電機與機床電氣控制項目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

活動情境

我國的低壓電器產(chǎn)品包括以下12大類產(chǎn)品：刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、啟動器、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，會進行低壓電器的型號識別。

2.掌握低壓電器的分類和作用。

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

根本活動

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)外界的信號和要求，手動或自動地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、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。用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。

③保護電器。用于保護電路及用電設(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。用于完成某種動作或傳動功能的電器。

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作的電器。

5.1.2低壓電器的型號

我國的低壓電器產(chǎn)品型號適用于以下12大類產(chǎn)品：刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸器、啟動器、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)品型號組成形式及含義如下：

低壓電器產(chǎn)品型號類組代碼見表5.1。

低壓電器產(chǎn)品型號通用派生代碼見表5.2。

特殊環(huán)境條件派生代碼見表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，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〕電磁機構(gòu)

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

鐵芯有E型、U型。動作方式有直動式和轉(zhuǎn)動式兩種。

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常見電磁機構(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觸頭。靜觸頭固定不動，動觸頭能由聯(lián)桿帶著移動，如圖5.5所示。

圖5.5觸頭的分類

〔3〕滅弧裝置

各種有觸點電器都是通過觸點的開、閉來通、斷電路的，其觸頭在閉合和斷開〔包括熔體在熔斷時〕的瞬間，都會在觸頭間隙中由電子流產(chǎn)生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花，稱為電弧。要采取一些必要的措施來滅弧，常見的滅弧措施如下：

①雙斷口電動力滅弧。

圖5.6雙斷口電動力滅弧

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

活動情境

熔斷器是一種主要用作短路保護的電器。

由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、價格廉價、使用

維護方便等優(yōu)點，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。

2.能正確的選用低壓熔斷器；能進行

簡單維護和常見故障的維修。圖5.9熔斷器外形圖

根本活動

熔斷器是一種主要用作短路保護的電器。由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格廉價、使用維護方便等優(yōu)點，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)和電力拖動系統(tǒng)中主要用作短路保護的電器。使用時利用金屬導體作為熔體串聯(lián)在被保護的電路中，當電路發(fā)生過載或短路故障時，通過熔斷器的電流超過某一規(guī)定值時，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動分斷電路，起到保護作用。

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。

熔管是熔體的保護外殼，用耐熱絕緣材料制成，在熔體熔斷時兼滅弧。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、無填料封閉管式、有填料封閉管式和自復式4類。

〔1〕RC1A系列插入式熔斷器〔瓷插式熔斷器〕

1〕型號及含義

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)簡單、

更換方便、價格低廉，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

路保護及一定程度的過載保護。

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斷能力較高、

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系列無填料封閉管式熔斷器

1〕型號及含義

2〕結(jié)構(gòu)

RM10系列無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系列無填料封閉管式熔斷器

3〕用途

RM10系列無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及以下電壓等級的動力網(wǎng)絡(luò)和成套配電設(shè)備中，作為導線、電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路和連續(xù)過載保護。

〔4〕RT0系列有填料封閉管式熔斷器

1〕型號及含義

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斷能力的熔斷器，廣泛用于短路電流較大的電力輸配電系統(tǒng)中，作為電纜、導線和電氣設(shè)備的短路保護及導線、電纜的過載保護。

〔5〕快速熔斷器

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

〔6〕自復式熔斷器

自復式熔斷器是一種限流電器，其本身不具備分斷能力，但是和斷路器串聯(lián)使用時，可以提高斷路器的分斷能力，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自復式熔斷器結(jié)構(gòu)圖

自復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，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)境和負載性質(zhì)選擇適當類型的熔斷器。

