《焊接电工》第4版 课件 第6单元 常用低压电器及电工仪表

第六章常用低压电器及电工仪表主要内容

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电工仪表及测量★本章小结★职业教育机械类专业“互联网+”新形态教材§6-1常用低压电器§6-1常用低压电器低压电器通常是指工作在额定电压交流1.0kV或直流1.2kV及以下的电路中起保护、控制调节、转换和通断作用的基础电器元件。一、常用低压电器的分类1.按低压电器的作用分类控制电器配电电器包括起动器、接触器、控制器、主令电器、电阻器、变阻器、电压调整器及电磁铁等有刀开关和转换开关、熔断器、断路器等§6-1常用低压电器2.按低压电器的动作方式分类手控电器自控电器如刀开关、负荷开关、按钮、转换开关等这类电器是指按本身参数（如电流、电压、时间、速度等）的变化或外来信号变化而自动进行工作的电器。如各种形式的接触器、继电器等§6-1常用低压电器3.按低压电器有、无触头分类有触头电器无触头电器有触点的电器组成的控制电路又称为继电-接触控制电路用晶体管或晶闸管做成的无触点开关、无触点逻辑元件等属于无触点电器§6-1常用低压电器二、低压电器的型号及识别低压电器的命名一般由三部分组成：基本型号、基本规格、辅助规格。每部分又分别用数字或字母来表示不同的要求和使用的范围：（1）基本型号一般由三位组成。第一位为类组号，用汉语拼音字母表示，最多限用3个字母。第二位为设计序号，用数字表示，个数不限（若两个及两个以上的数字，首位数字为“9”表示船用电器；“8”表示防爆用电器；“7”表示纺织用电器；“6”表示农用电器；。§6-1常用低压电器

“5”表示化工用器）。第三位为特殊派生代号，用汉

语拼音字母表示，最好只用一个，它表示全系列在特

殊情况下变化的特征（如“L”表示带漏电保护）。（2）基本规格一般为两位。第一位为基本规格代号，用数字表示，个数不限；第二位为通用派生号，用汉字拼音字母表示。（3）辅助规格一般由两位组成。第一位为辅助规格代号，用数字表示，个数不限；第二位为特殊环境条件派生号，用汉语拼音字母表示。§6-1常用低压电器如塑料外壳断路器设计代号额定电流40A三极脱扣方式为电磁液压脱扣

