第二章 常用电气元器件第一节 低压开关和主令电器第一节 低压开关和主令电器【教学目标】1. 初步掌握低压电器和主令电器的结构；2. 理解低压电器和主令电器的工作原理； 3. 学会低压电器和主令电器的使用方法；4. 能进行低压电器和主令电器的简单维护维修和 故障排除。 【教学重点】低压电器和主令电器的使用方法 【教学难点】低压电器和主令电器的故障排除方法一、低压开关 1刀开关刀开关又名“闸刀开关”，是一种结构最简单且应用最广泛的低压电器。图2-1 常见刀开关外形 1-瓷质手柄；2-闸刀本体；3-静触座；4-接装熔丝的接头；5-上胶盖；6-下胶盖（a）HK2型开启式负荷开关（b）铁壳开关低压开关 （1）HK系列瓷底胶盖刀开关HK系列瓷底胶盖刀开关又称为开启式负荷开关，不设专门的灭弧装置 ，仅利用胶盖的遮护以防电弧灼伤人手，因此不宜带负载操作，适于接通 或断开有电压而无负载电流的电路。因其结构简单、操作方便、价格便宜 ，在一般的照明电路和功率小于5.5kW的电动机控制电路中仍可采用。操 作时动作应迅速，使电弧较快熄灭，既能避免灼伤人手，也能减少电弧对 动触刀和静夹座的灼损。铁壳开关又称为封闭式负荷开关，因其外壳为铁制壳，故俗称为铁壳 开关 。铁壳开关的灭弧性能、操作及通断负载的能力和安全防护性能都优 于HK系列瓷底胶盖刀开关，但其价格比瓷底胶盖刀开关贵。（2）HH系列铁壳开关低压开关 刀开关在电气原理图中的符号:（a）图形、文字符号 （b）型号意义图2-2 刀开关符号和型号低压开关 2组合开关 （1）无限型位组合开关图2-3 HZ10-10/3型组合开关 （a）外形 （b）结构 （c）符号无限位型组合开关手柄可以在360范围内旋转， 无固定方向、无定位限制。常用的是HZ10系列， 其外形、结构和在电气原理图符号如图2-3所示。 它是由多节触片分层组合而成，开关的动触片和 静触片分别装在数层成型的胶木绝缘垫板内，绝 缘垫板可以一层一层的堆叠起来。动触片由两片 磷铜片或硬紫铜片与具有良好消弧性能的绝缘钢 纸板铆合而成。它们一起套在附有手柄的方形绝 缘转轴上，两个静触片则分别置于胶木绝缘垫板 边缘上的两个凹槽内。当方轴转动时，便带动动 触片与静触片接触或分离，达到接通或分断电路 的目的。特殊规格的HZ10组合开关也可以做控制 小容量三相异步电动机正、反转用。低压开关 （2）有限位型组合开关组合开关图2-4 HZ10型倒顺开关有限位型组合开关也叫可逆转换 开关或倒顺开关，它只能在90范围 内旋转，有定位限制，常用的为HZ10 系列，其外形与结构如图2-4所示。HZ10132型组合开关的手柄有 倒、停、顺三个位置，手柄只能从“ 停”位置左转45和右转45。多用 于控制小容量异步电动机的正、反转 及双速异步电动机/YY、Y/YY的变 速切换。组合开关的型号意义：低压开关 3低压断路器l低压断路器又称自动空气断路器，它的应用十分广泛， 可用来保护电网的各种电气设备，在现代机床控制中被广 泛作为电源的引入开关，也可用来控制不频繁起动的电动 机。它不但能带负载接通和分断电路，而且对所控制的电 路有短路、过载、欠压和漏电保护等作用。 l常用的低压断路器为塑壳式，如DZ5系列和DZ10系列。 DZ5系列为小电流系列，其额定电流为10A50A；DZ10系列 为大电流系列，其额定电流等级有100 A、250 A 和600A三 种。以DZ5-20型系列为例，其外形及结构如图2-5所示。低压开关 图2-5 几种常见断路器结构示意图（b）符号 图2-6 低压断路器的型号和符号（a）型号意义由于低压断路器比较复杂，所以故障原因较多，其常见故障及排除方法如表2-1所示。