【学习目标】
1.知识目标:
(1)了解低压电器的定义及分类。
(2)掌握各种低压电器的作用、结构及符号。
(3)掌握三相异步电动机点动控制线路的原理及保护环节。
2.能力目标:
(1)认识并能选择刀开关、空气开关、熔断器、接触器、热继电器等低压电器。
(2)能独立完成三相异步电动机点动正转控制线路的安装、调试与故障排除。
(3)掌握常用电工工具和电工仪表的使用。
【任务描述】
车间中使用的行车，使用时，按下按钮，行车启动；使用完毕松开按钮，行车停止(图1-1)。那么行车是怎么实现控制的呢?
图1-1
【原理分析】
图1-2所示为点动正转控制线路，它是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。
图1-2
所谓点动，就是按下按钮，电动机得电运转，松开按钮，电动机就停止运转。常用于电动葫芦的起重电动机控制和车床拖板箱快速移动电动机控制。
三相交流电源L1、L2、L3与低压断路器组成电源电路；熔断器FU1、接触器KM主触头和三相异步电动机M构成主电路；熔断器FU2、启动按钮SB和接触器KM线圈组成控制电路。
线路的工作原理如下:
启动:
【任务分析】
1.根据点动正转控制线路电气原理图完成元件明细表
图1-3
【项目实施】
1.目的要求
(1)熟悉电动机基本控制线路的一般安装步骤和工艺要求。
(2)能正确安装点动控制线路，培养学生熟练正确调试、维修的能力等。
2.仪器及器材
(1)工具。测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。
(2)仪器。5050型兆欧表、T301-A型钳型电流表、MF30型万用表。
(3)器材。
1)网孔板一块(500×400×20，单位:mm×mm×mm)。
2)导线规格:主电路采用BV1.5mm和BVR1.5mm；控制线路采用BV1mm(红色)；按钮线采用BVR0.75mm(红色)；接地线采用BVR1.5mm(黄绿双色)。
3)导线的颜色在初级阶段训练时，除接地线外，可不必强求，但应使主电路和控制电路有明显区别。
3.安装步骤和工艺要求
(1)识读点动正转控制线路，明确线路所用电器元件及作用，熟悉线路的工作原理。
(2)配齐所用电器元件，并进行检验。
1)电器元件的技术数据(如型号、规格、额定电压、额定电流等)应完整并符合要求，外观无损伤，备件、附件齐全完好。
2)检查电器元件的电磁机构动作是否灵活，有无衔铁卡阻等不正常现象，用万用表检查电磁线圈的通断情况以及各触头的分合情况。
3)检查接触器线圈额定电压是否与电源电压保持一致。
4)对电动机的质量进行常规检查。
(3)在控制板上按布线图安装电器元件，并贴上醒目的文字符号。工艺要求如下:
1)组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。
2)各元件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于元件的更换。
3)紧固各元件时要用力均匀，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时，应用手按住元件，一边轻轻摇动，一边用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后再适当旋紧即可。
4)按接线图的走线方法进行板前明线布线和套编码套管。
5)板前明线布线的工艺要求:
①布线通道尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。
②同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可时，该根导线在接线端子引出时，应水平架空跨越，但必须走线合理。
③布线应横平竖直，分布均匀。
④布线时严禁损伤线芯。
(4)根据电路图检查控制板布线的正确性。
(5)安装电动机。
(6)连接电源、电动机等控制板外部的导线。
(7)自检。学生自检表如下:
(8)交验。
(9)通电试车。
注意事项:
(1)电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。
(2)电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。
(3)按钮内接线不可用力过猛，以防螺钉打滑。
(4)训练应在规定的时间内完成。
【项目评价】
本任务从学生项目资讯、元件的应用、线路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核，采取教师评价、学生评价和互评相结合的方式，将学生学习情况及任务完成情况分成优、良、及格三个等级。下表可作为此任务考核点及评价标准的参考。
续表
【知识超市】
低压电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，实现对电路或非电路对象切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。
一、低压电器的概念
低压电器是指工作在直流额定电压1200V及以下、交流额定电压1500V及以下的电器。低压电器作为基本器件，其作用是实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测和调节等功能。
二、低压电器分类
1.低压电器常见的分类方法
续表
2.低压电器的常用术语
3.自动空气开关
自动空气开关又叫低压断路器或自动空气断路器，简称断路器。常用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。
当电路中发生严重过载、短路及失压等故障时，能自动切断故障电路，有效地保护接在它后面的电气设备。
自动空气开关具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼顾有多种保护、动作后不需要更换组件等优点，如图1-4所示。
(1)低压断路器结构原理图及符号(图1-5):
图1-4
图1-5
1—分闸弹簧；2—主触点；3—传动杆；4—锁扣；5—轴；6—过电流脱扣器；7—过载脱扣器；
8—失压脱扣器；9—分断按钮；10—杠杆；11—拉力弹簧
断路器的主触点是依靠操作机构手动或电动合闸的，并由自动脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。如果电路发生故障，自动脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作，使挂钩脱开，主触点2在弹簧的作用下迅速分断。过电流脱扣器6的线圈和过载脱扣器7的线圈与主电路串联，失压脱扣器8的线圈与主电路并联，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，使自动脱扣机构动作；当电路过载时，过载脱扣器的热元件产生的热量增加，使双金属片向上弯曲，推动自动脱扣器动作；当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自动脱扣机构动作。
