机电专业组合模块27文档格式.docx
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年月日
操
作
示
范
1、各种低压电器的结构
2、各种低压电器的检修方法
3、各种低压电器的故障处理
课
题
练
内
容
要
求
1、能正确识别、选用、安装各种低压电器
2、熟悉它们的功能、基本结构及型号含义。
3、熟记它们的图形符号和文字符号。
巡
回
指
导
重点检查学生安全操作方法、电工工具的正确使用方法、万用表检测电器的方法、低压电器的调整方法
总
结
熟悉低压电器的结构、符号、动作原理和维修方法
授课教师：
教研组长签名：
教务科长签名：
一、刀开关
刀开关也称闸刀开关。
主要作为电源引入开关或不频繁接通或分断容量不太大的负载。
1．刀开关的外形结构及符号
刀开关的种类很多，根据工作原理、使用条件和结构形式的不同，刀开关可分为：
刀开关、刀形转换开关、开启式负荷开关（胶盖瓷底刀开关）、封闭式负荷开关（铁壳开关）、熔断器式刀开关和组合开关等。
根据刀的极数和操作方式的不同，刀开关可分为：
单极、双极和三极。
机床上常用的三极开关允许通过的电流有100、200、400、600、1000A五种。
通常，除特殊的大电流刀开关有采用电动机操作者外，一般都是采用手动操作方式。
刀开关的外形结构及符号如图1-1-1所示，其文字符号为QS。
1—电源进线座 2—刀片 3—熔丝 4—电源出线 5—负载接线座 6—瓷底座 7—静触点 8—胶盖
图1-1-1刀开关的外形结构及符号
用手握住手柄，使触刀绕铰链支座转动，推入插座内即完成接通操作（合闸）。
分断操作（分闸）与接通操作相反，向外拉动手柄，使触刀脱离静插座。
刀开关可靠工作的关键之一是触刀与静插座之间有着良好的接触，这就要求它们之间有一定的接触压力。
对于额定电流较小的刀开关，静插座使用硬紫铜制成，利用材料的弹性来产生所需的接触压力；
对于额定电流较大的刀开关，可另外在静插座两侧加弹簧的方法进一步增加接触压力。
刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。
如果倒装，则拉闸后手柄可
能因自重下落引起误合闸而造成人身和设备安全事故。
接线时，应将电源进线接
在上端，负载出线接在下端。
2．刀开关的型号含义
刀开关有HD（单投）系列和HS（双投）系列，它们都适用于交流50Hz、额定电压至500V，直流额定电压至440V、额定电流至1500A的成套配电装置中，作为非频繁地手动接通和分断电路使用，或作为隔离开关使用，其型号的含义如下：
例如：
HD-2511/39表示手柄在中央、额定电流为25A、三极、板后接线、单投刀
开关。
二、组合开关
组合开关（转换开关）实质也是一种刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直于其安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是在平行于其安装面的平面内向左或向右转动而已。
组合开关一般用于电气设备中作为非频繁地接通和分断电路、换接电源和负载、测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转和星形—三角形降压起动等用。
组合开关外形结构如图1-1-2所示，其文字符号为QS。
双极 三极
图1-1-2组合开关外形结构及符号
这种开关用三副静触片，每一静触片的一端固定在绝缘垫板上，另一端伸出盒外，并附有接线柱，以便和电源线及用电设备的导线相连。
三个动触片装在另外的绝缘垫板上，垫板套装在附有绝缘手柄的绝缘杆上，手柄能沿任何方向每次旋转90度，带动三个动触片分别与三个静触片接通或断开。
为了使开关在切断负荷电流时所产生的电弧能迅速熄灭，在开关的转轴上都装有弹簧储能机构，使开关能快速闭合与分断，其分断与闭合速度与手柄旋转速度无关。
组合开关的各触点状态可用文字叙述法、闭合表法和图示法三种方式表达。
组合开关的型号含义如下：
其中：
类型是指凡不标出类型代号（拼音字母）者，是同时通断或交替通断的产品；
有P代号者，是二位转换的产品；
有S代号者，是三位转换的产品；
有Z代号者，是供转接电阻用的产品；
