开关控制线路的安装教案21.docx
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开关控制线路的安装教案21
项目一开关控制线路的安装
任务描述
在生产实践中，由于各种生产机械的工作性质和加工工艺的不同，使得它们对电动机的控制要求不同，需用的电器类型和数量不同，构成的控制线路也就不同，有的比较简单，有的则相当复杂，但任何复杂的控制线路也是由一些基本控制线路有机组合起来的。
手动正转线路只能控制电动机单向启动和停止，并带动生产机械的运动部件朝一个方向运动。
砂轮机如图1-1所示，它控制电路就是采用这种典型的手动正转控制电路，通过完成砂轮机控制电路安装的工作任务，学会在控制线路安装中选择低压开关、熔断器的，学会电动机手动控制电路的安装。
图1-1砂轮机
图1-2是砂轮机的电动机控制线路原理图，当砂轮机的电动机的额定电压为380V，额定功率为3kW时，请选择控制电动机启动和停止的负荷开关，做短路和过载保护的熔断器和熔体的规格，连接线路导线的规格。
在指定的线路板上安装开关、熔断器和相关器件，连接砂轮机电动机的控制线路，最后在老师的监护下，完成线路的检查和通电运行。
图1-2砂轮机控制电路
任务一知识准备
知识点一认识低压断路器
1.低压断路器功能
低压断路器又称自动空气开关，适用于不频繁地接通和切断电路或启动、停止电动机，并能在电路发生过负荷、短路和欠电压等情况下自动切断电路。
因此得到广泛应用。
目前常用的部分低压断路器外形如图1-3所示。
图1-3低压断路器
2.常用型号及意义
常用低压断路器按结构分有框架式和塑料外壳式两种类型。
其型号含义如下：
例如：
DZ47-LE63C40
DZ-塑壳式断路器47-设计系列号
LE-带漏电保护功能63-断路器框架额定电流
C40-断路器脱扣器额定电流
3.低压断路器的选择
（1）断路器类型的选择应根据使用场合和保护要求来选择。
如一般选用塑壳式；短路电流很大选用限流型；额定电流比较大或有选择保护要求选框架式；控制和保护含半导体器件的直流电路选用直流快速断路器等。
（2）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。
（3）短期极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。
（4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
（5）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。
4.低压断路器电气符号如图1-4所示。
图1-4低压断路器电气符号
知识点二负荷开关
最常用的是由刀开关和熔断器组合而成的负荷开关，如图1-5所示。
常分为:
开启式负荷开关和封闭式负荷开关
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。
一般用来切换电器。
（1）适用场合
照明
电热设备
小容量电动机控制线路：
P≤4.5kW（实际工作中）
P≤5.5KW（理论知识）
（2）在电路中主要作用:
接通和分断图1-5HK2-63/2型负荷开关
电路和短路保护。
（3）型号及含义
例如：
HK2-63/2
HK-开启式负荷开关2-设计序号
63-额定电流63A3-控制极数2极
（4）结构：
进、出线座
动、静触头
熔体
瓷质手柄
上、下胶盖
（5）负荷开关电气符号如图1-6所示。
（6）选择开启式负荷开关
用于照明和电热负载时，选用220V或250V（两极），且额定电流≥所有负载电流之和。
用于控制小容量的电机时,选用220V或380V（三极），且额定电流≥3陪的电机额定电流。
（7）安装与使用
①必须垂直安装在控制屏或控制板上，且合闸状态时手柄朝上，不许倒装或平装，以防误合闸。
②当控制照明和电热负载时，要装熔断器作短路和过载保护。
③接线时，电源必须进静触头的进线座，负载接出线座。
④更换熔体时，必须拉下闸刀，按原规格更换。
⑤分、合闸时，动作要迅速。
2.封闭式负荷开关
封闭式负荷开关是在开启式负荷开关的基础上改进设计而成的，因其外壳多为铸铁或用薄钢板冲压而成，故又称铁壳开关。
（1）适用场合
适用于交流频率50Hz、额定工作电压380V、额定工作电流至400A的电路中，用于手动不频繁地接通和分断负载的电路及线路末端的短路保护，或控制15kW以下小容量交流电动机的直接启动和停止。
（2）在电路中主要作用：
接通和分断电路和短路保护。
（3）型号及含义
（4）结构：
刀开关
熔断器
操作机构
外壳
（5）特点：
采用储能分合闸方式，提高通、断能力，灭弧快，延长触头寿命，设置连锁装置确保合闸时开关盖不可开启，开盖时不能合闸，确保安全。
（6）安装与使用
①安装高度≥1.3—1.5m。
②外壳必须有可靠的接地。
③电源接静夹座，负载接熔断器边的接线端子上。
④合闸时，应站在开关手柄侧，不许面对开关。
⑤一般不用额定电流100A及以上封闭式负荷开关控制大容量电动机，以免电弧灼伤事故。
（7）选择封闭式负荷开关
与开启式选择相同。
知识点三组合开关
1.HZ系列组合开关功能
组合开关又称转换开关，如图1-7所示。
其特点是体积小，触头对数多，接线方式灵活，操作方便，适用交流频率50Hz、电压至380V以下或直流220V以下的电气线路中，用于手动不频繁接通和分断电路，换接电源和负载，或控制5KW以下小容量电动机启动、停止和反转。
结构
图1-7HZ10-10/3型组合开关
1－手柄2－转轴3－弹簧4－绝缘杆
5－接线柱6－凸轮7－绝缘垫片8－动触片9－静触片
2．HZ系列组合开关型号及含义
3．组合开关电气符号
如图1-8所示。
图1-8组合开关电气符号
4．组合开关的选择和使用
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被控制电路中各负载电流的总和。
