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1、中职 电气安装与维修技术项目一任务二电子课件 高教版 项目一电气入门任务2电器元件&知识目标：v1、能正确叙述各常用低压电器的功能作用；v2、能熟练画出各常用低压电器的电气符号；v3、能简述各常用低压电器的结构原理。&能力目标：v能运用所学知识，对常用低压电器进行检修处理。任务要求：v观察CA6140车床电气控制柜，找出全部的电气元件并说出它们的名称、符号、工作原理。并能根据故障现象分析可能原因并对元件做简单的维护。知识讲解：一、低压电器v 定义v 分类 凡是自动和手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电器元件统称为电器。（一）低压电器的定义
2、一、低压电器低压电器是指用于交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。根据我国现行的标准的规定工作电压高低分类低压电器 工作在交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。高压电器 工作在交流额定电压1200V及以上、直流额定电压1500V及以上的电器称为高压电器。（二）低压电器的分类1按用途分类用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如按钮开关、主令开关、行程开关等。用于保护电路及用电设备的电器。如熔断器、热继电器、避雷器等。用于电能输送和分配的电器。如断路器、刀开关等。用于完成某种动作或传动功能的
3、电器。如电磁铁、电磁离合器等。用于各种控制电路和控制系统的电器。例如接触器、控制器、起动器等。控制电器:主令电器:保护电器:配电电器:执行电器:依据电磁感应原理来工作的电器。如交直流接触器、各种电磁式继电器等。2按工作原理分类电磁式电器非电量控制电器电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。自动电器指依靠电器本身参数变化（如电、磁、光等）而自动完成动作切换或状态变化的电器。如接触器、继电器等。3按动作方式分类自动电器手动电器手动电器指依靠人工直接完成动作切换的电器。如按钮、刀开关等。低压开关电器主要用作电源的隔离、线路的保护与控制。刀
4、开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。（一）刀开关二、开关电器刀开关的典型结构刀开关的符号 刀开关的种类很多，按刀的极数可分为单极、双极和三极。按刀的转换方向可分为单掷和双掷；按灭弧情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩；按接线方式可分为板前接线式和板后接线式。a)单极；b)双极；c)三极开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。生产中常用的是HK系列开启式负荷开关，适用于照明和小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护作用。1、开启式负荷开关结构1、开启式负荷开关HK系列负荷开关由刀
5、开关和熔断器组合而成.胶盖防止操作时触及带电体或分断时产生的电弧飞出伤人。结构符号型号在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关。作用：用于手动不频繁的接通和断开带负载的电路以及作为线路末端的短路保护，也可用于控制15kW以下的交流电动机不频繁的直接起动和停止。2、封闭式负荷开关结构2、封闭式负荷开关常用的封闭式负荷开关有HH3、HH4系列，其中HH4系列为全国统一设计产品。它主要由触头及灭弧系统、熔断器及操作机构等三部分组成。结构在操作机构中，手柄转轴与底座之间装有速动弹簧，使刀开关的接通与断开速度与手柄操作速度无关。操作机构上装有机械联锁，它可以保证开关合闸 时不能打开防护铁盖，而当打开防
6、护铁盖 时，不能将开关合闸。特点采用了储能合闸方式，使开关的 分合速度与手柄操作速度无关。作用：改善开关 的灭弧性能，又能防止触点停滞在中间位置，从而提高开关的通断能力，延长其使用寿命；2、封闭式负荷开关2、封闭式负荷开关型号符号与开启式负荷开关相同（二）低压断路器低压断路器（QF）俗称自动开关或空气开关，可用于不频繁接通和分断负载电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。作用：既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，保护线路和电气设备。是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。概念分类框架式(又称万能式)塑壳式
7、(又称装置式)按结构形式分类：除用作配电网络的保护开关外，还用作电动机、照明线路的控制开关主要用作配电网络的保护开关1、结构及工作原理在电气控制线路中，主要采用的是DZ5型和DZ10系列低压断路器 DZ520型低压断路器 a）外形；b）结构；DZ5型低压断路器 DZ10系列为大电流系列，其额定电流的等级有100A、250A、600A三种，分断能力为750kA。在机床电气系统中常用250A以下的等级，作为电气控制柜的电源总开关。DZ10型低压断路器可根据需要装设热脱扣器（用双金属片作过负荷保护）电磁脱扣器（只作短路保护）复式脱扣器（可同时实现过负荷保护和短路 保护）DZ10型低压断路器低压断路器
