電氣控制技術(shù)項目化教程 第2版 課件 項目1 低壓電器的選用與維修

項目1低壓電器的選用與維修任務(wù)1.1開關(guān)電器的選用與檢修熔繼器的選用與檢修任務(wù)1.2接觸器的選用與檢修任務(wù)1.3任務(wù)1.4繼電器的選用與檢修主令電器的選用與檢修任務(wù)1.5知識目標(biāo):了解開關(guān)電器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。技能目標(biāo):掌握開關(guān)電器的安裝及檢修方法。素養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊合作意識。重點和難點:開關(guān)電器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：2學(xué)時

任務(wù)1.1開關(guān)電器的選用與檢修1.1.1任務(wù)分析

開關(guān)電器常用于隔離、轉(zhuǎn)換、接通及分?jǐn)嚯娐?，可用于機(jī)床電路的電源開關(guān)、局部照明電路的開關(guān)，有時也可以用來直接對小容量電動機(jī)的起動、停止和正反轉(zhuǎn)實施控制。通常使用的開關(guān)電器有刀開關(guān)、組合開關(guān)和低壓斷路器，如圖1-1所示。

1.1.2相關(guān)知識——開關(guān)電器的選用與檢修

1．刀開關(guān)刀開關(guān)是手動電器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，被廣泛應(yīng)用于各種配電設(shè)備和供電電路，一般用來作為電源的引入開關(guān)或隔離開關(guān)，也可用于小容量的三相異步電動機(jī)不頻繁地起動或停止的電路中。

(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)。開啟式負(fù)荷開關(guān)外形、結(jié)構(gòu)與符號如圖1-2所示。圖1-2開啟式負(fù)荷開關(guān)

1—上膠蓋2—下膠蓋3—插座4—觸刀5—操作手柄6—固定螺母7—進(jìn)線端8—熔絲9—觸點座10—底座11—出線端2．組合開關(guān)組合開關(guān)的作用：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制5kW以下電動機(jī)。組合開關(guān)的分類：按極數(shù)分有單極、雙極和三極，按層數(shù)分有三層、六層等。組合開關(guān)的外形、結(jié)構(gòu)與符號如圖1-6所示。圖1-6組合式開關(guān)外形、結(jié)構(gòu)、符號

1—手柄2—轉(zhuǎn)軸3—彈簧4—凸輪5—絕緣墊板6—動觸片7—靜觸片8—接線柱9—絕緣桿

3．低壓斷路器低壓斷路器俗稱自動開關(guān)或空氣開關(guān)，用于低壓配電電路中不頻繁的通斷控制。在電路發(fā)生短路、過載或欠電壓等故障時能自動分?jǐn)喙收想娐罚且环N控制兼保護(hù)電器。低壓斷路器分類：油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器。低壓斷路器外形、結(jié)構(gòu)與符號如圖1-8所示。圖1-8斷路器外形、結(jié)構(gòu)、符號1.1.3任務(wù)實施準(zhǔn)備元器件、工具，如表1-1所示。1.刀開關(guān)的選用與安裝（1）刀開關(guān)選用1）用于照明和電熱負(fù)載時，選用額定電壓220V或250V，額定電流不小于電路所有負(fù)載額定電流之和的兩極開關(guān)。2）用于控制電動機(jī)的直接起動和停止時，選用額定電壓380V或500V，額定電流不小于電動機(jī)額定電流3倍的三極開關(guān)。（2）安裝與使用1）開啟式負(fù)荷開關(guān)必須垂直安裝在控制屏或開關(guān)板上，且合閘狀態(tài)時手柄應(yīng)朝上，不允許倒裝或平裝，以防發(fā)生誤合閘事故。2）開啟式負(fù)荷開關(guān)控制照明和電熱負(fù)載使用時，要裝接熔斷器作短路和過載保護(hù)。3）更換熔體時，必須在閘刀斷開的情況下按原規(guī)格更換。4）在分閘和合閘操作時，應(yīng)動作迅速，使電弧盡快熄滅。2.組合開關(guān)的選用與安裝（1）組合開關(guān)的選用組合開關(guān)應(yīng)根據(jù)電源種類、電壓等級、所需觸點數(shù)、接線方式和負(fù)載容量進(jìn)行選用。1）用于照明或電熱電路時，組合開關(guān)的額定電流應(yīng)等于或大于電路中各負(fù)載電流的總和。2）用于直接控制異步電動機(jī)的起動和正、反轉(zhuǎn)時，開關(guān)的額定電流一般取電動機(jī)額定電流的1.5～2.5倍。（2）組合開關(guān)的安裝與使用1）HZ10系列組合開關(guān)應(yīng)安裝在控制箱（或殼體）內(nèi)，其操作手柄最好在控制箱的前面或側(cè)面。開關(guān)為斷開狀態(tài)時應(yīng)使手柄在水平旋轉(zhuǎn)位置。HZ3系列組合開關(guān)外殼上的接地螺釘應(yīng)可靠接地。2）若需在箱內(nèi)操作，開關(guān)最好裝在箱內(nèi)右上方，并且在它的上方不安裝其他電器，否則應(yīng)采取隔離或絕緣措施。3）組合開關(guān)的通斷能力較低，不能用來分?jǐn)喙收想娏?。用于控制異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)時，必須在電動機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動后才能反向起動，且每小時的接通次數(shù)不能超過15～20次。4）當(dāng)操作頻率過高或負(fù)載功率因數(shù)較低時，應(yīng)降低開關(guān)的容量使用，以延長其使用壽命。5）倒順開關(guān)接線時，應(yīng)將開關(guān)兩側(cè)進(jìn)出線中的一相互換，并看清開關(guān)接線端標(biāo)記，切忌接錯，以免產(chǎn)生電源兩相短路故障。1.1.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進(jìn)行任務(wù)實施，實施過程中的考評細(xì)節(jié)參見表1-5。1.1.5課后習(xí)題1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？2.刀開關(guān)應(yīng)如何安裝？為什么？低壓斷路器的作用是什么？分為哪兩類？由什么組成？知識目標(biāo):了解熔斷器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。技能目標(biāo):掌握熔斷器的安裝及檢修方法。素養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊合作意識。重點和難點:熔斷器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：2學(xué)時

