维修电工项目化教程 课件 项目3 低压电器的识别与使用

维修电工项目化教程新编21世纪高等职业教育精品教材·装备制造类项目3低压电器的识别与使用任务3.1

常用低压配电电器的识别与使用3.1.1刀开关（1）刀开关外形、结构及符号刀开关是带有动触头——闸刀，并通过它与底座上的静触头——刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。

刀开关的外形及结构符号如图3-1所示。它主要由瓷手柄、动触点、瓷底座、上胶木盖、下胶木盖等组成。按刀片的数目分为单极、双极和三极刀开关，通常把刀开关和熔断器组合在一起。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

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3-1刀开关外形、结构、符号上一页下一页返回注意：刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端。项目3低压电器的识别与使用

刀开关的主要技术参数及型号如图3-2所示。刀开关形式中K代表开启式刀开关，R代表熔断式刀开关，H代表封闭式刀开关。上一页下一页返回

图3-2刀开关型号的含义项目3低压电器的识别与使用（2）刀开关应用场合

刀开关是手动电器中结构最简单的一种，其主要用在不频繁地接通或切断功率较小的电动机等电器设备与电源的联系。在配电设备中也可用做隔离开关，即用于电器设备长期停止运行或检修电路时切断电源。

用于一般照明电路时，可选用额定电压为220V或250V、额定电流大于或等于电路最大工作电流的两极开关;用于小容量电动机的直接启动时，可选用额定电压为380V或500V、额定电流大于或等于电动机额定电流3倍的三极开关。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用3.1.2转换开关（1）转换开关外形、结构及符号转换开关又叫组合开关，是一种多触头、多位置式，可控制多个回路的电器。外形结构见图3-3。它分为若干层，每一层的绝缘板上装有与机壳外接线柱相连的静触片，每层的动触片装在同一转轴上。转动手柄时，每层的动触片随转轴一起转动，使多对触头同时接通和断开。组合开关同样也有单极、双极和三极之分。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用（2）转换开关应用场合组合开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，多用于机床电气控制线路中电源的引入开关，起着隔离电源作用，还可作为直接控制小容量异步电动机不频繁启动和停止的控制开关。但它的通断能力较低，一般不可用来分断故障电流。有一种转换开关，它不但能接通和断开电源，而且还能改变电源输入的相序，用来直接实现对小容量电动机的正反转控制，这类组合开关叫倒顺开关，也称为可逆转换开关。常用的有HZ3系列。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用转换开关的主要技术参数及型号如图3-4所示，Z代表转换开关。

图3-4转换开关技术参数及型号上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用3.1.3熔断器

熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，使用时将它串联在被保护电路中。其原理是当电路正常工作，熔断器允许一定大小的电流通过其熔体不熔化；短路或过载时，熔体中流过较大的故障电流，当电流产生的热量达到熔点时，熔体熔化，自动切开电路。如图3-5所示。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

电流越大，要求熔断的时间越短，才能保证被保护的设备不超过允许的温升，即熔断器熔体的保护特性，为安-秒特性。上一页下一页返回

1—瓷帽；2—小红点标志；3—熔断管；4—瓷套；5—下接线端；6—瓷底座；7—上接线端图3-5熔断器外形、结构及符号项目3低压电器的识别与使用3.1.4低压断路器

低压断路器是一种可以用手动或电动分、合闸，而且在电路过载或欠电压时能自动分闸的低压开关电器，又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。其功能相当于熔断器式断路器与过流、欠压、热继电器等的组合，因而得到了广泛的应用。其外形、结构、符号见图3-6。

低压断路器的主触点是靠操作机构手动或电动合闸的，由自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。如果电路发生故障，自由脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使钩子脱开，于是主触点在弹簧作用下迅速分断。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

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低压断路器外形、结构及符号项目3低压电器的识别与使用

常用低压断路器型号见图3-7。选择低压断路器时应保证其额定电压和额定电流不小于电路的正常工作电压和工作电流;过流脱扣器的瞬时脱扣电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流;热脱扣器的额定电流应与所控制电动机的额定电流或者负载额定电流一致下一页返回图3-7DZ20系列低压断路器的型号含义项目3低压电器的识别与使用任务3.2

