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常用机械电气控制线路5.1 电气控制线路图的识读5.2 常用低压电器5.3 电气控制线路基本环节5.4 电气控制系统设计5.5 电气控制线路的检修课题5-1电气控制线路的安装和配线课题5-2 C6201型车床电气线路的安装与调试课题5-3 X62W型卧式万能铳床电气线路的安装与调试4 Baick 45.1 电气控制线路图的识读5.1.1 电路图1.主电路和辅助电路按电路的功能来划分，控制线路可分为主电路和 辅助电路。一般把交流电源和起拖动作用的电动机之 间的电路称为主电路，它由电源开关、熔断器、热继 电器的热元件、接触器的主触头、电动机以及其他按 要求配置的启动电器等电气元件连接而成。2.对图形符号、文字符号的规定电气控制线路图涉及到大量的元器件，为了表达 电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理，安 装、调试和检修控制系统，电气控制线路图必须采用 符合国家统一标准的图形符号和文字符号。5.1.2电气控制线路图1.电气原理图电气原理图是用图形符号和项目代号表示电器元 件连接关系及电气工作原理的图形，它是在设计部门 和生产现场广泛应用的电路图。图5.1所示的是某机床 电气控制系统的电气原理图实例。电源开关主电动机冷却泵 电动机控制变压器主电动机 控制冷却泵电 动机控制照明灯图5.1某机床电气控制系统的电气原理图在识读电气原理图时应注意以下几点绘制规则：(1)电气原理图电路可水平或垂直布置。(2)一般将主电路和辅助电路分开绘制。(3)电气原理图中的所有电器元件不画出实际外形图,而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示，同一 电器的各个部件可据实际需要画在不同的地方，但川相 同的文字符号标注。(4)在原理图上可将图分成若干图区，以便阅读查找。2.电气安装图电气安装图用来表示电气设备和电器元件的实际 安装位置，是机械电气控制设备制造、安装和维修必 不可少的技术文件。安装图可集中画在一张图上，或 将控制柜、操作台的电器元件布置图分别画出，但图 中各电器元件的代号应与有关原理图和元器件清单上 的代号相同。在安装图中，机械设备轮廓是用双点划 线画出的，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及 设备用粗实线绘出其简单的外形轮廓。安装图中的电 器元件不需标注尺寸。某机床电气安装图如图5.2所示。32050 50 50 50图5.2某机床电气安装图3.电气接线图电气接线图用来表明电气设备各单元之间的接线 关系，主要用于安装接线、线路检查、线路维修和故 障处理，在生产现场得到广泛应用。识读电气接线图 时应熟悉绘制电气接线图的四个基本原则：(1)各电器元件的图形符号、文字符号等均与电气 原理图一致。(2)外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置 基本符合电器实际情况。(3)不在同一控制箱和同一配电屏上的各电器元件 的连接是经接线端子板实现的，电气互连关系以线束 表示，连接导线应标明导线参数(数量、截面积、颜 色等)，一般不标注实际走线途径。(4)对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线 来表示清楚，并标明电源引入点。图5.3是某设备的电 气接线图。电源进线1X1 mrrf（黄绿）7x1 mnf（红）1x1 mrrf（白）包塑金属软管 1 x 1 mnf（红）010 mmx2 m+1 x 1 mir?（白）包塑金属软管4o-5按 钮 板。15 mx 1 m安装板 3x1.5 111收黑）+1*1.5 mn?（黄绿）包塑金属软管020 mmxl m图5.3某设备的电气接线图4.电气原理图的电气常态位置在识读电气原理图时，一定要注意图中所有电器元件 的可动部分通常表示的是在电器非激励或不工作时的状态 和位置，即常态位置。其中常见的器件状态有：(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)断路器和隔离开关在断开位置。(3)零位操作的手动控制开关在零位状态，不带零位 的手动控制开关在图中规定的位置。(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。保护用电器处在设备正常工作状态。5.