電器培訓(xùn)課件

《電器》

電子教案

內(nèi)燃、電力機車都是通過牽引電機將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能從而驅(qū)動機車車輛運行，機車車輛要在即安全又簡便的操縱下獲得不同工況下的良好運行性能，就需要一系列不同性能、不同作用、不同型號的電器設(shè)備可靠地工作。電器部件的工作貫穿于機車的整個操作過程。例如，對電路實行通、斷控制，對電動機實行啟動、制動、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制，對用電設(shè)備進行過載、短路、過壓保護，在電路中傳遞、轉(zhuǎn)換、放大電或非電的信號，自動檢測電器設(shè)備的電壓和電流值，以及控制車門開、關(guān)等，都需要用不同的電器來完成。

第一章電器基礎(chǔ)知識第一節(jié)概述一、電器的定義凡事根據(jù)外界特定信號、自動或手動地接通或斷開電路，對電路或非電對象起開關(guān)、控制、保護與檢測作用的電工設(shè)備。二、電器的基本結(jié)構(gòu)電器的種類繁多，由于它們的作用和應(yīng)用條件不同，其外形、尺寸、質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)都有較大的差異，但基本結(jié)構(gòu)主要包括以下三部分:1.感應(yīng)機構(gòu)(電磁機構(gòu))其主要任務(wù)是接收輸入信號，包括電壓、電流等電信號，也包括壓力、速度、溫度等非電信號。2.執(zhí)行機構(gòu)(觸頭系統(tǒng))其主要任務(wù)是接收感應(yīng)機構(gòu)傳來的信號而動作，以實現(xiàn)變換、控制、保護、檢測電路等職能。3.滅弧機構(gòu)(保護機構(gòu))其主要任務(wù)是盡快熄滅電器觸頭在開斷電路時產(chǎn)生的電弧，以保護電器觸頭不受損傷，從而延長電器的壽命。三、電器的分類電器產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用十分廣泛，由于其功能多樣，工作原理各異，所以有不同的分類方法。1.按電器所接入的電路分(1)主電路電器:接在動力回路中的電器，如受電弓、主斷路器、避雷器、主變壓器等(2)輔助電路電器:接在輔助回路，如劈相機、壓縮機、通風(fēng)機、交流電磁接觸器等。(3)控制電路電器:用于控制和操作主、輔電路的電器，如:司機控制器、各種繼電器、以及相應(yīng)的自動開關(guān)等。2.按電器的用途分(1)控制電器:用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如:接觸器、繼電器以及各種高低壓隔離開關(guān)等。(2)保護電器:用于保護電路、用電設(shè)備的電器，如熔斷器、熱繼電器、自動開關(guān)、過載繼電器、接地繼電器及避雷器等。(3)檢測電器:用于監(jiān)測各種電壓、電流信號的電器，如傳感器、互感器等。(4)受流器:用于在接觸網(wǎng)或第三軌上受取電流的電器，如受電弓、集電靴等。3.按傳動方式分(1)手動電器:如各種手動開關(guān)、按鈕、司機控制器等。(2)電空傳動電器:靠壓縮機推動觸頭動作的電器，如電控閥、電空接觸器等。(3)電磁傳動電器:靠電磁鐵帶動觸頭動作的電器，如電磁接觸器、電磁繼電器等。4.按執(zhí)行機構(gòu)分(1)有觸點電器:利用動、靜觸頭的接觸和分離來實現(xiàn)電路的通、斷。(2)無觸點電器:主要利用晶體管的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來控制電路的通、斷與保護。5.按電壓高低分(1)高壓開關(guān)電器:如主斷路器、受電弓、高壓電壓互感器、主變壓器等。(2)低壓開關(guān)電器: 如繼電器、司機控制器、自動開關(guān)、直流接觸器等。6.按電流種類分(1)直流電器(2)交流電器四、電器的主要技術(shù)參數(shù)(1)額定電壓:在規(guī)定條件下，保持電器正常工作的電壓值。(2)額定電流:在規(guī)定條件下，保持電器正常工作的電流值。(3)額定發(fā)熱電流:在規(guī)定條件下，電器各零部件溫升不超過極限值時所承受的最大電流值。(4)額定持續(xù)電流:在規(guī)定條件下，電器在長期工作制中，各零部件溫升不超過規(guī)定極限值時所承受的最大電流值。(5)機械壽命:在無負載操作條件下，電器打開或閉合而各零部件無損壞的極限動作次數(shù)。(6)電器壽命:額定負載時，在規(guī)定的條件下，電器打開或閉合而無零部件損壞的極限動作次數(shù)。

復(fù)習(xí)與思考1．電器基本結(jié)構(gòu)包括哪三部分？2．電器如何分類？3．電器的主要參數(shù)有哪些？第二節(jié)電器的發(fā)熱及冷卻

一、電器的發(fā)熱

電器在工作中會產(chǎn)生各種損耗，這些損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，其中一部分散發(fā)到周圍介質(zhì)中，另一部分會加熱電器的零部件，使其溫度升高。電器的零部件主要有導(dǎo)電材料、導(dǎo)磁材料和絕緣材料等制成。電器溫度過高會使導(dǎo)電材料、導(dǎo)磁材料的機械強度，導(dǎo)磁性能下降，溫度過高會使絕緣材料老化，使用壽命縮短，嚴重時還會引起擊穿而損壞電器。電器觸頭溫度升高會使其表面氧化加劇，氧化膜引起接觸電阻增加，加劇觸頭溫度再升高，甚至使觸頭熔焊而無法斷開，特別是銅觸頭，氧化銅膜導(dǎo)電性能差，使接觸電阻增大，觸頭接觸處發(fā)熱加劇，而發(fā)熱又進一步氧化，從而形成惡性循環(huán)。銀觸頭發(fā)熱形成氧化銀膜導(dǎo)電性能好，容易擦除。銀觸頭的滑動摩擦力會隨溫度升高而訊速增加，因此銀觸頭通常采用無滑動摩擦的結(jié)構(gòu)，而銅觸頭采用滑動摩擦方式以清除觸頭表面的氧化銅。溫升電器溫度升高后，其本身溫度與周圍環(huán)境溫度之差，稱為溫升。發(fā)熱溫升極限保證電器的機械強度、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、絕緣性不受危害的極限溫度。允許溫升我國國家標準規(guī)定最高環(huán)境溫度為+40℃，允許溫升＝發(fā)熱溫度極限－40℃

二、電器的散熱電器工作時，只要電器溫度高于周圍介質(zhì)及接觸零件的溫度，它便向周圍介質(zhì)散熱。所以發(fā)熱和散熱同時存在于電器工作過程中。使用電器時，既要減少損耗和發(fā)熱，又要增強散熱。電器的散熱以熱傳導(dǎo)、對流與輻射三種基本方式進行。熱傳導(dǎo)是指發(fā)熱體的熱量由較熱部分向較冷部分傳播，或由發(fā)熱體向與它接觸的溫度較低的物體傳播。對流時指借流體(氣體或液體)的運動而傳播熱量，熱量轉(zhuǎn)移。自然對流是靠近發(fā)熱體的流體被加熱，帶走發(fā)熱體的熱量。強迫對流是在外力作用下(如通風(fēng)機、液力泵)強迫流體運動，帶走發(fā)熱體的熱量。熱輻射是發(fā)熱體的熱量以電磁波的形成而轉(zhuǎn)移的過程。熱輻射能在真空或氣體中傳遞熱量，但不能在固體和液體物質(zhì)中傳遞。三、電器的發(fā)熱工作制1.長期工作制八小時工作制、不間斷工作制都屬于長期工作制。它們的通電時間大于5小時，電器通電后連續(xù)工作到發(fā)熱穩(wěn)定，此時溫升達到穩(wěn)定值。其特點是電器損耗所產(chǎn)生的熱量全部散發(fā)到周圍介質(zhì)中。2.短時工作制電器的短時工作制是指電器通電時間小于5小時，斷電時間大于5小時，溫升未達到穩(wěn)定就停止工作，并且下一次工作要等到電器冷卻到周圍介質(zhì)溫度。例如機車主斷路器中的分、合閘電磁鐵即屬于短時工作制情況，它分別僅在分、合閘時短時通電，分、合閘結(jié)束時就斷電。3.間斷工作制(反復(fù)短時工作制)間斷工作制是指電器在通電和斷電時間都小于5小時。通電時間內(nèi)溫度未達到穩(wěn)定值，斷電后又不能冷卻到周圍介質(zhì)溫度。多次重復(fù)通電后，電器可能達到穩(wěn)定溫升。

