电气控制技术项目化教程 第2版 课件 项目1 低压电器的选用与维修

项目1低压电器的选用与维修任务1.1开关电器的选用与检修熔继器的选用与检修任务1.2接触器的选用与检修任务1.3任务1.4继电器的选用与检修主令电器的选用与检修任务1.5知识目标:了解开关电器的基本结构、分类及选用方法。技能目标:掌握开关电器的安装及检修方法。素养目标:培养学生养成自觉遵守安全及技能操作规程和认真负责、精心操作的工作习惯，以及团队合作意识。重点和难点:开关电器的选用、安装调试及故障的排除。解决方法:老师指导、实例演示、小组讨论、分组操作。建议学时：2学时

任务1.1开关电器的选用与检修1.1.1任务分析

开关电器常用于隔离、转换、接通及分断电路，可用于机床电路的电源开关、局部照明电路的开关，有时也可以用来直接对小容量电动机的起动、停止和正反转实施控制。通常使用的开关电器有刀开关、组合开关和低压断路器，如图1-1所示。

1.1.2相关知识——开关电器的选用与检修

1．刀开关刀开关是手动电器中结构最简单的一种，被广泛应用于各种配电设备和供电电路，一般用来作为电源的引入开关或隔离开关，也可用于小容量的三相异步电动机不频繁地起动或停止的电路中。

(1)开启式负荷开关开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。开启式负荷开关外形、结构与符号如图1-2所示。图1-2开启式负荷开关

1—上胶盖2—下胶盖3—插座4—触刀5—操作手柄6—固定螺母7—进线端8—熔丝9—触点座10—底座11—出线端2．组合开关组合开关的作用：电源的引入开关；通断小电流电路；控制5kW以下电动机。组合开关的分类：按极数分有单极、双极和三极，按层数分有三层、六层等。组合开关的外形、结构与符号如图1-6所示。图1-6组合式开关外形、结构、符号

1—手柄2—转轴3—弹簧4—凸轮5—绝缘垫板6—动触片7—静触片8—接线柱9—绝缘杆

3．低压断路器低压断路器俗称自动开关或空气开关，用于低压配电电路中不频繁的通断控制。在电路发生短路、过载或欠电压等故障时能自动分断故障电路，是一种控制兼保护电器。低压断路器分类：油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器。低压断路器外形、结构与符号如图1-8所示。图1-8断路器外形、结构、符号1.1.3任务实施准备元器件、工具，如表1-1所示。1.刀开关的选用与安装（1）刀开关选用1）用于照明和电热负载时，选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。2）用于控制电动机的直接起动和停止时，选用额定电压380V或500V，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。（2）安装与使用1）开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上，且合闸状态时手柄应朝上，不允许倒装或平装，以防发生误合闸事故。2）开启式负荷开关控制照明和电热负载使用时，要装接熔断器作短路和过载保护。3）更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按原规格更换。4）在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。2.组合开关的选用与安装（1）组合开关的选用组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触点数、接线方式和负载容量进行选用。1）用于照明或电热电路时，组合开关的额定电流应等于或大于电路中各负载电流的总和。2）用于直接控制异步电动机的起动和正、反转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。（2）组合开关的安装与使用1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱（或壳体）内，其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方，并且在它的上方不安装其他电器，否则应采取隔离或绝缘措施。3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向起动，且每小时的接通次数不能超过15～20次。4）当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用，以延长其使用寿命。5）倒顺开关接线时，应将开关两侧进出线中的一相互换，并看清开关接线端标记，切忌接错，以免产生电源两相短路故障。1.1.4任务考评根据班级人数先分组，然后进行任务实施，实施过程中的考评细节参见表1-5。1.1.5课后习题1.刀开关的结构和工作原理是什么？2.刀开关应如何安装？为什么？低压断路器的作用是什么？分为哪两类？由什么组成？知识目标:了解熔断器的基本结构、分类及选用方法。技能目标:掌握熔断器的安装及检修方法。素养目标:培养学生养成自觉遵守安全及技能操作规程和认真负责、精心操作的工作习惯，以及团队合作意识。重点和难点:熔断器的选用、安装调试及故障的排除。解决方法:老师指导、实例演示、小组讨论、分组操作。建议学时：2学时