2）用于电动机电路时，组合开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。
3）组合开关的通断能力较低，当用于控制电动机作可逆运转时，必须在电动机完全停止转动后，才能反向接通。
4）当操作频率过高或负载的功率因数较低时，转换开关要降低容量使用，否则会影响开关寿命。
知识点四熔断器的
熔断器是用来进行短路保护和过载的器件，当通过熔断器的电流大于一定的值（通常为熔断器的熔断电流）时，能依靠自身产生的热量使特制的金属（熔体）熔化而自动分断电路。
1．常用熔断器
常用熔断器见表1-1。
表1-1常用熔断器
名称
结构示意图
特点
应用场合
RC1A系列瓷插式熔断器
1-动触头2-熔丝3-磁底座
4-磁插件5-静触头
结构简单，价格低廉，更换方便，但极限分断能力较差。
交流50Hz,额定电压380V以下，电流5—200A低压线路末端或分支电路中作短路保护，在照明电路中还可起过载保护作用。
RL1系列螺旋式熔断器
1-底座2-瓷套3-熔断管
4-磁帽
分断能力较高，结构紧凑，体积小，安装面积小，更换熔体方便，工作安全可靠，熔断后有明显指示。
广泛应用于控制箱，配电屏、机床设备及振动较大场合，交流额定电压500V、额定电流200A以下电路中，作短路保护。
RM系列
无填料封闭管式熔断器
1-弹簧夹2-钢纸纤维管
3-黄铜帽4-插刀5-熔片
6-特种热圈7-刀座
更换熔体方便，极限分断能力比RC1A熔断器有所提高。
主要用在交流额定电压380V以下、直流440V以下，额定电流600A以下电力线路中，作导线、电缆及电气设备的短路和连续过载保护。
RT0系列有填料封闭管式熔断器
弹簧夹2-磁底座3-熔断体
4-熔体5-管体
灭弧能力强，配有熔断指示装置，配有专用绝缘手柄，在带电情况下更换熔管，装取方便，安全可靠。
广泛应用于380V及以下、短路电流较大的电力配电系统中，作为线路及电气设备的短路保护及过载保护。
2．熔断器型号及意义
3．熔断器的选择
（1）熔断器的选择
熔断器的型号可根据负载的情况选择，如容量较小的照明负荷，可选RC1A型熔断器，而用于防爆场合或电流较大时，可选RL1系列或RTO系列熔断器。
熔断器额定电流应大于或等于熔体额定电流，若有过负荷现象，可选额定电流大一点的熔断器。
（2）熔体选择
1）对照明和电热等电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护，熔体的额定电流IRN应等于或稍大于负载的额定电流IN，一般取：
IRN=（1—1．1）IN
2）对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护，熔体的额定电流IRN应大于或等于1．5—2．5倍电动机额定电流IN，即：
IRN≥（1．5—2．5）IN
3）对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流应大于或等于启动最大容量（功率）电动机的额定电流INmax的1．5—2．5倍，再加上其余电动机额定电流的总和ΣIN，即：
IRN≥（1．5—2．5）INmax+ΣIN
4．熔断器电气符号如图1-9所示。
图1-9熔断器电气符号
任务二电路工作原理分析
该控制电路采用负荷开关控制的手动控制线路。
在线路中，负荷开关起接通和断开电源作用，熔断器起短路保护作用。
合上电源开关QS→电动机起动运行；断开电源开关QS→电动机停止运行。
任务三实训准备
1．准备工具、仪表及器材
（1）工具测电笔、旋具、尖嘴钳、斜口钳、电工刀等电工常用工具。
（2）仪表与设备MF47型万用表，亚龙YL-210-II型电气装配实训台。
（3）器材
在亚龙YL-210-II型电气装配实训台上选取如表1-2所示的器材中训练所用导线采用铝芯线，规格是：
BLV1×2.5mm2，导线数量由教师根据实际情况确定；紧固螺丝、螺帽等也根据实际需要发给；电气元件见表1-2。
表1-2器材明细表
代号
名称
型号
规格
数量
M
三相笼型异步电动机
WDJ26
1台
QS
低压负荷开关
HK-30/3
1只
FU
熔断器
RL1-15
熔体15A
3只
铝芯线
BLV
2.5mm2
20m
XT
端子板
2块
2．固定安装电气元件
检查所给电气元件是否良好，如有问题及时跟老师提出。
在老师指导下在亚龙YL-210-II型电气装配实训台上，根据布置图所示尺寸（单位：
mm，后面都相同）在网孔板上固定电气元件，如图1-10所示。
280
240
320
400
200
440
30
280
QS
FU
XT
图1-10元件布置图
3.连接电路
根据图1-11所示接线图和板前明线布线工艺要求，连接砂轮机控制电路，完成电路的连接如图1-15所示。
图1-11砂轮机控制电路原理图与接线图
4.电路检查
1）按照电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线是否正确，有无漏接、错接之处；检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固；检查接点接触是否良好，以避免带负载运转时产生闪弧现象。
检查编号管的编号与接线图是否一致。
2）用万用表检查线路的通断情况。
检查时，一般应选用R×1或×R10倍率挡，并进行调零，以防发生断路故障。
检查电路时，可将表笔分别搭在电路的任意两条相线上，即测三次，读数应为电动机绕组的电阻，若三次测定结果为不为零且大小基本相同的阻值时，电路连接正确。
3）用兆欧表检查线路的绝缘电阻值，应不小于2MΩ。
任务四课后习题
第一部分：
认识和识读
1.认识
（1）低压开关认识
上图的开关名称及画出电气符号？
（2）熔断器认识
上图熔断器的名称及画出电气符号？
（3）分析电路
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