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电气控制技术教案科别：电气控制线路2课题：项目一认识低压电器（一）课次：1课时：2授课人：教学方法：一体化教学（实物对照说明）教具：电器元件、多媒体教学设备、实物投影仪教学目的：◎熟悉电气控制电路中常用的低压电器的功能、型号意义、基本结构和工作原理，熟记它们的图形符号和文字符号。技能目标◎学会正确选用、安装、使用和检测、维修电气控制电路中常用的低压电器。教学重点：低压断路器、刀开关，转换开关的结构特点和控制作用，场合的使用，图文符号的识别教学难点：低压断路器、刀开关，转换开关的工作原理与选用；电器元件使用的场合，图文符号的识别。教学过程：(包括组织教学，复习旧课，讲授新课，巩固新课，布置作业)从教室内的电器引入低压概念→低压电器指认→观察实物→边讲边操作→学生动手拆装→认识电器元件→复习本次课的内容→小结并布置练习内容课后小结：常用低压电器（一）电器是一种能够根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。根据工作电压的高低，电器可分为高压电器和低压电器。工作在交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。低压电器是组成各种控制设备的基础配套组件，它的正确使用是电力拖动系统安全、可靠运行的基础和重要保证。分类方法类别说明及用途按低压电器的用途和所控制的对象分低压配电电器包括低压开关、低压熔断器等，主要用于低压配电系统及动力设备低压控制电器包括接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力拖动及自动控制系统按低压电器的动作方式分自动切换电器依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作的电器，如接触器、继电器等非自动切换电器主要依靠外力（如手控）直接操作来进行切换的电器，如按钮、低压开关等按低压电器的执行机构分有触头电器具有可分离的动触头和静触头，主要利用触头的接触和分离来实现电路的接通和断开控制，如接触器、继电器等无触头电器没有可分离的触头，主要利用半导体元器件的开关效应来实现电路的通断控制，如接近开关、固态继电器等低压电器的作用：在电力拖动控制系统中，低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护。在低压配电电路或动力装置中，低压电器主要用于对电路或设备进行保护以及通断、转换电源或负载。1.低压断路器的功能低压断路器集控制和多种保护功能于一体，在电路工作正常时，它作为电源开关不频繁地接通和分断电路；当电路中发生短路、过载或失压等故障时，它就能自动跳闸切断故障电路，保护电路和电气设备。2．低压断路器的分类、结构、工作原理、符号及型号低压断路器按结构型式可分为塑壳式（又称装置式）、框架式（又称万能式）和小型模数式；按操作方式分，有人力操作、动力操作和储能操作3类；按极数可分为单极式、二极式、三极式和四极式；按安装方式又可分为固定式、插入式和抽屉式；按断路器在电路中的用途又可分为配电用断路器、电动机保护用断路器和其他负载（如照明）用断路器。在电力拖动系统中常用的是DZ系列塑壳式低压断路器。DZ5系列低压断路器主要由动触头、静触头、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器、外壳等部分组成。工作原理：当电路正常工作时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果电路发生短路和产生较大过电流时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合并撞击杠杆，把搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了短路保护。如果电路上电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了失压和欠压保护。当电路过载时电流增大，热元件弯曲撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了过载保护。低压断路器的文字符号为QF，电气图形符号如图所示。3．低压断路器的选用（1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路、设备的正常工作电压和工作电流。（2）热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。（3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。用于控制电动机的断路器，其瞬时脱扣整定电流可按下式选取：IZ≥KIst式中K—安全系数，可取1.5～1.7；Ist—电动机的起动电流。（4）欠压脱扣器的额定电压应等于电路的额定电压。（5）断路器的极限通断能力应不小于电路的最大短路电流。4．低压断路器的安装与使用（1）低压断路器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。（2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。（3）低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净，以免影响其正常工作。应定期进行检修，清除断路器上的积尘，并为操作机构添加润滑油。（4）各脱扣器的动作值经调整好后，不允许随意变动，应定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。（5）断路器的触头在使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查触头系统。刀开关：开启式负荷开关手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保护作用。开启式负荷开关的选用：①用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或250V，额定电流不小于所有负载额定电流之和的两极开关；②用于控制电动机的直接起动和停止时，选用额定电压为380V或500V，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。开启式负荷开关的安装与使用：①开启式负荷开关防尘、防水且防潮性能差，不可放在地上或户外，必须垂直安装在控制屏或开关板上，且合闸状态时手柄应朝上，不允许倒装或平装，以防止发生误合闸事故。②开启式负荷开关控制照明和电热负载使用时，要装接熔断器作短路保护和过载保护。接线时应把电源进线接在静触头一边的进线座，负载出线接在动触头一边的出线座。当用作电动机的控制开关时，应将开关的熔体部分用铜导线直接相连，并在出线端另外加装熔断器作短路保护。③开启式负荷开关在分闸和合闸操作时，应动作迅速，以使电弧尽快熄灭。更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按原规格更换。