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转换开关可作为电路控制开关、测试设备开关、电动机控制开关和主令控制开关,以及电焊机用转换开关等。转换开关一般用于在交流50Hz、电压380V及以下或直流电压220V及以下电路中转换电气控制线路和电气测量仪表。例如,LW5/YH2/2型转换开关常用于转换测量三相电压使用。转换开关还适用于在交流50Hz、电压380V及以下或直流电压220V及以下的电路中,作手动不频繁接通或分断电路,换接电源或负载,可承载的电流一般较大。二、主令电器
主令电器是一种发布命令或信号以达到对电力传动系统控制的电器,主要用于接通、断开控制电路,也可以通过电磁式电器的转换对主电路实现控制。主令电器应用广泛,种类繁多,常用的主令电器有控制按钮、行程开关、接近开关灯。(一)按钮
按钮开关(SB)是一种用人力(一般为手指或手掌)操作,并具有储能(弹簧)复位的控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小,一般不**过5A,因此一般情况下不直接控制主电路,而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器,再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁等。按钮实物图如图1-2-7所示。
图1-2-7 按钮实物图1.结构原理及电气符号
按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、静触头和外壳组成,通常制成具有常开触头和常闭触头的复合结构。
按钮结构示意图及电气符号如图1-2-8所示。
图1-2-8 按钮结构示意图及电气符号
1—按钮帽;2—复位弹簧;3—支柱连杆;4—常闭静触头;5—桥式动触头;6—常开静触头;7—外壳
常闭按钮未按下时,触头是闭合的,按下时触头断开;当松开后,按钮在复位弹簧的作用下复位闭合。常开按钮与常闭按钮相反,未按下时,触头是断开的,按下时触头闭合接通;当松开后,按钮在复位弹簧的作用下复位断开。
复合按钮是将常开与常闭按钮组合为一体的按钮。未受外力作用时,常闭触头是闭合的,常开触头是断开的。在外力作用下,常闭触头先断开,继而常开触头再闭合;当外力消失后,按钮在复位弹簧的作用下,常开触头先断开复位,继而常闭触点再闭合复位。2.按钮帽颜色的含义
按使用场合、作用的不同,通常将按钮帽做成红、绿、黑、黄、蓝、白、灰等不同颜色。表1-2-3所示为按钮帽颜色的含义。
表1-2-3 按钮帽颜色的含义
续表3.选用原则(1)根据用途选择按钮的形式,如紧急式、钥匙式、指示灯式等;(2)根据使用环境选择按钮的种类,如开启式、防水式、防腐式;(3)按工作状态和工作情况的要求,选择按钮的颜色。4.故障处理按钮的常见故障及其处理方法见表1-2-4。表1-2-4 按钮的常见故障及其处理方法(二)行程开关
行程开关,又称限位开关或位置开关(SQ),它可以完成行程控制或限位保护。其作用与按钮相同,只是其触头的动作不是靠手指的按压的手动操作,而是利用生产机械某些运动部件上的挡块碰撞或碰压使触头动作,以此来接通或分断某些电路,使之实现一定的控制要求。它常用于限制机械运动的位置或行程,使运动机械按一定的位置或行程实现自动运行、反向或变速等运动。1.结构与电气符号
行程开关由操作头、触头系统和外壳三部分组成。操作头是开关的感测部分,用以接受生产机械发出的动作信号,并将此信号传递到触头系统。触头系统是行程开关的执行部分,它将操作头传来的机械信号通过机械可动部分的动作,变换为电信号,输出到有关控制电路,实现其相应的电气控制。行程开关实物图和结构示意图如图1-2-9所示,电气符号如图1-2-10所示。图1-2-9 行程开关实物图和结构示意图1—滚轮;2—杠杆;3—转轴;4—复位弹簧;5—撞块;6—微动开关;7—凸轮;8—调节螺钉图1-2-10 行程开关电气符号2.工作原理各种系列的行程开关其基本结构大体相同,都是由操作头、触点系统和外壳组成。操作头接受机械设备发出的动作指令或信号,并将其传递到触点系统,触点再将操作头传递来的动作指令或信号,通过本身的结构功能变成电信号,输出到关控制回路,做出必要的反应。3.选用原则与使用在选用时,应根据不同的使用场合,满足额定电压、额定电流、复位方式和触点数量等方面的要求。(1)根据应用场合及控制对象选择行程开关的种类;(2)根据安装环境选择防护形式,如开启式或保护式;3)根据控制电路的电压和电流选择行程开关的额定电压或额定电流;(4)根据机械与行程开关的传力与位移关系选择合适的头部形式。
使用应注意以下几点:(1)行程开关安装时位置要准确,否则不能达到位置控制和限位的目的;
应定期低压电器行程开关,以免触点接触不良而达不到位置和限位控制的目的。4.故障处理行程开关的常见故障和处理方法见表1-2-5。表1-2-5 行程开关的常见故障和处理方法三、熔断器
熔断器是一种利用熔化作用来切断电路的保护电器。在使用时,熔断器串接在所保护的电路中,当电路发生短路或严重过载时,熔断器的熔体自身发热而熔断,从而分断电路的电器,使导线和电气设备不致损坏。熔断器主要用于短路保护。