復(fù)習(xí)與思考1、簡述溫升和允許溫升的定義2、簡述電器在不同工作制下的發(fā)熱情況3、簡述電器的三種散熱方式的原理第三節(jié)電器的執(zhí)行機構(gòu)一、觸頭是電器的執(zhí)行機構(gòu)，用來直接接通或斷開被控電路的零件，固定不動的為靜觸頭，可以活動的是動觸頭二、對觸頭的基本要求根據(jù)觸頭的工作情況，為了保證電器可靠工作和有足夠的壽命，對觸頭有如下要求：1、工作可靠，接觸電阻要小；2、有足夠的機械強度；3、長期通過額定電流時，溫升不超過規(guī)定值；4、通過短路電流時，有足夠的電動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性；5、有足夠抵抗外界腐蝕(如氧化、化學(xué)氣體腐蝕)的能力；6、壽命長。三、觸頭的分類觸頭可按以下方法分類：1．按觸頭工作情況可分為有載開閉(斷、合過程有電流通過)和無載開閉兩種。2．按開斷點數(shù)目可分為單斷點式和雙斷點式觸頭。3．按觸頭正常工作位置可分為常開觸頭和常閉觸頭。4．按結(jié)構(gòu)和形狀可分為指形觸頭和橋式觸頭等。5．按觸頭相互運動狀態(tài)可分為滑動式和滾動式(轉(zhuǎn)換開關(guān))兩種。6．按觸頭的接觸方式可分為面接觸、線接觸和點接觸三種。四、觸頭接觸面形式的選擇對于點、線、面三種接觸形式，它們各自的特點和適用場合如下：1．點接觸點接觸觸頭是指兩個導(dǎo)體只在一點或者很小的面積上發(fā)生接觸的觸頭(如點與點或點與面的接觸)。特點:觸頭間是“點”與“點”的接觸。其散熱條件差，機械強度較弱，接觸面積小，接觸電阻大。只適用于開斷負荷小的觸頭，多用于10A以下的繼電器,用于控制電路。2．面接觸面接觸是指兩個導(dǎo)體有著較廣的表面發(fā)生接觸(如平面對平面)。其接觸面積和觸頭壓力均較大。此種形式應(yīng)用較少，僅用于大電流，接觸壓力大的場合，如固定母線接觸、大容量的接觸器和斷路器的主觸頭、閘刀開關(guān)等，多用于主電路。3．線接觸線接觸是指兩個導(dǎo)體沿著線或較窄的面積發(fā)生的接觸(如圓柱對圓柱、圓柱對平面)。在同一壓力條件下，線接觸的接觸電阻比前兩種較低。線接觸觸頭的制造、調(diào)整、裝配均比較方便，因而得到廣泛的采用。常用于幾十安至幾百安電流的中等容量的電器，如接觸器、自動開關(guān)及高壓開關(guān)電器的主觸頭。

五、觸頭的參數(shù)1．觸頭的結(jié)構(gòu)尺寸，主要是根據(jù)觸頭工作時的發(fā)熱條件確定，同時要考慮到它的機械強度與工作壽命等條件。2．觸頭的開距觸頭處于斷開位置時，動靜觸頭之間的最小距離稱為觸頭的開距或行程。3．觸頭的超程觸頭的超程是指觸頭對完全閉合后，如果將靜觸頭移開，動觸頭在觸頭彈簧的作用下繼續(xù)前移的距離。4．觸頭的初壓力觸頭閉合后，其接觸處有一定的互壓力，稱為觸頭壓力。它是由調(diào)節(jié)觸頭彈簧預(yù)壓縮量來保證的。5．觸頭終壓力動、靜觸頭閉合終了時，觸頭間的接觸壓力稱為終壓力。它是由觸頭彈簧最終壓縮量來決定的。6．觸頭的研距動觸頭和靜觸頭接觸過程中，觸頭接觸表面既有滾動，又有滑動，這種滾動和滑動稱為觸頭的研磨過程。由研磨所產(chǎn)生的距離稱為研距。研磨過程的作用可以擦除觸頭表面的氧化層及贓污，減小接觸電阻。一、接觸電阻的產(chǎn)生1．收縮電阻當電流通過實際接觸面積時，電流只從接觸點上通過，在這些接觸點附近，迫使電流線發(fā)生收縮。由于有效接觸面積(即實際接觸面積)小于視在接觸面積，由此產(chǎn)生的附加電阻稱為收縮電阻。2．表面膜電阻由于種種原因，在觸頭的接觸表面上覆蓋著一層導(dǎo)電性很差的薄膜(金屬的氧化物)，其導(dǎo)電性很差，也可能是落在接觸表面上的灰塵、污物或夾在接觸面間的油膜、水膜等，由此而形成的附加電阻，稱為表面膜電阻。六、觸頭的接觸電阻二、影響接觸電阻的因素影響接觸電阻的因素有接觸壓力、觸頭材料、觸頭溫度、觸頭表面情況、接觸形式及化學(xué)腐蝕等。1．接觸壓力的影響接觸壓力對接觸電阻的影響最大，當接觸壓力很小時，接觸壓力微小的變化都會使接觸電阻值產(chǎn)生很大的波動。2．觸頭材料的影響觸頭材料對接觸電阻的影響主要決定于觸頭材料的電阻系數(shù)、材料的抗壓強度、材料的化學(xué)性能等。3．觸頭溫度的影響觸頭的接觸電阻與它本身的金屬電阻一樣，也受溫度的影響，隨著觸頭溫度的升高，接觸電阻增加。4．觸頭表面情況的影響三、減小接觸電阻的方法為了避免觸頭超過允許溫升，一方面要盡量減小接觸電阻；另一方面應(yīng)具有足夠的觸頭散熱面積。根據(jù)接觸電阻的形成原因，減小接觸電阻一般可采用下列方法：1.增加接觸點數(shù)目。選擇適當?shù)慕佑|形式，用適當?shù)姆椒庸そ佑|表面，并在接觸處加一定的壓力，均可使接觸點數(shù)目增加。2.選擇合適的材料。采用本身電阻系數(shù)小，且不易氧化或氧化膜電阻較小的材料作為接觸導(dǎo)體，或作為接觸面的覆蓋層。3.觸頭在開閉過程中應(yīng)具有研磨過程，以擦去氧化膜。4.經(jīng)常對觸頭清掃，使觸頭表面無油污、塵埃，保持干燥。一、產(chǎn)生振動的原因觸頭在閉合過程中，觸頭間的碰撞、觸頭間的電動斥力和銜鐵與鐵心的碰撞都可能引起觸頭的機械振動。二、減小振動的方法為了提高觸頭的使用壽命，必須減小觸頭的振動。減小觸頭振動有如下幾種方法：1．使觸頭具有一定的初壓力。2．降低動觸頭的閉合速度，以減小碰撞動能。3．減小動觸頭的質(zhì)量，以減小碰撞動能，從而減小觸頭的振幅。4．對于電磁式電器，減小銜鐵和靜鐵心碰撞時引起的磁系統(tǒng)的振動，以減小觸頭的二次振動。其方法是吸力特性與反力特性有良好的配合及鐵心具有緩沖裝置。七、觸頭的振動一、觸頭磨損的原因觸頭在多次接通和斷開有載電路后，它的接觸表面將逐漸產(chǎn)生磨耗和損壞，這種現(xiàn)象稱為觸頭的磨損。觸頭磨損包括機械磨損、化學(xué)磨損和電磨損。機械磨損是在觸頭閉合和打開時研磨和機械碰撞所造成的，它使得觸頭接觸面產(chǎn)生壓皺、裂痕或塑性變形和磨損。化學(xué)磨損是由于周圍介質(zhì)中的腐蝕性氣體或蒸汽對觸頭材料浸蝕所造成的，它使得觸頭表面形成非導(dǎo)電性薄膜，致使接觸電阻變大，且不穩(wěn)定，甚至完全破壞了觸頭的導(dǎo)電性能。機械磨損和化學(xué)磨損一般很小，約占全部磨損的10％左右。觸頭的磨損主要取決于電磨損。在觸頭閉合電流時產(chǎn)生的電磨損，主要是由于觸頭碰撞引起的振動所產(chǎn)生的，在觸頭開斷電流時所產(chǎn)生的電磨損，主要是由高溫電弧造成的。八、觸頭的磨損二、減小電磨損的方法1．減小觸頭開斷過程中的磨損，其方法如下：(1)合理選擇滅弧系統(tǒng)的參數(shù)。(2)對于交流電器(如交流接觸器)宜采用去離子?xùn)艤缁∠到y(tǒng)，利用交流電流通過自然零點時不再重燃而熄弧，減小觸頭的電磨損。(3)采用熄滅火花的電路，以減小觸頭的電磨損。這種方法就是在弱電流觸頭電路中，在觸頭上并聯(lián)電阻、電容，以熄滅觸頭上的火花。這種火花熄滅電路對開斷小功率直流電路很有效。(4)正確選用觸頭材料。例如，鎢、鉬的熔點和汽化點高，因此，鎢、鉬及其合金具有良好的抗磨損特性。2．減小觸頭閉合時的磨損觸頭閉合時的磨損主要是由于觸頭在閉合過程中的振動所引起的，因此，為了減小觸頭的電磨損，必須減小觸頭的機械振動。觸頭所采用的材料關(guān)系到觸頭工作的可靠性，尤其是對觸頭磨損影響甚大。根據(jù)各種電器的任務(wù)和使用條件的不同，對觸頭材料性能的要求亦不同，一般要求如下：(1)電氣性能：要求材料本身的電阻系數(shù)小，接觸電阻小且在長期工作中能保持穩(wěn)定。(2)熱性能：要求熔點高，導(dǎo)熱性好，熱容量大。(3)機械性能：要有適當?shù)膹姸群陀捕?，耐磨性好?4)化學(xué)性能：要具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，在常溫下不易氧化，或者氧化物的電阻盡量小，耐腐蝕。此外，還要考慮材料的可加工性能好，價格便宜，經(jīng)濟適用。但實際上是不可能同時滿足以上各項要求的，而只能根據(jù)觸頭的工作條件及負荷的大小，滿足其主要的性能要求。觸頭材料分為三大類，即純金屬、合金和金屬陶冶材料。九、觸頭的材料復(fù)習(xí)與思考：1、簡述觸頭接觸電阻產(chǎn)生的原因并提出減小方法。2、分析觸頭振動的原因并提出減小方法。3、分析產(chǎn)生觸頭磨損的幾種原因。3、簡述減小觸頭電磨損的方法。第四節(jié)電弧的形成與熄滅