有X代号者，是控制电动机作星形—三角形降压起动用的产品。
交替通断的产品，其极数标志部分有两位数字：
前一位表示在起始位置上接通的电路数；
第二位数字表示总的通断电路数。
两位转换的产品，其极数标志前无字母代号者，是有一位断路的产品；
极数标志前有字母代号B者，是有两位断路的产品；
极数标志前有数字代号0者，是无断路的产品。
三、熔断器
熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器。
在使用中，熔断器中的熔体（也称为保险丝）串联在被保护的电路中，当该电路发生严重过载或短路故障时，如果通过熔体的电流达到或超过了某一定值，则在熔体上产生的热量便会使其温度升高到熔体的熔点，导致熔体自行熔断，达到保护目的。
1.外形结构与符号
瓷插式熔断器、螺旋式熔断器外型结构如图1-1-3所示，其文字符号为FU。
图1-1-3熔断器外形结构及符号
瓷插式熔断器的电源线和负载分别接在瓷底座两端静触点的接线柱上，瓷盖中间凸起部分的作用是将熔体熔断产生的电弧隔开，使其迅速熄灭。
较大容量熔断器的灭弧室中还垫有熄灭电弧用的石棉织物。
螺旋式熔断器电源线应当接在瓷底座的下接线端，负载线接到金属螺纹壳的上接线端。
熔体一般由熔点低、易于熔断、导电性能良好的合金材料制成。
在小电流的电路中，常用铅合金或锌作成的熔体（熔丝）。
对大电流的电路，常用铜或银作成片状的熔体。
2.型号含义
四、空气开关
空气开关又称空气断路器或自动开关，其作用是不仅可以正常工作时不频繁接通或断开电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动跳闸切断故障电路。
1.外形结构与符号
空气开关外型结构及符号如图1-1-4所示，其文字符号为QF。
2.动作原理
图1-1-5是空气开关的动作原理示意图。
开关的主触点是靠操作机构手动或电动合闸的，并且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。
过流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，失压脱扣器的线圈与电路并联。
当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构动作。
当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。
当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作。
分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用。
（a）外形结构 （b）符号
1－按钮2－电磁脱扣器3－自由脱扣器4－动触点5－静触点?
6－接线柱?
7－热脱扣器
图1-1-4空气开关外形结构及符号
1－主触点2－自由脱扣器3－过流脱扣器4－分励脱扣器5－热脱扣器6－失压脱扣器7－按钮
图1-1-5空气开关动作原理示意图
3.型号及含义
DZ20Y－630表示额定电流为603A、DZ20系列塑料外壳式一般型断路器。
五、按钮
按钮也称控制按钮或按钮开关，它是一种典型的主令电器，其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路，从而控制电动机或其它电气设备的运行。
1.外形结构与符号
常用按钮外形结构及符号如图1-1-6所示，文字符号为SB。
（a） （b） （c）
2.种类及动作原理
1）按钮按结构形式可分为：
指示灯式——按钮内装入信号灯显示信号。
如图1-1-6（a）所示
旋钮式——用手动旋钮进行操作。
如图1-1-6（b）所示
紧急式——装有蘑菇形钮帽，以示紧急动作且方便启动。
如图1-1-6（c）所示
2）按钮按触点形式可分为：
动合按钮——外力未作用时（手未按下），触点是断开的，外力作用时，触点闭合，但外力消失后，在复位弹簧作用下自动恢复原来的断开状态。
动断按钮——外力未作用时（手未按下），触点是闭合的，外力作用时，触点断开，但外力消失后，在复位弹簧作用下自动恢复原来的闭合状态。
复合按钮——按下复合按钮时，所有的触点都改变状态，即动合触点要闭合，动断触点要断开。
