第5章电气控制基础

5.1.2 熔断器 熔断器是一简单而有效的自动保护电器，它串联在电路中起到短路和过载保护作 用。熔断路由熔体和外壳两个主要部分组成，熔体俗称保险丝，是由电阻率较高、 熔点较低的合金制成，如铅锡合金等。 1. 外形结构、用途及电气符号 其外形及用途如表5-1-15，结构图及电气符号如表5-1-16。
§一台5.5KW的三相异步电动机，其额定电流为11A，如用刀开关控制电动机 起、停操作，试选择刀开关的型号规格。 解 刀开关额定电流I≥3×11=33A 所以选择：HK2—60/3额定电压380V，额定电流60A，三极开启式负荷开关。
二、组合开关 1.外形结构、用途及电气符号 组合开关又称转换开关，主要由静触点、动触点和绝缘手柄组成，静触 点的一端固定在绝缘底板上，另一端伸出盒外，连在接线柱上，动触点套在 装有手柄的绝缘轴上，转动手柄就可以带动动、静触点接通或断开。 有一种组合开关，它不但能接通和断开电源，而且还能改变电源输入的 相序，用来直接实现对小容量电动机的正反转控制，这种组合开关称为倒顺 开关或可逆转换开关。它们的外形及用途如表5-1-4，结构图及电气符号如表 5-1-5。
RC系列 瓷插式熔断器
RL1系列 螺旋式熔断器
表5-1-16 熔断器结构图及电气符号 结构图 电气符号 RC系列瓷插式熔断器
RL1系列螺旋式熔断器
2.型号、规格
3.技术数据 如表5-1-17 型号 表5-1-17 额定电压 （ V） ） 部分熔断器技术数据 额定电流（ ） 额定电流 （ A） 5 10 15 30 60 100 200 15 60 100 200 熔体额定电流等级（ ） 熔体额定电流等级 （ A） 2、4、5 2、4、6、10 6、10、15 15、20、25、30 30、40、50、60 60、80、100 100、120、150、200 2、4、5、6、10、15 20 、 25 、 30 、 35 、 40 、 50 、 60 60、80、100 100、125、150、200
如：如：DZ20-100/330 I=63A 为DZ20装置式低压断路器，断路器主触点额定电流100A，脱扣器额定电流3A， 三极，复式脱扣器。
5.选择 （1）低压断路器的额定电压和额定电流 应不小于电路的正常工作电压和工作电流。 （2）热脱扣器的整定电流 应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。 （3）电磁脱扣器的瞬时脱扣器整定电流 应大于负载电路正常工作时的尖峰电流。对电动机来说，DZ型低压断路器电磁脱 扣器的瞬时脱扣器整定电流值Iz可按下式计算 Iz≥KIst 式中 K—安全系数，可取1.7。 Ist—电动机的起动电流。 四、行程开关 1. 外形结构、用途及电气符号 行程开关又称位置开关或限位开关。其外形及用途如表5-1-10，结构图及电气符 号如表5-1-11。
【本章学习目标】 本章学习目标】 了解各种常用低压电器结构及原理，能识别常见低压电器的符号，掌握三相 异步电动机的基本控制原理并能正确安装接线。 【教学目标 教学目标】 教学目标 1、知识目标： 了解各种常用低压电器的结构、工作原理和用途。掌握三相 异步电动机的直接启动控制原理。掌握三相异步电动机的正、反转控制原理。 掌握三相异步电动机的正、反转控制原理。掌握机床工作台自动往返电气控 制原理学会识读机床电气控制基本电路图，会分析控制电路的工作原理。 2、技能目标：能识别常见低压电器的型号及其电气符号。会使用和选择常见 低压电器。能根据电气控制线路图正确安装连接。 教学重点】 【教学重点】 三相异步电动机的电气控制原理及正确安装接线。 教学难点】 【教学难点】 三相异步电动机的电气控制原理图及根据电气原理图正确安装接线。 教学方法】 【教学方法】 分析法、示范法、实操法。
表5-1-7
名 称
低压断路器外形及用途
实物图 用途
该系列小型断路器主要适用于交 流 50/60Hz, 额 定 工 作 电 压 为
DZ47-63系列 高分断小型 断路器
240V/415V及以下，额定电流至的 电路中，该断路器主要用于现代建 筑物的电气线路及设备的过载、短 路保护，亦适用于线路的不频繁操 作及隔离。
表5-1-4 名 称
组合开关外形及用途 实 物 图 用 途 该组合开关主要适 用 于 交 流 50Hz ， 电 压 380V 及 以 下 ， 直 流 电 压 220V 及 以 下 的 电 路 中，作手动不频繁地 接通或分断电路，换 接电源或负载，测量 电路之用，也可控制 小容量电动机。 该系列倒顺开关主 要 适 用 于 交 流 50Hz 、 额 定 工 作 电 压 至 380V 、 额定工作电流至的电 动机电路中，用作直 接通断单台鼠笼式感 应 电 动 机 ，使 其 正 转、 反转和停止。
3.型号、规格
4.技术数据 如表5-1-9 表5-1-9
型号 DZ20-100/3 DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-630/3 380 额定 电压 （ V） ）
部分低压断路器技术数据
脱扣器额定电流（ ） 脱扣器额定电流 （ A） 16，20，32，40，50， 63，80，100 100，125，160，180，200 200，250，315，350，400 500，630 瞬时脱扣电流倍数 电动机 配电用 保护用 10 5～10 5～10 5～10 12 8～12 12
