高级维修电工培训教程

,第1章常用低压电器,3,1.1低压电器的基本知识,1.1.1低压电器的分类1.按使用的系统分类1、低压配电电器：主要用于低压配电系统中。2、低压控制电器：主要用于电力拖动系统中。2.按动作方式分类1、手动电器：通过人力操作而动作的电器。2、自动电器：按照信号或某个物理量的高低而自动动作的电器。3.按动作原理分类1、电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等。2、非电磁式电器：依靠外力或非电量信号(如速度、压力、温度等)的变化而动作的电器。如转换开关、行程开,关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。,3,1.1.2低压电器的结构,电磁机构：电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，产生电磁吸力带动触头动作，用来接通或分断电路。,1、衔铁2、铁芯3、吸引线圈触头系统：触头系统是低压电器的执行部件，用来实现电路的接通和断开。,4,1.1.3低压电器的辅助结构（灭弧）电弧：动静触头在分断过程中，由于瞬间的电荷密度极高，导致动、静触头间形成大量炽热的电荷流，产生弧光放电现象。电弧的存在不仅降低了电器的使用寿命，又延长了电路的分断时间，甚止可能导致事故。常用的灭弧方法有电动力灭弧、金属栅片灭弧和磁吹灭弧。,1、电动力灭弧,2、金属栅片灭弧,3、磁吹灭弧,1、衔铁,2、铁心,3、线圈,1.2继电器,1.2.1继电器的结构及工作原理继电器工作特点：具有跳跃式的输入输出特性。控制继电器用于电路的逻,辑控制，继电器具有逻辑记忆功能，能组成复杂的逻辑控制电路，继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度压力转速时间等)的变化量转换为开关量以实现对电路的自动控制功能。,继电器特性曲线图,当继电器输入量X由零增至一定值之前，即X小于X0，继电器输出量Y为Ymin。,当输入量X增加到X0时，继电器吸合，输出量Y突变至Ymax；若X继续增大，,Y保持不变（Y=Ymax）。当输入信量X减小，若X仍大于XC时，输出量Y保持,不变（Y=Ymax）。当降低至XC时，继电器释放，输出量Y由Ymax突变为Ymin，,若X继续减小，Y值均保持不变（Y=Ymin）。,继电器的分类：按用途分，有控制继电器和保护继电器；按动作原理分，有电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器和热继电器；按输入信号的不同来分，有电压继电器、中间继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器等。,6,1.2.2电磁式继电器,电磁式继电器结构图继电器的吸动值和释放值可以根据保护要求在一定范围内调整。1)转动调节螺母，调整反力弹簧的松紧程度可以调整动作电流(电压)，弹簧反力越大动作电流(电压)就越大，反之就越小。2)改变非磁性垫片的厚度，非磁性垫片越厚衔铁吸合后磁路的气隙和磁阻就越大，释放电流(电压)也就越大，反之越小，而吸引值不变。3)用调节螺丝改变初始气隙的大小，在反作用弹簧力和非磁性垫片厚度一定时，初始气隙越大，吸引电流(电压)就越大，反之就越小，,而释放值不变。,7,电磁式电流继电器电磁式电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化，其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为：欠电流继电器、过电流继电器。,(a)欠电流继电器,(b)过电流继电器,DL-20C电流继电器,1.2继电器,JL12系列电流继电器,电流继电器的图形符号和文字符号,8,电磁式电压继电器的输入量是电路的电压大小，电压继电器根据输入电压大小而动作。与电流继电器类似电压继电器也分为欠电压继电器和过电压继电器两种。电磁式电压继电器工作时并联在电路中，因此线圈匝数多，导线细，阻抗大，反映电路中电压的变化，用于电路的电压保护。,(b)过电压继电器,(a)欠电压继电器,电压继电器的图形符号和文字符号DY-20CE系列电压继电器,1.2继电器,DY-3电压继电器,10,中间继电器：,触点触点绝缘连杆,铁心,线圈KA,反力弹簧,A1A2(a)中间继电器示意图,线圈,KA,(b)中间继电器图形符号,中间继电器的结构示意图及图形文字符号,JZ7系列中间继电器,JZY1系列中间继电器,10,1.2.3时间继电器,时间继电器在控制电路中用于时间的控制。其种类很多，按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等。按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。,JS14P系列数,字式时间继电器,JS11系列数字,式时间继电器,JS20系列,时间继电器,11,JS7-A系列时间继电器,JS7型空气阻尼式时间继电器,1.2继电器,13,空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号,(b)通电延时继电器图形符号1.线圈2.静铁芯3、7.弹簧4.衔铁5.推板6.顶杆8.弹簧9.橡皮膜10.螺钉11.进气孔12.活塞13、16.微动开关14.延时开关15.