8、工作原理DZ10型低压断路器操作手柄的三个位置：合闸位置：手柄向上扳，跳钩被锁扣扣住，主触点闭合。自由脱扣位置：跳钩被释放（脱扣），手柄自动移至中间，主触点断开。分闸和再扣位置：手柄向下扳，主触点断开，使跳钩又 被锁扣扣住，从而完成了“再扣”的动作，为下一次合闸做好了准备。如果断路器自动跳闸后，不把手柄扳到再扣位置（即分闸位置），不能直接合闸。DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅，因为脱扣机构的脱扣速度快，灭弧时间短，一般断路时间不超过一个周期（0.02s），断流能力就比较大。漏电保护断路器 通常称作漏电开关。作用：是一种安全保护电器，在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，迅速自动断开电路，能有
9、效的保证人身和线路的安全。漏电保护断路器 工作原理电磁式电流动作型漏电断路器结构 2、符号3、型号 组合开关又称转换开关，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、停止和正反转。（三）组合开关作用：结构与普通闸刀开关的区别：转换开关用动触片代替闸刀，操作手柄在平行于安装面的平面内可左右转动。由于采用了扭簧储能，可使触点快速闭合或分断，从而提高了开关的通断能力。a)外形；b）结构；c)符号HZ6、HZ10、HZ15系列。一般在电气控制线路中普遍采用的是HZ10系列的组合开关。组合开关有单极、双极和
10、多极之分。普通类型的转换开关各极是同时通断的；特殊类型的转换开关是各极交替通断，以满足不同的控制要求。其表示方法类似于万能转换开关。常用产品分类型号主令电器主要用于接通或断开控制电路以发出指令或信号，达到对电力拖动系统的控制。主令电器主要有按钮开关、位置开关和万能转换开关等。三、主令电器（一）按钮开关 按钮开关是一种用人力(一般为手指或手掌)操作，并具有储能(弹簧)复位的一种控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A。一般情况下它不直接控制主电路，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。结构1.接线柱 2.按钮帽 3
11、.复位弹簧 4常闭触头 5.常开触头符号型号（二）行程开关位置开关分类行程开关（限位开关）微动开关 接近开关 行程开关行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关，主要用于机床、自动生产线和其它机械的限位及程序控制。概念（一）行程开关结构a）JLXK1311直动式；b)JLXK1111单轮旋转式；c)JLXK1211双轮旋转式（一）行程开关JLXK1-111型行程开关的结构和动作原理 a）结构；b)动作原理；结构LXl9K型瞬动型行程开关1.运动部件的挡铁碰压顶杆1时，顶杆向下移动LXl9K型瞬动型行程开关2.顶杆移动到一定位置时，弹簧的弹力方向发生改变，同时储存
12、的能量得以释放，完成跳跃式快速换接动作当挡铁离开顶杆时，顶杆在弹簧7的作用下上移，上移到一定位置，接触桥5瞬时进行快速换接，触点迅速恢复到原状态。符号型号作用：主要用作短路保护。优点：结构简单、价格便宜、使用维护方便等。应用广泛。四、熔断器1、结构和工作原理（1）结构 有填料密闭管式熔断器 熔管是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座是熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。熔体熔体是熔断器的主要组成部分。常用形式：丝状、片状或栅状。熔体的材料：铅、铅锡合金或锌等低熔点材料，多用于小电流电路；银、铜等较高熔点的金属，多用于大电流电路。（2）工作原理利用金属导体作为熔
13、体串联在被保护的电路中，当电路发生过载或短路故障时，通过熔断器的电流超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。对过载反应很不灵敏。电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此，除在照明电路中外，熔断器一般不宜用作过载保护，主要用作短路保护。2、常用的低压熔断器熔断器按结构形式分半封闭插入式无填料封闭管式有填料封闭管式自复式 RC1A系列插入式熔断器一般用在交流 50HZ、额定电压380V及以下，额定电 流200A及以下的低压线路末端或分支 电路中，作为电气设备的短路保护及 一定程度的过载保护。用途（1）RClA系列插入式熔断器(
14、瓷插式熔断器)（1）RClA系列插入式熔断器(瓷插式熔断器)结构（1）RClA系列插入式熔断器(瓷插式熔断器)型号（2）RLl系列螺旋式熔断器用途RLl系列螺旋式熔断器广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合，在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中，作为短路保护器件。（2）RLl系列螺旋式熔断器结构RM10系列无填料封闭管式熔断器a)外形b)结构（3）RMl0系列无填料封闭管式熔断器（3）RMl0系列无填料封闭管式熔断器型号适用于交流50Hz、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中，作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过
