开关是电气线路中使用最广泛的一种低压电器,它的作用是接通、切断电气线路或者用来发出控制命令。开关的种类很多,用来控制电气主电路通断的开关有开启式负荷开关、封闭式负荷开关、组合开关等,用来接通和断开控制电路的开关有按钮、行程开关、接近开关和万能转换开关等。
1.开启式负荷开关
开启式负荷开关俗称闸刀开关,曾称瓷底胶盖刀开关,它可分为两极刀开关和三极刀开关。
(1)外形与结构
开启式负荷开关的外形、结构与符号如图1-1所示。
开启式负荷开关除了能接通、断开电源外,由于内部接有熔丝,所以还能起过电流保护作用。
开启式负荷开关需要垂直安装,进出线不能接反,以免触电,由于开启式负荷开关没有灭电弧装置(闸刀接通或断开时产生的电火花称为电弧),所以不能用作大容量负载的通断控制。
开启式负荷开关一般用在照明、电热设备电路中,也可以用在非频繁起动/停止的小容量电动机(5kW以下)控制线路中。当用在电动机控制线路中时,其额定电流应大于所有负载电流之和的3倍。
(2)型号含义
开启式负荷开关的型号含义说明如下:
图1-1 开启式负荷开关
2.封闭式负荷开关
封闭式负荷开关俗称铁壳开关,封闭式负荷开关是在开启式负荷开关的基础上进行改进而设计出来的。
(1)外形、结构和特点
封闭式负荷开关的外形、结构和符号如图1-2所示。
图1-2 封闭式负荷开关
封闭式负荷开关的主要优点如下:
1)在封闭式负荷开关内部有一个速断弹簧,在操作手柄打开或关闭开关外盖时,依靠弹簧的作用力,可以使开关内部的闸刀迅速断开或合上,这样能有效地减少电弧。
2)封闭式负荷开关内部具有联锁机构,当外盖打开时手柄无法合闸,当手柄合闸后,外盖无法打开,这样保证了操作安全。
封闭式负荷开关常用在农村和工矿的电力照明、电力排灌等配电设备中,封闭式负荷开关可用在15kW以下非频繁起动/停止的电动机控制线路中,其额定电流应大于电动机额定电流的1.5倍。
(2)型号含义
封闭式负荷开关的型号含义说明如下:
3.组合开关
组合开关又称转换开关,它是一种由多层触头组成的开关。
(1)外形、结构与符号
组合开关的外形、结构与符号如图1-3所示。
图1-3 组合开关
图1-3中的组合开关由三层动、静触头组成,当旋转手柄时,可以同时调节三组动触头与三组静触头之间的通断,为了有效地灭弧,在转轴上装有弹簧,在操作手柄时,依靠弹簧的作用可以迅速接通或断开触头。
组合开关常用于交流380V以下或直流220V以下的电气线路中,它不宜作频繁的转换操作,可用来控制5kW以下的小容量电动机。组合开关用于直接控制电动机起动、停止和正反转时,其额定电流一般取电动机额定电流的1.5~2.5倍。
(2)型号含义
组合开关的型号含义说明如下:
4.倒顺开关
倒顺开关又称可逆转开关,属于较特殊的组合开关,专用来控制小容量三相异步电动机正转和反转。倒顺开关的外形与符号如图1-4所示。
图1-4 倒顺开关
倒顺开关有“倒”、“停”、“顺”三个位置,当开关处于“停”位置时,动触头与静触头均处于断开状态,如图1-4b所示,当开关由“停”旋转至“顺”位置时,动触头U、V、W分别与静触头L1、L2、L3接触,当开关由“停”旋转至“倒”位置时,动触头U、V、W分别与静触头L3、L2、L1接触。
5.按钮
按钮用来在短时间内接通或断开小电流电路,主要用在电气线路的控制电路中。按钮允许流过的电流较小,一般不能超过5A。
(1)结构
按钮分为三种类型:常闭按钮、常开按钮和复合按钮。这三种开关的内部结构示意图和电路符号如图1-5所示。