用途为保护电动机§6-1常用低压电器（一）常用开关1.刀开关（1）开启式负载开关（图6-1）（2）封闭式负荷开关（图6-2）2.转换开关(图6-3)转换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；若用于控制电动机时，其额定电流一般选择为电动机额定电流的1.5～2.5倍。3.其他开关(1)行程开关(图6-4)三、几种常用低压电器图6-1开启式负荷开关§6-1常用低压电器图6-2封闭式负荷开关图6-3转换开关图6-4行程开关§6-1常用低压电器行程开关按其结构可分为直动式、滚动式和微动式三种。直动式行程开关的工作原理是：利用生产机械运动部件上的挡块碰压顶杆而使触点动作。（2）电磁气阀（图6-5）电磁气阀是一种利用电磁铁吸力使主阀直接进行切换动作以接通或切断气路的自动控制阀。因其动作是随输入电信号而响应，故控制精度较高。其工作原理是：通电时，铁心1被吸引，带动密封塞2一起上升，从而打开气路。断电时，铁心1在弹簧3作用下复位，密封塞重新切断气路。§6-1常用低压电器图6-5电磁气阀图6-6压力开关§6-1常用低压电器（3）压力开关（图6-6）压力开关是一种通过气体或液体压力的作用来驱动开关的电接触器件。它主要由动力或压力敏感元件（感受外界压力）、机械联动机构（传递压力）、微动开关（由常开、常闭触点执行动作）等部分组成。当动力元件受到外界气体或液体的驱动压力能克服压缩弹簧的弹力时，推动活塞顶杆上移，致使微动开关动作（即常闭触点断开，常开触点闭合），以对电路进行断通控制。当外界压力消失或压力较低时，活塞在弹簧的作用下脱离微动开关，使触点系统复位。§6-1常用低压电器（二）按钮（图6-7）按钮是指在工作电压为500V以下，电流为5A的低压控制电路中用来接通或切断控制电路的一种手动电器。按钮根据结构的不同，分为常开按钮（常用作起动）、常闭按钮（常用作停止）和复合按钮（常开和闭合组合的按钮）。（三）熔断器（图6-8）熔断器俗称保险，在低压配电线路中主要起短路保护作用。熔断器串联在被保护电路中，当发生短路或严重过载时，熔体因电流过大而过热熔断，自行切断电路，达到保护的目的。（1）瓷插式熔断器（2）螺旋式熔断器（3）无填料封闭管式熔断器§6-1常用低压电器图6-8熔断器图6-7按钮图6-9低压断路器§6-1常用低压电器熔断器的额定电流应等于或大于熔体的额定电流，其额定电压必须不低于线路的额定电压。熔体的额定电流过大，当线路发生短路或故障时熔体不能很快熔断，失去保护作用；过小则频繁熔断。（四）低压断路器（图6-9）低压断路器是一种具有多种保护功能的保护电器，同时又具有开关功能，故又叫做自动空气开关。自动空气开关常用作线路的主开关，它既能在正常情况下手动切断电路，又能在发生短路故障时自动切断电路。当主电路欠压时，欠电压脱扣器动作亦能自动切断电路。故低压断路器可用来分断和接通电路以及作为电气设备的过载、短路及欠压保护。§6-1常用低压电器（五）交流接触器（图6-10）接触器是一种用来远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的自动切换电器。交流接触器的种类很多，按工作原理可分为电磁式、气动式和液压式；按冷却方式分为空冷、油冷和水冷；按主触点的极数分为单极、双极和多极等。结构如图6-10b所示，它主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置、支架、外壳等组成。§6-1常用低压电器交流接触器的工作原理为：当吸引线圈通电后，所产生的电磁吸力克服弹簧的反作用力将衔铁吸合，衔铁带动触点系统动作，首先使常闭辅助触点断开，常开辅助触点闭合，然后是常开主触点闭合，接通主电路。当吸引线圈断电或外加电压显著下降时，电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用力弹簧的作用下复位，触点恢复常态。即常开主触点断开，切断主电路；常开辅助触点先恢复断开，常闭触点后恢复闭合。★只要控制交流接触器的吸引线圈的通电和断电，就可以控制主电路及其它控制电路的接通和分断。交流接触器的图形及文字符号如图6-10c所示。§6-1常用低压电器图6-10CJ10交流接触器的结构及符号a)b)c)§6-1常用低压电器（六）继电器继电器是一种根据外界输入的一定信号（电的或非电的）来控制电路通断的自动切换电器。它主要用来反映各种控制信号，并对其进行转换和传递。1．电磁式继电器（1）电流继电器（图6-11）电流继电器是一种反映电流变化或者传递电流变化信号的控制电器，根据线圈通过电流的大小来接通或切断控制电路。电流继电器可分为过电流继电器和欠电流继电器。当通过线圈的电流小于整定值时动作的继电器，称为过电流继电器；§6-1常用低压电器当通过线圈的电流小于整定值时动作的继电器，称为欠电流继电器。过电流继电器主要用于电动机、变压器和输出电路的过载及短路保护，欠电流继电器主要用于自动控制系统中。（2）电压继电器电压继电器是一种反映电压变化或者传递电压变化信号的控制电器。它在控制电路中根据线圈两端电压的大小来接通或切断控制电路。电压继电器的基本结构及工作原理与电流继电器相似，只是电压继电器的线圈并联接在电路中，且线圈的匝数多而直径细。电压继电器也分为过电压继电器和欠电压继电器。§6-1常用低压电器图6-11交流过电流继电器图6-12中间继电器图6-13时间继电器图6-14时间继电器的符号§6-1常用低压电器（3）中间继电器（图6-12）中间继电器是将信号放大或将信号同时传递给数个有关的控制元件，从而增加控制电路数目的一种控制电器。