原理图中连接端上的标志和编号在电气原理图中，三相交流电源的引入线采用Li、L2 L3来标记，中性线以N表示。电源开关之后的三 相交流电源主电路分别按U、V、W顺序标记，分级 三相交流电源主电路采用代号U、V、W的前面加阿 拉伯数字1、2、3等标记，如1U、IV、1W及2U、2V、2W等。电动机定子三相绕组首端分别川U、V、W标记，尾端分别用U，、V W，标记。双绕组的中 点则用U、V、W标记。6.控制线路原理图中的其他规定在设计和施工图中，主电路部分以粗实线绘出，辅助电路则以细实线绘制。完整的电气原理图还应标 明主要电器的有关技术参数和用途。例如电动机应标 明其用途、型号、额定功率、额定电压、额定电流、额定转速等。4 Back5.2常用低压电器521低压电器分类及产品型号1.常用低压电器的分类常用低压电器的分类如下:r接触器/交流接触器 直流接触器电压继电器 电流继电器 中间继电器空气阻尼式继电器时间继电器通电延时型 断电延时型电动式、电子式热继电器速度继电器、压力继电器开关电器刀开关组合开关框架式（又称万能式）塑料外壳式（又称装置式）的西按钮主令电器J行程开关I熔断器（转换开关 瓷插式 螺旋式 无填料管式、快速熔断式2.低压电器产品型号低压电器产品的结构和用途各种各样，每一种产品都有其型号。低压电器产品的型号可表示为下面的形式：123-45/675.2.2低压电器的电磁机构及执行机构电气控制系统中以电磁式电器的应用最为普遍。电磁式低压电器是一种用电磁现象实现电器功能的电 器类型，此类电器在工作原理及结构组成上大体相同。根据其结构组成，电磁式低压电器的分类如下：电磁机构执行机构交流 直流 触头系统 灭弧系统1.电磁机构电磁机构为电磁式电器的感测机构，它的作用是 将电磁能量转换为带动触头动作的机械能量，从而实 现触头状态的改变，完成电路通、断的控制。电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成,其工作原理是：线圈通过工作电流产生足够的磁动势,在磁路中形成磁通，使衔铁获得足够的电磁力用以克 服反作用力与铁心吸合，由连接机构带动相应的触头 动作。2.触头系统触头作为电器的执行机构，起着接通和分断电路 的重要作用，必须具有良好的接触性能，故应考虑其 材质和结构设计。对于电流容量较小的电器，如机床电气控制线路 所应用的接触器、继电器等，常采用银质材料作触头,其优点是银的氧化膜电阻率与纯银相近，与其他材质（比如铜）相比，可以避免因长时间工作，触头表面 氧化膜电阻率增加而造成触头接触电阻增大。触头系统的结构如图5.4所示，可分为桥式和指式 两种。其中桥式触头又分为点接触式和面接触式。图5.4触头系统的结构（a）点接触式；（b）面接触式；（c）指式3.灭弧系统（1）电弧产生的条件：当被分断电路的电流超过 0.251 A,分断后加在触头间隙两端的电压超过12 20 V（根据触头材质的不同取值）时，在触头间隙中 会产生电弧。（2）电弧的实质：电弧是一种气体放电现象，即 触头间气体在强电场作用下产生自由电子，正、负离 子呈游离状态，使气体由绝缘状态转变为导电状态，并伴有高温、强光。(3)熄弧的主要措施有机械性拉弧、窄缝灭弧和 栅片灭弧三种。机械性拉弧：分断触点时，迅速增加电弧长度,使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧，如 图5.5所示。窄缝灭弧：依靠磁场的作用，将电弧驱入耐弧 材料制成的窄缝中，以加快电弧的冷却，如图5.6所示。这种灭弧装置多用于交流接触器。栅片灭弧：分断触点时，产生的电弧在电动力 的作用下被推入彼此绝缘的多组镀铜薄钢片（栅片）中，电弧被分割成多组串联的短弧。1图5.5机械性拉弧纵缝中的电弧电弧电流灭弧磁场图5.6窄缝灭弧装置栅片图5.7栅片灭弧示意图5.2.3开关电器1,常用刀开关(1)胶盖开关。胶盖开关是一种带熔断器的开启式 负荷开关，如图5.8所示。(2)铁壳开关。铁壳开关是带灭弧装置和熔断器的 封闭式负荷开关，其图形符号及文字符号与胶盖开关 相同。(3)刀开关的类别和型号含义。图5.8 HK系列瓷底胶盖刀开关外形图；（b）、（c）刀开关图形及文字符号刀开关的型号含义如下:接线方式：8前接线；9一后接线；灭弧室：1 一带灭弧室；0不带灭弧室操作方式：1中央手柄式；2一侧方正面杠杆操作机构式;3-中央正面杠杆操作机构式;4侧方操作手柄式一 口/口HG熔断器式刀开关 设计代号 约定发热电流(A)0 一无熔断信号装置，1 一有熔断信号装置 极数(有 20、32、63 三种)2.