但是，这两对触点的变化是有先后次序的，按下按钮时，动断触点先断开，动合触点后闭合；
松开按钮时，动合触点先复位（断开），动断触点后复位（闭合）。
3.型号含义
六、接触器
接触器是一种自动控制电器，它可以用来频繁地远距离接通或断开大容量的交直流负载电路。
接触器按其主触点通过电流的种类不同可分为直流和交流接触点两种，目前在控制电路中多数采用交流接触器。
1．外形结构与符号
交流接触器外形结构及符号如图1-1-7所示，其文字符号为KM。
1－灭弧罩2-触点压力弹簧片3－主触点4－反作用弹簧5－线圈6－短路环
7－静铁心8－弹簧9－动铁心10－辅助动合触点11－辅助动断触点
2．组成及动作原理
交流接触器主要由电磁系统、触点系统和灭弧装置及其它部件等四部分组成。
1）电磁系统
电磁系统主要用于产生电磁吸力（动力）。
它由电磁线圈（吸力线圈）、动铁心（衔铁）和静铁心等组成。
交流接触器的电磁线圈是由绝缘铜导线绕制在铁心上，铁心由硅钢片叠压而成，以减少铁心中的涡流损耗，避免铁心过热。
在铁心上装有一个短路铜环，其作用是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声，故又称减振环，其材料为铜、康铜或镍铬合金等。
2）触点系统
触点系统主要用于通断电路或传递信号。
它分主触点和辅助触点，主触点用以通断电流较大的主电路，一般由三对动合触点组成；
辅助触点用以通断电流较小的控制电路，一般有动合和动断各两对触点，常在控制电路中起电气自锁或互锁作用。
3）灭弧装置
灭弧装置用来熄灭触点在切断电路时所产生的电弧，保护触点不受电弧灼伤。
在交流接触器中常采用的灭弧方法有电动力灭弧和栅片灭弧。
4）其他部件
包括反作用弹簧、缓冲弹簧、传动机构、接线柱和外壳等。
1－主触点2－动铁心3－电磁线圈4－静铁心
图1-1-8交流接触器动作原理示意图
交流接触器动作原理如图1-1-8所示。
电磁线圈得电以后，产生的磁场将铁心磁化，吸引动铁心，克服反作用弹簧的弹力，使它向着静铁心运动，拖动触点系统运动，使得动合触点闭合、动断触点断开。
一旦电源电压消失或者显著降低，以致电磁线圈没有激磁或激磁不足，动铁心就会因电磁吸力消失或过小而在反作用弹簧的弹力作用下释放，使得动触点与静触点脱离，触点恢复线圈未通电时的状态。
3．型号含义
CJ20B－40/3表示额定电流为40A、三极、栅片灭弧的380V交流20型接触器。
七、时间继电器
时间继电器也称为延时继电器，是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。
时间继电器种类繁多，但目前常用的时间继电器主要有空气阻尼式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。
时间继电器按延时方式可分为：
通电延时型和断电延时型两种。
通电延时型时间继电器在其感测部分接收信号后开始延时，一旦延时完毕，就通过执行部分输出信号以操纵控制电路，当输入信号消失时，继电器就立即恢复到动作前的状态（复位）。
断电延时型与通电延时型相反，它是在其感测部分接收输入信号后，执行部分立即动作，但当输入信号消失后，继电器必须经过一定的延时，才能恢复到原来（即动作前）的状态（复位），并且有信号输出。
1．外形结构
空气阻尼式时间继电器的外形结构如图1-1-9所示。
它由电磁系统，延时机构和工作触点三部分组成。
将电磁机构翻转180°
安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，同样，断电延时型也可改换成通电延时型。
2．动作原理
图1-1-10所示为JST—A系列时间继电器（空气阻尼式）的结构示意图。
通电延时时间继电器：
通电时，电磁线圈1产生电磁，电磁力大于弹簧拉力，动铁心3被静铁心2吸引，推板5迅速顶到微动开关，触点进行动作，由于橡皮膜10内有空气，形成负压，弱弹簧9的移动受到空气阻尼作用，活塞杆6缓慢向上移动，到达设定的时间，杆杠7顶到触点微动开关15，触点进行动作，微动开关15的动作相对于通电时间而言有一个延时，断电时，微动开关15及16迅速复位。
图1-1-10时间继电器的动作原理示意图
