1、出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页1任务1轨道交通电器设备概述任务目标了解轨道交通常用低压电器的结构及工作原理。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页2任务重点在该任务中，主要需要理解轨道交通车辆电器设备之间是何如统一工作的。知识准备电力识图。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页3知识描述(1)轨道交通低压电器概述电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。电器按其工作电压等级可分为高压电器和低压电器。低压电器通常指工作在交流50Hz，
2、额定电压1200V及其以下或直流额定电压1500V及其以下的电路中的电器。常见的低压电器可分为多种类型。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页41)按用途分低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为控制电器、配电电器、主令电器和保护电器4大类：控制电器是指电动机完成生产机械要求的启动、调速、反转和停止所用的电器，如接触器、继电器和开关电器等；配电电器是指正常或事故状态下接通或断开用电设备和供电电网所用的电器，如低压隔离开关、断路器和刀开关等；主令电器用于自动控制系统中发送控制命令的电器，如按钮、行程开关等；保护电器是指主要用于保护设备和电路的电器，使其安全运行，如熔断器、电流继电
3、器、电压继电器、热继电器等。2)按动作方式分低压电器按它的动作方式可分为自动切换电器和非自动切换电器两大类：前者是依靠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；后者主要是用手直接操作来进行切换。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页53)按有无触点分低压电器按它有无触点可分为有触点电器和无触点电器两大类：有触点电器有动触点和静触点之分，利用触点的合与分来实现电路的通与断；无触点电器没有触点，主要利用晶体管的导通与截止来实现电路的通与断。4)按工作原理分低压电器按它的工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器两大类：电磁式电器由感受部分(即电磁机构)和执行部分(即触点
4、系统)组成。它由电磁机构控制电器动作，即由感受部分接受外界输入信号，使执行部分动作，实现控制目的；非电量控制电器由非电磁力控制电器触点的动作。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页6部分感受外界信号，并通过转换、放大与判断作出反应，使执行部分动作；执行部分则按照感受部分对外界信号的反应进行相应的动作，从而接通或分断电路，实现控制目的。自控电器的感受部分大多由电磁机构组成；手动电器的感受部分通常为电器的操作手柄。执行部分根据控制指令，执行接通或断开电路的任务。1)电磁机构电磁机构一般由线圈、铁芯及衔铁等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状
5、分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类。常用的电磁机构如图5.1所示。(2)低压电器的基础知识低压电器一般都有两个基本部分，即感受部分和执行部分。感受出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页7图5.1常用的电磁机构1衔铁；2铁芯；3线圈电磁机构的工作原理：当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁通经铁芯、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，衔铁在电磁吸力的作用下产生机械位移，被铁芯吸合。与此同时，衔铁还要受弹簧的拉力等与电磁吸力方向相反的反力的作用。只有当电磁吸力大于反力时，衔铁才能可靠地被铁芯吸住。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页82)触
6、头系统触头是一切有触点电器的执行部分，这些电器就是通过在衔铁带动下触头的动作来接通与分断电路的。触头的结构形式有很多种，常见的种类有：按其接触形式分。可分为点接触、线接触和面接触3种，如图5.2所示。点接触允许通过的电流较小，常用于继电器电路或辅助触点。面接触和线接触允许通过的电流较大，常用于大电流的场合，如刀开关、接触器的主触头等。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页9图5.2触头形式按控制的电路分。可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流。辅助触头用于接通或断开控制电路，只允许通过较小的电流。按原始状态分。可分为常开触头和常闭触头。当线圈不带电
7、时，动、静触头是分开的称为常开触头；当线圈不带电时，动、静触头是闭合的称为常闭触头。3)电弧的产生和熄灭电弧的产生。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页10当动、静触头分开瞬间，两触头间距极小，电场强度极大，在高热及强电场的作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极。这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，这些电子在强电场作用下继续向阳极移动。同时撞击其他中性分子。因此，在触头间隙中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流即“电弧”。可以看出，电弧的产生实际上是一种气体放电现象。电弧产生高温并有强光，可将触头烧损，并使电路
8、的切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页11触器中。d.金属栅片灭弧：当触头分开时，产生的电弧在电场力的作用下被推入一组金属栅片而被分成数段，彼此绝缘的金属片相当于电极，因而就有许多阴阳极压降，对交流电弧来说，在电弧过零时使电弧无法维持而熄灭，交流电器常用栅片灭弧。灭弧的方法：a.机械灭弧：通过机械将电弧迅速拉长，用于开关电路。b.磁吹灭弧：在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁力作用下，电弧被拉长且被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，电弧被冷却熄灭。c.窄缝灭弧：在电弧形成的磁场、电场力的作用下，将电弧拉长进入灭弧罩的窄缝中，使其分成数段并迅速熄灭
9、，该方式主要用于交流接出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页12思考与练习1.什么是电器?什么是低压电器?2.电器一般由哪两个基本部分组成?它们分别起什么作用?出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页13任务2接触器任务目标认识什么是接触器，知道接触器的用途、结构和工作原理。任务重点本任务主要介绍交流电磁接触器的结构和工作原理，掌握其工作原理才会分析整个电路。知识准备磁与电磁基本知识。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页14知识描述(1)概述接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。在功能上接触器除能自动切