组合开关组合开关又称转换开关，其操作较灵巧，靠动触 片的左右旋转来代替闸刀开关的推合与拉开。(1)组合开关的作用。(2)组合开关的结构组成。(3)组合开关的类型、图形和文字符号。手柄(a)图5.9 HZ 10-10/3型组合开关结构(a)外形；(b)结构QS：A qs(a)(b)图5.10组合开关的图形和文字符号(a)单极；(b)三极3.低压断路器1）低压断路器的结构与原理低压断路器主要由三部分组成：触头和灭弧系统，各种脱扣器（包括电磁脱扣器、欠压脱扣器、热脱扣 器），操作机构和自由脱扣机构（包括锁链和搭钩）。低压断路器的按钮和触头接线柱分别引出壳外，其余 各组成部分均在壳内。低压断路器的工作原理如图 5.11所示。1一主弹簧；2一主触头；3锁链;4一搭钩；5一轴；6电磁脱扣器;7杠杆；8电磁脱扣器衔铁；9弹簧；10欠压脱扣器衔铁；11欠压脱扣器；12一双金属片；13一热元件(b)图5.n低压断路器原理及符号(a)原理图；(b)符号2)低压断路器的常见故障与排除(1)产生触头不能闭合故障的原因有：欠压脱扣器n无电压或线圈损坏，则衔铁io不 闭合，使搭钩被顶无法锁住锁链。反作用弹簧力过大，机构不能复位再行锁扣。(2)产生自动脱扣器不能使开关分断故障的原因有:反作用弹簧1弹力不足。贮能弹簧9弹力不足。机械部件卡阻。5.2.4接触器1.接触器的作用与分类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 磁力作用下的吸合和反力弹簧作用下的释放使触头闭 合和分断，从而控制电路的通断。2.接触器的结构与原理接触器的结构如图5.12所示。其中，电磁机构包 括线圈、铁心和衔铁。触头系统中的主触头为常开触点，用于控制主电 路的通断；辅助触头包括常开、常闭两种，用于控制 电路，起电气联锁作用。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。11234561动触桥；2静触点；3衔铁；4一缓冲弹簧；5电磁线圈；6铁心；7垫毡；8触头弹簧；9灭弧罩；1。一触头压力弹簧图5.12 CJ20系列交流接触器结构示意3.接触器的类型、主要技术参数及符号表示目前，我国常用的交流接触器主要有CJ20、CJX1、CJX2、CJ12和CJ10等系列。引进产品中应用较多的 有施耐德公司的LC1D/LP1D系列等，该系列产品采用 模块化生产，产品本体上可以附加辅助触头、通电/断电延时触头和机械闭锁等模块，也可以很方便地组 合成可逆接触器、星-三角启动器。另外，常用的交 流接触器还有德国BBC公司的B系列，SIEMENS公司 的3TB系列等。新产品结构紧凑，技术性能显著提高，多采用积木式 结构，通过螺钉和快速卡装在标准导轨上的方式加以 安装。交、直流接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、吸引线圈的额定电压等。接触器的图形及 文字符号如图5.13所示。KMKM/(a)(b)(c)图5.13接触器的图形符号(a)线圈；(b)常开触点；(c)常闭触点现以CJ20系列为例说明接触器型号的含义接触器交流 设计序号c J 20-/nTT L有TH表示湿热带一1 I-额定工作电压代号：03 380 V；06 660 V；ll n40 V-用K表示组成矿用启动器的接触器*-额定工作电流（380 V,AC3时）4.接触器常见故障与排除触头过热。产生此故障的原因是：触头压力不足。触头接触不良。电弧将触头表面烧坏。以上三种原因会使触头接触电阻增加，使触头过热。(2)触头磨损。接触器磨损分为电气磨损和机械 磨损两种。电气磨损属于正常磨损，是因电弧高温使触头 金属气化蒸发而造成的。机械磨损是由触头闭合时的撞击和触头表面的 相对滑动摩擦造成的。(3)触头不复位。产生这种故障的原因是：触头熔焊(电弧的高温将动、静触头焊在一起而 不能分断的现象称为熔焊)。反作用弹簧弹力不够。机械运动部件被卡住。铁心端面有油污。铁心剩磁太大。(4)衔铁振动噪声。产生这种故障的原因是：短路环损坏。动、静铁心由于衔铁歪斜或端面有污垢而造成 接触不良。活动部件卡阻而使衔铁不能完全吸合。(5)线圈过热或烧毁。产生这种故障的原因是：线圈匝间短路。动、静铁心端面变形或有污垢，闭合后有间隙。操作过于频繁。外加电压高于线圈额定电压，电流过大，产生 热效应，严重时会烧毁线圈。5.2.5继电器1.继电器的结构、作用1）继电器的结构继电器的结构和工作原理与接触器相似，也是由 电磁机构和触点系统组成的，但继电器没有主触点，其触点不能用来接通和分断负载电路，而均接于控制 电路，且电流一般小于5 A,故不必设灭弧装置。