電弧的定義電弧是氣體放電的一種形式。氣體放電分為自持放電與非自持放電兩類，電弧屬于氣體自持放電中的弧光放電。試驗證明，當在大氣中開斷或閉合電壓超過10V、電流超過80mA的電路時，在動、靜觸頭間隙(或稱弧隙)中會產(chǎn)生一團溫度極高、亮度極強并能導(dǎo)電的氣體，發(fā)出耀眼的白光稱為電弧。電弧的結(jié)構(gòu)分為3個區(qū)域，即近陰極區(qū)、近陽極區(qū)及弧柱區(qū)。電弧的分類電弧按其外形分為長弧與短弧。長短之別一般取決于弧長與弧徑之比。一、開斷電路時電弧產(chǎn)生的物理過程當觸頭開斷，在觸頭間隙中有電弧燃燒時，電路仍然導(dǎo)通。這說明此時觸頭間隙的氣體由絕緣狀態(tài)變成了導(dǎo)電狀態(tài)。氣體呈導(dǎo)電狀態(tài)的原因是由于原來的中性氣體分解為電子和離子，即氣體被游離，此過程稱為氣體的游離過程。游離的幾種形式：陰極熱發(fā)射電子-接觸電阻增大，陰極表面溫度升高發(fā)射電子陰極冷發(fā)射電子-強電場作用拉出電子碰撞游離-碰撞后不斷產(chǎn)生電子，在外電場作用下，氣體擊穿形成電弧放電熱游離-氣體分子高溫運動碰撞形成離子，電弧靠熱游離維持電弧產(chǎn)生和熄滅的物理過程二、電弧熄滅的物理過程電弧的維持靠熱游離，必須對電弧冷卻，熄滅電弧。電弧中發(fā)生氣體游離現(xiàn)象的同時還存在一個相反的過程，正負離子中和，我們稱之為消游離。消游離的方式分為兩類：復(fù)合和擴散。電子運動速度小時直接復(fù)合，速度高時撞擊中性分子，速度減慢，正負離子中和形成間接復(fù)合。加入空氣冷卻可增強滅弧及空氣吹弧。擴散是帶電粒子從電弧區(qū)移動到冷卻介質(zhì)中去，因冷卻而中和。當游離占優(yōu)時，電弧擴大，當消游離占優(yōu)時，電弧熄滅。當游離與消游離作用相等時，電弧穩(wěn)定燃燒處在熱動平衡狀態(tài)。要熄滅電弧必須增強消游離作用，抑制游離作用。一、直流電弧的伏安特性

直流電弧及其熄滅直流電弧的伏安特性是指直流電弧穩(wěn)定燃燒時，電弧兩端電壓與電弧中通過電流的關(guān)系。電弧電流增加時，游離作用加強，電阻下降，電弧電壓減小，普通電路電阻值不變，電阻上的電壓會增加。二、直流電弧的熄滅消除穩(wěn)定燃燒點，電動力或機械力拉長電弧，再利用磁吹或氣吹等方法冷卻，加強消離作用，熄滅電弧。

一、交流電弧的伏安特性在交流電路中，電流瞬時值隨時間變化，每個周期有兩次過零點，電弧溫度、直徑及電弧電壓隨時間變化-動特性。電弧溫度的變化總滯后電流的變化-電弧的熱慣性。電流小時，電弧電壓高。交流電弧及其熄滅交流電弧及其伏安特性二、交流電弧的熄滅交流電弧電流通過零點時，由于電源停止供給電弧能量，熱游離迅速下降，為電弧的最終熄滅創(chuàng)造了最有利的條件，此時只要采取一定的消游離措施，使少量的剩余離子復(fù)合，就能防止電弧在下半周重燃，使電弧最終熄滅。因此，交流電弧比直流電弧容易熄滅。我們通常把利用電弧電流自然過零的特點進行的熄弧稱為零點熄弧原理。交流電弧過零后，電弧是否重燃取決于弧隙介質(zhì)強度和弧隙電壓的恢復(fù)過程。1.弧隙介質(zhì)強度的恢復(fù)過程能夠承受外加電壓而不致使弧隙擊穿的電壓-弧隙介質(zhì)強度，介質(zhì)強度恢復(fù)快慢取決于滅弧裝置結(jié)構(gòu)和滅弧介質(zhì)的性質(zhì)2.弧隙電壓的恢復(fù)過程交流電流過零后，弧隙電壓逐漸增長，直到恢復(fù)電源電壓，恢復(fù)過程與線路參數(shù)、負荷性質(zhì)有關(guān)。3.交流電弧的熄滅的熄滅條件弧隙介質(zhì)強度的恢復(fù)速度大于弧隙電壓的恢復(fù)速度。熄滅電弧的方法及裝置為了減少電弧對觸頭的燒損和限制電弧擴展的空間而采用的裝置-滅弧裝置。采取拉長電弧、降低溫度、將長弧變短弧、將電弧防置在特殊介質(zhì)中、增大氣體介質(zhì)壓力等方法1.機械力拉長電器觸頭分斷過程中，電弧實際被不斷拉長，該長度即開距2.回路電動力拉長載流電弧受到電磁力作用發(fā)生變形被拉長3.磁吹滅弧磁吹滅弧是利用外加電動力使電弧拉長以致熄滅的滅火方法。