杠杆,通电延时型,或,或,KT通电延时接点,KT,KT,KT,KT,KT,KT,瞬动接点,线圈,1.2继电器,空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号（图中标号同上图）14,断电延时型,或,或KT,T,KT断电延时接点,KT,KT,KT,KT,(d)断电延时继电器图形符号,瞬动接点,线圈,15,1.2.4热继电器主要是用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护，热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器，它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。,FR,FR,FR,FR,FR,双金属片,热元件,传动杆,触点,手动/自动复位螺丝复位按钮,调节旋钮,(b)热继电器图形符号,(a)热继电器结构示意图,热元件,触点,热继电器结构示意图及图形符号,1.2继电器,16,热继电器的选择原则热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择：(1)热继电器结构型式的选择：星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。(2)热继电器的动作电流整定值一般为电动机额定电流的.05.倍。(3)对于重复短时工作的电动机(如起重机电动机)，由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。,1.2继电器,17,1.2.5速度继电器又称为反接制动继电器，主要用于三相鼠笼型异步电动机的反接制动控制。,JY-1型速度继电器,1.2继电器,速度继电器的图形符号和文字符号,18,1.3.1交流接触器的结构及工作原理交流接触器：用于频繁接通或断开交、直流主电路或大容量控制电路的自动切换电器。能实现远距离自动控制。,1.3接触器,CZ18系列直流接触器,19,135,246,主触点,辅助触点,铁心,线圈,反力弹簧,绝缘连杆,A1A2(a)接触器示意图,KM,KM,KM,24614223244主触点辅助触点,A2线圈,132131,32,43,44,1351321,3143,1422,A1,KM,主触点,32辅助触点,线圈,1,44246,3,5,13,1422,21,3143,A1,A2,(b)接触器图形符号,交流接触器的结构示意图及图形符号,1.3接触器,19,654321,7,8,1、静铁心2、线圈3、弹簧4、动铁心,5、主触点6、常开辅助触点7、灭弧罩8、常闭,辅助触点大功率交流接触器的结构示意图及图形符号,20,1.3.4接触器的选用(1)根据被接通或分断的电流种类选择接触器的类型。一般控制交流负载应选用交流接触器；控制直流负载则选用直流接触器。(2)根据被控电路中电流大小和使用类别选择接触器的额定电流。主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。(3)根据被控电路电压等级选择接触器的额定电压。主触头的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。(4)根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压。吸引线圈的额定电压应与控制电路电压相一致，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠地吸合。,1.3接触器,21,1.4.1低压开关用于隔离电源或在规定条件下接通、分断电路，以及转换正常或非正常的电路。分类如下：刀开关是一种手动电器，常用的刀开关有HD型单投刀开关，HS型双投刀开关、HR型熔断器式刀开关、HZ型组合开关、HK型闸刀开关、HY型倒顺开关等。,1.4低压开关和低压断电路,22,开启式负荷开关和封闭式负荷开关,1、HK型开启式负荷开关,HK型开启式负荷开关俗称闸刀或胶壳刀开关。由于,它结构简单，价格便宜，使用维修方便，故得到广泛应用。主要用作电气照明电路，电热电路。小容量电动机电路的不频繁控制开关，也可用作分支电路的配电开关。,QLFU,负荷开关,23,HD型单投刀开关,静触头,动触头,QS,QS,QS,操作杆,传动杆,接线端,接线端,静触头,动触头,QS,QS,QS,(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g),(h),HD型单投刀开关示意图及图形符号,24,HS型双投刀开关,HS型双投刀开关也称转换开关，其作用和单投刀开关类似，常用于双电源的切换或双供电线路的切换等，,操作杆接线端静触头,传动杆,QS接线端,接线端,动触头,HS型双投刀开关示意图及图形符号,25,HR型熔断器式刀开关,操作杆,传动杆,接线端,接线端静触头,静触头,熔断器,QS,HR型熔断器式刀开关也称刀熔开关，它实际上是将刀开关和熔断器组合成一体的电器，刀熔开关操作方便，并简化了供电线路，在供配电线路上应用很广泛。刀熔开关可以切断故障电流，但不能切断正常的工作电流，所以一般应在无正常工作电流的情况下进行操作。,HR型熔断器式刀开关示意图及图形符号,26,组合开关,组合开关又称转换开关，控制容量比较小，结构紧凑，常用于空间比较狭小的场所，如机床和配电箱等。组合开关一般用于电气设备的非频繁操作、切换电源和负载以及控制小容量感应电动机和小型电器。,合,合,分,QS,(a)内部结构示意图,动触头静触头,绝缘连杆,(c)图形符号,(b)外形示意图,组合开关的结构示意和图形符号,27,型封闭式负荷开关,HH型封闭式负荷开关俗称铁壳开关。刀开关带有灭弧装置，能够通断负荷电流，熔断器用于切断短路电流。一般用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中，用于不频繁地接通与分断电路，也可以直接用于异步电动机的非频繁全压启,动控制。,HH3系列负荷开关,负荷开关,29,断路器的种类,按其用途和结构特点可分为DW型框架式断路器、DZ型,塑料外壳式断路器、DS型直流快速断路器和DWX型、DWZ型限流式断路器等。