2．时间继电器（图6-13）感受部分在感受到外界信号后，使执行部分经过一段时间才动作的继电器，称为时间继电器。时间继电器的符号如图6-14所示。（1）空气阻尼式时间继电器是以具有瞬时触点的中间继电器为主体，再加上延时组件构成。§6-1常用低压电器（2）晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器是一种有触点与无触点相结合的新型继电器，它是利用晶体管开关电路与充放电电路结合，由于电容电压的缓慢上升或缓慢下降，从而驱动开关电路的通断，实现延时控制功能。3．热继电器（图6-15）它是利用电流的热效应原理在电气设备过载时自动切断电源来保护用电设备。热继电器按动作方式分为：双金属片式、易熔金属式和利用材料磁导率或电阻值随温度变化而变化的特性原理制成的热继电器。§6-1常用低压电器图6-15普通三相双金属片式热继电器继续返回§6-2电工仪表及测量§6-2电工仪表及测量一、电工仪表的分类1．按被测量的性质分类§6-2电工仪表及测量2．按工作原理分类按工作原理分类，可分为磁电式、电磁式、电动式、整流式、热电式、感应式等类型。3．按被测电流种类分类按被测电流种类不同可分为直流仪表、交流仪表、交直流仪表。4．按电工测量仪表的准确度等级分类按测量的准确度级别不同分为0.1级、0.2级、0.5级、1级、1.5级、2.5级、4级七种。二、电工测量仪表的形式1．磁电式仪表§6-2电工仪表及测量★磁电式仪表主要用于直流电流和直流电压的测量，也常用作万用表的表头。2．电磁式仪表电磁式仪表又称动铁式仪表，按其结构形式可分为吸引型，排斥型和吸引-排斥型三种。★电磁式仪表主要用于测量工频交流电流和交流电压。3．电动式仪表电动式仪表又称动圈式仪表。★电动式仪表可用在交流或直流电路中测量电流、电压和电功率等电量。§6-2电工仪表及测量三、电工测量1．电流的测量测量电流时应把电流表串联在被测电路中，电流表的内阻应远小于电路的负载电阻。★直流电流的测量一般使用磁电式仪表。若被测电流不超过测量机构的容许值，可将表头直接与负载串联，如图6-16（a）所示；若被测电流超过测量机构的容许值，就需要在表头上并联一阻值为的分流器，如图6-16（b）所示。流过表头的电流为电流表内阻被测电流§6-2电工仪表及测量图6-16电流表的接线(a)电流表直接与负载串联(b)电流表与分流器并联接入§6-2电工仪表及测量由此可得分流器的电阻为★交流电流的测量一般使用电磁式仪表，进行精密测量时使用电动式仪表。2．电压的测量电压的测量通常是用电压表来实现的。其测量方法是将电压表并联在电路中被测元件的两端，如图6-17（a）所示。一般电压表扩大量程采用串联附加电阻的方法，这时，通过测量机构的电流为量程越大，分流电阻越小§6-2电工仪表及测量图6-17电压表的接线(a)电压表的直接接入(b)电压表通过附加电阻接入(c)交流电压表通过电流互感器接入§6-2电工仪表及测量若将电压表量程扩大m倍时，则附加电阻可通过下式求取3．功率的测量功率由电路中的电压和电流决定，因此用来测量功率的仪表必须具有两个线圈，一个用来反映电压，一个用来反映电流。功率表通常用电动式仪表制成，其固定线圈导线较粗，匝数较少，称为电流线圈；可动线圈导线较细，匝数较多，串有一定的附加电阻，称为电压线圈，如图6-18所示。§6-2电工仪表及测量图6-18功率表§6-2电工仪表及测量★改变两组固定线圈的串、并联联接方式，可以改变电流线圈的量程；改变串入可动线圈的附加电阻，可以改变电压线圈的量程。1)直流功率的测量直流功率可以用电压表和电流表间接测量求得，也可用功率表直接测得。功率表的接线方法如图6-19所示。★电流线圈应与负载串联，电压线圈（包括附加电阻）应与负载并联。2)单相交流功率的测量电动式功率表既可以测量直流电功率，又可以测量交流电功率，而且接线和读数的方法完全相同。§6-2电工仪表及测量图6-19功率表的接线方法§6-2电工仪表及测量图6-20所示为实验室使用的115型多量程单相功率表。其额定电压为125V、250V和500V，额定电流为5A和10A，当负载电流为0～5A时，两个电流线圈应串联。而当负载电流在5～10A之间时，则应并联。3)三相功率的测量★在对称的三相交流电路中，可用一只功率表测出其中一相的功率，再乘以3就是三相总功率。★在不对称的三相四线制电路中，可用三只功率表分别测出各相的功率，再相加就是三相总功率。以上两种方法分别称为一表法和三表法。§6-2电工仪表及测量图6-20多量程单相功率表的内部接线§6-2电工仪表及测量在三相三线制电路中，不论负载联成星形或三角形，也不论负载是否对称，都可采用二表法来测量三相总功率。图6-21为负载联成星形的三相三线制电路，用两个功率表测量时，其接线方法是把两个功率表的电流线圈串接在任意两根相线上，且标有“*”号的接线端应接在靠电源的那一方，而两个电压线圈标有“*”的接线端应与各自电流线圈标有“*”号的接线端连接在一起，未标“*”号的接线端则接在未串联电流线圈的一根相线上（见图6-21）。这时两表的读数应分别为

和§6-2电工仪表及测量图6-21用两表法测量三相功率§6-2电工仪表及测量三相总有功功率等于两表读数和之和，即4.万用表基本用途是测量电流、电压和电阻，有指针式和数字式两种。1)指针式万用表（图6-22）（1）直流电流的测量（2）直流电压的测量（3）交流电压的测量（4）电阻的测量