常用低压控制电器的识别与使用3.2.1按钮

按钮是用来短时间接通或断开小电流控制电路的手动电器。在低压控制电路中，主要用于发布手动控制指令。按钮外形、结构及符号见图3-7。按钮是由按钮帽、复位弹簧、桥式触点、静触点和外壳组成。以复合按钮为例，在图示位置时，由于未按下按钮帽，1-2触点的常态是闭合的，按下按钮帽后断开，所以称为动断触点，又称为常闭触点。与此相应，按下按钮帽3-4触点合上，称为动合触点，又称为常开触点。

一般以红色表示停止按钮，绿色表示起动。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

复合按钮图形符号中动断触点和动合触点间的虚线表示两者之间是机械联动的。控制按钮的选用要考虑其使用场合，对于控制直流负载，因直流电弧熄灭比交流困难，故在同样的工作电压下，直流工作电流应小于交流工作电流，并根据具体控制方式和要求选择控制按钮的结构形式、触点数目及按钮的颜色等。上一页下一页返回图3-7按钮外形、结构及符号项目3低压电器的识别与使用上一页返回3.2.2行程开关

行程开关又称限位开关，如图3-8所示，是在机械生产中用于对机械部件的运动位置或行程进行控制的电器。由操作机构、触头系统、外壳组成。行程开关的工作原理与按钮的工作原理基本相同，不同的是行程开关是利用生产机械的某运动部件对开关操作机构的碰撞而使触点动作，来控制机械运动的方向和行程的大小或实现极限位置保护。而按钮则是通过人力使其动作来控制其他电器。近年来，为了克服有触点行程开关操作频率低、使用寿命较短、可靠性较差等缺点，采用了无触点的行程开关，又称电子接近开关。它的功能是当金属物体与之接近到一定距离时，就发出动作信号，以控制继电器或逻辑元件。除作行程控制和限位保护外，它还可应用于检测、计数、定位等方面。项目3低压电器的识别与使用

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图3-8行程开关外形及符号项目3低压电器的识别与使用2.2.3接触器（1）交流接触器外形、结构接触器是一种用途最为广泛的自动电器，用来频繁地接通和断开交直流主电路和大容量控制电路，如三相异步电动机的定子绕组电路、大容量电热设备等。与刀开关等相比较，接触器容易实现远距离控制，使操作人员远离了高电压、大电流电路，并且接触器具有欠(零)电压保护功能，进一步确保了人身和电器设备的安全。使用接触器与其他电器配合，还可以实现一定程度的自动控制。接触器实际上就是一个电磁开关，它利用电磁铁的吸力带动触点动作，通、断电动机的主电路。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用一般按主触点控制的电流性质，可分为交流接触器和直流接触器等，这里主要介绍交流接触器。交流接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置三部分组成。图3-9所示是交流接触器的外形图和结构示意图。上一页下一页返回

图3-9交流接触器外形图和结构示意图项目3低压电器的识别与使用

交流接触器电磁机构一般为交流机构，它由固定在机座上的励磁线圈、静铁芯和动铁芯等组成。，励磁线圈为电压线圈，使用时将其并接在电压相当的控制电源上即可。静铁芯和动铁芯的形状一般是双E形，一般用互相绝缘的硅钢片叠压铆成，以减少交变磁场在铁芯中产生的涡流和磁滞损耗，防止铁芯过热。铁芯上装有短路环，以消除动铁芯吸合后的振动和噪声。

交流接触器的触点系统是接触器执行部件，触点可分为主触点和辅助触点。它们是利用动、静触点的分合来接通和断开电路的。主触点一般为三极动合触点，体积较大，通常装设灭弧机构，用于通断电流较大的主电路;辅助触点电流容量小，由两对动合和动断触点组成，不专门设置灭弧机构，主要用在控制电路或其他辅助电路中作联锁或自锁之用。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用（2）交流接触器的工作原理当励磁线圈通电流时，产生较大的电磁吸力，使动铁芯向下吸合，并带动机械传动机构使动断触点断开，动合触点闭合。当励磁线圈断电后，电磁力消失，动铁芯在复位弹簧的作用下，恢复原位，各触点也恢复到原来的状态，这时动断触点闭合，动合触点断开。（3）交流接触器的选用接触器技术指标包括：额定工作电压、电流、触点数目、寿命、操作频率等。常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是220V或380V。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