胶盖或瓷底损坏，勿继续使用。2.封闭式负荷开关（铁壳开关）3.组合开关组合开关的功能用作非频繁接通和分断电路，换接电源和负载，测量三相电压，控制小容量异步电动机的起动、停止、换向、星三角起动等。组合开关的选用组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。用于控制小型异步电动机的运转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。组合开关的安装与使用①HZ10系列组合开关应安装在控制箱（或壳体）内，其操作手柄最好伸出在控制箱的前面或侧面，开关为断开状态时应使手柄在水平位置。②若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方，并且不要在它的上方安装其他电器，如要安装则应采取隔离或绝缘措施。③组合开关的通断能力较低，故不能用来分断故障电流。④当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用以延长其使用寿命。科别：电气控制线路2课题：项目二认识低压电器（二）课次：2课时：2授课人：教学方法：一体化教学（实物对照说明）教具：电器元件、多媒体教学设备、实物投影仪教学目的：◎熟悉电气控制电路中常用的低压电器的功能、型号意义、基本结构和工作原理，熟记它们的图形符号和文字符号。技能目标◎学会正确选用、安装、使用和检测、维修电气控制电路中常用的低压电器。教学重点：按钮、熔断器、接触器的结构特点和控制作用，场合的使用，图文符号的识别教学难点：按钮、熔断器、接触器的工作原理与选用；电器元件使用的场合，图文符号的识别。教学过程：(包括组织教学，复习旧课，讲授新课，巩固新课，布置作业)从教室内的电器引入低压概念→低压电器指认→观察实物→边讲边操作→学生动手拆装→认识电器元件→复习本次课的内容→小结并布置练习内容课后小结：熔断器熔断器的功能熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中用作短路保护的主要电器。正常情况下，熔断器的熔体相当于一段导线；而当电路发生短路故障时，流过熔体的电流大于它的整定值，熔体能迅速熔断分断电路，起到保护电路和电气设备的作用。主要参数①额定电压。额定电压是指熔断器长期正常工作所能承受的最高电压。②额定电流。额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流。③时间-电流特性。在规定的条件下，表示流过熔体电流与熔体熔断时间的关系曲线，称为时间-电流特性。注意：熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念。熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，电流长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值。3．熔断器的选用对熔断器的要求是：在电气设备正常运行时，熔断器不应熔断；在出现短路故障时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动机起动过程）时，熔断器不应熔断；在用电设备持续过载时，应延时熔断。对熔断器的选用主要包括熔断器类型、额定电压、熔断器额定电流和熔体额定电流的选用。（1）熔断器类型的选用应根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。（2）熔体额定电流的选用。（3）熔断器额定电压和额定电流的选用。熔断器的安装与使用（1）用于安装使用的熔断器应完整无损，并具有额定电压、额定电流值标志。（2）熔断器安装时应保证熔体与夹头、夹头与夹座接触良好。瓷插式熔断器应垂直安装；螺旋式熔断器接线时，电源线应接在下接线座上，负载线应接在上接线座上，以保证能安全地更换熔管。（3）熔断器内要安装合格的熔体，不能用多根小规格的熔体并联代替一根大规格的熔体。在多级保护的场合，上一级熔断器的额定电流等级以大于下一级熔断器的额定电流等级两级为宜。（4）更换熔体或熔管时，必须切断电源，尤其不允许带负荷操作，以免发生灼伤，管式熔断器的熔体应用专用的绝缘插拔器进行更换。（5）对RM10系列熔断器，在切断过3次相当于分断能力的电流后，必须更换熔断管，以保证能可靠地切断所规定分断能力的电流。（6）熔体熔断后，应在分析原因排除故障后再更换新的熔体。在更换新的熔体时，不能轻易改变熔体的规格，更不准随便使用铜丝或铁丝代替熔体。（7）熔断器兼作隔离器件使用时，应安装在控制开关的电源进线端；若仅作短路保护用，则应装在控制开关的出线端。主令电器按钮：功能：按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。主令电器是一种用来接通或断开控制电路，能够发出指令或作程序控制的开关电器。按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过5A。结构原理：按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳构成。符号：按不受外力作用（即静态）时触头的分合状态，分为起动按钮（常开按钮）、停止按钮（常闭按钮）和复合按钮（即常开、常闭触头组合为一体的按钮），各种按钮的结构与符号如图所示。按钮的选用（1）根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。例如，嵌装在操作面板上按钮可选用开启式；需显示工作状态的选用光标式；为防止无关人员误操作，在重要场合宜用钥匙操作式；在有腐蚀性气体的工作场合用防腐式。（2）根据工作状态指示和工作情况要求，选择按钮或指示灯的颜色。一般绿色表示安全；红色表示紧急；黄色表示异常。例如，起动按钮可选用白、灰或黑色，优先选用白色，也允许选用绿色。急停按钮应选用红色。停止按钮可选用黑、灰或白色，优先用黑色，也允许选用红色。（3）根据控制回路的需要选择按钮的数量如选用单联钮、双联钮和三联钮。按钮的安装与使用（1）按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理，如根据电动机起动的先后顺序，从上到下或从左到右排列。（2）同一机床运动部件有几种不同的工作状态时（如上、下，前、后、松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在一组。（3）按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。（4）由于按钮的触头间距较小，如有油污等极易发生短路故障，所以应注意保持触头间的清洁。（5）光标按钮一般不宜用于需长期通电显示处，以免塑料外壳因过度受热而变形。接触器功能：接触器是一种自动的电磁式开关，它通过电磁力作用下的吸合和反作用弹簧作用下的释放，带动触头闭合和分断，实现电路的接通和断开控制。接触器适用于远距离频繁接通和断开交、直流主电路及大容量的控制电路。接触器能实现远距离自动操作，具有欠电压和失压自动释放保护功能，控制容量大，工作可靠，操作频率高，使用寿命长，因此在电力