磁吹滅弧裝置示意圖1－磁吹鐵心；2－導(dǎo)弧角；3－滅弧罩；4－磁吹線圈；5－鐵夾板；6－靜觸頭；7－動觸頭；8－絕緣套。作用原理:在觸頭電路中串入磁吹線圈，該線圈產(chǎn)生的磁場由導(dǎo)磁夾板引向觸頭周圍；磁吹線圈產(chǎn)生的磁場與電弧產(chǎn)生的磁場相互疊加，并且這兩個磁場在電弧的下方，其方向相反，下方的磁場強于上方，電弧在下方磁場的作用力下受力拉長并吹離觸頭，經(jīng)導(dǎo)弧角進入滅弧罩，熄滅電弧。4.滅弧柵滅弧滅弧柵由外鍍鋼片和石棉絕緣板組成，它們彼此絕緣，片間距離一般為2-3mm,這些金屬片稱為柵片，安裝在滅弧罩內(nèi)。交流接觸器的柵片滅弧原理:由于觸點上方的鋼質(zhì)柵片磁阻很小，電弧上部磁通大都進入柵片，使電弧周圍空氣中的磁場分布形成上疏下密，將電弧拉人滅弧柵。電弧被柵片分割成若干短弧，利用交流電弧的陰極效應(yīng)達到熄滅電弧的目的。5.滅弧罩滅弧滅弧罩是是用來拉長和冷卻電弧，讓電弧與固體介質(zhì)相接觸，降低電弧溫度，從而加速電弧熄滅的比較常用的裝置；滅弧罩都是裝在分斷大電流的電器觸頭上。滅弧罩根據(jù)縫的寬度與電弧直徑之比可分為窄縫與寬縫。縫的寬度小于電弧直徑的稱窄縫，反之，大于電弧直徑的稱寬縫。根據(jù)縫的軸線與電弧軸線間的相對位置關(guān)系可分為縱縫滅弧罩與橫縫滅弧罩?？v向窄縫式滅弧罩縱向?qū)捒p式滅弧罩橫向絕緣柵片式滅弧罩1)縱縫滅弧罩縱縫多是上寬下窄，以減小電弧進入時的阻力?？v縫滅弧有縱向窄縫式、縱向?qū)捒p式、縱向曲縫式三種。2)橫向金屬柵片滅弧裝置橫向金屬柵片又稱去離子?xùn)?，它利用的是短弧滅弧原理。用磁性材料的金屬片置于電弧中，將電弧分成若干短弧，利用交流電弧的近陰極效應(yīng)和直流電弧的近極壓降來達到熄滅電弧的目的。橫向金屬柵片滅弧罩結(jié)構(gòu)、原理示意圖（a）電弧在橫向金屬柵中狀況；（b）橫向金屬柵對電弧的作用；（c）橫向金屬柵滅弧原理。1－入柵片前的電??；2－金屬柵；3－入柵片后的電弧。3)氣吹滅弧裝置氣吹滅弧是利用壓縮空氣來熄滅電弧的。壓縮空氣作用于電弧，可以很好地冷卻電弧、提高電弧區(qū)的壓力、很快帶走殘余的游離氣體，所以有較高的滅弧性能。氣吹滅弧的滅弧能力較強，用于高壓電器中。按照氣流吹弧的方向，它可以分為橫吹和縱吹兩類。縱吹滅弧裝置1－動觸頭；2－滅弧室瓷罩；3－靜觸頭；4－壓縮空氣；5－電弧。4)真空滅弧真空滅弧是使觸頭電弧的產(chǎn)生和熄滅在真空中進行，它是依據(jù)零點熄弧原理，以真空為熄弧介質(zhì)工作的。在真空中氣體很稀薄，電子的自由行程遠大于觸頭間的距離。當真空度為10－5mm汞柱時，電子的自由行程達43m。自由電子在弧隙中作定向運動時幾乎不會和氣體分子或原子相碰撞，不會產(chǎn)生碰撞游離。所以將觸頭置于真空中斷開時產(chǎn)生的電弧則是由于陰極發(fā)射電子和產(chǎn)生的金屬蒸氣被電離而形成的。當電弧電流接近零時，陰極發(fā)射的電子和金屬蒸氣減少，弧隙中殘留的金屬蒸氣和等離子體向周圍真空迅速擴散。這樣，弧隙可以在數(shù)微秒之內(nèi)由導(dǎo)電狀態(tài)恢復(fù)到真空間隙的絕緣水平。因此，在真空中觸頭有很高的介質(zhì)恢復(fù)速度、絕緣能力和分斷電流的能力。5)油冷滅弧油冷滅弧是將電弧置于液體介質(zhì)(一般為變壓器油)中，電弧將油汽化、分解而形成油氣。油氣中主要成分是氫，在油中以氣泡的形式包圍電弧。氫氣具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，這就使電弧的熱量容易散發(fā)。另外，由于存在著溫度差，所以氣泡產(chǎn)生運動，又進一步加強了電弧的冷卻。若再要提高其滅弧效果，可在油箱中加設(shè)一定機構(gòu)，使電弧定向發(fā)生運動，這就是油吹滅弧。由于電弧在油中滅弧能力比大氣中拉長電弧大得多，所以這種方法一般用于高壓電器中，如油開關(guān)。復(fù)習(xí)與思考1、簡述電弧的產(chǎn)生與熄滅的物理過程2、分析直流電弧和交流電弧熄滅的條件3、分析各種滅弧裝置或滅弧方法滅弧的原理第五節(jié)電器的電磁機構(gòu)一、電磁傳動裝置的基本組成電磁傳動裝置是一種通過電磁鐵把電磁能轉(zhuǎn)變成機械能來驅(qū)使電器觸頭動作的機構(gòu)。電磁鐵主要由吸引線圈和磁系統(tǒng)兩部分組成。磁系統(tǒng)一般由鐵芯、磁軛和銜鐵三部分組成。電磁傳動裝置電磁鐵的工作原理1－銜鐵；2－極靴；3－線圈；4－鐵芯；5－磁軛；6－非磁性墊片；7－反力彈簧；8－調(diào)節(jié)螺釘。二、電磁傳動裝置的工作原理當線圈通入電流后，將產(chǎn)生磁場，磁通經(jīng)過鐵芯、銜鐵和工作氣隙形成閉合回路。在鐵芯和銜鐵端面上出現(xiàn)不同極性的磁極，彼此吸引，產(chǎn)生的電磁力將銜鐵吸向鐵芯。同時銜鐵還要受到復(fù)位彈簧的反作用力，當電磁吸力大于彈簧的拉力時，銜鐵才能可靠地被鐵芯吸住。三、電磁鐵(電磁傳動裝置)的分類1．按吸引線圈通電電流的性質(zhì)，可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。2．按吸引線圈與電路的連接方式，可分為并聯(lián)電磁鐵和串聯(lián)電磁鐵。3．按銜鐵的運動方式，可分為直動式和轉(zhuǎn)動式電磁鐵兩大類。4．按磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀，可分為U型、E型和螺管型。圖2－41中（a）和（g）為U型，（b）和（c）為螺管型，（d）、（e）、（f）均為E型。四、直流電磁機構(gòu)直流電磁機構(gòu)的特點:電磁線圈中通直流電，產(chǎn)生恒定磁通，鐵芯中沒有渦流和磁滯損耗。電磁吸力與氣隙大小成反比。五、交流電磁機構(gòu)交流電磁鐵磁通是交變的，當磁通過零時，電磁鐵的吸力無，銜鐵拉開，磁通過零后電磁吸力又增大，銜鐵又吸合，銜鐵反復(fù)動作，產(chǎn)生振動和噪音，甚至使鐵芯松散，因此在鐵芯端面上裝一個銅制的短路環(huán)，使最小吸力不再為零，讓合成吸力始終大于反作用力，消除振動和噪音。電空傳動裝置是一種以電磁閥(電空閥)控制的壓縮空氣作為動力，驅(qū)使觸頭按規(guī)定動作的執(zhí)行機構(gòu)。它主要由電空閥和壓縮空氣驅(qū)動裝置組成。一、電空閥的作用與分類電空閥是借電磁吸力來控制壓縮空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷，從而達到遠距離控制氣動器械的目的。機車上的電空閥類型較多，按電磁鐵的型式分拍合式和螺管式；按組裝方式有立式和臥式；按作用原理分有開式和閉式。它們都由電磁機構(gòu)和氣閥兩部分構(gòu)成，工作原理也基本相同。電空傳動裝置閉式電空閥的原理結(jié)構(gòu)1－閥體；2－下閥門；3、6－閥塊；4－閥桿；5－電磁鐵；7－上閥門；8－反力彈簧。二、電空閥的工作原理下閥門控制傳動氣缸與壓縮空氣氣源間的通路；上閥門控制傳動氣缸與大氣間的通路。閉式電空閥是線圈無電時，壓縮空氣氣源與傳動風(fēng)缸間被阻斷的閥當線圈未無通電時，在彈簧8及壓縮空氣作用下，下閥門2封閉，上閥門7打開，因而壓縮空氣不能進入傳動氣缸，此時傳動氣缸與大氣相通。當線圈通電時，在電磁力作用下，銜鐵帶動芯桿下移，使上閥門7封閉，下閥門2打開，此時傳動氣缸與大氣間的通路被截斷，壓縮空氣進入傳動氣缸。開式電空閥是線圈無電時，壓縮空氣氣源與傳動風(fēng)缸間連通的閥當線圈未無通電時，下閥門2打開，上閥門7封閉，因而壓縮空氣進入傳動氣缸，此時傳動氣缸與大氣不通。當線圈通電時，在電磁力作用下，銜鐵帶動芯桿下移，使上閥門7打開，下閥門2封閉，此時傳動氣缸與大氣間的通路打開，壓縮空氣與傳動氣缸的氣路被截斷。三、壓縮空氣驅(qū)動裝置壓縮空氣驅(qū)動裝置有氣缸式傳動和薄膜式傳動兩種。（一）氣缸傳動裝置氣缸式傳動裝置（a）單活塞氣缸傳動裝置1－氣缸；2－活塞；3－活塞桿；4－彈簧；5－氣缸蓋；6－進氣孔。（b）雙活塞壓縮空氣驅(qū)動裝置示意圖1、2－氣口；3－活塞；4－活塞桿；5－曲柄；6－轉(zhuǎn)鼓；7－靜觸頭；8－動觸頭。(二)薄膜傳動裝置工作原理：當氣孔進入壓縮空氣時，壓迫薄膜，克服彈簧張力，使活塞桿右移，帶動觸頭動作。反之，則觸頭在彈簧的作用下打開。其特點是：動作靈活，摩擦力和磨損較小。加工制作及維修方便。但活塞桿行程小，在低溫條件下，薄膜易開裂，需經(jīng)常更換。薄膜傳動裝置原理結(jié)構(gòu)1－閥體；2－活塞；3－活塞桿；4－開斷彈簧；5－橡膠薄膜。復(fù)習(xí)與思考1、繪制電磁傳動裝置結(jié)構(gòu)簡圖并標明各組成部分。2、簡述電磁傳動裝置的工作原理。3、簡述電空傳動裝置的工作原理。第二章常用低壓電器低壓電器通常指工作在交流50HZ，額定電壓1000V以下或直流額定電壓1200V以下，根據(jù)外界信號接通電路，進行控制、保護、轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)的電器設(shè)備。它由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。電路圖上符號為KA。1.按用途分:控制電器、主令電器、保護電器和配電電器。2.按工作原理分:電磁式電器、非電量控制電器。3.按執(zhí)行機構(gòu)分:有觸點電器、無觸點電器。一、概述1、繼電器的定義及組成繼電器是一種根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機構(gòu)的電器，用于控制電路。繼電器也可認為是傳遞訊號的電器。在城軌車輛控制電路中，繼電器具有控制、保護或轉(zhuǎn)換信號的作用。任何一種繼電器，不論它的動作原理、結(jié)構(gòu)形式、使用場合如何千差萬別，都是根據(jù)外界輸入的一定信號來控制電路中電流的“通”與“斷”的，這就是繼電器的共性。這種共性說明，任何一種繼電器為了完成它的特定使命，一般都應(yīng)由測量機構(gòu)、比較機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)等部分組成，其原理組成方框圖如圖2－2所示。第一節(jié)繼電器圖2－2繼電器原理組成方框圖2、繼電器的分類繼電器的用途很廣，種類繁多，對不同類型的繼電器要求不同，有時對同一類型的繼電器，也需要從不同的方面去說明它的特性，因此，繼電器有很多種分類方法，下面僅根據(jù)目前城軌車輛上使用的情況來分類：1．按用途分，有控制繼電器和保護繼電器。2.按動作原理分，有電磁式、電子式、機械式等。按輸入電流性質(zhì)來分，有直流繼電器和交流繼電器。按輸入物理量的性質(zhì)分，有電量的繼電器（電磁式繼電器）、無電量的繼電器（機械式繼電器）。5．按執(zhí)行機構(gòu)的種類分，可分為有觸點繼電器和無觸點繼電器。城市軌道車輛上使用的繼電器有過載繼電器(過流繼電器、過壓繼電器、過熱繼電器)、延時繼電器、中間繼電器、接地繼電器、壓力繼電器、差動繼電器等。3、繼電器的特點在城軌車輛上，繼電器一般不直接控制主電路或輔助電路，而是通過接觸器或主、輔電路中的其它電器對主電路及輔助電路進行控制的。同接觸器相比較，繼電器具有以下特點：繼電器觸頭容量小，采用點接觸形式，沒有滅弧裝置，體積和重量也比較小。繼電器的靈敏度要求極高，輸入、輸出量應(yīng)易于調(diào)節(jié)。繼電器能反應(yīng)多種信號（如各種電量、速度、壓力等），其用途很廣，外形多樣化。繼電器不能用來開斷主電路及大容量的控制電路。繼電器的繼電特性具有連續(xù)輸入、躍變輸出的特性。4、繼電器的基本參數(shù)1．額定參數(shù)指輸入量的額定值及觸點的額定電壓、額定電流等。2．動作值使繼電器吸合動作所需要的最小物理量的數(shù)值，如電流繼電器的動作電流，電壓繼電器的動作電壓，風(fēng)壓繼電器的動作風(fēng)壓等。有時也稱整定值，通常用Xdz表示。3．返回值使觸頭打開所需要的最大物理量的數(shù)值，通常用Xfh表示。需要注意的是銜鐵的釋放值不一定是繼電器的返回值(如常閉接點來說)。4．返回系數(shù)指繼電器輸入量的返回值Xfh與動作值Xdz之比，用Kfh表示。5.動作值的調(diào)整繼電器的動作值(或返回值)的調(diào)整，也稱繼電器參數(shù)的整定。對電磁繼電器的整定，可通過改變反力彈簧和工作氣隙來實現(xiàn)。對電子繼電器來說，可改變比較環(huán)節(jié)的電位器的阻值等來實現(xiàn)。二、電磁式繼電器