〔2〕熔體額定電流的選擇

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

①對阻性負載的短路電流保護應(yīng)使熔斷器的熔體額定電流等于或略大于負載的額定電流。

②對電動機負載，應(yīng)考慮沖擊電流的影響：

單臺電動機

式中IN——電動機的額定電流。

多臺電動機

式中INmax——容量最大的一臺電動機的額定電流。

IN——其他電動機額定電流的總和。

〔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〕熔斷器的分斷能力的選擇

熔斷器的分斷能力必須大于電路中可能出現(xiàn)的最大故障電流。

〔5〕熔斷器的檢測與故障處理

1〕熔斷器的檢測內(nèi)容

①運行中的熔斷器應(yīng)無破損、變形和閃絡(luò)現(xiàn)象；

②運行中的熔斷器應(yīng)無過熱現(xiàn)象，其熔斷指示應(yīng)為正常；

③運行中的熔斷器應(yīng)無放電響聲，兩端電壓始終為0V；

④非運行中的熔斷器兩端電阻為0Ω。

2〕熔斷器的常見故障與處理方法

熔斷器的常見故障與處理方法見表5.4。

任務(wù)5.3開關(guān)電器

活動情境

低壓開關(guān)電器主要用作電源的隔離、線路的保護與控制。

任務(wù)要求

1.掌握常用開關(guān)電器的用途、根本結(jié)構(gòu)、

工作原理以及圖形符號；了解常用開關(guān)

電器元件的故障診斷與維修；掌握不同

開關(guān)電器的文字以及圖形符號。

2.能根據(jù)使用場合不同正確地選用開關(guān)

電器；能進行常見故障的維修；能看懂

電氣控制原理圖；能熟練運用電氣控制

的根本規(guī)律。圖5.18低壓開關(guān)外形圖

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

根本活動

5.3.1刀開關(guān)

刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)

最簡單、應(yīng)用最廣泛的手動電器。

在低壓電路中，作為不頻繁接通和

分斷電路用，或用來將電路與電源隔離。

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

如圖5.20所示為刀開關(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。負荷開關(guān)分為開啟式負荷開關(guān)和封閉式負荷開關(guān)兩種。

圖5.21刀開關(guān)的符號〔1〕開啟式負荷開關(guān)

開啟式負荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)。

1〕結(jié)構(gòu)

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

2〕型號及含義

圖5.22HK系列開啟式負荷開關(guān)

3〕HK系列開啟式負荷開關(guān)技術(shù)參數(shù)

常用的開啟式負荷開關(guān)有HK1和HK2系列，HK1系列為全國統(tǒng)一設(shè)計產(chǎn)品，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表5.5。

〔2〕封閉式負荷開關(guān)

封閉式負荷開關(guān)是在開啟式負荷開關(guān)的根底上改進設(shè)計的一種開關(guān)。其滅弧性能、操作性能、通斷能力和平安防護性能都優(yōu)于開啟式負荷開關(guān)。

圖5.23HH系列封閉式負荷開關(guān)

1〕結(jié)構(gòu)

常用的封閉式負荷開關(guān)有HH3，HH4系列，其中HH4系列為全國統(tǒng)一設(shè)計產(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)、熔斷器及操作機構(gòu)等3局部組成。

封閉式負荷開關(guān)在電路圖中的符號與

開啟式負荷開關(guān)相同。

2〕型號及含義

5.3.2組合開關(guān)

組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，常用于交流

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

〔1〕組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)

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

〔2〕組合開關(guān)的型號及含義

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

5.3.3低壓斷路器

低壓斷路器即低壓自動空氣開關(guān)，

又稱自動空氣斷路器。它既能帶

負荷通斷電路，又能在失壓、短路

和過負荷時自動跳閘，保護線路

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，原稱裝置式自動空氣式斷路器。它把所有的部件都裝在一個塑料外殼里，結(jié)構(gòu)緊湊、平安可靠、輕巧美觀、可獨立安裝。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。

斷路器主要由動觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操作機構(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，用于過載保護。

斷路器的工作原理如圖5.28所示。使用時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，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觸頭與靜觸頭閉合，并由鎖扣鎖住搭鉤使動靜觸頭保持閉合，開關(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線路發(fā)生短路故障時，短路電流超過電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流，電磁脫扣器產(chǎn)生足夠大吸力將銜鐵吸合，通過杠桿推動搭鉤與鎖扣分開，從而切斷電路，實現(xiàn)短路保護。