任务1.2

熔断器的选用与检修1.2.1任务分析

熔断器是一种结构简单、价格低廉、动作可靠、使用维护方便的保护电器。在低压配电网络和电力拖动系统中主要用作短路保护。使用时串联在被保护的电路中，如图1-9所示。

图1-9熔断器1.2.2相关知识——熔断器的选用与检修

1．熔断器熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护电路。熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉、分断能力较高、限流能力良好等优点，因此在电路中得到广泛应用。熔断器外形结构与符号如图1-10。图1-10熔断器外形结构与符号熔断器组成部分：由熔体和安装熔体的绝缘底座（或称熔管）组成。熔体由易熔金属材料铅、锌、锡、铜、银及其合金制成，形状常为丝状或网状。由铅锡合金和锌等低熔点金属制成的熔体，因不易灭弧，多用于小电流电路；由铜、银等高熔点金属制成的熔体，易于灭弧，多用于大电流电路。熔断器的分类：按结构分为开启式、半封闭式和封闭式；按有无填料分为有填料式、无填料式；按用途分为工业用熔断器、保护半导体器件熔断器及自复式熔断器等。熔断器的使用选择：（1）照电路要求和安装条件选择熔断器的型号容量小的电路选择半封闭式或无填料封闭式，短路电流大的选择有填料封闭式，半导体元件选择快速熔断器。（2）按照电路电压选择熔断器的额定电压。（3）根据负载特性选择熔断器的额定电流。（4）选择多级熔体配合时，后一级要比前一级小，总闸和各分支电流不一样，熔丝的选择也不一样。1.2.3任务实施准备元器件、工具，如表1-6所示。1.熔断器类型的选择根据使用环境和负载性质选择适当类型的熔断器。用于容量较小的照明电路，可选用RC1A系列插入式熔断器；在开关柜或配电屏中可选用RM10系列无填料封闭管式熔断器；对于短路电流相当大或有易燃气体的地方，应选用RT0系列有填料封闭管式熔断器；在机床控制电路中，多选用RL1系列螺旋式熔断器；用于半导体功率元件及晶闸管保护时，则应选用RLS或RS系列快速熔断器等。2.熔体额定电流的选择（1）对照明、电热等电流较平稳、无冲击电流的负载短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。对一台不经常起动且起动时间不长的电动机的短路保护，IRN≥（1.5～2.5）IN。（2）对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应大于或等于其中最大容量电动机的额定电流INmax的1.5～2.5倍加上其他电动机额定电流的总和∑IN，即IRN≥（1.5～2.5）INmax＋∑IN（3）熔断器额定电压和额定电流的选择熔断器的额定电压必须等于或大于电路的额定电压；熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。（4）熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。1.2.4任务考评根据班级人数先分组，然后进行任务实施，实施过程中的考评细节参见表1-7。1.2.5课后习题1.熔断器在电路中的主要作用是什么？2.熔断器的选用原则有哪些？3.熔断器由哪几部分组成？分为哪几类？知识目标:了解接触器的基本结构、分类及选用方法。技能目标:掌握接触器的安装及检修方法。素养目标:培养学生养成自觉遵守安全及技能操作规程和认真负责、精心操作的工作习惯，以及团队合作意识。重点和难点:接触器的选用、安装调试及故障的排除。解决方法:老师指导、实例演示、小组讨论、分组操作。建议学时：2学时

任务1.3

接触器的选用与检修1.3.1任务分析

接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交、直流电路及大容量控制电路。主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载，如电热设备、电焊机以及电容器组等。接触器按主触点通过的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两种，如图1－12所示。

图1-12a)、专用接触器b)、机械联锁可逆接触器c)、电磁式接触器d)、直流接触器1.3.2相关知识——接触器的选用与检修

1．接触器接触器主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等，能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。它具有低电压释放保护功能，在电力拖动自动控制电路中被广泛应用。外形、结构与符号如图1-13所示。接触器型号与含义见1-14图所示。图1-14型号与含义接触器的分类：接触器有交流接触器、直流接触器。常用的交流接触器有CJl0、CJl2、CJ10X、CJ20、CJXl、CJX2、3TB和3TD等系列。接触器使用与选择：（1）根据负载性质选择接触器的类型。（2）额定电压应大于或等于主电路工作电压。（3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。对于电动机负载，还应根据其运行方式适当增大或减小。（4）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。1.3.3任务实施准备元器件、工具，如表1-8所示。1.接触器的拆装外观结构如图1-15所示2．拆卸过程（1）松开线圈外部固定螺钉（两颗），如图1-16所示。（2）松开底盖螺钉（两颗）如图1-17所示。图1-17松开底盖螺钉由于内部有反作用力弹簧，所有在松开螺钉时用手指适当用力按住底盖，防止松开螺钉后内部元件弹出来。（3）取出铁心、弹簧夹片和反作用力弹簧，如图1-18所示。（4）取出线圈，如图1-19所示。3．接触器的安装安装过程与拆除的过程相反.1.3.4任务考评根据班级人数先分组，然后进行任务实施，实施过程中的考评细节参见表1-9。1.3.5课后习题1.简述交流接触器的主要工作原理。2.交流接触器由哪几部分组成？3.交流接触器铁心噪声过大的原因有哪些？知识目标:了解继电器的基本结构、分类及选用方法。技能目标:掌握继电器的安装及检修方法。素养目标:培养学生养成自觉遵守安全及技能操作规程和认真负责、精心操作的工作习惯，以及团队合作意识。重点和难点:继电器的选用、安装调试及故障的排除。解决方法:老师指导、实例演示、小组讨论、分组操作。建议学时：2学时