图3-10交流接触器图形符号

图3-11交流接触器型号含义上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用1.4继电器

继电器是根据某种输入的物理量(如电压、电流、时间、温度、速度等)来接通或断开小电流电路的控制电器，主要用于实现远距离自动控制、线路保护或信号转换。

继电器种类繁多，分类方法各异。按输入的物理量可分为时间继电器、热继电器、电压继电器、电流继电器、速度继电器和压力继电器等;按用途可分为控制用和保护用继电器等;按输出形式可分为有触点和无触点两种;按工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用（1）热继电器

1）热继电器工作原理热继电器用于电动机的过载保护。当发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。外形结构及符号如图3-12所示。热继电器也不会立即动作，所以它不能用来执行短路保护。上一页下一页返回图3-12热继电器外形结构及图形符号项目3低压电器的识别与使用2）热继电器的选用热继电器的常用产品有JR16,JR20,JRS1等系列和引进产品如T系列、LR1-D系列等。JR20,JRS1系列具有断相保护、温度补偿、整定电流可调功能和手动复位功能。它的选用主要根据电动机的使用场合、额定电流来确定。对于Y形连接的电动机，选用两相或三相热继电器均可进行保护;对于三角形连接的电动机，应选择带断相保护功能的热继电器。热继电器的整定电流应与电动机的额定电流相等。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用（2）时间继电器

1）时间继电器工作原理

凡是在敏感元件获得信号后，执行元件要延迟一段时间才动作的电器叫时间继电器。它是利用电磁原理或机械动作原理实现触头接通或断开的自动控制电器

时间继电器的延迟时间可以在一定的范围内调节。时间继电器按照工作原理及结构的不同，分为电磁式、电子式、空气阻尼式等;按延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种。

电磁式时间继电器结构简单、可靠性高且寿命长。但它仅能在断电时延时，延时时间短，最长不超过5s，而且延时精度低，一般只用于延时精度不高的场合。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

电子式时间继电器有阻容式和数字式之分。阻容式时间继电器是利用电容器充、放电的原理制成，它延时准确、体积小、重量轻。数字式时间继电器是利用数字电路元器件制成，它准确性高、设定的时间范围较大、显示直观，并且能在一定程度上实现智能控制，使用十分方便，目前已经成为主流产品。空气式时间继电器结构也比较简单、延时范围较大、且可连续调节，但延时准确性较差。我国生产的JS7-A系列空气式时间继电器励磁线圈的电压是24~380V，延时范围有0.4~60s和0.4~180s两种。在机床控制电路中，空气阻尼式时间继电器用得最多，其组成为电磁机构、延时机构、触头系统，符号为KT，常见时间继电器外形符号如图3-14所示。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用上一页下一页返回

图3-14JS20型时间继电器外形及图形符号项目3低压电器的识别与使用时间继电器触点类型如下：延时闭合动合触点在时间继电器的励磁线圈未通电时，此类触点的常态是断开的。线圈通电后，需延迟一段时间才能闭合。线圈一旦断电，触点立即断开，恢复常态。延时断开动断触点在时间继电器的励磁线圈未通电时，此类触点的常态是闭合的。线圈通电后，需延迟一段时间才能断开。线圈一旦断电，触点立即闭合，恢复常态。

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延时断开动合触点

在时间继电器的励磁线圈未通电时，此类触点的常态是断开的。线圈一通电，该动合触点立即闭合、不延时。待励磁线圈断电时，需经一段延时，该触点才恢复常态(断开)。延时闭合动断触点在时间继电器的励磁线圈未通电时，此类触点的常态是闭合的。线圈一通电，该动断触点立即断开、不延时。待励磁线圈断电时，需经一段延时，该触点才恢复常态(闭合)。瞬时触点这类触点与其他继电器或接触器的触点完全一样，不会延迟动作，即励磁线圈一经通电，触点立即被接通或断开。线圈断电，它们也立即恢复为常态。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

为了便于理解和记忆延时动作触点的功能和动作特点，我们可以把以上延时动作触点图形符号上的小圆弧看作是“小降落伞”，看这些“小降落伞”的方向是否会阻碍其动作，来判断是闭合时延时还是断开时延时的，再根据是动断或动合即可判断出其触点类型。2）时间继电器的选用