任務(wù)1.2

熔斷器的選用與檢修1.2.1任務(wù)分析

熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、動作可靠、使用維護(hù)方便的保護(hù)電器。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中主要用作短路保護(hù)。使用時串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，如圖1-9所示。

圖1-9熔斷器1.2.2相關(guān)知識——熔斷器的選用與檢修

1．熔斷器熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)電路。熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，熔斷器以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實現(xiàn)短路保護(hù)及過載保護(hù)。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用維護(hù)方便、價格低廉、分?jǐn)嗄芰^高、限流能力良好等優(yōu)點，因此在電路中得到廣泛應(yīng)用。熔斷器外形結(jié)構(gòu)與符號如圖1-10。圖1-10熔斷器外形結(jié)構(gòu)與符號熔斷器組成部分：由熔體和安裝熔體的絕緣底座（或稱熔管）組成。熔體由易熔金屬材料鉛、鋅、錫、銅、銀及其合金制成，形狀常為絲狀或網(wǎng)狀。由鉛錫合金和鋅等低熔點金屬制成的熔體，因不易滅弧，多用于小電流電路；由銅、銀等高熔點金屬制成的熔體，易于滅弧，多用于大電流電路。熔斷器的分類：按結(jié)構(gòu)分為開啟式、半封閉式和封閉式；按有無填料分為有填料式、無填料式；按用途分為工業(yè)用熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器及自復(fù)式熔斷器等。熔斷器的使用選擇：（1）照電路要求和安裝條件選擇熔斷器的型號容量小的電路選擇半封閉式或無填料封閉式，短路電流大的選擇有填料封閉式，半導(dǎo)體元件選擇快速熔斷器。（2）按照電路電壓選擇熔斷器的額定電壓。（3）根據(jù)負(fù)載特性選擇熔斷器的額定電流。（4）選擇多級熔體配合時，后一級要比前一級小，總閘和各分支電流不一樣，熔絲的選擇也不一樣。1.2.3任務(wù)實施準(zhǔn)備元器件、工具，如表1-6所示。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。用于容量較小的照明電路，可選用RC1A系列插入式熔斷器；在開關(guān)柜或配電屏中可選用RM10系列無填料封閉管式熔斷器；對于短路電流相當(dāng)大或有易燃?xì)怏w的地方，應(yīng)選用RT0系列有填料封閉管式熔斷器；在機(jī)床控制電路中，多選用RL1系列螺旋式熔斷器；用于半導(dǎo)體功率元件及晶閘管保護(hù)時，則應(yīng)選用RLS或RS系列快速熔斷器等。2.熔體額定電流的選擇（1）對照明、電熱等電流較平穩(wěn)、無沖擊電流的負(fù)載短路保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流。對一臺不經(jīng)常起動且起動時間不長的電動機(jī)的短路保護(hù)，IRN≥（1.5～2.5）IN。（2）對多臺電動機(jī)的短路保護(hù)，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于其中最大容量電動機(jī)的額定電流INmax的1.5～2.5倍加上其他電動機(jī)額定電流的總和∑IN，即IRN≥（1.5～2.5）INmax＋∑IN（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電路的額定電壓；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?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。1.2.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進(jìn)行任務(wù)實施，實施過程中的考評細(xì)節(jié)參見表1-7。1.2.5課后習(xí)題1.熔斷器在電路中的主要作用是什么？2.熔斷器的選用原則有哪些？3.熔斷器由哪幾部分組成？分為哪幾類？知識目標(biāo):了解接觸器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。技能目標(biāo):掌握接觸器的安裝及檢修方法。素養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊合作意識。重點和難點:接觸器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：2學(xué)時