断电延时时间继电器的动作原理自行分析。
3．符号
时间继电器的符号分通电延时型和断电延时型两种，如图1-1-11所示，其文字符号为KT。
4．型号含义
点动控制线路的安装和维修
控制线路板（HZ10—10/3组合开关、RL1螺旋式熔断器、LA10—3H按纽、CJ10—10接触器、JR16热继电器）、导线、电工工具袋及电工工具一套（剥线钳、尖嘴钳、平口钳、断线钳、一字批、十字批、电工刀、万用表）、自功螺丝
4．组织学生听实习课；
5．点名检查学生出席情况，填写考勤簿；
6．检查学生工作服、帽、鞋。
一、讲解点动控制线路的原理
二、讲解点动控制线路的安装接线方法
三、讲解点动控制线路的检修方法
二、实习点动控制线路的安装、接线及故障检修
1、元器件安装方法
2、线路接线工艺和接线方法
3、线路检修方法及故障排除方法
1、熟悉绘制、识读电路图、布线图和接线图的原则
2、熟悉掌握点动线路的构成、工作原理。
3、能正确安装、检修点动线路
重点检查学生安全操作方法、线路布线工艺、线路检修方法
1、实习的安全、卫生和纪律。
2、理解原理图与实物接线、布线图之间的关系。
一、三相异步电动机的点动控制线路及电路的组成
点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。
所谓点动控制是指：
按下按钮，电动机就得电运转；
松开按钮，电动机就失电停转。
三相异步电动机的点动控制电气原理图如图3-1（a）所示。
点动正转控制线路是由转换开关QS、熔断器FU、启动按钮SB、接触器KM及电动机M组成。
其中以转换开关QS作电源隔离开关，熔断器FU作短路保护，按钮SB控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触头控制电动机M的启动与停止。
二、三相异步电动机的点动控制的控制原理
当电动机需要点动时，先合上转换开关QS，此时电动机M尚未接通电源。
按下启动按钮SB，接触器KM的线圈得电，带动接触器KM的三对主触头闭合，电动机M便接通电源启动运转。
当电动机需要停转时，只要松开启动按钮SB，使接触器KM的线圈失电，带动接触器KM的三对主触头恢复断开，电动机M失电停转。
三、线路图
四、实习器材
代号
名称
型号
规格
数量
M
三相异步电动机
Y-112M-4
4KW、380V、Δ接法
1
QS
组合开关
HZ10-25-3
三极额定电流25安
FU1
螺旋式熔断器
RL1-60/25
500V、60安配熔体额定电流25安
3
FU2
RL1-15/2
500V、15安配熔体额定电流2安
2
KM
交流接触器
CJ10-20
20安、线圈电压380V
SB
按钮
LA10-3H
保护式、按钮数3
XT
端子排
JX2-1015
10安、15节
木板（控制板）
650×
500×
50毫米
万用表
五、实习操作步骤
⑴实习准备工作
①电器的结构及动作原理
在连接控制实习线路前，应熟悉按钮开关、交流接触器的结构形式、动作原理及接线方式和方法。
②记录实习设备参数
将所使用的主要实习电器的型号规格及额定参数记录下来，并理解和体会各参数的实际意义。
③电动机的外观检查
实验接线前应先检查电动机的外观有无异常。
如条件许可，可用手盘动电动机的转子，观察转子转动是否灵活，与定子的间隙是否有磨擦现象等。
④电动机的绝缘检查
使用兆欧表依次测量电动机绕组与外壳间及各绕组间的绝缘电阻值，并将测量数据记录于表3-1中，同时应检查绝缘电阻值是否符合要求。
表3-1
相间绝缘
绝缘电阻（MΩ）
各相对地绝缘
U相与V相
U相对地
V相与W相
V相对地
W相与U相
W相对地
⑵安装接线
①检查电器元件质量
应在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。
检查接触器时，应拆卸灭弧罩，用手同时按下三副主触点并用力均匀；
同时应检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。
②安装电器元件
在木板上将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，电器布置图如图3-1（b）所示。
并用螺丝进行安装。