2）继电器的作用继电器主要用于进行电路的逻辑控制，它根据输 入量（如电压或电流），利用电磁原理，通过电磁机 构使衔铁产生吸合动作，从而带动触点动作，实现触 点状态的改变，使电路完成接通或分断控制。2.常用继电器继电器应用广泛，种类繁多，下面仅介绍常用的 几种。1)热继电器(1)热继电器的作用。在电力拖动控制系统中，热继电器是对电动机在 长时间连续运行过程中过载及断相起保护作用的电器。(2)热继电器的结构组成。热继电器由双金属片、热元件、动作机构、触头 系统、整定调整装置和手动复位装置组成，如图5.14 所示。(3)热继电器的工作原理。如图5.15所示，电动机工作运行时，电动机绕组 电流流过与之串接的热元件。1电流调节凸轮；2a、2b一簧片；3一手动复位按钮；4一弓簧；5一主双金属片;6外导板；7内导板；8一常闭静触点；9一动触点；10一杠杆；11复位调节螺钉；12一补偿双金属片；13一推杆；14一连杆；15压簧图5.14热继电器结构图1热兀件；2双金属片;3一导板；4触头图5.15热继电器工作原理示意图(4)热继电器的型号、图形及文字符号。目前我国生产并广泛使用的热继电器主要有JR16、JR20系列；引进产品有施耐德公司的LR2D系列，其 特点是具有过载与缺相保护、测试按钮、停止按钮，还具有脱扣状态显示功能以及在湿热的环境中使用的 强适应性。以JR20系列为例，其型号含义如下:热继电器设计代号-I基本规格代号-（以额定整定电流表示）!热元件编号-特征代号：口一带断相保护；L _一单独安装式；Z一与交流接触器组合接线安装式;W一带专用配套电流互感器FR/-FR(b)图5.16热继电器的图形及文字符号(a)热元件；(b)常闭触点(5)热继电器的主要参数及选用。热继电器的整定电流：指热元件在正常持续工作 中不引起热继电器动作的最大电流值。热继电器额定电流：指热继电器中可以安装的热 元件的最大整定电流值。热元件的额定电流：指热元件的最大整定电流值。2）时间继电器时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器。它利用电磁原理，配合机械动作机构能实现在得到信 号输入（线圈通电或断电）后的预定时间内的信号的 延时输出（触点的闭合或断开）。时间继电器种类很 多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管 式等。下面以空气阻尼式时间继电器为例进行讲述。(1)通电延时型：线圈通电，延时一定时间后延 时触点才闭合或断开；线圈断电，触点瞬时复位。(2)断电延时型：线圈通电，延时触点瞬时闭合 或断开；线圈断电，延时一定时间后延时触点才复位。JS7-A系列时间继电器由电磁机构、工作触头、气室三部分组成，其工作原理如图5.17所示。1111(a)(b)1线圈；2静铁心；3、7弹簧；4衔铁；5推板；6顶杆；8弹簧；9橡皮膜;10螺钉；11一进气孔；12活塞；13、16微动开关；14延时触头；15一杠杆图5.17 JS7-A系列时间继电器工作原理(a)通电延时型；(b)断电延时型图5.17(a)中的微动开关16为时间继电器瞬动触头,线圈1通电或断电时，该触头在推板5的作用下均能 瞬时动作。断电延时型时间继电器的原理与结构均与通电延 时型时间继电器相同，只是电磁机构翻转180安装。现以我国生产的新产品JS23系列为例说明时间 继电器的型号意义：JS 23 口”山侬T T T T 上壮七少小口设计序号延时范围代号:触点形式10,230 s；210180 s图5.18时间继电器的图形符号(a)线圈一般符号；(b)通电延时线圈；(c)断电延时线圈；(d)延时闭合常开触点；延时断开常闭触点；延时断开常开触点；(g)延时闭合常闭触点；(h)瞬时常开触点；瞬时常闭触点3）电流、电压继电器根据输入线圈电流（或电压）大小而动作的继电器 称为电流（或电压）继电器。（1）电流继电器。电流继电器线圈与被测电路串联，以反应电路电流 的变化。电流继电器可分为以下两种。过电流继电器：当电路过流或发生短路时立即切 断电路。欠电流继电器：当电路电流过低时立即切断电路。(2)电压继电器。电压继电器也可分为以下两种。