電磁式繼電器的測量機構(gòu)是電磁鐵，執(zhí)行機構(gòu)是觸頭，它可靠、簡單、易于制造，得到廣泛使用。電磁繼電器可分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器和信號繼電器，按電流的不同分為直流和交流電磁繼電器。1、電流繼電器根據(jù)線圈中電流的大小，接通和斷開電路的繼電器。輸入量是電流信號，使用時電流繼電器的線圈與負載電路串聯(lián)，特點是線圈匝數(shù)少而線徑較大，阻抗小，分壓小，不影響電路正常工作。電流繼電器一般接在主回路中，起過電流保護作用。電流繼電器的測量機構(gòu)為一個拍合式電磁鐵，鐵芯上套裝有匝數(shù)少而線徑較大的線圈，此線圈串接與主回路中，當主回路正常工作時，由于工作電流遠小于過流繼電器的動作整定值，電流繼電器處于釋放狀態(tài)其常閉觸頭閉合，常開觸頭斷開，主回路正常工作。當主回路出現(xiàn)過載時，主回路電流迅速上升，當線圈電流達到繼電器的動作值時，繼電器的銜鐵和鐵芯之間產(chǎn)生較強的電磁吸力使銜鐵吸合，帶動其上的常閉觸頭動作，切斷主回路，以保護電器零件及電路，常開觸頭閉合發(fā)出信號指令提示過流故障，司機可及時處理，以便恢復(fù)正常運行。2、電壓繼電器根據(jù)線圈中電壓的指令，接通和斷開電路的繼電器。輸入量是電壓信號，使用時電壓繼電器的線圈與負載電路并聯(lián)，特點是線圈匝數(shù)多而線徑較小。電流繼電器起控制作用，常用的有過壓、欠壓、中間繼電器。3、中間繼電器該型繼電器用在直流控制電路中，用來傳遞信號或用一個信號變換成多個信號，控制多個電器，屬于電壓繼電器，但動作參數(shù)無需調(diào)整。(一)JZl5—44Z型中間繼電器1．型號及含義JZl5-44Z型中間繼電器是在軌道車輛上普遍使用的一種中間繼電器，其中各字符的含義如下：J一繼電器；Z一中間；15一設(shè)計序號；44—4常開、4常閉觸頭數(shù)；Z一直流控制。2．作用原理中間繼電器的電磁機構(gòu)采用螺管式電磁鐵，線圈通電時，動鐵芯被吸向錐形檔鐵，帶動橫梁運動，兩側(cè)的動觸頭支架跟隨向上運動，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。當線圈斷電時，在反力彈簧的恢復(fù)下，動觸頭支架恢復(fù)原位，使常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。3．組成繼電器主要由傳動裝置和觸頭(接點)裝置組成。傳動裝置：由直流螺管式電磁鐵構(gòu)成（螺管直動式），鐵心和線圈布置在繼電器中央。為了獲得較平坦的吸力特性和足夠的開距，鐵心采用錐形止鐵。繼電器的反力特性依靠動觸頭支架上的一對拉伸彈簧調(diào)節(jié)，銜鐵上還裝有一個手動按鈕，以供檢查及故障操作使用。觸頭裝置：為8對雙斷點橋式觸頭，分別布置在磁軛兩側(cè)?？筛鶕?jù)需要任意組合成2開6閉，4開4閉，6開2閉的方式，但必須注意兩個觸頭盒中的常開常閉接點數(shù)應(yīng)對稱布置。為了防塵和便于觀察接點，繼電器帶有透明的防塵罩。聯(lián)鎖觸頭系統(tǒng)采用永磁鋼吹弧，鑲嵌在靜觸頭下面，達到將直流電弧拉長，熄滅電弧的目的。圖6－3

JZ15繼電器結(jié)構(gòu)1－線圈；2－磁軛；3－鐵心；4－銜鐵；5－按鈕；6－觸頭組；7－防塵罩；8－反力彈簧；9－支座。4、接地繼電器接地繼電器主要用于回路中的接地保護。1.接地繼電器屬電流繼電器，當電路某處接地時，形成短路電流，當繼電器線圈電流達到整定值時，接地繼電器動作通過相應(yīng)聯(lián)鎖切斷電回路，達到保護的目的。2.差動電流繼電器有兩組線圈，即低壓線圈和電流線圈，它是利用兩組線圈的電流差而工作的。無接地，正常工作時，兩個線圈通過的電流方向相反，大小相等，產(chǎn)生的電磁方向相反，因此電磁吸力相互抵消，差動繼電器不動作。當有接地時，兩個線圈通過的電流方向相反，大小不相等，產(chǎn)生的電磁方向相反，電磁吸力不相等，繼電器銜鐵吸和，差動繼電器動作。通過相應(yīng)聯(lián)鎖切斷電回路，達到保護的目的。5、時間繼電器時間繼電器是接受信號后，經(jīng)過一定時間才輸出信號(即觸頭動作)的繼電器，用來實現(xiàn)延時接通或斷開。1.分類時間繼電器除電磁式外，還有空氣阻尼式和電子式時間繼電器(電子式時間繼電器分晶體管式和數(shù)字式兩種)。時間繼電器按輸出形式分為有觸頭型和無觸頭型，按延時方式分為通電延時型和斷電延時型。2.電磁式時間繼電器機構(gòu)時間繼電器為直流電磁式，鐵芯與磁軛成為一體，可降低磁阻，有利于提高繼電器的靈敏度，在磁軛上加裝了一個阻尼套筒來延時。

3.電磁繼時間電器的動作與延時原理

當繼電器的線圈通電時，在磁路中產(chǎn)生磁通。當磁通增加到能使銜鐵吸動的數(shù)值時，銜鐵開始動作，隨著銜鐵與鐵心之間氣隙的減小，磁通也增加。當銜鐵與鐵心吸合以后，磁通最大(此時的磁通大于將銜鐵吸住時所需的磁通)。在線圈通電時，因為磁通的增長和銜鐵的動作時間很短，所以聯(lián)鎖觸頭的動作幾乎是瞬時的。當線圈斷電時，電流將瞬時下降為零，相應(yīng)于電流的主磁通亦迅速減小，但因其變化率很大，根據(jù)楞次定律，在阻尼銅套(或阻尼鋁套)內(nèi)部將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，并流過感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁通與原主磁通方向相同，阻止主磁通下降，這樣就使磁路中的主磁通緩慢地衰減，直到磁通衰減到不能吸住銜鐵時，銜鐵才釋放，接點才相應(yīng)地打開(或閉合)，這樣就得到了所需的延時。為保證繼電器延時的準確性，在使用時間繼電器時必須保證有足夠的充電時間（即線圈通電時間），使銜鐵和鐵心中的磁通完全達到穩(wěn)定值。若充電不足，沒有建立起穩(wěn)定的磁通，延時作用將大大削弱。JT3系列時間繼電器的充電時間不能小于0.8s，故繼電器通電時間必須大于1s。時間繼電器延時時間的長短與阻尼銅(鋁)套的電阻有關(guān)，電阻越小，延時越長。調(diào)整方法:更換不同厚度的非磁性墊片(用磷銅片制成)，即改變銜鐵閉合后的工作氣隙，增加厚度可減少延時，減少厚度可增加延時，該方法主要用于粗調(diào)；另一種方法是改變反力彈簧的松緊程度反力彈簧越緊，延時越短，越松，延時越長，該方法用于細調(diào)，調(diào)整時不能太松，否則容易粘連不釋放。4.空氣阻尼式時間繼電器它是利用空氣阻尼原理獲得延時的，其缺點是延時誤差大，用于延時精度要求不高的場合。5.電子式時間繼電器它是利用電容的充放電特性，通過調(diào)整RC電路的電阻或電容的大小，即改變充、放電時間常數(shù)的大小來調(diào)節(jié)延時時間的長短，實現(xiàn)延時功能6.JT3-21／5型時間繼電器型號及含義JT3-21／5其中：J－繼電器；T－通用；3－設(shè)計序號；21－2開1閉接點數(shù)目；5－表示動作值(s)(延時時間)。該型繼電器作為控制電路中的時間控制環(huán)節(jié)元件，作銜鐵延時釋放用。有3個時間等級：1s(0.3～0.9s)，3s(0.8～3s)，5s(2.5～5s)。

結(jié)構(gòu)如圖所示，該型繼電器的鐵心和磁軛采用圓柱整體電工鋼，使鐵心與磁軛成為一體，再用鋁基座澆鑄而成，從而減小了裝配氣隙，降低磁阻，有利于提高繼電器的靈敏度。銜鐵制成板狀，裝在磁軛端部，可繞棱形支點轉(zhuǎn)動，形成拍合式動作。鐵心端部套有圓環(huán)狀的極靴。在銜鐵內(nèi)側(cè)與鐵心相接觸處，裝有一磷銅皮制成的非磁性墊片，此墊片使銜鐵閉合時與鐵心間保持一定的距離，即銜鐵與鐵心間有一定數(shù)值的磁阻，以防止銜鐵在閉合狀態(tài)下，當吸引線圈斷電時，剩磁將銜鐵“粘住”，引起繼電器不能正常釋放而造成事故。時間繼電器的延時作用是依靠套裝在磁軛上的阻尼套筒來保證的。繼電器斷電時，可借助于反力彈簧的作用使銜鐵打開。圖2－9