,框架式断路器：主要用作配电线路的保护开关，,塑料外壳式断路器：可用作配电线路的保护开关，还可,用作电动机、照明电路及电热电路的电源开关。,1.4.3低压断路器的结构和工作原理,低压断路器又称自动空气开关，当电路发生严重的过载、短路及欠电压等故障时能自动切断故障电路，从而保护其他电器。低压断路器也可用于不频繁地接通和断开电路及不频繁地启动电动机。,断路器的结构和工作原理,DW型框架式断路器,30,DZ型塑料外壳式断路器,断路器的结构和工作原理,断路器主要由三个基本部分组成：即触头、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压(欠电压)脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。L1L2L3,过流保护过载保护,失压保护,QF,31,断路器工作原理示意图及图形文字符号,断路器的结构和工作原理,32,断路器工作原理动画示意,33,1.4.5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性保护要求选框架式；控制和保护含有半导体器件的直流电路应选直流快速断路器等。(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)断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。(4)欠电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。,1.4低压开关和低压断电路,34,熔断器串接于被保护电路中，电流通过熔体时产生的热量与电流平方和电流通过的时间成正比，电流越大则熔体熔断时间越短，这种特性称为熔断器的反时限保护特性或安秒特性。如图所示。1.5.2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、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：在电路中主要起短路保护作用，用于保护线,路。,1.5.1熔断器的结构及工作原理,35,常用的熔断器,常用的熔断器,1、插入式熔断器，2、螺旋式熔断器，3、RMl0型密封管式熔断器，4、RT型有填料,密封管式熔断器,熔断器类型及图形符号,瓷盖,熔丝,插头插座,导线,底座,(a)RC1型瓷插式熔断器,底座,熔芯,接线端,接线端,熔断指示器瓷帽,上螺旋导体,下螺旋导体,熔芯导电帽,导电底座,(b)RL1型螺旋式熔断器,36,3、RMl0型密封管式熔断器，,4、RT0型有填料密封管式熔断器,熔体,接线端插刀插座铜帽接线端,绝缘筒,(c)RM10型密封管式熔断器,插刀插座,网状熔体,石英砂填料,瓷套管,(d)RT0型有填料式熔断器,FU,(e)熔断器图形符号,37,1.5.3熔断器的选择,(1)额定电压的选择熔断器的额定电压大于或等于线路的工作电压。(2)额定电流的选择若负载为纯电阻负载时，则熔丝电流就等于或大于负载额定电流。当熔断器用于电动机的短路保护时，选用原则如下：单台工作的电动机：IRe(1.52.5)IDe保护多台电机时：IRe(1.52.5)IDemIDe式中IRe熔体额定电流IDe电动机额定电流,IDem容量最大的电动机电动机额定电流,(3)熔断器的额定电流应大于所装熔体的额定电流。,主令电器：是在自动控制系统中发出指令或信号，使接触器、继电器或其他电器动作，以达到接通或分断电路目的。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：按钮开关、行程开关、接近开关、万能转换开关等。,LA10系列按钮开关,LX2系列行程开关,LK5系列主令控制器,LT3脚踏开关,38,1.6.1按钮开关,按钮是一种最常用的的主令电器，用于在控制电路中发布控制命令,(c)急停按钮示意图,(a)按钮示意图,(d)急停按钮图形符号,(b)按钮图形符号,SB,SB,SB,SB,SB,复位弹簧,变形簧片动触点,推杆,常态位置,动态位置,按钮结构示意图及图形符号,39,微动式按钮动作原理图,39,1.6.2行程开关,行程开关又叫限位开关，它的种类很多，按运动形式可分为直动式、微动式、转动式等；按触点的性质分为有触点式和无触点式。1、触点行程开关,(a)直动式行程开关示意图,(b)微动式行程开关示意图,SQ,SQ,滚轮,弓型弹簧,转杆弹簧,触点,(c)旋转式双向机械碰压限位开关示意图,图形符号,图形符号,行程开关结构示意图及图形符号,40,无触点行程开关,无触点行程开关又称接近开关，它可以代替有触头行程开关来完成行程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、液位控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等的非接触式开关。无触点行程开关分为有源型和无源型两种，多数无触点行程开关为有源型，主要包括检测元件、放大电路、输出驱动电路三部分。接近开关按检测元件工作原理可分为高频振荡型、超声波型、电容型、电磁感应型、永磁型、霍尔元件型与磁敏元件型等。不同型式的接近开关所检测的被检测体不同。,被检测体元件电路,检测放大,输出,驱动,输出端,接近开关有源型接近开关结构框图,41,1.6.3接近开关,接近开关输出形式有两线、三线和四线式几种，晶体管输出类型有NPN和PNP两种，外形有方型、圆型、槽型和分离型等多种。如下图为槽型三线式NPN型光电式接近开关的工作原理图和远距分离型光电开关工作示意图。,槽型和分离型光电开关,43,1.6.4万能转换开关,转换开关是一种多挡位、多触点、能够控制多回路的主令电器