过电压继电器：整定范围为105%120%欠电压继电器：吸合电压调整范围为30%50%以下面以JL18系列电流继电器为例，说明电流、电 压继电器的型号意义：JL 18 一口 /电流继电器一手 工设计序号-一TH-热带型触头组合形式(11)线圈额定工作派生代号：J-交流;Z一直流;电流(A)S一手动复位；F一高返回系数4）中间继电器中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输 出信号，当其他继电器的触头对数或触点容量不够时,可借助中间继电器来扩充它们，起到中间转换的作用o5)速度继电器速度继电器根据电磁感应原理制成，主要作用是 在三相交流异步电动机反接制动控制电路中作转速过 零的判断元件。图5.19所示为速度继电器的结构原理图，由图可 知，速度继电器主要由以下三部分组成：(1)转子：为圆柱形永久磁铁。(2)定子：为笼型空心绕组。(3)触点：包括动断、动合触点。8-m pi 厂70 0 0 01转轴；2转子；3一定子；4绕组；5一摆锤；6、9一簧片；7、8静触点图5.19速度继电器结构原理(a)(b)(c)图5.20速度继电器的图形及文字符号（a）转子；（b）常开触点；（c）常闭触点5.2.6主令电器1 控制按钮控制按钮简称按钮，是最常用的主令电器。按钮 为手动控制，可作远距离电气控制使用。按钮的结构 示意如图5.21所示，其图形及文字符号如图5.22所示。11按钮帽；2一复位弹簧；3一动触头;4一常闭静触头；5一常开静触头图5.21按钮结构示意图5.22按钮的图形和文字符号（a）常开触点；（b）常闭触点；（c）复式触点按钮可根据实际工作需要组成多种结构形式，如 LA18系列按钮采用积木式结构，触头数量按需要拼 装，最多可至六对常开触点和六对常闭触点。工作中 为便于识别不同作用的按钮，避免误操作，国标GB 5226-85对其颜色规定如下：(1)停止和急停按钮：红色。按红色按钮时，必 须使设备断电、停车。(2)启动按钮：绿色。(3)点动按钮：黑色。(4)启动与停止交替按钮：必须是黑色、白色或灰 色，不得使用红色和绿色。(5)复位按钮：必须是蓝色；当其兼有停止作用时,必须是红色。2.行程开关行程开关又称限位开关，用于机械设备运动部件 的位置检测，是利用生产机械某些运动部件的碰撞来 发出控制指令，以控制其运动方向或行程的主令电器。行程开关从结构上可分为操作机构、触头系统和 外壳三部分。图5.23为行程开关的外形及结构图，图 中的单轮和径向传动杆式行程开关可自动复位，而双 轮行程开关则不能自动复位。行程开关结构如图（b）所示，当移动物体碰撞推杆或滚轮时，通过内部传动 机构使微动开关触头动作，即常开、常闭触点状态发 生改变，从而实现对电路的控制作用。单轮行程开关(a)双轮行程开关径向传动杆式 行程开关(b)图5.23行程开关及结构示意(a)外形；(b)结构SQ、SQ(a)(b)图5.24行程开关的图形和文字符号(a)常开触点；(b)常闭触点3.万能转换开关万能转换开关主要用于低压断路操作机构的分合 闸控制，各种控制线路的转换，电气测量仪器的转换，也可用于小容量异步电动机的启动、调速和换向控制,还可用于配电装置线路的转换及遥控等。图5.25万能转换开关单层结构示意左。右-0 3 I 4 0-I I;I I I-9 5 6 9-I 6 7 1 8 61 I I图5.26万能转换开关的图形符号4.主令控制器主令控制器是用来按顺序频繁切换多个控制电路 的主令电器，主要用于轧钢及其他生产机械的电力拖 动控制系统，也可在起重机电力拖动系统中对电动机 的启动、制动和调速等进行远距离控制。主令控制器的结构示意如图5.27所示，主要由转 轴、凸轮块、动静触头、定位机构及手柄等组成。其触点为双断点的桥式结构，通常为银质材料，操作 轻便，允许每小时接电次数较多。61、7凸轮块;2一接线柱；3静触头；4一动触头；5一支杆；6转轴；8小轮图5.27主令控制器结构示意图5.2.7熔断器1.熔断器的结构与原理熔断器主要由熔体和熔座两部分组成。熔体由低 熔点的金属材料（铅、锡、锌、银、铜及合金）制成 丝状或片状，俗称保险丝。工作中，熔体串接于被保 护电路，既是感测元件，又是执行元件；当电路发生 短路或严重过载故障时，通过熔体的电流势必超过一 定的额定值，使熔体发热，当达到熔点温度时，熔体 某处自行熔断，从而分断故障电路，起到保护作用。熔座（或熔管）是由陶瓷、硬质纤维 制成的管状外壳。熔座的作用主要是为了便于熔体的安 装并作为熔体的外壳，在熔体熔断时兼有灭弧的作用。2.熔断器的类型(1)瓷插式熔断器：多用于低压分支电路的短路保 护，常见型号为RC1A系列，其外形结构及符号如图 5.28所示。(2)螺旋式熔断器：多用于机床电气控制线路的短 路保护，其结构如图5.29所示。此类熔断器在瓷帽上 有明显的分断指示器，便于发现分断情况；换熔体简 单方便，不需任何工具。目前常用螺旋式熔断器新产 品有RL6、RL7系列。