表5-1-10 名 称
行程开关外形及用途 实物图 用途 行程开关是 利用生产机械 某些运动部件 的碰撞使触点 动作，从而发 出控制指令的 主令电器。广 泛应用于顺序 控制、自动往 返控制以及定 位、限位、安 全保护等自控 系统中。
LX单轮旋 转式
表5-1-11
结构图 直动式 单轮旋转式
行程开关结构图及电气符号
表5-1-13 名 称
按钮开关外形及用途 实物图 用途
LA系列
该系列按钮供交 流 50Hz ， 电 压 至 380V 及 直 流 电 压 220V的电路中作远 距离手动控制电磁 起动器、接触器、 继电器线圈及其它 电气信号电器之用。
表5-1-14 结构图
按钮开关结构图及电气符号 电气符号
2.型号、规格
表5-1-15 名 称
熔断器外形及用途 实物图 用途 该系列熔断器结构简 单、价格便宜、更换熔 体方便，因此广泛应用 于380V及以下的配电线 路末端用为电力、照明 负荷的短路保护。 该系列熔断器具有分 断能力较高、结构紧凑、 体积小、安装面积小、 更换熔体方便、熔体熔 断有明显指示，因此广 泛应用于机床控制线路、 配电屏及振动较大的场 所，作短路保护器件。
5.1常用低压电器 常用低压电器
低压电器是用于额定电压为交流1200V以下和直流1500V以下、由供电系统和 用电设备等组成的在电路中起通断、保护、控制、调节、转换作用的电器。机床 常见低压电器主要有：开关电器、熔断器、接触器和热继电器等。
5.1.1低压开关 低压开关
一、瓷底胶盖刀开关 1.外形结构、用途及电气符号 瓷底胶盖刀开关又称开启式负荷开关，按刀数分为单极、双极和三极，其外形及 用途如表5-1-1，结构图及电气符号如表5-1-2。
LX19—121
1
1
LX19—131
380
5
传动杆凹槽内装有单滚轮， 自动复位 传动杆为U形，内侧装有双滚轮，非自动 复位 传动杆为U形，外侧装有双滚轮，非自动 复位 双滚轮装在U形传动杆内外侧各一个，非 自动复位
1
1
LX19—212
1
1
LX19—222
1
1
LX19—232
1
1
四、按钮开关 1. 外形结构、用途及电气符号 按钮开关简称按钮。一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点和外壳 等组成。通常做成复合触点，即具有动合触点和动触断点。在实际应用中， 为了避免误操作，常以红色表示停止按钮，绿色或黑色表示起动。其外形及 用途如表5-1-13，结构图及电气符号如表5-1-14。
电气符号 双轮旋转式
2.型号、规格
3.技术数据 如表5-1-12 表5-1-12
型号 LX19K LX19—001 LX19—111 额定 电压/V 电压 额定 电流/A 电流
LX19系列行程开关技术数据
结构形式 直动式 直动式，自动复位 传动杆内侧装有单滚轮， 自动复位 传动杆外侧装有单滚轮， 自动复位 动合触点数 1 1 1 动断触点数 1 1 1
二极
HK1 380 三极
220 HK2 380
二极
三极
如： HK2—30/3 为额定电压380V，额定电流30A，三极开启式负荷开关。
4.选择 （1）刀开关的额定电压应不小于电路实际工作的最高电压。 （2）刀开关作电源的隔离开关用时，其额定电流等于或略大于负载的额定电流。 （3）刀开关用于控制电动机起、停操作时，电动机的容量一般限定在小于 7.5KW以下，刀开关的额定电流应大于电动机额定电流的3倍。
RC 380
RL1
如： RL1—60/30 为额定电压380V，熔断器额定电流60A，熔体额定电流为30A， 螺旋式熔断器。
4.选择 1.熔体额定电流的选择 ①对于无电流冲击的电路，如照明电路，熔体的额定电流IFN应等于或稍大于电路 正常工作时的最大电流Imax，即 IFN ≥ Imax ②对于一台电动机的短路保护，熔体的额定电流IFN应等于或等于1.5～2.5倍电动 机的额定电流IN，即 IFN ≥（1.5～2.5）IN ③对于几台电动机同时保护，熔体的额定电流IFN应等于或等于其中最大容量的一 台电动机的额定电流INmax的1.5～2.5倍加上其余电动机的额定电流的总和ΣIN，即 IFN ≥（1.5～2.5）INmax + ΣIN 在电动机功率较大而实际负载较小时，熔体的额定电流可适当选小些，小到以起 动时熔体不断为准。 2.熔断器的选择 ①熔断器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压。 ②熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。
2.工作原理 如图5.1.1,为具有短路和过载保护功能的低 压断路器工作原理图，电路在正常工作时， 主触头2闭合，低压断路器处于合闸状态， 当主电路发生故障时，就会引起锁链3和 钩子4脱扣，在弹簧1的作用下切断主电路 （又称自动跳闸），起到保护作用。 电磁脱扣动作过程是：当主电路发生短路 故障时，流过电磁脱扣器5中线圈的电流 非常大，电磁脱扣器5产生足够的电磁吸 力，把衔铁8吸合，衔铁撞击杠杆7，顶开 钩子4，在弹簧1作用下主触头分断，切断 电源。 热脱扣动作过程是：当主电路发生过载故 障时，流过热脱扣器热元件10的电流大于 预定值，热脱扣器双金属片9受热弯曲增 大，撞击杠杆7，顶开钩子4，在弹簧1作 用下主触头分断，切断电源。