JT3系列時間繼電器結(jié)構(gòu)簡圖1－底座；2－阻尼套筒；3－鐵心；4－反力彈簧；5－反力調(diào)節(jié)螺母；6－銜鐵；7－非磁性墊片；8－觸頭組；9－極靴；10－線圈。6、熱過載繼電器它是利用輸入電流的熱效應(yīng)而做出相應(yīng)動作的一種繼電器。熱過載繼電器實際上是一種過熱繼電器，利用負載電流在金屬元件上產(chǎn)生熱而引起動作的電器，屬于非電量繼電器?；窘Y(jié)構(gòu):有熱元件、雙金屬片、觸頭系統(tǒng)組成。工作原理:當繼電器通過過載電流時，產(chǎn)生熱能使雙金屬片變形彎曲，推動導(dǎo)板移動，帶動推桿轉(zhuǎn)動，推桿克服彈簧的反作用力使觸頭動作，將所控電路切斷，從而切斷了故障電流。三、繼電器的選用選用繼電器的一般方法如下：(1)根據(jù)被控制或保護對象(可以電量或非電量)的具體要求，確定采用的繼電器的種類，并設(shè)計其繼電一接點電路。(2)確定控制和被控制電路的基本參數(shù)，如控制電路(繼電器線圈電路)的線圈數(shù)量，電流種類，繼電器動作、釋放和工作狀態(tài)的電流、電壓或功率值以及它們的變化范圍；被控制電路(繼電一接點電路)的常開和常閉接點的數(shù)量，電路中的電流種類(直流或交流)及其大小，負載的電阻和電感量(即R和L值)等。(3)根據(jù)控制和被控制電路對繼電器的要求，在考慮使用壽命、工作制、使用條件、繼電器各主要技術(shù)參數(shù)及重量和尺寸的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品目錄中選擇合適的繼電器。四、繼電器常見故障的處理(一)觸頭故障1．由于觸頭的機械咬合(觸頭上形成的針狀凸起與凹坑相互咬住)、熔焊或冷焊而產(chǎn)生無法斷開的現(xiàn)象。2．由于接觸電阻變大和不穩(wěn)定使電路無法正常接通的現(xiàn)象。3．由于負載過大，或觸頭容量過小，或負載性質(zhì)變化等引起觸頭無法分、合電路的故障。4．由于電壓過高，或觸頭開距變小而出現(xiàn)觸頭間隙重新?lián)舸┑墓收稀?二)線圈故障1．由于環(huán)境溫度的變化(超過技術(shù)條件規(guī)定值)導(dǎo)致線圈溫升超過允許值而引起線圈絕緣的損壞；由于潮濕而引起絕緣水平的嚴重降低；由于腐蝕而引起內(nèi)部斷線或匝間短路。2．由于線圈電壓超過110％額定電壓而導(dǎo)致線圈損壞。3．在使用維修時，可能由于工具的碰傷而使線圈絕緣損壞，或引起線折斷。(三)磁路故障1．棱角和轉(zhuǎn)軸的磨損，導(dǎo)致銜鐵轉(zhuǎn)動不靈或卡死的故障。2．在有些直流繼電器中，由于機械磨損，或非磁性墊片損壞，使銜鐵閉合后的最小氣隙變小，剩磁過大，導(dǎo)致銜鐵不能釋放的故障。(四)其它如各種零件產(chǎn)生變形或松動，機械損壞，鍍層裂開或剝落，各帶電部分與外殼間的絕緣不夠，反力彈簧因疲勞而失去彈性，各種整定值調(diào)整不當，產(chǎn)品已達額定壽命等。五、繼電器的維修(1)繼電器活動部分的動作應(yīng)靈活、可靠，外罩及殼體應(yīng)無損壞或缺少零件等情況。(2)繼電器線圈引出端子及外部連接線必須牢固、可靠，電磁繼電器吸引線圈的阻值必須符合有關(guān)的技術(shù)規(guī)定。(3)有指示件的繼電器應(yīng)檢查指示件的自鎖和釋放作用，保證其正確、可靠。(4)絕緣狀態(tài)良好，磨耗件及易損件(包括膠木件、外罩、分磁環(huán)、非磁性墊片等)有缺損時應(yīng)更新，各連接部分的緊固狀態(tài)應(yīng)良好。(5)測量繼電器觸頭厚度、開距、超程及終壓力等技術(shù)參數(shù)，必須符合有關(guān)規(guī)程和工作文件的要求。(6)調(diào)整繼電器動作參數(shù)的整定值，并加漆封固定。有特殊要求時，還應(yīng)測量繼電器的返回系數(shù)。第三章接觸器一、概述1、接觸器的用途和基本特點接觸器在工業(yè)控制中應(yīng)用非常廣泛。是用來接通或切斷帶有負載的主電路或大容量控制電路的自動切換電器。在城軌車輛上用于頻繁地接通或切斷正常工作情況的主電路和輔助電路。與其它開關(guān)電器相比，它的特點是：1．動作次數(shù)頻繁，每小時開閉次數(shù)可達150～1500次；2．能通、斷較大電流。一般情況只開斷正常額定電流，而不能開斷短路或故障電流；3．可以實現(xiàn)一定距離的控制。2、接觸器的組成接觸器的結(jié)構(gòu)種類很多，但對于任何一種接觸器來說，一般均由以下幾部分組成：1．傳動裝置包括驅(qū)使觸頭閉合的裝置和開斷觸頭的彈簧機構(gòu)以及緩沖裝置。用來可靠地驅(qū)使觸頭按規(guī)定要求動作，完成接觸器本身的職能。2．觸頭裝置一般由主觸頭和聯(lián)鎖觸頭兩部分組成。主觸頭由動、靜主觸頭和觸頭彈簧支持件等組成。它是接觸器的執(zhí)行部分，用于直接實現(xiàn)電路的通、斷。通常主觸頭接通和分斷電路的額定電流比較大，一般為數(shù)安到數(shù)百安，甚至可能高達數(shù)千安。聯(lián)鎖觸頭（又稱輔助觸頭），通常由兩對以上常開聯(lián)鎖觸頭和兩對以上常閉聯(lián)鎖觸頭組成。用于控制其它電器、信號或電氣聯(lián)鎖等。它接通和分斷的一般為控制電路，額定電流較小，只有5～10A。3．滅弧裝置滅弧裝置一般與主觸頭配合使用，主要用于熄滅主觸頭開斷電路時產(chǎn)生的電弧，減少電弧對觸頭的破壞作用，保證觸頭可靠地工作。根據(jù)電流的性質(zhì)、滅弧方法和原理，可以制成多種滅弧裝置。4．支架和固定裝置屬于非工作部分，用于合理地安裝和布置電器各部件，使接觸器構(gòu)成一個整體。支架和固定裝置應(yīng)有足夠的機械強度，并能對內(nèi)部部件起到保護作用，保證接觸器達到一定的壽命。接觸器的基本參數(shù)除額定電流和電壓外還有切換能力、操作頻率、動作值和釋放值必須保證接觸器在額定電壓的85%時觸頭能吸合，在額定電壓的105%時不燒壞線圈。3、接觸器的分類接觸器的用途很廣，種類繁多，一般有以下幾種分類方法：1）按傳動方式分主要有電磁接觸器和電空接觸器之分。電磁接觸器采用電磁傳動裝置，電空接觸器采用電空傳動裝置。電磁接觸器通常又分為直流、交流、交直流三種類型。2）按通斷電流的種類分有交流接觸器和直流接觸器之分。這里指的是主觸頭通、斷電流的性質(zhì)，它與傳動方式無關(guān)，如主觸頭通、斷的是交流電，則不管它采用的是直流電磁機構(gòu)傳動、交流電磁機構(gòu)傳動還是電空傳動，都稱為交流接觸器。3）按主觸頭所處的介質(zhì)分可分為空氣式接觸器、真空式接觸器和油浸式接觸器?？諝馐浇佑|器的主觸頭敞在大氣中，采用的是一般的、常用的滅弧裝置。真空式接觸器的主觸頭密封在真空裝置中，它利用的是真空滅弧原理，具有很高的切換能力。4)按接觸器同一傳動機構(gòu)所傳動的主觸頭數(shù)目分可分為單極接觸器和多極接觸器。單極接觸器只有一對主觸頭，多極接觸器有兩對以上的主觸頭，它們分別用于控制單相和多相電路。二、直流電磁接觸器本部分以CZ5-22-10/22型直流接觸器為例，介紹直流電磁接觸器的結(jié)構(gòu)組成以及工作原理等方面的內(nèi)容。1、型號含義C一接觸器；Z一直流；5一設(shè)計序號；22一派生代號；10／22一分子第一位和第二位分別表示常開和常閉主觸頭數(shù)，分母第一、二位分別表示常開和常閉聯(lián)鎖觸頭數(shù)。2、結(jié)構(gòu)該型接觸器結(jié)構(gòu)如圖圖CZ5－22－10/22型接觸器1－滅弧罩；2－吹弧線圈；3－主靜觸頭；4－主動觸頭；5－觸頭彈簧；6－吸引線圈；7－銜鐵；8－軟連接；9－反力彈簧；10－絕緣基座；11－動聯(lián)鎖觸頭；12－靜聯(lián)鎖觸頭；13－磁軛。3、作用原理直流接觸器一般用于前照燈控制屬間斷工作制，主靜觸頭為T型銅質(zhì)結(jié)構(gòu)，主動觸頭為銅質(zhì)指形結(jié)構(gòu)為了研磨，聯(lián)鎖觸頭鑲有銀片，以提高觸頭壽命，適應(yīng)長期工作的需要。當吸引線圈未通電時，銜鐵在反力彈簧作用下打開，其常開觸頭打開，常閉觸頭閉合；當吸引線圈得電時，鐵心與銜鐵間產(chǎn)生吸力將銜鐵吸合，使常開觸頭閉合，常閉觸頭打開。滅弧裝置包括吹弧線圈和帶縱縫的滅弧罩，滅弧罩用石棉水泥壓成左右兩部分，再用螺釘緊固而成。吹弧線圈與觸頭電路串聯(lián)，當觸頭斷開時，電弧受電動力的作用沿弧角運動，電弧被拉長并吹進滅弧罩的縱縫中，它的熱量傳遞給室壁，電弧很快冷卻，因而迅速消游離，使電弧熄滅。三、交流接觸器在城市軌道交通車輛的輔助供電系統(tǒng)中，各輔助機組（如壓縮機、各種通風(fēng)機、空調(diào)等）主電路均采用交流接觸器進行控制。其中6C系列交流接觸器具有操作頻率高，主觸頭壓力大，抗熔焊性好，耐電弧等優(yōu)點，在城軌車輛上得到廣泛應(yīng)用。本部分以6C系列三相交流接觸器為例介紹交流接觸器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理等方面的內(nèi)容。1、型號及含義6C180型、6C110型6－序號；C－接觸器；180、110－主觸頭額定電流(A)。2、結(jié)構(gòu)6C系列三相交流接觸器結(jié)構(gòu)基本相同，其外形及結(jié)構(gòu)如圖9－4。圖9－4