时间继电器形式多样，各具特点，选择时应从以下几个方面考虑：

①根据控制电路对延时触点的要求选择延时方式，即通电延时或断电延时型。

②根据延时要求和精度要求选择继电器类型。上一页返回项目3低压电器的识别与使用

③根据使用场合、工作环境现在时间继电器类型。如电源电压波动较大的场合可选空气阻尼式或电动式时间继电器，电源频率不稳定的情况下，不宜使用电动式时间继电器。环境温度变化大的场合不宜选用气阻尼式或电子式时间继电器。时间继电器型号含义如图3-15所示。下一页返回

图3-15时间继电器型号含义项目3低压电器的识别与使用（3）速度继电器1）速度继电器工作原理

速度继电器主要用于三相笼型异步电动机的反接制动，所以又称为反接制动继电器。当电动机旋转时，与电动机同轴联结的速度继电器转子也转动，这样，永久磁铁制成的转子，就由静止磁场变为在空间移动的旋转磁场。此时，定子内的短路绕组（导体）因切割磁力线而产生感应电势和电流，载流短路绕组与磁场相互作用便产生一定的转矩，于是，定子便顺着转轴的转动方向而偏转。定子的偏转带动支架和顶块，当定子转过一定角度时，顶块推动动触点弹簧片（或反向偏转时）使常闭触点分断，常开触点闭合。当常开触点闭合后，可产生一定的反作用力，阻止定子继续偏转。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用电动机转速越高，定子导体内产生的电流越大，因而转矩越大，顶块对动触点簧片的作用力也就越大。电动机转速下降时，速度继电器转子速度也随着下降，定子绕组内产生感应电流相应减小，从而电磁转矩减小，顶块对动触点簧片的作用力也减小。

当转子速度下降的一定数值时，顶块的作用力小于触点簧片的反作用力时，顶块返回到原始位置，对应的触点也复位。通常速度继电器在130r/min左右时触点就动作，当电动机的转速下降到100r/min左右，触点复位。转速在3000~3600r/min以下能可靠动作。速度继电器外形及符号见图3-16。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用上一页下一页返回

图3-16速度继电器外形及符号项目3低压电器的识别与使用2）速度继电器的选用

速度继电器的选用主要根据电动机的额定转速来选择。使用时，速度继电器的转轴应与电动机同轴连接；安装接线时，正反向的接点不能接错，否则不能起到反向制动时接通和断开反向电源的作用。速度继电器型号含义如图3-17所示。上一页下一页返回

图3-17JFZ0型速度继电器型号含义项目3低压电器的识别与使用（4）电磁式继电器

电磁式继电器的工作原理和结构与接触器类似，也是由电磁机构和触点系统等组成。但继电器没有灭弧装置，也无主辅触点之分，它只用于切换小电流的控制电路和保护电路。电磁式继电器有直流和交流两类，常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器和中间继电器等。

1)中间继电器

中间继电器实际上是一种动作值与释放值不能调节的电压继电器，它主要用于传递控制过程中的中间信号。中间继电器的触点数量比较多，一般有八对，有动合、动断触点，但没有主、辅之分。每对触点允许通过的电流大小是相同的，额定电流为5~10A。它可以将一路信号转变为多路信号，以满足控制要求。当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩展，起到信号中继作用。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用常见中间继电器的外形和结构及符号见图3-18。

上一页下一页返回1-触点弹簧；2-常开触点；3-衔铁；4-铁心；5-底座

6-缓冲弹簧；7-线圈；8-释放弹簧；9-常闭触点

图3-18中间继电器外形结构及符号项目3低压电器的识别与使用中间继电器型号含义如图3-19所示。上一页下一页返回

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3-19中间继电器型号含义项目3低压电器的识别与使用

2）电压继电器电压继电器是根据输入电压大小而动作的继电器。电压继电器线圈与被测电路并联，反映电路电压的变化，可作为电路的过电压和欠电压保护。。同一类型又可分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。过电压继电器在电压为额定值的0.5%~120%以上动作;欠电压继电器在电压为额定值的40%~70%时动作;零电压继电器当电压降低到额定值的0.5%~5%时动作，它们分别用作过电压、欠电压和零电压保护。为了不影响电路的工作状态，要求其线圈的匝数要多，导线截面要小，线圈阻抗要大。电压继电器外形及图形符号如图3-20所示。上一页返回项目3低压电器的识别与使用下一页返回图3-20电压继电器外形及符号项目3低压电器的识别与使用