15、载保护。用途（3）RMl0系列无填料封闭管式熔断器结构a)熔体b)熔管c）熔断器d）绝缘操 作手柄RT0系列有填料封闭 管式熔断器（4）RT0系列有填料封闭管式熔断器RT0系列有填料封闭 管式熔断器 型号（4）RT0系列有填料封闭管式熔断器用途是一种大分断能力的熔断器，广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中，作为电缆、导线和电气设备的短路保护及导线、电缆的过载保护。（4）RT0系列有填料封闭管式熔断器（5）快速熔断器 快速熔断器又叫半导体器件保护用熔断器。主要用途：用于硅元件变流装置内部的短路保护。由于硅元件的过载能力差，因此要求短路保护元件应具有快速动作的特征。快速熔断器能满足这种要求，且结
16、构简单，使用方便，动作灵敏可靠，因而得到了广泛应用。（5）快速熔断器 结构快速熔断器的典型 结构图（6）自复式熔断器 在常温下是固体，电阻值较小，构成电流通路。在短路电流产生的高温下，熔体气化，阻值剧增，即瞬间呈现高阻状态，从而能将故障电流限制在较小的数值范围内。常用熔断器的熔体一旦熔断，必须更换新的熔体，这就给使用带来不便，而且延缓了供电时间。自复式熔断器是一种限流电器，其本身不具备分断能力，但是和断路器串联使用时，可以提高断路器的分断能力，可以多次使用。（6）自复式熔断器 自复式熔断器 结构熔体是应用非线性电阻元件(如金属钠等)制成熔断器 符号作用：是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁
17、地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载。特点：远距离、自动操作和欠电压释放保护功能，控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等。在机床电气控制线路中，主要采用的是交流接触器。五、接触器分类：按主触点通过的电流交流接触器 直流接触器交流接触器1、结构交流接触器的电磁系统主要由线圈、静铁芯和衔铁（动铁芯）三部分组成。其作用是利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和静铁芯吸合或释放，从而带动动触点与静触点闭合或分断，实现接通或断开电路的目的。（1）电磁系统a)衔铁直线运动式；b）衔铁绕轴转动排合式衔铁交流接触器的铁芯和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。是交流
18、接触器发热的主要部件。线圈一般做成粗而短的圆筒形，并且绕在绝缘骨架上，使铁芯与线圈之间有一定间隙，增加散热，避免线圈受热烧损E形铁芯的中柱端面需留有0.1mm0.2mm的气隙，以减小剩磁影响，避免线圈断电后衔铁粘住不能释放。CJl0系列交流接触器的衔铁运动方式额定电流为40A及以下的接触器，采用衔铁直线运动的螺管式 额定电流为60A及以上的接触器，采用衔铁绕轴转动的拍合式。衔铁短路环线圈中通入的交流电在铁芯中产生交变的磁通，衔铁产生振动，发出噪声。短路环消除振动和噪声：在交流接触器铁芯和衔铁的两个不同端部各开一个槽，槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环，又称减振环或分磁环 短路环1
19、和2的相位不同，即1和2不同时为零，则由1和2产生的电磁吸力Fl和F2不同时为零，这就保证了铁芯与衔铁在任何时刻都有吸力，衔铁将始终被吸住，振动和噪声会显著减小。a)磁通示意图b)电磁吸力图（2）触点系统 a)点接触；b）线接触；c)面接触按接触情况分类（2）触点系统 按结构形式分类a)双断点桥式触点；b）指形触点CJ10系列交流接触器的触点一般采用双断点桥式触点。辅助触点用以通断电流较小的控制电路，一般由两对动合触点和两对动断触点组成。按通断能力分类主触点辅助触点主触点用以通断电流较大的主电路，一般由三对接触面较大的动合触点组成。（2）触点系统（3）灭弧装置 电弧的影响：1.灼伤触点，减少触
20、点的使用寿命；2.使电路切断时间延长，甚至造成弧光短路或引起火灾事故。容量在10A以上的接触器中都装有灭弧装置。a)双断口电动力灭弧；b）纵缝灭弧（3）灭弧装置 电弧被分割成两段电动力f的方向电弧热量在拉长的过程中散发、冷却而熄灭由耐弧陶土、石棉水泥等材料制成.电弧被外磁场或电动力吹入缝内运动方向下宽上窄以便压缩电弧，使电弧与灭弧室壁有很好的接触而冷却熄灭栅片灭弧装置（3）灭弧装置 金属栅片的磁阻远小于空气的磁阻电弧上部的磁通容易通过金属栅片而形成闭合磁路电弧被拉到栅片间隙中而分割成若干个串联的短电弧1.总电弧压降被分成几段，栅片 间的电弧电压都低于 燃弧电压.2.栅片将电弧的热量吸收散发，使
21、电弧迅速冷却，促使电弧尽 快熄灭。（4）辅助部件 反作用弹簧线圈断电后，推动衔铁释放，使各触点恢复原状态缓冲衔铁在吸合时对静铁芯和外壳的冲击力缓冲弹簧触点压力弹簧增加动、静触点间的压力，从而增大接触面积，以减小接触电阻传动机构及底座、接线柱等衔铁或反作用弹簧的作用下，带动动触点实现与静触点的接通或分断。2、型号简单接线示意图3、工作原理 3、工作原理 线圈通电电流产生磁场对衔铁产生足够大的吸力ff反力弹簧触点动作线圈断电或电压显著下降f消失或过小衔铁复位各触点恢复到原始状态常用的CJ0、CJ10等系列的交流接触器在0.851.05倍的额定电压下，能保证可靠吸合 4、符号 六、继电器作用：根据某