图1-5a为常闭按钮,在未按下按钮时,依靠复位弹簧的作用力使内部的金属动触头将常闭静触头a、b接通;当按下按钮时,动触头与常闭静触头脱离,a、b断开。
图1-5b为常开按钮,在未按下按钮时,金属动触头与常开静触头c、d断开;当按下按钮时,动触头与常闭静触头接通。
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图1-5 三种按钮的结构与符号
图1-5c为复合按钮,在未按下按钮时,金属动触头与常闭静触头a、b接通,而与常开静触头断开;当按下按钮时,动触头与常闭静触头断开,而与常开静触头接通。
有些按钮内部有多对常开、常闭触头,它可以在接通多个电路的同时切断多个电路。
(2)外形
常见的按钮实物外形如图1-6所示。
图1-6 常见的按钮实物外形
(3)型号含义
按钮的型号含义说明如下:
6.行程开关
行程开关是一种利用机械运动部件的碰压使触头接通或断开的开关。
(1)外形、符号与结构
行程开关的外形与符号如图1-7所示。
图1-7 行程开关的外形与符号
行程开关的种类很多,根据结构可分为直动式(或称按钮式)、旋转式、微动式和组合式等。图1-8是直动式行程开关的结构示意图。从图中可以看出,行程开关的结构与按钮基本相同,但将按钮改成了推杆。在使用时将行程开关安装在机械部件运动路径上,当机械部件运动到行程开关位置时,会撞击推杆而让常闭触头断开、常开触头闭合。
(2)型号含义
行程开关的型号含义说明如下:
图1-8 直动式行程开关的结构示意图
7.接近开关
接近开关又称无触点位置开关,当运动的物体靠近接近开关时,能感知物体的存在而发出控制信号。接近开关除了可以用在运动机械设备中进行行程控制和限位保护外,还可以用作高速计数、测速、检测物体大小等。
(1)外形与符号
接近开关的外形与符号如图1-9所示。
(2)种类与工作原理
接近开关种类很多,常见的有高频振荡型、电容型、光电型、霍尔型、电磁感应型和超声波型等,其中高频振荡型接近开关最为常见。高频振荡型接近开关的组成如图1-10所示。
图1-9 接近开关
图1-10 高频振荡型接近开关的组成
当金属检测体接近感应头时,作为振荡器一部分的感应头损耗增大,迫使振荡器停止工作,后面的开关电路因振荡器停振而产生一个控制信号送给输出电路,让输出电路输出控制电压,若该电压送给继电器,就会让继电器产生吸合动作来接通或断开电路。
(3)型号含义
接近开关的型号含义说明如下:
8.万能转换开关
万能转换开关由多层触头中间叠装绝缘层而构成,它主要用来转换控制线路,也可用作小容量电动机的起动、换向和变速等。
(1)外形与结构
万能转换开关的外形、符号和触头分合表如图1-11所示。
图1-11 万能转换开关
图1-11中的万能转换开关有6路触头,它们的通断受手柄的控制,手柄有Ⅰ、0、Ⅱ三个挡位,手柄处于不同挡位时,6路触头通断情况不同,从图1-11b所示的万能转换开关符号可以看出不同挡位触头通断情况。
在万能转换开关符号中,“”表示一路触头,竖虚线表示手柄位置,触头下方虚线上的“·”表示手柄处于虚线所示的挡位时该路触头接通。例如,手柄处于“0”挡位时,6路触头在该挡位虚线上都标有“·”,表示在“0”挡位时6路触头都是接通的;手柄处于“Ⅰ”挡位时,1、3路触头相通;手柄处于“Ⅱ”挡位时,2、4、5、6路触头是相通的。万能转换开关触头在不同挡位的通断情况也可以用图1-11c所示的触头分合表说明,“×”表示相通。
(2)型号含义
万能转换开关的型号含义说明如下:
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