3）电流继电器

根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器称为电流继电器。电流继电器的线圈串接于被测电路中，反映电路电流的变化，对电路实现过电流与欠电流保护。过电流继电器用于电路过电流保护。当电路工作正常时不动作，当电路出现故障、电流超过某一整定值(通常将整定值设为额定电流的1.1~4.0倍)时，过电流继电器动作。欠电流继电器用于电路欠电流保护。电路工作正常时已动作，当电路中电流减小到某一整定值(额定电流的10%~20%)以下时，欠电流继电器释放。为了使串人电流继电器后不影响电路工作情况，因此，电流继电器的线圈应阻抗小、导线要粗、其匝数应尽量少，只有这样线圈的功率损耗才小。常见电流继电器外形及图形符号如图3-21所示。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用上一页下一页返回图3-21电流继电器外形及符号项目3低压电器的识别与使用任务3.3常用低压控制电器的检测与使用3.3.1按钮的检测与使用按钮检测步骤如下:1）目测外观，检查按钮外观是否完好，有无损坏。2）手动检测，按动按钮看动作是否灵活，有无卡阻。3）将万用表调整到欧姆档的RX10档，然后将红、黑表笔短接，通过调零旋钮将指针调整到欧姆档的零刻度。4）将红、黑表笔分别按钮一对触点的两端，万用表指针指向“0”，说明是常闭触点，按下按钮，万用表指针由“0”指向“∞”则常闭触点完好，否则损坏。5）将红、黑表笔分别按钮另一对触点的两端，万用表指针指向“∞”，说明是常开触点，按下按钮，万用表指针由“∞”指向“0”则常开触点完好，否则损坏。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用3.3.2交流接触器检测与使用

交流接触器的检查步骤如下：1）首先将万用表调整到欧姆档的RX100档，然后将红、黑表笔短接，通过调零旋钮将指针调整到欧姆档的零刻度。2）将红、黑表笔分别放在A1、A2接线柱上，测量电磁线圈电阻，此时万用表指针指示交流接触器线圈的电阻值，小型交流接触器电阻一般为几百欧。若电阻为“0”说明短路，若电阻为“∞”，则说明线圈断路。3）将万用表两表笔分别放在L1、T1接线柱上，万用表指针指向电阻“∞”，强制按下接触器衔铁，万用表指针由“∞”指向“0”，说明主触点完好。同样方法检测其他两对主触点。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用3.3.3热继电器检测

使用热继电器之前应进行必要的检测。检测步骤如下：1）首先将万用表调整到欧姆档的RX100档，然后将红、黑表笔短接，通过调零旋钮将指针调整到欧姆档的零刻度。2）将万用表红、黑表笔分别放在热继电器任意两主接线柱上，由于热元件电阻值较小，几乎为零，所以若测得电阻为“0”，说明热元件完好。3）将万用表红、黑表笔分别放在热继电器任意一对触点上，若万用表测得阻值为“0”，说明是一对常闭触点，拨动机械按钮，指针由“0”指向“∞”，可以确定此对触点为常闭触点。若所测阻值为“∞”，则可能是一对常开触点，拨动机械按钮，指针由“∞”指向“0”，则确定是一对常开触点。常见触点位置如图3-23所示。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用

上一页下一页返回图3-23JRS4系列热继电器热元件及触点位置项目3低压电器的识别与使用3.3.4时间继电器检测

以ST3P时间继电器为例，检测步骤如下：1)观察时间继电器底座如图3-24所示，底座上有8个触点，每个触点上面都有相应的标号在时间继电器的底座上还有有8个小孔，可以和时间继电器主体对接。对照时间继电器铭牌标示找出时间继电器的线圈和延时闭合和延时断开的触点数字符号。如图3-25所示，线圈2-7，延时闭合常开触点1-3,6-8，延时断开常闭触点1-4,5-8。上一页下一页返回项目3低压电器的识别与使用图3-24时间继电器底座上一页下一页返回图3-25时间继电器铭牌项目3低压电器的识别与使用2）将万用表拨到欧姆档的RX10K档，进行欧姆调零。将时间继电器主体插入底座，将红、黑表笔放在线圈触点2-7接线端子上，万用表指针显示线圈阻值约为1000KΩ，否则线圈损