣室?？諝馐覟橐豢涨?，由橡皮膜、活塞等組成。

④傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由推桿、活塞桿、杠桿及各種類型的彈簧等組成。圖5.51JS7-A系列時(shí)間繼電器的外形與結(jié)構(gòu)圖

⑤基座。用金屬板制成，用以固定電磁機(jī)構(gòu)和氣室。

2〕工作原理

JS7-A系列時(shí)間繼電器的工作原理示意圖，如圖5.52所示。如圖5.52〔a〕所示為通電延時(shí)型，如圖5.52〔b〕所示為斷電延時(shí)型。

①通電延時(shí)型時(shí)間繼電器的工作原理。

②斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。

〔2〕電子式時(shí)間繼電器

電子式時(shí)間繼電器也稱為半導(dǎo)體時(shí)間繼電器，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、延時(shí)范圍廣、精度高、消耗功率小、調(diào)整方便及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電子式時(shí)間繼電器按結(jié)構(gòu)分為阻容式和數(shù)字式兩類；按延時(shí)方式分為通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型及帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電延時(shí)型。圖5.52空氣阻尼式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)圖

1〕結(jié)構(gòu)

JS20系列時(shí)間繼電器的外形，如圖5.53〔a〕所示。JS20系列通電延時(shí)型時(shí)間繼電器的接線示意圖，如圖5.53〔b〕所示。

圖5.53JS20系列時(shí)間繼電器的外形與接線圖2〕工作原理

JS20系列通電延時(shí)型時(shí)間繼電器的線路，如圖5.54所示。它由電源、電容充放電電路、電壓鑒別電路、輸出和指示電路5局部組成。

圖5.54JS29系列通電延時(shí)型繼電器的電路圖

3〕電子式時(shí)間繼電器適用于以下場(chǎng)合：

①當(dāng)電磁式時(shí)間繼電器不能滿足要求時(shí)。

②當(dāng)要求的延時(shí)精度較高時(shí)。

③控制回路相互協(xié)調(diào)需要無(wú)觸點(diǎn)輸出等。

4〕時(shí)間繼電器的型號(hào)及符號(hào)

①型號(hào)意義如下：

②圖形和文字符號(hào)。

圖5.55時(shí)間繼電器的圖形和文字符號(hào)

5.6.3熱繼電器

熱繼電器是一種保護(hù)用繼電器，是能隨過(guò)載程度而改變動(dòng)作時(shí)間的熱保護(hù)設(shè)備。

〔1〕分類

熱繼電器按相數(shù)來(lái)分，有單相、兩相和三相3種類型，每種類型按驅(qū)動(dòng)器件的額定電流分又有不同的規(guī)格和型號(hào)。熱繼電器是利用熱效應(yīng)的工作原理來(lái)工作的，因此，按驅(qū)動(dòng)器件又分為雙金屬片式、熱敏電阻式和易熔合金式。

〔2〕構(gòu)造與原理

1〕熱繼電器由感應(yīng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成

感應(yīng)機(jī)構(gòu)主要有主雙金屬片、驅(qū)動(dòng)器件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔傳動(dòng)局部和觸點(diǎn)〕等組成，如圖5.56所示。

圖5.56熱繼電器的外形結(jié)構(gòu)圖

圖5.57雙金屬片受熱工作原理圖2〕工作原理

熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理，如圖5.58所示，其工作原理如下：

圖5.58帶斷相保護(hù)的熱繼電器

①電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的工作情況。正常使用時(shí)，使雙金屬片略有彎曲。熱繼電器觸點(diǎn)仍處于常閉狀態(tài)，不影響電路的正常工作，可以說(shuō)此時(shí)熱繼電器不起任何作用，僅相當(dāng)導(dǎo)線。

②電動(dòng)機(jī)