任務(wù)1.3

接觸器的選用與檢修1.3.1任務(wù)分析

接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)，適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開交、直流電路及大容量控制電路。主要控制對象是電動機(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。接觸器按主觸點通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種，如圖1－12所示。

圖1-12a)、專用接觸器b)、機(jī)械聯(lián)鎖可逆接觸器c)、電磁式接觸器d)、直流接觸器1.3.2相關(guān)知識——接觸器的選用與檢修

1．接觸器接觸器主要用于控制電動機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等，能頻繁地接通或斷開交直流主電路，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動控制。它具有低電壓釋放保護(hù)功能，在電力拖動自動控制電路中被廣泛應(yīng)用。外形、結(jié)構(gòu)與符號如圖1-13所示。接觸器型號與含義見1-14圖所示。圖1-14型號與含義接觸器的分類：接觸器有交流接觸器、直流接觸器。常用的交流接觸器有CJl0、CJl2、CJ10X、CJ20、CJXl、CJX2、3TB和3TD等系列。接觸器使用與選擇：（1）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器的類型。（2）額定電壓應(yīng)大于或等于主電路工作電壓。（3）額定電流應(yīng)大于或等于被控電路的額定電流。對于電動機(jī)負(fù)載，還應(yīng)根據(jù)其運行方式適當(dāng)增大或減小。（4）吸引線圈的額定電壓與頻率要與所在控制電路的選用電壓和頻率相一致。1.3.3任務(wù)實施準(zhǔn)備元器件、工具，如表1-8所示。1.接觸器的拆裝外觀結(jié)構(gòu)如圖1-15所示2．拆卸過程（1）松開線圈外部固定螺釘（兩顆），如圖1-16所示。（2）松開底蓋螺釘（兩顆）如圖1-17所示。圖1-17松開底蓋螺釘由于內(nèi)部有反作用力彈簧，所有在松開螺釘時用手指適當(dāng)用力按住底蓋，防止松開螺釘后內(nèi)部元件彈出來。（3）取出鐵心、彈簧夾片和反作用力彈簧，如圖1-18所示。（4）取出線圈，如圖1-19所示。3．接觸器的安裝安裝過程與拆除的過程相反.1.3.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進(jìn)行任務(wù)實施，實施過程中的考評細(xì)節(jié)參見表1-9。1.3.5課后習(xí)題1.簡述交流接觸器的主要工作原理。2.交流接觸器由哪幾部分組成？3.交流接觸器鐵心噪聲過大的原因有哪些？知識目標(biāo):了解繼電器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。技能目標(biāo):掌握繼電器的安裝及檢修方法。素養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊合作意識。重點和難點:繼電器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：2學(xué)時

任務(wù)1.4

繼電器的選用與檢修1.4.1任務(wù)分析

繼電器主要作用是起到控制、檢測、保護(hù)、調(diào)節(jié)和信號轉(zhuǎn)換等。它是一種自動和遠(yuǎn)距離操縱的電器，被廣泛應(yīng)用于電力拖動控制系統(tǒng)、遙控、遙測系統(tǒng)、電力保護(hù)系列以及通信系統(tǒng)。也是現(xiàn)代電氣裝置中最基本的元器件之一。

圖1-23繼電器1.4.2相關(guān)知識——繼電器的選用與檢修

1．熱繼電器熱繼電器主要用于電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)負(fù)載的過載保護(hù)。熱繼電器工作原理：當(dāng)電動機(jī)正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使熱繼電器的觸點動作。當(dāng)電動機(jī)過載時，雙金屬片彎曲位移增大，推動導(dǎo)板使常閉觸點斷開，從而切斷電動機(jī)控制電路以起保護(hù)作用。熱繼電器結(jié)構(gòu)與符號如圖1-24所示。2．時間繼電器時間繼電器作為延時元件，通?？稍诮涣?0Hz、60Hz、電壓380V、直流220V的控制電路中作延時元件，按照預(yù)定的時間去接通或分?jǐn)嚯娐贰r間繼電器外形與符號如圖1-26所示。圖1-26空氣阻尼式時間繼電器外形、結(jié)構(gòu)和圖形符號1.4.3任務(wù)實施準(zhǔn)備元器件、工具，如表1-10所示。1.熱繼電器的選擇