當線路電壓正常時，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；當線路上的電壓消失或下降到某一數(shù)值時，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，銜鐵在拉力彈簧的作用下撞擊杠桿，將搭鉤頂開，使觸頭分斷。

2〕DZ10型低壓斷路器

DZ10系列為大電流系列，其額定電流的等級有100，250，600A3種，分斷能力為7~50kA。

〔2〕框架式低壓斷路器

在需要手動不頻繁地接通和斷開容量較大的低壓網(wǎng)絡(luò)或控制較大容量電動機〔40～100kW〕的場合，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、電磁鐵操作和電動機操作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

〔3〕漏電保護斷路器

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

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

為了經(jīng)常檢測漏電開關(guān)的可靠性，開關(guān)上設(shè)試驗按鈕，是一個動合按鈕。圖5.31漏電保護斷路器工作原理圖

〔4〕低壓斷路器的選用與維護

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)電路的電流及保護的要求來選擇。

②斷路器的額定電壓應(yīng)等于或大于被保護線路的額定電壓。

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

④斷路器的熱〔過載〕脫扣器整定電流應(yīng)等于電動機的啟動、制動電流。

⑤斷路器的極限分斷能力應(yīng)大于線路的最大短路電流的有效值。

⑥應(yīng)進行動、熱穩(wěn)定度的校驗。

任務(wù)5.4主令電器

活動情境

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

按鈕、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(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。

2.能正確地選用主令電器；能進行常見

故障的維修。

3.了解主令電器的其他相關(guān)知識。圖5.32主令電器外形圖

根本活動

5.4.1按鈕

〔1〕按鈕的作用

圖5.33各種按鈕開關(guān)外形圖

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

〔2〕按鈕分類

按鈕可分為常開、常閉和復合式等各種形式。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、復位彈簧、橋式動觸點和外殼等組成。其外形、結(jié)構(gòu)及符號如圖5.34所示。

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

〔4〕按鈕的型號

按鈕的型號意義如下：

常用的按鈕分類及用途見表5.6。

5.4.2位置開關(guān)

位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，

它和按鈕相似，所不同的是：觸點

的操作不是靠手去操作，而是利用

機械設(shè)備的某些運動碰撞來完成操

作。位置開關(guān)包括行程開關(guān)〔限位

開關(guān)〕、微動開關(guān)、接近開關(guān)等。

〔1〕位置開關(guān)的分類及特點

按結(jié)構(gòu)分類，位置開關(guān)大致可分為

按鈕式、滾輪式、微動式和組合式

等，具體特點見表5.7。圖5.35位置開關(guān)外形圖

〔2〕行程開關(guān)

行程開關(guān)是用以反響工作機械的行程，發(fā)出命令以控制其運動方向和行程大小的開關(guān)，主要用于機床、自動生產(chǎn)線和其他機械的限位及程序控制。

1〕結(jié)構(gòu)及工作原理

各系列行程開關(guān)的根本結(jié)構(gòu)大體相同，都是由觸點系統(tǒng)、操作機構(gòu)和外殼組成。常見的有直動式和滾輪式。

JLXKl系列行程開關(guān)的動作原理，如圖5.37所示。當運動部件的擋鐵碰壓行程開關(guān)的滾輪1時，杠桿2連同轉(zhuǎn)軸3一起轉(zhuǎn)動，使凸輪7推動撞塊5，當撞塊被壓到一定位置時，推動微動開關(guān)6快速動作，使其動斷觸點斷開，動合觸點閉合。

行程開關(guān)的觸點動作方式有蠕動型和瞬動型兩種。

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

圖5.38LX19K型行程開關(guān)的動作原理圖LX19K型行程開關(guān)即是瞬動型，其工作原理如圖5.38所示。行程開關(guān)動作后，復位方式有自動復位和非自動復位兩種。

2〕型號

常用的行程開關(guān)有LX19和JLXL1等系列，其型號及含義如下：

〔3〕接近開關(guān)

接近開關(guān)又稱為無觸點位置開關(guān)，是一種非接觸型檢測開關(guān)