6C系列三相接觸器外形及線圈組件示意圖1－底座；2－靜觸頭；3－橋式整流器；4－接線柱；5－動觸頭；6－輔助觸頭；7－滅弧罩。

交流電磁鐵的吸力特性較平坦，線圈中的吸合電流和安匝是隨氣隙而自動改變的。初始吸合的起動安匝比吸合終了的保持安匝大很多倍。而直流電磁鐵恰恰相反，其吸力特性較陡，線圈中的吸合電流和安匝同氣隙幾乎無關(guān)，初始吸力遠小于終了的吸力，這樣就出現(xiàn)了吸合終了時沖擊力過大和保持安匝過大等弊病。因此，為了滿足機車上直流控制的需要，將交直流接觸器(觸頭系統(tǒng)控制的是交流電路，而在電磁機構(gòu)中采用的是直流供電的接觸器)的吸引線圈改為兩個起動線圈和保持線圈。起動線圈按銜鐵初始吸力來選擇，起動安匝大(電流大，匝數(shù)少)，按反復(fù)短時工作制設(shè)計；而保持線圈按銜鐵終了吸力來選擇，保持安匝小(電流小，匝數(shù)多)，按長期工作制設(shè)計。這樣損耗沖擊小，兩個線圈的工作依靠接觸器本身的一對常閉聯(lián)鎖觸頭來完成。銜鐵動作前保持線圈被短接，只有起動線圈工作，待銜鐵吸合到聯(lián)鎖觸頭打開時，保持線圈才進行工作。聯(lián)鎖觸頭打開的時間匹配很重要，不能過早，這樣會出現(xiàn)吸力不足，銜鐵由于反力作用而反復(fù)跳動，從而導(dǎo)致接觸器不能正常工作；但也不能太晚，因為這樣會造成聯(lián)鎖觸頭開距過小，而不能分斷電弧，從而燒損起動線圈。為了保證關(guān)鍵接觸器吸合可靠，在起動線圈上加裝了R、C并聯(lián)支路，當吸引線圈得電后，電容同時被充電，銜鐵開始動作，當常閉聯(lián)鎖開斷而接入保持線圈，吸力減少瞬間，電容向起動線圈放電，使銜鐵受到足夠的吸力可靠閉合到位。3、技術(shù)參數(shù)及特點型號6C1106C180主觸頭額定絕緣電壓(V)10001000運行電流頻限(Hz)25～40025～400運行電流Jd(A)160260AC3(415F)(A)110180接通能力(均方根值)11001800分斷能力(≤440V)13001800輔助觸頭型號6CA21R約定發(fā)熱電流Ith(A)15額定絕緣電壓(V)660運行電流(A)16.5(DV24V)，15(DCll0V)控制線圈型號6CCl80／415控制電源交流或直流額定電壓(V)110電阻閉合(Ω)46吸持(Ω)1240機械壽命(百萬次)1010電器壽命(百萬次)1.21.2最大操作頻率(次/h)24002400四、電磁接觸器的選用1.接觸器選用時主要考慮以下因素：（1）切換能力（2）動作值和釋放值（4）機械壽命和電氣壽命（5）動作時間、釋放時間（6）控制電壓要求2．接觸器的選用一般遵守下列原則：1．按一般任務(wù)選用2．按重任務(wù)選用3．按降容量選用五、電空接觸器電空接觸器是用來通、斷帶有負載的主電路和大容量的控制回路的自動電器，主要用來通、斷正常工作電流，而不通、斷故障電流，特別是短路電流。它的主要特點是能實現(xiàn)遠距離的自動控制，操作頻率高，通、斷電流大，應(yīng)用范圍廣。在軌道交通車輛中，電空接觸器主要用于控制牽引電動機接入電源、短接電阻及進行磁場削弱等。采用電空接觸器通、斷主電路的電路特點:(1)主電路電流大(一般在幾百安以上)，觸頭閉合時需要很大的壓力；(2)主電路電壓較高，觸頭的開距要大，故需較大的行程；(3)采用壓縮空氣作動力，需功率不大的電空閥控制氣路，如果采用電磁接觸器，就需較大的電磁力，使電磁裝置體積增大，控制功率增大。電空接觸器主要由觸頭系統(tǒng)(主觸頭、聯(lián)鎖觸頭)、滅弧系統(tǒng)(磁吹線圈、導(dǎo)磁極板、導(dǎo)弧角、滅弧罩)、傳動系統(tǒng)(電磁閥、傳動風(fēng)缸、傳動桿)和支架構(gòu)成。電空接觸器動作原理:當電空閥線圈無電時，電空閥的下閥門關(guān)閉，壓縮空氣不能進入傳動氣缸，電空接觸器處于釋放狀態(tài)。當電空閥線圈得電時，鐵芯芯桿被吸下，使電空閥的下閥門打開，上閥門關(guān)閉，切斷與大氣的通路，壓縮空氣進入傳動氣缸，克服反力彈簧的反作用力，推動活塞向上頂起，活塞桿帶動傳動桿向上運動，從而帶動觸頭運動，使主觸頭閉合，聯(lián)鎖觸頭常閉打開，常開閉合，完成向主回路供電和信號控制作用。當電空閥線圈失電時，在反力彈簧的恢復(fù)下，使電空閥的下閥門關(guān)閉，上閥門打開，打開與大氣的通路，使主觸頭斷開，聯(lián)鎖觸頭常閉閉合，常開打開，完成切斷主回路供電作用。同時動靜觸頭斷開產(chǎn)生的電弧，在磁吹線圈產(chǎn)生的電磁力作用下沿導(dǎo)弧角進入滅弧室內(nèi)，經(jīng)強烈的冷卻和消游離作用而熄滅。六、接觸器的常見故障處理日常維護序號故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法1接觸器開合不靈1．機械可動部分被卡住1．排除相應(yīng)障礙即可2．摩擦力過大3．氣隙中有阻塞4．磁極表面積塵太厚5．電空接觸器漏風(fēng)或風(fēng)壓不足2通電后不能完全閉合1．電源電壓低于線圈額定電壓1．調(diào)整電源電壓或更換線圈2．觸頭彈簧與反力彈簧壓力過大2．調(diào)整或更換彈簧3．觸頭超程過大3．調(diào)整觸頭超程3接觸器關(guān)合過猛或線圈過熱冒煙1．電源電壓過高1．調(diào)整電源電壓或更換線圈4斷電后不釋放1．反作用力太小1．調(diào)節(jié)或更換反力彈簧2．剩磁過大2．對直流接觸器應(yīng)加厚或更換新非磁性墊片，對交流接觸器應(yīng)將去磁氣隙處的極面銼去一部分或更換新磁系統(tǒng)3．觸頭熔焊3．撬開已熔焊的觸頭，或酌情更換新觸頭4．鐵心極面有油污或塵埃粘著4．清理磁極表面七、接觸器的日常維護接觸器在使用時應(yīng)經(jīng)?；蚨ㄆ诘貦z查其運行情況，并進行必要的合理維護，以延長其使用壽命，保證其安全可靠地運行。維護、檢修時應(yīng)首先斷開電源，再按照如下步驟進行操作：1．外觀檢查用壓縮空氣清除接觸器各部件的灰塵，鐵心極面上的灰塵也可以用毛刷清除。若有油污，可先用棉布沾少量酒精擦拭，然后再用干布擦凈，并仔細觀察接觸器外觀是否完整無損，注意擰緊所有緊固件。2．滅弧裝置維護取下滅弧罩，用毛刷清除罩內(nèi)落物及金屬顆粒，如發(fā)現(xiàn)有破裂或嚴重?zé)龘p及零部件(如滅弧柵片)變形、松脫或位置變化等現(xiàn)象而不易修復(fù)時，應(yīng)及時更換新滅弧裝置。重新安裝時，應(yīng)裝回原位。3．觸頭的維護4．吸引線圈的維護5．鐵心的維護6．接觸器轉(zhuǎn)軸的維護第四章其它電器