任务1.4

继电器的选用与检修1.4.1任务分析

继电器主要作用是起到控制、检测、保护、调节和信号转换等。它是一种自动和远距离操纵的电器，被广泛应用于电力拖动控制系统、遥控、遥测系统、电力保护系列以及通信系统。也是现代电气装置中最基本的元器件之一。

图1-23继电器1.4.2相关知识——继电器的选用与检修

1．热继电器热继电器主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。热继电器工作原理：当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的触点动作。当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动导板使常闭触点断开，从而切断电动机控制电路以起保护作用。热继电器结构与符号如图1-24所示。2．时间继电器时间继电器作为延时元件，通常可在交流50Hz、60Hz、电压380V、直流220V的控制电路中作延时元件，按照预定的时间去接通或分断电路。时间继电器外形与符号如图1-26所示。图1-26空气阻尼式时间继电器外形、结构和图形符号1.4.3任务实施准备元器件、工具，如表1-10所示。1.热继电器的选择

热继电器的技术参数主要有额定电压、额定电流、整定电流和热元件规格，选用时，一般只考虑其额定电流和整定电流两个参数，其他参数只有在特殊要求时才考虑。(1)额定电压是指热继电器触点长期正常工作所能承受的最大电压。(2)额定电流是指热继电器允许装入热元件的最大额定电流，根据电动机的额定电流选择热继电器的规格，一般应使用热继电器的额定电流略大于电动机的额定电流。(3)整定电流是指长期通过热元件而热继电器不动作的最大电流。一般情况下，热元件的整定电流为电动机额定电流的0．95─1．05倍；若电动机拖动的是冲击性负载或起动时间较长及拖动设备不允许停电的场合，热继电器的整定电流值可取电动机额定电流的1．1─1．5倍，若电动机的过载能力较差，热继电器的整定电流可取电动机额定电流的0.6─0.8倍。(4)当热继电器所保护的电动机绕组是Y形接法时，可选用两相结构或三相结构的热继电器；当电动机绕组是△形接法时，必须采用三相结构带断相保护的热继电器。2.热继电器安装(1)必须按照产品说明书中规定的方式安装，安装处的环境温度应与所处环境温度基本相同。当与其他电器安装在一起时，应注意将热继电器安装在其他电器的下方，以免其动作特性受到其他电器发热的影响。(2)热继电器安装时，应清除触点表面尘污，以免因接触电阻过大或电路不通而影响热继电器的动作性能。(3)热继电器出线端的连接导线应按照标准选用。导线过细，轴向导热性差，热继电器可能提前动作；反之，导线过粗，轴向导热过快，继电器可能滞后动作。(4)使用中的热继电器应定期通电校验。(5)热继电器在使用中应定期用布擦净尘埃和污垢，若发现双金属片上有锈斑，应用清洁棉布蘸汽油轻轻擦除，切忌用砂纸打磨。(6)热继电器在出厂时均调整为手动复位方式，如果需要自动复位，只要将复位顺时针方向旋转3～4圈，并稍微拧紧即可。1.4.4任务考评根据班级人数先分组，然后进行任务实施，实施过程中的考评细节参见表1-12。1.4.5课后习题1.热继器在电路中主要作用？2.电动机起动时电流很大，为什么热继电器不会动作？3.时间继电器的延时方式有哪几种？知识目标:了解主令电器的基本结构、分类及选用方法。技能目标:掌握主令电器的安装及检修方法。素养目标:培养学生养成自觉遵守安全及技能操作规程和认真负责、精心操作的工作习惯，以及团队合作意识。重点和难点:主令电器的选用、安装调试及故障的排除。解决方法:老师指导、实例演示、小组讨论、分组操作。建议学时：2学时

任务1.5

主令电器的选用与检修1.5.1任务分析

主令电器用于在控制电路中以开关接点的通断形式来发布控制命令，使控制电路执行对应的控制任务。主令电器应用广泛，种类繁多，常见的有按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器、选择开关、足踏开关等。

1.5.2相关知识——主令电器的选用与检修

1．按钮按钮俗称控制按钮或按钮开关。按钮在电路中发出起动或者停止指令，是一种短时间接通或断开小电流电路的手动控制器，常控制点起动器、接触器、继电器等电器线圈电流的接通或断开。按钮外形结构与符号如图1-29所示。2．行程开关行程开关俗称限位开关。它是一种实现行程控制的小电流（5A以下）的主令电器。行程开关是利用机械运动部件的碰撞使其触点动作，通过触点的开合控制其他