(2)型号及含义如下:
(3)低压断路器的选择。
1)低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。
2)过载脱扣器的整定电流应等于所控制负载的工作电流。
3)电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流可按下式选取:Iz≥K·Ist，式中，K为安全系数，可取1.5～1.7；Ist为电动机的启动电流。
4)失压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。
5)断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。
4.熔断器
(1)RL1系列螺旋式熔断器。RL1系列螺旋式熔断器的分断能力较高，结构紧凑，体积小，安装面积小，更换熔体方便，工作安全可靠，并且熔丝熔断后有明显指示，因此广泛应用于控制箱、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，常作为短路保护器件。
RL1系列螺旋式熔断器(图1-6)主要由瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷座等部分组成。该系列熔断器的熔断管内，在熔丝的周围填充着石英砂，以增强灭弧性能。熔丝焊在瓷管两端的金属盖上，其中一端有一个标有不同颜色的熔断指示器，当熔丝熔断时，熔断指示器自动脱落，此时只需更换同规格的熔断管即可。
图1-6
1—瓷帽；2—熔断管；3—瓷套；4—上接线座；5—下接线座；6—瓷座
(2)熔断器型号及含义如下:
(3)其他形式的熔断器如图1-7所示。
图1-7
(4)熔断器的选择。
1)熔断器类型的选用。根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用。
2)熔断器额定电压和额定电流的选用。熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压；额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流；分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。
3)熔体额定电流的选用。
①对照明等电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护，熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。
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:
IRN≥(1.5～2.5)IN
③对一台启动频繁且连续运行的电动机的短路保护:
IRN≥(3～3.5)IN
④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倍加上其余电动机额定电流的总和∑IN ，即
IRN≥(1.5～2.5)INmax＋∑IN
5.按钮
按钮(图1-8)是一种短时接通或断开小电流电路的手动电器，常用于控制电路中发出启动或停止等指令，以控制接触器、继电器等电器的线圈电流的接通或断开，再由它们去接通或断开主电路。
图1-8
按钮指示灯的颜色及含义:
6.组合开关
组合开关又叫转换开关，它体积小，触头对数多，接线方式灵活，操作方便，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断开电路、换接电源和负载以及控制5kW以下小容量异步电动机的启动、停止和正反转。图1-9所示为HZ系列组合开关。
图1-9
(1)组合开关的型号及含义如下:
(2)组合开关的类型。HZ系列组合开关有HZ1、HZ2、HZ3、HZ4、HZ5以及HZ10等系列产品，其中HZ10系列是全国统一设计产品，具有性能可靠、结构简单、组合性强、寿命长等优点，在生产中得到广泛应用。
7.接触器
(1)接触器的作用。接通或切断交、直流主电路和控制电路，可实现远距离控制。大多数情况下其控制对象是电动机。也可以用于控制其他电力负载。
(2)型号和含义如下:
接触器是一种可对交、直流主电路及大容量控制电路作频繁通、断控制的自动电磁式开关，它通过电磁力作用下的衔铁吸合和反力弹簧作用下的释放带动触头闭合和分断，从而控制电路的通断。
接触器的结构如图1-10所示。
触头系统中的主触头为常开触点，常用于控制主电路的通断；辅助触头包括常开、常闭两种，常用于控制电路，起电气联锁等作用(图1-11)。其他部件还包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构和外壳等。
图1-10
1—动触点；2—静触点；3—衔铁；4—缓冲弹簧；
5—电磁线圈；6—静铁芯触点；7—垫毡；
8—触点弹簧；9—灭弧罩；10—触点压力弹簧
图1-11
1)电磁系统。接触器的电磁系统主要由线圈、铁芯(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，使衔铁和铁芯吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或分断，实现接通或断开电路的目的。
为了减少工作过程中交变磁场在铁芯中产生的涡流及磁滞损耗，避免铁芯过热，交流接触器的铁芯和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。
交流接触器在运行过程中，线圈中通入的交流电在铁芯中产生交变的磁通，因而铁芯与衔铁间的吸力也是变化的。这会使衔铁产生振动，发出噪声。为消除这一现象，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。
2)触头系统。触头系统是接触器的执行元件，起分断和闭合电路的作用。接触器的触头按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。
3)灭弧装置。电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，电弧的产生:一方面会灼伤触头，减少触头的使用寿命；另一方面会使电路切断时间延长，甚至造成弧光短路或引起火灾事故。
4)辅助部件。接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构及底座、接线柱等。
(3)接触器常见故障及处理方法:
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