22、种输入信号接通或断开小电流电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。输入量：可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量。输出：触点的动作或者是电路参数的的变化。六、继电器与接触器的区别：继电器不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器对主电路进行控制。特点：触点分断能力小、结构简单、体积、重量轻、反应灵敏、动作准确、工作可靠。分类按输入信号的性质 电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等 按工作原理电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、热继电器和电子式继电器等 按输出方式 有触点式、无触点式 按用途 控制用与保护用继电器等（一）热继电器
23、原理：电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作。作用：主要用于电动机的过载保护、断相保护、三相电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。1、不带断相保护装置的热继电器（1）结构 1、不带断相保护装置的热继电器工作原理示意图三相异步电动机的电源或绕组断相是导致电动机过热烧毁的主要原因之一。定子绕组采用Y形连接,运行中V相断线，U,W两相的电流增大。由于I相I线，普通热继电器可正常保护。2、带断相保护装置的热继电器 绕组接成形,运行中V相断线，U,W两相的电流增大。由于I相I线，I线1.732I相。如当绕组电流为1.1IN时，线电流为1.65IN,绕组已过电流，但线电流未达到热
24、继电器的动作值。热继电器不会动作。电动机可能会因过载而烧毁。I相I线为了对定子绕组采用型接法的电动机实行断相保护，必须采用三相结构带断相保护装置的热继电器。2、带断相保护装置的热继电器 差动式断相保护装置动作原理a）未通电；b）三相额定电流；c）三相同时过载；d）一相断相2、带断相保护装置的热继电器 3、型号 4、符号 由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触点动作需要一定的时间，因此热继电器不能作短路保护。但也正是这个热惯性和机械惰性，保证了热继电器在电动机起动或短时过载时不会动作，从而满足了电动机的运行要求 说明（二）中间继电器 中间继电
25、器实质上一个电压线圈继电器。作用：用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大。其输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触点的动作。特点：结构及工作原理与接触器基本相同。但中间继电器的触点对数多，且没有主辅之分，各对触点允许通过的电流大小相同，多数为5A。可用来控制多个元件或回路。1、结构及工作原理（二）中间继电器 2、符号（二）中间继电器（三）时间继电器 时间继电器是一种利用电磁原理或机械地动作原理实现触点延时接通和断开的自动控制电器。它广泛用于需要按时间顺序进行控制的电气控制线路中。（三）时间继电器 主要形式电磁式电动式空气阻尼式电子式等按延时方式分断电延时通电延时电磁式时间继电器 结构简单，
26、价格低廉，但体积和重量较大，延时较短它利用电磁阻尼来产生延时，只能用于直流断电延时，主要用在配电系统 电动式时间继电器延时精度高，延时可调范围大，但结构复杂，价格贵 空气阻尼式时间继电器 延时范围较大(0.4s 180s)，且不受电压和频率波动的影响；结构简单、寿命长、价格低。缺点：延时误差大，难以精确地整定延时值且延时值易受周围环境温度尘埃等的影响。对延时精度要求较高的场合不宜采用。晶体管式 结构简单、延时范围广、精度高、消耗功率小、调整方便及寿命长 特点及应用:1、JS7A系列空气阻尼式时间继电器 又称气囊式时间继电器。利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作。根据触点延时的特点，
27、可分为通电延时动作型和断电延时复位型两种。1、JS7A系列空气阻尼式时间继电器（1）结构 a）外形；b)结构（2）工作原理 1、JS7A系列空气阻尼式时间继电器 通电延时型时间继电器的工作原理JS7A系列断电延时型和通电延时型时间继电器的组成元件是通用的。如果将通电延时型时间继电器的电磁机构翻转180安装即成为断电延时型时间继电器。断电延时型时间继电器的工作原理（3）符号 2、电子式时间继电器（1）结构 2、电子式时间继电器工作原理电路（2）原理（3）型号 任务实施:v 认真观察CA6140 普通车床电气控制柜，了解机床电器元件的安装位置、整体布局，要求叙述各低压电器的功能作用、结构原理，画出各低压电器的电气符号。思考与讨论:工作中:小子：看你是有忽悠的天份上，点你一下！指导中:师傅：我还没有开窍，你再点一点！指导中:压箱底都给你了，再问就要收钱了指导中:低压电器的定义与分类；先进理论工学结合历史经验机电 机电课程小结课程小结3常用的低压电器的功能作用、结构原理、电气符号等；CA6140普通车床的电器元件。1小结:2谢谢大家！