避雷器

一、避雷器概述避雷器是一種用來限制過電壓的保護裝置，它與被保護物并聯(lián)，安裝在車頂上，當雷電或其它影響出現(xiàn)過電壓危機被保護物時，避雷器放電，大電流經(jīng)避雷器泄入大地，從而限制了加于被保護物上的過電壓避雷器的主要類型有:保護間隙、管型、閥型和氧化鋅避雷器等。二、避雷器構(gòu)成避雷器通常由火花間隙和非線性電阻(電阻值隨電壓、電流的變化而變化的電阻，大電壓時電阻小，快速滅弧)兩部分組成。正常電壓下火花間隙是不會被擊穿的，只有出現(xiàn)過電壓時火花間隙才會被擊穿，過電壓越大，火花間隙擊穿越快。要可靠地保護被保護電器，避雷器的伏-秒特性必須要比被保護電器的伏-秒特性低，在同一過電壓作用下避雷器先被擊穿。三、避雷器的工作原理避雷器與被保護電器并聯(lián)，當出現(xiàn)過電壓時，避雷器放電，使高壓沖擊電流泄入大地，隨后，避雷器恢復(fù)正常工作狀態(tài)，正常工作電流與大地絕緣。過電壓越大，火花間隙擊穿越快，從而限制了加于被保護電器上的過電壓。非線性電阻是利用電阻與電流之間的非線性關(guān)系即電阻值隨電壓、電流的變化而變化，大電壓時電阻小，小電流時電阻大，快速滅弧，抑制過電壓。四、氧化鋅避雷器(無間隙避雷器)氧化鋅避雷器是一種新型避雷器，有氧化鋅為主要原料，摻少量其他金屬氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。它由多塊氧化鋅和干燥劑壓裝在瓷瓶內(nèi)。氧化鋅具有極好的非線性伏安特性。氧化鋅避雷器工作原理:在正常工作電壓下，氧化鋅塊片具有極高的電阻而呈絕緣狀態(tài)，使流過氧化鋅塊片的電流非常小，這樣小的電流不會燒壞氧化鋅塊片，從而實現(xiàn)了“無間隙”；當出現(xiàn)過電壓時，氧化鋅“導(dǎo)通”呈低電阻狀態(tài)，釋放電流，當電壓下降后，氧化鋅迅速恢復(fù)高電阻而呈絕緣狀態(tài)。因此氧化鋅避雷器可使避雷器的殘壓被限制在允許值以下，并將沖擊電流迅速泄入大地，保護了與其并聯(lián)的電器。熔斷器熔斷器它串聯(lián)在電路中，當有過載和短路電流時，熔斷器利用熔體產(chǎn)生的熱量自身先行熔斷，切斷電路，達到保護電器設(shè)備的目的。熔斷器一般接在低壓電路或控制電路中。低壓熔斷器一般是插入式纖維管、瓷管；高壓熔斷器用充石英砂瓷管式。短路電流越大，熔斷越快，熔斷后必須停電更換熔體。熔斷器有:插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、無填料封閉管式、有填料封閉管式(石英砂)、快速熔斷器(銀片)、自復(fù)式熔斷器(金屬鈉)。

一、低壓斷路器1、低壓電路器概述自動空氣斷路器是低壓斷路器的一種，又稱自動開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，動作性能較為完善的配電保護電器。它能自動切斷短路、嚴重過載、電壓過低等故障電路，有效地保護接在它后面的電氣設(shè)備；同時亦可用它來手動非頻繁地接通和分斷正常電路。圖4-1為TO-100BA型三相自動低壓斷路器（自動開關(guān)）。自動開關(guān)自動開關(guān)種類繁多，可按以下方式分類：1．按用途分：有保護配電線路用自動開關(guān)、保護電動機用自動開關(guān)、保護照明電路用自動開關(guān)和漏電保護用自動開關(guān)等。2．按結(jié)構(gòu)形式分：有框架式(亦稱萬能式)自動開關(guān)和塑料外殼式(亦稱裝置式)自動開關(guān)。3．按極數(shù)分：有單極自動開關(guān)、兩極自動開關(guān)、三極自動開關(guān)和四極自動開關(guān)。4．按限流性能分：有一般不限流型自動開關(guān)和快速限流型自動開關(guān)。5．按操作方式分：有直接手柄操作式自動開關(guān)、杠桿操作式自動開關(guān)、電磁鐵操作式自動開關(guān)和電動機操作式自動開關(guān)。2、自動開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)各類自動開關(guān)的共同功能，它們在結(jié)構(gòu)上必然具備以下幾個基本部分：1．觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)是自動開關(guān)的重要部件，主要承擔(dān)電路的接通、分斷任務(wù)。2．滅弧系統(tǒng)主要有縱窄縫滅弧裝置和去離子?xùn)艤缁⊙b置兩種。各類滅弧裝置的滅弧方法可概括為長弧熄弧法(將電弧拉長、冷卻)和短弧熄弧法(將電弧分割成串聯(lián)短弧，利用直流電弧的極旁壓降或交流電弧的近陰極效應(yīng)來熄弧)等。3．傳動機構(gòu)用于操縱觸頭的閉合和斷開。傳動機構(gòu)有手操縱直接傳動式、手操縱彈簧傳動式、電磁鐵傳動、電動機傳動、壓縮空氣傳動等幾種。4．自由脫扣機構(gòu)它是與觸頭系統(tǒng)和保護裝置相聯(lián)系的，通過自由脫扣機構(gòu)的作用可使觸頭自動斷開?！白杂擅摽邸笔侵溉藶椴倏v手柄處于閉合位置，當手還未離開手柄就發(fā)生短路、過載和欠電壓等故障時，保護裝置作用于自由脫扣機構(gòu)，自動開關(guān)也能自動斷開，起保護作用。5．脫扣器用于檢測故障并作用于操作機構(gòu)，使其脫扣，帶動自動開關(guān)的觸頭斷開。自動開關(guān)通常采用電磁脫扣器和熱脫扣器兩種。電磁脫扣器分為過電流脫扣器和欠電壓脫扣器，它們實際上是一個小型電磁機構(gòu)：欠電壓脫扣器裝有電壓線圈，過電流脫扣器裝有電流線圈。3、自動開關(guān)的工作原理自動開關(guān)的主觸頭靠操作機構(gòu)(手動或電動)合閘，自由脫扣機構(gòu)是一套連桿機構(gòu)，當主觸頭閉合以后，將主觸頭鎖在合閘位置，其工作原理如圖4－3所示。圖4－3自動開關(guān)工作原理圖1－過電流脫扣器；2－失壓脫扣器；3－自由脫扣機構(gòu)的鎖鉤；4－主觸頭；5－開斷彈簧。機車采用LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)作為故障隔離、電氣聯(lián)鎖、電源控制之用。該系列轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種組合式凸輪轉(zhuǎn)換開關(guān)，適用于交、直流電壓500V以下的電路。它的型號意義為：LW5－15系列L－主令電器W－萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)5－設(shè)計序號15－額定發(fā)熱電流LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)由接觸系統(tǒng)、定位和限位機構(gòu)、凸輪、轉(zhuǎn)軸、手柄、面板等主要部件組成，用長螺栓組裝成開關(guān)整體。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)開關(guān)的定位特性是由操作機構(gòu)(或稱定位機構(gòu))來決定的，如圖4－24所示。開關(guān)的方形轉(zhuǎn)軸從手柄一直貫穿到操作機構(gòu)及接觸系統(tǒng)，起傳動作用。棘輪保證了每45°位置的定位作用，依靠輻射狀安裝的滾子來卡住棘輪。因為是滾動摩擦，故操作輕便、定位可靠、機械壽命長。開關(guān)的操作手柄在兩端極限位置的限位采用限制凸輪和限位片來實現(xiàn)，圖4－24(b)所示的是兩端極限為90°位置的限制。圖4－24LW5系列操作機構(gòu)簡圖1－轉(zhuǎn)軸；2－棘輪；3－滾子；4－滑塊；5－反力彈簧；6－底座；7－限制凸輪；4－限制片；9－端蓋。復(fù)習(xí)與思考1、歸納繼電器、接觸器的結(jié)構(gòu)組成特點及工作原理2、簡述電磁繼電器和接觸器的常見故障及處理方法3、簡述低壓斷路器的選用方法4、簡述傳感器的工作原理5、簡述蓄電池的常見故障處理

機車的監(jiān)控系統(tǒng)需要測取各電壓電流信號，例如接觸網(wǎng)網(wǎng)壓、牽引電機的電流和電壓等信號，在直流傳動系統(tǒng)的城軌車輛中，廣泛使用霍耳元件傳感器測取牽引電機的直流電流和電壓。圖4－13（a）、（b）分別是用于檢測牽引電機電壓和電流的電壓傳感器和電流傳感器。第四章傳感器與互感器圖4－13（a）電壓傳感器圖4－13（b）電流傳感器機車的控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，自動化程度也越來越高。為了及時觀察控制系統(tǒng)是否工作正常，需要檢測主要部件的各種參數(shù)是否符合技術(shù)要求。如:過電流檢測，牽引電機電壓、電流檢測，機車運行速度檢測、溫度與壓力檢測等，使用傳感器檢測時，被測信號大部分為非電量?；ジ衅魇请妷骸㈦娏鞯淖儞Q設(shè)備，將大電流、高電壓變換成低電壓、小電流，傳輸?shù)轿C系統(tǒng)用于控制和保護。傳感器1.傳感器的定義傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測部件并將檢測到的信息轉(zhuǎn)換成電信號或其他形式輸出的裝置。傳感器輸出信號多為電壓、電流、頻率等。傳感器有稱為敏感元件、檢測器或轉(zhuǎn)換器。2.傳感器的組成傳感器一般有敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路、輔助電源4部分組成。被測量(非電量)→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→輸出量(電量)↑輔助電源↑被測量:電壓或電流銅排與線路、壓力模板、轉(zhuǎn)動軸等。敏感元件:直接感受被測物的元件，通過敏感元件被轉(zhuǎn)換成電參量。轉(zhuǎn)換元件:將敏感元件輸出的中間非電量轉(zhuǎn)換成電路參量的元件。轉(zhuǎn)換電路:將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易處理的電壓、電流或頻率量。如果轉(zhuǎn)換元件輸出的已經(jīng)是上述電參量，就不需要用轉(zhuǎn)換電路了。輔助電源:主要是指那些需要電源才能工作的轉(zhuǎn)換電路和轉(zhuǎn)換元件。在實際應(yīng)用中，有些傳感器只由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路。有些傳感器的轉(zhuǎn)換電路不止一個，要多次轉(zhuǎn)換成電參量。

3.傳感器的分類(1)按被測物理量分:位移、壓力、速度、溫度、濕度、流量、氣體成分傳感器等(2)按工作原理分:電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、霍爾、光電、光柵、熱電偶傳感器。(3)按輸出信號分:開關(guān)型、模擬型、數(shù)字型傳感器。常用傳感器一、溫度傳感器溫度傳感器是指能夠把溫度量轉(zhuǎn)換為電阻或電勢的傳感器。將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的稱為熱電阻傳感器；將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化的稱熱電偶傳感器。熱電阻傳感器用于500℃以下的中、低溫測量。它利