注意组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端；
紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。
③板前明线布线
主电路采用BV1.5毫米2（黑色），控制电路采用BV1毫米2（红色）；
按钮线采用BVR0.75毫米2（红色），接地线采用BVR1.5毫米2（绿/黄双色线）。
布线时要符合电气原理图，先将主电路的导线配完后，再配控制回路的导线；
布线时还应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动等要求，具体注意以下几点：
a.走线通道应尽可能少，同一通道中的沉底导线，按主、控电路分类集中，单层平行密排，并紧贴敷设面。
b.同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。
当必须交叉时，该根导线应在接线端子引出时，水平架空跨越，但必须属于走线合理。
c.布线应横平竖直，变换走向应垂直。
d.导线与接线端子或线桩连接时，应不压绝缘层、不反圈及不露铜过长。
并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。
e.一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。
f.布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。
g.布线时，不在控制板上的电器元件要从端子排上引出。
④按图3-1检验控制板布线正确性。
用万用表进行检查时，应选用电阻档的适当倍率，并进行校零，以防错漏短路故障。
a.检查控制电路，可将表棒分别搭在U1、V1线端上，读数应为“∞”，按下SB时读数应为接触器线圈的直流电阻阻值。
b.检查主电路时，可以手动来代替接触器受电线圈励磁吸合时的情况进行检查。
⑤接电源、电动机等控制板外部的导线。
⑶通电试车
经教师检查后，通电试车。
①接通电源。
合上电源开关QS。
②起停实验。
按下启动按钮SB，接触器KM线圈得电，KM主触头闭合，电动机M启动运转，观察线路和电动机运行有无异常现象；
松开启动按钮SB，接触器KM线圈失电，KM主触头断开，电动机停转，这就是所谓的点动控制电路。
⑷实习结束
①实习工作结束后，应切断电动机的三相交流电源。
②拆除控制线路、主电路和有关实验电器。
③将各电气设备和实验物品按规定位置安放整齐。
六、实习注意事项
①电动机和按钮的金属外壳必须可靠接地。
接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。
②电源进线应接在螺旋式熔断器底座的中心端上，出线应接在螺纹外壳上。
③按钮内接线时，用力不能过猛，以防螺钉打滑。
④接线时一定要认真仔细，不可接错。
⑤接电前必须经教师检查无误后，才能通电操作。
⑥实习中一定要注意安全操作。
七、实习作业
⑴画出三相异步电动机的点动控制电气原理图。
⑵记录仪器和设备的名称、规格和数量。
⑶根据实习操作，简要写出实习步骤。
⑷总结实习结果。
⑸写出本次实习的心得体会。
（6）在三相异步电动机的点动控制实验中，若发现电动机不能启动，应如何用仪表检查故障点
自锁控制线路的安装和维修
1、组织学生听实习课；
2、点名检查学生出席情况，填写考勤簿；
3、检查学生工作服、帽、鞋。
一、讲解自锁控制线路的原理
二、讲解自锁控制线路的安装接线方法
三、讲解自锁控制线路的检修方法
二、实习自锁控制线路的安装、接线及故障检修
2、熟悉掌握自锁线路的构成、工作原理。
3、能正确安装、检修自锁线路
1、简要回顾本课题的重要内容。
2、总结学生安装控制线路的优点和存在的问题。
3、小结实习时的整体表现和个人表现。
4、今后注意的安全问题和技术操作事项。
5、提醒学生收好工具，清理实习场地，搞好卫生。
。
自锁控制线路
一、自锁控制（亦称连续控制）是指按下按钮后，电动机通电起动运转，松开按钮后，电动机仍继续运行，只有按下停止按钮，电动机才失电直至停转。
自锁与点动
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