动触头(a)FU(b)图5.28 RC1A系列瓷插式熔断器瓷帽o(a)(b)图5.29RL1系列螺旋式熔断器(a)外形结构；(b)符号(a)外形；(b)结构(3)封闭管式熔断器：此类熔断器可分为以下三种。无填料：多用于低压电网、成套配电设备的保 护，型号有RM7、RM10系列等。有填料：熔管内装有Si。？(石英砂)，用于具 有较大短路电流的电力输配电系统，常见型号为RTO 系列。快速：主要用于硅整流管及其成套设备的保护,其特点是熔断时间短，动作快；常用型号有RLS、RSO系列等。(4)自复式熔断器：特点是能重复使用，不必更换熔体；其熔体采用金 属钠，利用它常温时电阻很小，高温气化时电阻值骤 升，故障消除后温度下降，气态钠回归固态钠，良好 导电性恢复的特性制作而成。3.熔断器的选择(1)类型选择：由电气控制系统线路要求、使用场 合和安装条件的整体设计而定。(2)额定电压选择：熔断器额定电压应不小于线路 的工作电压。(3)额定电流选择：熔断器额定电流必须大于或等 于所装熔体的额定电流。(4)熔体额定电流选择：具体选择方法可遵循以下 四条原则。保护一台电动机时，应对电动机启动冲击电流 予以考虑，故熔体额定电流的要求为(L5 2.5)/n式中为熔体额定电流;A为电动机的额定电流。保护多台电动机时，熔体应在出现尖峰电流时 不致熔断，通常将容量最大电动机启动，其他电动机 正常工作时出现的电流视为尖峰电流，故（L52.5）（+”.电路上、下两级均设短路保护时，两级熔体 额定电流的比值不小于1.6：1,以使两级保护达到良 好配合。照明电路、电炉等阻性负载因没有冲击电流，可取/加 N I e式中，4为电路工作电流。5.2.8新型器件1.微型继电器与普通继电器相比，微型继电器具有体积小，重 量轻，容量大，可靠性高，功耗低，寿命长等优点,因此被广泛应用于电子设备、自动化仪表、计算机、电子回路的输入/输出接口和可编程序控制器等方面。2.极化继电器极化继电器和通用继电器不同，其磁路中由永久 磁铁组成极化磁路，因此继电器的动作与输入信号的 极性有关，其工作原理如图5.30所示。1铁心；2静触头；3衔铁；4一动触头；5永久磁铁图5.30极化继电器原理图线圈断电后，极化磁通和复原弹簧对衔铁共同作 川的结果可使衔铁处在下面三个不同的位置。(1)中间位置：为三位置极化继电器磁路，当线圈 中无电流时，衔铁处于中间位置；当通以不同方向的 电流时，衔铁分别吸向左边或右边，动、触点分别与 左、右静触头接触。(2)偏倚位置：为偏倚式极化继电器磁路，只 有通以一定方向的线圈电流，继电器能动作，当线 圈断电后，衔铁又回到原来的位置。(3)任意极面上：为双稳态极化继电器磁路，线圈 通电并动作后，当线圈断电时，衔铁继续保持在通电 动作位置上；当通以相反方向电流时，衔铁吸向另一 方；当再次断电时，衔铁继续保持在该位置上。3,磁保持继电器磁保持继电器的动作原理与双稳态极化继电器极 为相似，因此又称为双稳态闭锁继电器、脉冲继电器。磁保持继电器有以下特点：(1)使继电器动作的输入信号有极性要求，即该继 电器有鉴别输入信号极性的能力。(2)继电器线圈断电后，继电器仍能保持通电工作 时的状态，即该继电器有记忆功能。(3)只要有一个很短的输入脉冲，继电器就能动作,这以后可以不再消耗功率，因此磁保持继电器特别省 电,适用于电源困难的场合。(4)磁钢吸持力比较大，而且一般采用平衡力结构,因此磁保持继电器能承受较强的震动和冲击。(5)由于磁路有两个工作气隙，在两种磁通的共同 作用下，一边的磁通相叠加，一边相减，因而衔铁动 作较快，衔铁的行程也可以做得较大，适宜做成大负 荷继电器。4.舌簧式继电器图5.31所示为一种典型的舌簧式继电器的外形图,它以套在线圈上的舌簧管为主体结构。舌簧管用玻璃 管密封，舌簧片由磁性材料制成，由冷加工变形及热 处理控制，使它具有合适的弹性和较好的磁性。接触 部分用铁银合金制成的半硬磁舌簧片可制成剩磁性舌 簧继电器，由于半硬磁舌簧片的辅助作用，其灵敏度 和动作速度均优于普通舌簧继电器。图5.31舌簧式继电器外形图5.固态继电器固态继电器是一种具有类似电磁式继电器功能，输入回路与输出回路隔离，无机械运动机构的继电器,由于是无触点结构，因此称为固态继电器。由半导体 器件或电子电路功能块与电磁式继电器组成的继电器 称为混合式固态继电器。固态继电器与电磁式继电器 相比有明显的优点。(1)固态继电器的优点：无运动零件，因此动作速度快，接触可靠，抗震动、冲击性能好，无动作噪声。无燃弧触点，对其他电路干扰小，没有因火花 而引起爆炸的危险。输入功率小，灵敏度高。