故障现象原因分析排除方法手动操作低压断路器不能闭合欠电压脱扣器无电压或线圈损坏检查线路施加电压或更换线圈储能弹簧变形导致闭合力减小更换储能弹簧反作用弹簧力过大重新调整弹簧反力 起动电动机时开关立即分断过电流脱扣器整定值太小调整整定值脱扣器某些零件损坏，如橡皮膜等损坏更换脱扣器或损坏零件脱扣器反力弹簧断裂或脱落更换弹簧或重新装上工作时，低压断路器温升太高触点压力过低调整触点压力或更换弹簧触点表面过分磨损或接触不良更换触点或清理接触面两导电零件连接螺钉松动拧紧触点表面油污氧化清除油污或氧化层断路器闭合后经一定时间自行分断过电流脱扣器延时整定值不对重新调整热元件或延时电路元件变化更换 辅助触点不通辅助触点的动触桥卡死或脱落拨正或重新装好动触桥辅助触点的传动杆断裂或滚轮脱落更换传动杆或更换辅助触点触点不接触或氧化调整触点，清理氧化膜低压断路器经常自行分断漏电动作电流变化送回厂家重新校正线路漏电排除漏电原因低压开关 表2-1 低压断路器常见故障及排除方法二、主令电器主令电器在机床控制系统中是专门“发布”命令的一 类电器，主要用来接通和分断控制电路，不允许用来分、 合主电路。主令电器应用十分广泛，种类繁多，常用的有 控制按钮、行程开关和主令控制器等。随着电子技术的普 及和自动化程度的提高，目前，主令电器正向着无触点方 向发展，如无触点接近开关已在电力拖动系统中开始应用 。主令电器1控制按钮图2-7 控制按钮结构、符号l控制按钮是一种手动操作接通或分断小 电流控制电路的主令电器。主要利用其 远距离手动指令或信号，去控制接触器 、继电器等电磁装置，实现主电路的分 合、功能转换或实现电气联锁。 l控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥 式动触点、静触点、外壳及支柱连杆等 组成。按静态时触点分合状态，可分为 ：动断按钮、动合按钮和复合按钮。它 们的结构和符号如图2-7所示。主令电器图2-8 部分控制按钮外形控制按钮根据使用要求、安装形式、操作方式不同，其种 类繁多，常见的控制按钮外形如图2-8所示。LA19系列LA10系列LA18系列主令电器l 在机床中常用的控制按钮有LA18系列、LA19系列、LA20系列。LA18系列采用积木式结构，触点 数量可以按照需要拼接；LA19系列与LA18系列结构大体相同，但LA19系列中有将按钮与信号灯两 种元件组合成一体的产品。LA20系列结构与前两种产品类似，也是组合式的，它除带有信号灯外 ，还有两个或三个元件组合为一体的开启式或保护式产品。 l 按钮帽操动部分除常见的直上、直下的操纵形式外，还有旋钮式、钥匙式、紧急式、保护式和 防爆式等。按钮帽也通过不同的颜色和符号标志来区分功能及作用，红色代表停止，绿色或黑色 代表起动，便于操作人员识别，避免误操作。 l 控制按钮的型号意义：结构代号含义： K开启式，H保护式，S防水式，F防腐式， J紧急式，D带指示灯式，X旋钮式，Y钥匙式。主令电器故障现象原因分析排除方法 按下按钮时，动合触点不通触点氧化擦拭触点按钮受热变形，动触桥不能接触静触点更换按钮机械机构卡死清除按钮内杂物 松开按钮时，动断触点不通触点氧化或有污物擦拭触点弹簧弹力不足更换或处理弹簧 按下按钮时，动断触点不断开污物过多造成短路擦拭清除按钮内杂物胶木烧焦形成短路更换按钮 按下按钮时，有触电感觉接线松动，搭接在按钮外壳上重新接线，排除搭线现象按钮内污物过多擦洗按钮，清除污物 松开按钮时，动合触点不断开污物过多造成短路擦洗按钮，清除污物复位弹簧弹力不足更换或处理弹簧胶木烧焦形成短路更换按钮 按钮过热通过按钮的电流过大重新设计电路环境温度过高加强散热措施指示灯电压过高降低指示灯电压表2-2 按钮常见故障及排除方法2行程开关主令电器n 行程开关又称位置开关或限位开关 ，其触点的动作不是靠手去操纵，而 是利用机械设备的某些运动部件的碰 撞来完成操作的。因此，行程开关是 一种将机械行程信号转换成电信号的 开关器件，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。 