熱繼電器的技術(shù)參數(shù)主要有額定電壓、額定電流、整定電流和熱元件規(guī)格，選用時，一般只考慮其額定電流和整定電流兩個參數(shù)，其他參數(shù)只有在特殊要求時才考慮。(1)額定電壓是指熱繼電器觸點長期正常工作所能承受的最大電壓。(2)額定電流是指熱繼電器允許裝入熱元件的最大額定電流，根據(jù)電動機(jī)的額定電流選擇熱繼電器的規(guī)格，一般應(yīng)使用熱繼電器的額定電流略大于電動機(jī)的額定電流。(3)整定電流是指長期通過熱元件而熱繼電器不動作的最大電流。一般情況下，熱元件的整定電流為電動機(jī)額定電流的0．95─1．05倍；若電動機(jī)拖動的是沖擊性負(fù)載或起動時間較長及拖動設(shè)備不允許停電的場合，熱繼電器的整定電流值可取電動機(jī)額定電流的1．1─1．5倍，若電動機(jī)的過載能力較差，熱繼電器的整定電流可取電動機(jī)額定電流的0.6─0.8倍。(4)當(dāng)熱繼電器所保護(hù)的電動機(jī)繞組是Y形接法時，可選用兩相結(jié)構(gòu)或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；當(dāng)電動機(jī)繞組是△形接法時，必須采用三相結(jié)構(gòu)帶斷相保護(hù)的熱繼電器。2.熱繼電器安裝(1)必須按照產(chǎn)品說明書中規(guī)定的方式安裝，安裝處的環(huán)境溫度應(yīng)與所處環(huán)境溫度基本相同。當(dāng)與其他電器安裝在一起時，應(yīng)注意將熱繼電器安裝在其他電器的下方，以免其動作特性受到其他電器發(fā)熱的影響。(2)熱繼電器安裝時，應(yīng)清除觸點表面塵污，以免因接觸電阻過大或電路不通而影響熱繼電器的動作性能。(3)熱繼電器出線端的連接導(dǎo)線應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)選用。導(dǎo)線過細(xì)，軸向?qū)嵝圆?，熱繼電器可能提前動作；反之，導(dǎo)線過粗，軸向?qū)徇^快，繼電器可能滯后動作。(4)使用中的熱繼電器應(yīng)定期通電校驗。(5)熱繼電器在使用中應(yīng)定期用布擦凈塵埃和污垢，若發(fā)現(xiàn)雙金屬片上有銹斑，應(yīng)用清潔棉布蘸汽油輕輕擦除，切忌用砂紙打磨。(6)熱繼電器在出廠時均調(diào)整為手動復(fù)位方式，如果需要自動復(fù)位，只要將復(fù)位順時針方向旋轉(zhuǎn)3～4圈，并稍微擰緊即可。1.4.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進(jìn)行任務(wù)實施，實施過程中的考評細(xì)節(jié)參見表1-12。1.4.5課后習(xí)題1.熱繼器在電路中主要作用？2.電動機(jī)起動時電流很大，為什么熱繼電器不會動作？3.時間繼電器的延時方式有哪幾種？知識目標(biāo):了解主令電器的基本結(jié)構(gòu)、分類及選用方法。技能目標(biāo):掌握主令電器的安裝及檢修方法。素養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認(rèn)真負(fù)責(zé)、精心操作的工作習(xí)慣，以及團(tuán)隊合作意識。重點和難點:主令電器的選用、安裝調(diào)試及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：2學(xué)時

任務(wù)1.5

主令電器的選用與檢修1.5.1任務(wù)分析

主令電器用于在控制電路中以開關(guān)接點的通斷形式來發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對應(yīng)的控制任務(wù)。主令電器應(yīng)用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、選擇開關(guān)、足踏開關(guān)等。

1.5.2相關(guān)知識——主令電器的選用與檢修

1．按鈕按鈕俗稱控制按鈕或按鈕開關(guān)。按鈕在電路中發(fā)出起動或者停止指令，是一種短時間接通或斷開小電流電路的手動控制器，常控制點起動器、接觸器、繼電器等電器線圈電流的接通或斷開。按鈕外形結(jié)構(gòu)與符號如圖1-29所示。2．行程開關(guān)行程開關(guān)俗稱限位開關(guān)。它是一種實現(xiàn)行程控制的小電流（5A以下）的主令電器。行程開關(guān)是利用機(jī)械運動部件的碰撞使其觸點動作，通過觸點的開合控制其他