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

接近開關(guān)時通過其感辨頭與被測物體間介質(zhì)能量的變化來取得信號的。

圖5.39接近開關(guān)原理框圖

接近開關(guān)的型號及含義如下：

5.4.3萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

圖5.40萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖

〔1〕用途

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)實際是多擋位、控制多回路的組合開關(guān)。由于觸頭擋數(shù)多、換接線路多、能控制多個回路，適應(yīng)復雜線路要求，故稱萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。

〔2〕萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)與工作原理

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要由接觸系統(tǒng)、操作機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機構(gòu)等部件組成，用螺栓組裝成整體。

圖5.41LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

圖5.42萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的符號

萬能轉(zhuǎn)換開關(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，中間裝有一對或三對觸頭，分別由凸輪通過支架操作。操作時，手柄帶動轉(zhuǎn)軸和凸輪一起旋轉(zhuǎn)，那么凸輪即可推動觸頭接通或斷開，如圖5.41〔b〕所示。由于凸輪的形狀不同，當手柄處于不同的操作位置時，觸頭的分合情況也不同，從而到達換接電路的目的。

〔3〕萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的型號及含義

LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的型號及含義如下：

5.4.4主令電器的檢測和常見故障處理

①運行中的主令電器應(yīng)無破損、臟污、變形和閃絡(luò)現(xiàn)象，操作時無麻電感；

②運行中的主令電器應(yīng)無過熱現(xiàn)象；

③運行中的主令電器應(yīng)無放電響聲；

④非運行中的主令電器操作靈活，無卡滯現(xiàn)象；

⑤未接入電路中的主令電器各對觸點之間

的絕緣電阻為∞，每對觸點閉合時兩端電阻

為0，分斷時電阻為∞。

任務(wù)5.5接觸器

圖5.43接觸器外形圖

活動情境

接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)，適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他負載，如電熱設(shè)備，電焊機以及電容器組等。

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。

2.能正確地選用接觸器；能進行常見故障的維修。

3.了解接觸器的其他相關(guān)知識。

根本活動

接觸器按主觸頭通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。在機床電氣控制線路中，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、傳動機構(gòu)及底座、接線柱等。

〔2〕交流接觸器的型號及含義

交流接觸器的型號及含義如下：

〔3〕交流接觸器的工作原理

當接觸器的線圈通電后，線圈中流過的電流產(chǎn)生磁場，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，通過傳動機構(gòu)帶動三對主觸頭和輔助常開觸頭閉合，輔助常閉觸頭斷開。當接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時，由于電磁吸力消失或過小，銜鐵在反作用彈簧力的作用下復位，帶動各觸頭恢復到原始狀態(tài)。

5.5.2直流接觸器

直流接觸器是用于遠距離接通和分斷直流電路及頻繁地操作和控制直流電動機的一種自動控制電器。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接觸器的常見故障及處理方法

任務(wù)5.6繼電器

活動情境

繼電器是一種當輸入量變化到某一定值時，

其觸點〔或電路〕即接通或分斷交直流小

容量控制回路的自動控制電器。在電氣控

制領(lǐng)域中，但凡需要邏輯控制的場合，幾

乎都要使用繼電器，從家用電器到工農(nóng)業(yè)

應(yīng)用，甚至國民經(jīng)濟各個部門，無所不見。

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；

2.能根據(jù)不同要求正確的選用繼電器；能進行常見故障的維修；

3.了解新型繼電器的其他有關(guān)知識。

圖5.45繼電器外形圖根本活動

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行分類，見表5.9。

5.6.1電磁式繼電器

電磁式繼電器結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用維護方便，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，也是由電磁機構(gòu)和觸點系統(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電路串聯(lián)，用來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，導線粗，線圈阻抗小。

1〕過電流繼電器

當繼電器中的電流超過預(yù)定值時，引起開關(guān)電器有延時或無延時動作的繼電器稱為過電流繼電器。它主要用于頻繁啟動和重載啟動的場合，作為電動機和主電路的過載和短路保護。