§6-2电工仪表及测量图6-22MF-30型万用表§6-2电工仪表及测量2)数字式万用表测量范围直流电压（DCV）分五挡：200mV、2V、20V、200V、1000V，输入电阻为10MΩ；交流电压（ACV）分五挡：200mV、2V、20V、200V、1000V，输人电阻为10MΩ，频率范围45～500Hz；直流电流（DCA）和交流电流（ACA）都分五挡：200μA、2mA、20mA、200mA、10A；电阻分六挡：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2000kΩ、20MΩ。面板说明图6-23是型数字式万用表的面板图，面板上主要有液晶显示器、电源开关、量程选择开关、输入插口和插口。§6-2电工仪表及测量图6-23DT-830型数字万用表的面板图§6-2电工仪表及测量5.电度表及电能的测量1)电度表及其接线方式（1）电度表的分类电度表用于测量电能。★按电度表的工作原理不同可分为感应式、电动式和磁电式三种；★按接入电源的性质不同可分为交流电度表和直流电度表；★按测量对象可分为有功电度表和无功电度表；按测量的准确度可分为3.0级、2.0级、1.0级、0.5级、0.1级等；§6-2电工仪表及测量★按电度表接人电源相数不同可分为单相电度表和三相电度表。（2）单相交流电度表的结构及接线方式单相交流电度表可直接接在电路上，其接线方式有两种，顺入式和跳人式。（3）三相交流电度表的结构及接线方式2)电能测量电能包括有功电能和无功电能，有功电能可用有功电度表测量，无功电能可用无功电度表进行测量。（1）单相有功电能的测量§6-2电工仪表及测量单相有功电能可用单相有功电度表进行测量。当线路电流不太大时（在电度表允许工作电流范围内），可采用直接接人法，即把单相电度表直接接人电路进行测量。当线路电流较大，超过了电度表允许工作电流时，则电度表必须经过电流互感器接入电路，如图6-24所示。电度表实际测量电能量为（2）三相有功电能的测量★在对称的三相四线制系统中，若三相负载对称，则可用一只单相电度表测量任一相电能，然后乘以3即得三相总电能，即K—电流互感器的变比；

—电度表的读数。§6-2电工仪表及测量图6-24电度表的接法§6-2电工仪表及测量★若三相负载不对称，测量方法有两种：一是利用三个单相电度表，分别接于三相电路中，然后将这三个电度表中的读数相加即得三相总电能，即二是利用三相电度表直接接入电路进行测量，电度表上的读数即为三相总电能。6.兆欧表及绝缘电阻的测量1)兆欧表的工作原理兆欧表又称摇表，是一种测量高电阻的仪表。经常用它测量电气设备的绝缘电阻，其表盘刻度以兆欧（MΩ）为单位。§6-2电工仪表及测量兆欧表的内部原理电路如图6-25所示。2)绝缘电阻的测量绝缘电阻的一般测量方法是将兆欧表平稳放置，然后将被测绝缘电阻的两端接在兆欧表的“线”和“地”两端钮上，均速（额定转速）摇动发电机，当指针稳定后，读取比率表中的数值，即为被测绝缘电阻的值。绝缘电阻测量时，要注意以下几点： （1）测量前应检查兆欧表在“线”、“地”短接及开路时是否为0和，若不是，则应调整。（2）测量电气设备绝缘电阻时，应按被测电气设备的额定电压选取相应的兆欧表。同时切断被测电气设备的电源，并接地短路放电，以保证人身和设备安全及数据准确。∞§6-2电工仪表及测量图6-25兆欧表的内部原理电路图兆欧表§6-2电工仪表及测量（3）当被测绝缘电阻表面不干净或潮湿时，为了测量准确，应将兆欧表的屏蔽端“屏”接入电路（一般接在被测绝缘电阻的表面），防止表面泄漏电流对测量的影响。（4）测量绝缘电阻时，兆欧表放置地点应远离大电流的导体及有外磁场的场合，以免影响读数。（5）为获取准确的测量结果，要求手摇发电机在额定转速下工作一分钟后进行读数。（6）用兆欧表时，由于发电机端口电压能达千伏级，所以要注意测量安全。继续返回本章小节本章小节

1．低压电器的工作范围在直流1200V以下、交流1000V以下，将开关、按钮、继电器、接触器等常用低压电器按控制要求组合成一定的电路，可实现焊接电路中的保护，控制、调节、转换和通断等作用。具有工作可靠，维护简单、成本低的特点，故应用较广。2．控制电器是控制电路中的基本元件，它分为手动的（如刀开关、组合开关、按钮等）和自动的（如接触器、继电器等）。本章简要介绍了几种常用低压控制电器的结构原理、作用和安装常识。本章小节

3．开启式负荷开关、封闭式负荷开关、按钮和转换开关通常是用来接通或切断电器设备中的电路、电源或负载的转换，如用来控制电动机的启动、停止、正反转，控制接触器、继电器等自动切换电器的运行。4．接触器和继电器是低压电路中常用的自动控制电器。接触器是用来实现远距离频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路的自动切换，按接触器所控制的电流种类可分为交流接触器和直流接触器两种。本章小节

继电器是一种根据外界输入的