容易做成多功能继电器。使用寿命长。（2）固态继电器的分类：按负载性质分为直流和交流两种。按输入与输出的隔离形式分为光电隔离（包括光 电耦合和光控可控硅等）、变压器隔离和干簧继电器隔 离等。按封装结构分为塑封型、金属壳全密封型、环 氧树脂灌封型和无定型封装型固态继电器等。6.时间继电器1）晶体管时间继电器在自动控制系统中，常需要一种延迟一定时间后 再动作的时间继电器。目前，随着电子技术的发展，晶体管时间继电器得到广泛的应用。这种继电器种类 很多，最基本的有延时吸合和延时释放两种，它们大 多是利用电容充放电原理来达到延时目的的。Vz图5.32 JJSB1型晶体管时间继电器电路原理图2）数字式时间继电器图5.33所示为数字式时间继电器原理方框图，其 工作原理如下：接通电源后，经过时基电路分频将数 字信号送到计数电路进行计数，当计数达到时限选择 电路所整定的数字时，通过驱动电路使继电器K得电,带动其常开触头和常闭触头动作，闭合或分断控制电 路，同时向显时器发出显时信号，完成一次延时控制。图5.33数字式时间继电器工作原理框图7.表面贴装继电器简介电子技术的飞速发展对印刷电路板的安装密度提 出了新的要求。安装间隔为12.5 mm甚至更小的插板 式安装将为大多数整机所采用。由于表面贴装技术不 需要对电路板打孔，因而表面贴装元件得到了长足的 发展。8.温度继电器温度继电器主要用于对电动机、变压器和一般电 气设备的过载、堵转、非正常运行引起的过热进行保 护。使用时，将温度继电器埋入电机绕组或介质中，当绕组或介质温度超过允许温度时，继电器就快速动 作切断电路，使电器不会损坏；当温度下降到复位温 度时，继电器又能自动复位。Back 30 mmX30 mm 38 mmX 38 mm,有强力胶可贴于设备内，与捆扎带配合使用，用于固 定导线线束。(6)单螺栓固定夹，适用于固定直径为5、8、10、16、20、24、30 mm 的线束。(7)护线齿条，适用于保护板厚为1、2、3 mm的 屏板开孔的导线线束。(8)热缩管，内径为 1.2、1.6、2.2、3.2、4.8、9.6、12、35、40、50、60、70 mm,套入导线后加热而 收缩，起保护与标志作用，收缩率为50%左右。(9)齿形垫圈，规格为M3M12,用于刺破喷涂层达到接地连续性要求。4 Back5.5电气控制线路的检修5.5.1 电气控制线路的检修步骤1.故障调查电路出现故障，切忌盲目乱动，在检修前应对故 障发生情况进行尽可能详细的调查。(1)问：询问操作人员故障发生前后电路和设备的 运行状况，发生时的迹象，如有无异响、冒烟、火 花及异常振动；故障发生前有无频繁启动、制动、正 反转、过载等现象。(2)听：在电路和设备还能勉强运转而又不致扩大 故障的前提下，可通电启动运行，倾听有无异响，如 有应尽快判断出异响的部位后迅速停车。(3)看：触头是否烧蚀、熔毁；线头是否松动、松脱；线圈是否发高热、烧焦，熔体是否熔断；脱 扣器是否脱扣等；其他电气元件有无烧坏、发热、断 线，导线连接螺钉是否松动，电动机的转速是否正常O(4)摸：刚切断电源后，尽快触摸检查线圈、触 头等容易发热的部分，看温升是否正常。(5)闻：用嗅觉器官检查有无电器元件发高热和烧 焦的异味。2.根据电路、设备和结构及工作原理查找故障范围弄清楚被检修电路、设备的结构和工作原理，是循 序渐进、避免盲目检修的前提。检查故障时，先从主电 路入手，看拖动该设备的几个电动机是否正常；然后逆 着电流方向检查主电路的触头系统、热元件、熔断器、隔离开关及线路本身是否有故障；接着根据主电路与控制 电路之间的控制关系，检查控制回路的线路接头、自锁 或联锁触点、电磁线圈是否正常，检查制动装置、传动 机构中工作不正常的范围，从而找出故障部位。如能通 过直观检查发现故障点，如线圈脱落，触头（点卜 线圈 烧毁等，则检修速度更快。3.从控制电路动作程序检查故障范围通过直接观察无法找到故障点，断电检查仍未找 到故障时，可对电气设备进行通电检查。通电检查前 要先切断主电路，让电动机停转，尽量使电动机和其 所传动的机械部分脱开，将控制器和转换开关置于零 位，行程开关还原到正常位置；然后用万用表检查电 源电压是否正常，有否缺相或严重不平衡。4.利用仪表检查电气修理中，对线路的通断，电动机绕组、电磁 线圈的直流电阻，触头（点）的接触电阻等是否正常，可用万用表相应的电阻挡检查；对电动机三相空载电 流、负载电流是否平衡，大小是否正常，可用钳形电 流表或其他电流表检查；对三相电源电压是否正常、是否一致，对电器的有关工作电压、线路部分电压等 可用万用表检查；对线路、绕组的有关绝缘电阻，可 用兆欧表检查。