①結(jié)構(gòu)及工作原理。

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

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

2〕欠電流繼電器

當通過繼電器的電流減小到低于整定值時動作的繼電器稱欠電流繼電器。

圖5.48欠電流繼電器的符號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。當通過欠電流繼電器線圈的電流降低到額定電流的10％～20％時，繼電器即釋放復位，其動合觸點斷開，動斷觸點閉合，給出控制信號，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。使用時電壓繼電器的線圈并聯(lián)在被測量的電路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開電路。因此，這種繼電器線圈的導線細、匝數(shù)多、阻抗大。

根據(jù)實際應(yīng)用的要求，電壓繼電器分為過電壓繼電器、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、觸點的數(shù)目和種類進行。

圖5.49電壓繼電器的符號

〔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，只是觸點系統(tǒng)中無主、輔觸點之分，在結(jié)構(gòu)上是一個電壓繼電器，它的觸點數(shù)多，觸點容量大〔額定電流5～10A〕，是用來轉(zhuǎn)換控制信號的中間元件。

常用的中間繼電器有JZ7和JZ8系列兩種。

中間繼電器的型號意義如下：

5.6.2時間繼電器

時間繼電器是利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的自動開關(guān)裝置。

常用的時間繼電器主要有電磁式、電動式、空氣阻尼式、電子式等。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。

圖5.50JZ7型中間繼電器

〔1〕JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器

空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器，是利用氣囊中的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。根據(jù)觸頭延時的特點，可分為通電延時動作型和斷電延時復位型兩種。

1〕結(jié)構(gòu)

JS7A系列時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)。包括兩對瞬時觸頭〔一常開、一常閉〕和兩對延時觸頭〔一常開、一常閉〕。

③空氣室?？諝馐覟橐豢涨?，由橡皮膜、活塞等組成。

④傳動機構(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，用以固定電磁機構(gòu)和氣室。

2〕工作原理

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

①通電延時型時間繼電器的工作原理。

②斷電延時型時間繼電器。

〔2〕電子式時間繼電器

電子式時間繼電器也稱為半導體時間繼電器，具有機械結(jié)構(gòu)簡單、延時范圍廣、精度高、消耗功率小、調(diào)整方便及壽命長等優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛。電子式時間繼電器按結(jié)構(gòu)分為阻容式和數(shù)字式兩類；按延時方式分為通電延時型、斷電延時型及帶瞬動觸點的通電延時型。圖5.52空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu)圖

1〕結(jié)構(gòu)

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

圖5.53JS20系列時間繼電器的外形與接線圖2〕工作原理

JS20系列通電延時型時間繼電器的線路，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系列通電延時型繼電器的電路圖

3〕電子式時間繼電器適用于以下場合：

①當電磁式時間繼電器不能滿足要求時。

②當要求的延時精度較高時。

③控制回路相互協(xié)調(diào)需要無觸點輸出等。

4〕時間繼電器的型號及符號

①型號意義如下：

②圖形和文字符號。

圖5.55時間繼電器的圖形和文字符號

5.6.3熱繼電器

熱繼電器是一種保護用繼電器，是能隨過載程度而改變動作時間的熱保護設(shè)備。

〔1〕分類

熱繼電器按相數(shù)來分，有單相、兩相和三相3種類型，每種類型按驅(qū)動器件的額定電流分又有不同的規(guī)格和型號。熱繼電器是利用熱效應(yīng)的工作原理來工作的，因此，按驅(qū)動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)機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)組成

感應(yīng)機構(gòu)主要有主雙金屬片、驅(qū)動器件、執(zhí)行機構(gòu)〔傳動局部和觸點〕等組成，如圖5.56所示。

圖5.56熱繼電器的外形結(jié)構(gòu)圖

驅(qū)動器件串接于電動機電路中，使之直接反響電動機的過載電流。作為熱繼電器感測元件的雙金屬片，是將兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片以機械碾壓方式使之形成一體。膨脹系數(shù)大的稱為主動層，膨脹系數(shù)小的稱為被動層。

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帶斷相保護的熱繼電器

①電動機正常運行時的工作情況。正常使用時，使雙金屬片略有彎曲。熱繼電器觸點仍處于常閉狀態(tài)，不影響電路的正常