熔断器实物图和电气符号如图1-2-11、图1-2-12所示。1.工作原理
熔断器的金属熔体是一个易于熔断的导体。当电路发生过负荷或短路故障时,通过熔体的电流增大,过负荷电流或短路电流对熔体加热,熔体由于自身温度**过熔点,在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化,将电路切断,从而使线路中的电气设备得到了保护。图1-2-11 几种常用的低压熔断器图1-2-12 熔断器电气符号2.结构组成(1)熔体:正常工作时起导通电路的作用,在故障情况下熔体将首先熔化,从而切断电路,实现对其他设备的保护。(2)熔断体:用于安装和拆卸熔体,常采用触点的形式。(3)底座:用于实现各导电部分的绝缘和固定。(4)熔管:用于放置熔体,限制熔体电弧的燃烧范围,并可灭弧。充填物:一般采用固体石英砂,用于冷却和熄灭电弧。)熔断指示器:用于反映熔体的状态,即完好或已熔断。3.选用原则熔断器有不同的类型和规格。对熔断器的要求是:在电气设备正常运行时,熔体应不熔断;在出现短路故障时,应立即熔断;在电流发生正常变动(如电动机启动过程)时,熔体应不熔断;在用电设备持续过载时,应延时熔断。因此,对熔断器的选用主要包括熔断器类型、熔断器额定电压、熔断器额定电流和熔体的额定电流的选用。
(1)熔断器类型的选用根据使用环境、负载模块质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。例如,对于容量较小的照明电路,可选用RT系列圆筒帽形熔断器或RC1A系列瓷插式熔断器;对于短路电流相当大或有易燃气体的地方,应选用RT系列有填料封闭管式熔断器;在机床控制线路中,多选用RL系列螺旋式熔断器;用于半导体功率元件及晶闸管的保护时,应选用RS或RLS系列西门子通信处理器速熔断器。
(2)熔断器额定电压和额定电流的选用
①熔断器的额定电压必须等于或大于线路的额定电压。
②熔断器的额定电流必须等于或大于所装熔体的额定电流。
③熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的低压电器大短路电流。
(3)熔体额定电流的选用
①对照明和电热等电流较平稳、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。一般取I RN =1.1I N。
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,熔体的额定电流I RN应大于或等于1.5~2.5倍电动机额定电流I N ,即:
③对一台启动频繁且连续运行的电动机的短路保护,熔体的额定电流I RN应大于或等于2.5~3倍电动机额定电流I N ,即:
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低压电器大容量电动机的额定电流I N max的1.5~2.5倍,加上其余电动机额定电流的总和∑I N ,即:
(4)选择熔断器的额定电流和电压:查表,可选取RL1-60/20型熔断器,其额定电流为60A,额定电压为500V。四、接触器
接触器(KM)是用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。它具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、模块能稳定、结构简单、维护方便等优点。因此,接触器在电力拖动控制系统中获得广泛的应用。
接触器按驱动触头系统的动力可分为电磁式接触器、气动接触器、液压接触器等,其中尤以电磁式接触器应用低压电器为普遍。
接触器实物图和电气符号如图1-2-13所示。(一)结构及原理1.电磁式接触器的组成
电磁式接触器由电磁机构、触头系统、灭弧装置和其他部件组成。
(1)电磁机构。电磁机构由线圈、动铁芯(衔铁)和静铁芯组成,其作用是将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力带动触点动作。
(2)触点系统。包括主触点和辅助触点,主触点用于通断主电路,通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路,起电气联锁作用,故又称联锁触点,一般常开、常闭各两对。
(3)灭弧装置。容量在10A以上的接触器都有灭弧装置,对于小容量的接触器,常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器,采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。
(4)其他部件。包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。2.工作原理
线圈通电后,在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合,带动触点机构动作,常闭触点打开,常开触点闭合,互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时,电磁吸力小于弹簧反力,使得衔铁释放,触点机构复位,断开线路或解除互锁。
电磁式接触器工作原理示意图如图1-2-14所示。