n 结构分类，行程开关可分为：按钮 式（直动式）、滚轮式（旋转式）、 微动式三种。其常见外形如图2-9所示 。 JLXK-311图2-9 行程开关外形图LX19-111LX19-232（1）按钮式行程开关 主令电器（1）按钮式行程开关 按钮式行程开关有LX1和 JLXK1等系列，其内部结构如 图2-10所示。这种行程开关 的动作过程同按钮一样，动 作简单，维修容易。但它的 缺点是：触点分合速度取决 于生产机械的移动速度，当 生产机械的移动速度低于 0.4m/min时，触点分断太慢 ，易受电弧烧损，从而减少 触点使用寿命。图2-10 按钮式行程开关内部结构 1-按钮；2-弹簧；3-静触点；4-动触点（2）滚轮式行程开关 主令电器（1）按钮式行程开关 图2-11 单滚轮式行程开关的内部结构 1-滚轮；2-上转臂；3-盘形弹簧；4-下转臂；5-弹 簧；6-滑轮；7-压板；8-动断触点；9-动合触点； 10-横板；11-压缩弹簧l 滚轮式行程开关又分为单滚轮 自动复位式和双滚轮（羊角式）非 自动复位式两种。 l 单滚轮式行程开关的内部结构 如图2-11所示。当撞块向左撞击滚 轮时，上下转臂绕支点以逆时针方 向转动，滑轮自左至右的滚动中， 压迫横板，待滚过横板的转轴时， 横板在弹簧的作用下突然转动，使 触点瞬间切换，复位弹簧在撞块离 开后带动触点自动复位。主令电器（1）按钮式行程开关 （3）微动式行程开关 图2-12 微动式行程开关内部结构（a）LX31 微动开关（b）LXW-11 微动开关微动式行程开关是具有瞬时动作 和微小行程的灵敏开关。常用型 号有LX31、LXW-11等系列，其部 结构如图2-12所示。 主令电器（1）按钮式行程开关 行程开关型号意义： 例：LX19-212 表示双轮行程开关，滚轮装在传动杆内侧， 不能自动复位。主令电器（1）按钮式行程开关 行程开关在电气原理图中的符号如图2-13所示。（a）动合触点（c）复合触点（a）动断触点图2-13 行程开关的符号主令电器（1）按钮式行程开关 行程开关常见故障及排除方法如表2-3所示。故障现象原因分析排除方法行程开关动作后不能复位弹力减弱更换弹簧机械卡阻拆卸清除长期不用油泥干涸清洁外力长期压迫行程开关改变设计方法杠杆偏转但触点不动作工作行程不到调整行程开关位置触点脱落或偏斜修理触点系统异物卡住清理杂物连线松脱紧固连接线行程开关可以复位，但动断触点 不闭合触点被杂物卡住清理杂物触点损坏更换触点弹簧失去弹力更换弹簧弹簧卡住重新装配表2-3 行程开关常见故障及排除方法主令电器3万能转换开关LW6型系列万能转换开关某一层的结构原理示意图和图形文字符号如图2-14所示。万能转换开关是具有更多操作位置和触点，且能够变换多个 电路的一种手动控制电器。由于它能控制多个回路，适应复杂 线路的要求，故有“万能”转换开关之称。目前，常用的万能转换开关有LW5、LW6等系列。LW6系列万 能转换开关由操作机构、面板、手柄及触点座等主要部件组 成，其操作位置有212个，触点底座有110层，其中，每层 底座都可以安装三对触点，并由底座中间的凸轮进行控制。 由于每层凸轮的形状可以做的不一样，因此，当手柄转动到 不同的位置时，通过凸轮的作用，可以使各对触点按照自己 的运动规律分别接通和分断电路。主令电器LW6型系列万能转换开关某一层的结构原理示意图和图形文字符号如图2-14所示。图2-14 万能转换开关结构原理图和图形文字符号LW6型系列万能转换开关某一层的结构原理示意图和图形 文字符号如图2-14所示。（a）结构原理图（b）图形文字符号4主令控制器主令电器l主令控制器是用来较为频 繁的转换复杂的多路控制电 路的主令电器。它一般由触 点、凸轮、定位机构、转轴 、面板及其支撑件等部分组 成。其操作轻便，允许每小 时通断次数较多，触点为双 断点的桥式结构，适用于按 顺序操作多个控制回路。 l图2-15为主令控制器的外形和结构原理图。 图2-15 主令控制