5.机械故障的检查在电气控制线路中，有些动作是由电信号发出指 令，由机械机构执行驱动的。如果机械部分的联锁机 构、传动装置及其他动作部分发生故障，即使电路完 全正常，设备也不能正常运行。在检修中，应注意机 构故障的特征和表现，探索故障发生的规律，找出故 障点，并排除故障。552电气控制线路的检修方法1.断路故障的检修(1)试电笔检修法。试电笔检修断路故障的方法如 图5.59所示。检修时用试电笔依次测试1、2、3、4、5、6各点，测到哪点试电笔不亮，即表示该点为断 路处。FU图5.59试电笔检修断路故障(2)电压表法。在图5.60所示的电路中，按下启 动按钮SB2,万用表置于500V交流电压挡，把黑表笔 作固定笔固定在相线L2端，以醒目的红表笔作移动 笔，并触及控制电路中间位置任一触点的任意一端。图5.60电压表法查找触点故障不意图(3)欧姆表法。在图5.61电路中，按下启动按钮 SB2,接触器KM】不吸合，该电气回路有断路故障。在查找故障点前首先把控制电路两端从控制电源上断 开，万用表置于RX1Q挡。图5.61欧姆表法查找触点故障示意图注意下列几点：用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。如被测的电路与其他电路并联，则必须将该电 路与其他电路断开，否则所测得的电阻值是不准确的。测量高电阻值的电器元件时，把万用表的选择 开关旋转至适合的电阻挡。短接法。短接法用一根绝缘良好的导线，把所 怀疑断路的部位短接，如短接过程中电路被接通，就 说明该处断路。图5.62中的SB是装在绝缘盒里的试验按钮（型号 为LA18-22,电压为交流550 V、直流440 V,电流 为5A）,它有两根引线，引线端头可分别采用黑色与 红色鱼夹。中性线N相线LQ220 V图5.62短接法查找触点故障示意图短接法检查故障时应注意下述几点：短接法是用手拿绝缘导线带电操作的，因此一 定要注意安全，避免触电事故发生。短接法只适用于检查压降极小的导线和触点之 间的断路故障，对于压降较大的电器，如电阻、线圈、绕组等断路故障，不能采用短接法，否则会出现短路 故障。对于机床的某些要害部位，必须在保障电气设 备或机械部位不会出现事故的情况下能使用短接法。2.短路故障的检修(1)电源间短路故障的检修。电源间短路故障一 般是通过电器的触点或连接导线将电源短路的，如图 5.63所示。行程开关SQ中的3与0点因某种原因形成 连接将电源短路，电源合上，熔断器FU就熔断。FULL2图5.63电源间短路故障的检修(3)电器触点之间的短路故障检修。如图5.64中 的接触器KM】的两副辅助触点3号和8号因某种原因 短路，则当合上电源时，接触器KM?即吸合。对这 类故障，可用下面两种方法进行检修。4 BackFU图5.64电器触头之间短路故障的检修课题51电气控制线路的安装和配线器材与工具：根据实际教学情况准备常用电工工具、常用低压电器及相关工具器材。训练内容：(1)根据电气原理图绘制电气接线图。图5.34、5.36(b)和5.41分别是三相异步电动机 直接启动、正反转控制和Y-降压启动的电气原理 图，根据该原理图分别绘制出电气接线图。绘制电气接线图的要求如下：电源开关、熔断器、交流接触器、热继电器画 在配电板内部，电动机、按钮画在配电板外部。安装在配电板上的元件布置应根据配线合理，操作方便，保证电气间隙不能太小，重的元件放在下 部，发热元件放在上部等原则进行，元件所占面积按 实际尺寸以统一比例绘制。安装接线图中各电气元件的图形符号和文字符 号应和原理图完全一致，并符合国家标准。各电气元件上凡是需要接线的部件端子都应绘 出并予以编号，各接线端子的编号必须与原理图的导 线编号相一致。电气配电板内电气元件之间的连线可以互相对 接，配电板内接至板外的连线通过接线端子板进行。因配电线路连线太多，因而规定走向相同的相 邻导线可以绘成一股线。(2)安装电器元件。电器元件安装可按下列步骤进行：底板选料、裁剪。实训时一般选用层压板或木板。定位。根据电器产品说明书上的安装尺寸，用 划针确定安装孔的位置，再用样冲冲眼以固定钻孔中心。钻孔。确定电器元件的安装位置后，在钻床上（或用电钻）钻孔。固定。用固定螺栓把电器元件按确定的位置（安装前应核对器件的型号、规格，检查其性能是否 良好）逐个固定在底板上。(3)配线。电气配线的工艺可参阅本章5.4.2节的有关内容。在进行电气控制板安装配线时，一般采用明配线即板 前配线。明配线的一般步骤如下：考虑好元器件之间连接线的走向、路径；导线 应尽可能不重叠，不交叉。选取合适的导线，明配线