10、换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和欠压保护功能，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机等。它是自动控制系统中应用最多的一种电器，其实物图如图5.3所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页15出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页16(2)电磁接触器的结构和工作原理1)电磁、接触器的结构交流电磁接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统和其他部分组成，其结构和图形符号如图5.4、图5.5所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页17图5.4交流电磁接触器的结构示意图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页18图5.5交流电磁接触器
11、的图形符号 电磁系统包括线圈和铁芯。交流接触器的铁芯由薄的硅钢片叠压而成，以减少铁芯中的涡流损耗。铁芯上装有短路环，其作用是将磁通分相，使合成后的吸力在任一时刻都大于反力，消除振动和噪声，如图5.6所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页195.6接触器短路环示意图1铁芯；2短路环触头系统包括主触头和辅助触头。主触头用于接通和分断主电路，控制较大的电流；辅助触头用于控制电路中，起电气联锁的作用。2)工作原理接触器的工作原理是利用电磁铁吸力及弹簧反作用力配合动作，使触头接通或断开。当吸引线圈通电时，铁芯被磁化，吸引衔铁向下运动，使得常闭触头断开，常开触头闭合。当线圈断电时，磁力
12、消失，在反力弹簧的作用下，衔铁回到原来的位置，也就使得触头恢复到原来的状态，如图5.7所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页20图5.7交流电磁接触器工作示意图1主触头；2常闭辅助触头；3常开辅助触头；4动铁芯；5电磁线圈；6静铁芯；7灭弧罩；8弹簧出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页21思考与练习1.什么是接触器?接触器一般用在哪些电路中?2.交流接触器主要由哪几部分组成?简述交流接触器的工作原理。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页22任务3继电器任务目标本任务主要介绍什么是继电器，需要掌握常用继电器的用途、结构和工作原理。出版社 理工分
13、社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页23任务重点本任务主要介绍电磁继电器、时间继电器、热继电器的结构和工作原理，了解其工作原理才会分析整个电路，掌握其符号表示，才能看懂电路图。知识准备磁与电磁、看图识图。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页24知识描述(1)概述继电器是一种当输入量(如电压、电流、时间、速度等)变化到某一定值时，其触头(或电路)即接通或分断交直流小容量控制回路的自动控制电器。主要用在控制电路中。继电器的种类很多，按其用途可分为：控制继电器、保护继电器、中间继电器。按动作时间可分为：瞬时继电器、延时继电器。按输入信号的性质可分为：电压继电器、电流继电器、时间继电
14、器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。按输出形式可分为有触点继电器、无触点继电器。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页25用的继电器，大部分为电磁式。如电压(电流)继电器、中间继电器以及相当一部分的时间继电器等，都属于电磁式继电器。其实物图如图5.8所示。图5.8电磁式继电器实物图(2)电磁式继电器电磁式继电器就是采用电磁式结构的继电器。低压控制系统中采出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页26 电磁式继电器的结构和原理与接触器基本相同，二者的主要区别在于：接触器的输入量只有
15、电压，而继电器的输入量可以是各种物理量；接触器的主要任务是控制主电路的通断，所以它强化执行功能，而继电器要实现各种信号的感测，并且通过比较确定其动作值，所以它强化感测的灵敏性、动作的准确性和反应的快速性，其触点通常接在小容量的控制电路中，一般不采用灭弧装置。电磁式继电器的结构如图5.9所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页27图5.9电磁式继电器的结构示意图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页281)电流继电器电磁式继电器反映的是电信号。当线圈反映电流信号时，称为电流继电器。电流继电器的线圈应和负载电路串联，匝数少而导线粗，阻抗小，分压小，不影响电路的正常工
16、作。电流继电器又分欠电流继电器和过电流继电器两种。欠电流继电器。正常工作时，欠电流继电器的衔铁处于吸合状态。如果电路中负载电流过低，且低于欠电流继电器线圈的释放电流时，其衔铁打开，触点复位，从而切断电气设备的电源。过电流继电器。过电流继电器线圈在额定电流值时，衔铁不产生吸合动作，只有当负载电流超过一定值时才产生吸合动作。过电流继电器常用于电力拖动控制系统中起保护作用。通常，交流过电流继电器的吸合电流整定范围为额定电流的1.14倍，直流过电流继电器的吸合电流整定范围为额定值的0.73.5倍。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页292)电压继电器当线圈反映电压信号时，称为电压继电器
17、。电压继电器的线圈应和负载并联，匝数多而导线细，阻抗大。主要用于控制用。电压继电器又分过电压继电器、欠电压继电器。过电压继电器。在电路中用于过电压保护，当其线圈为额定电压值时，衔铁不产生吸合动作，只有当电压高于额定电压105%115%时才产生吸合动作，当电压降低到释放电压时，触点复位。欠电压继电器。在电路中用于欠电压保护，当其线圈在额定电压下工作时，欠电压继电器的衔铁处于吸合状态。如果电路出现电压降低，且低于欠电压继电器线圈的释放电压时，其衔铁打开，触点复位，从而控制接触器及时切断电气设备的电源。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页303)中间继电器中间继电器主要用来传递信号、
18、扩大信号功率以及将一个输入信号变换成多个输出信号等。就工作原理而言，它属于电磁式电压继电器，但动作参数无须调整。其图形符号、文字符号如图5.10所示。5.10中间继电器图形符号、文字符号出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页31(3)时间继电器时间继电器是从接受信号到执行元件(如触头)动作有一定时间间隔的继电器。其特点是接受信号后，执行元件能够按照预定时间延时工作。时间继电器的种类很多，除电磁式外，还有空气阻尼式和电子式时间继电器。按延时方式分时间继电器有通电延时和断电延时两种类型。通电延时型时间继电器的动作原理是：线圈通电时使触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位。断电延时型时
19、间继电器的动作原理是：线圈通电时使触头瞬时动作，线圈断电时使触头延时复位。时间继电器的图形符号、文字符号如图5.11所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页32图5.11时间继电器的图形符号、文字符号出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页33(4)热继电器电动机在实际运行中，常常遇到过载的情况。若过载电流不太大且过载时间较短，电动机绕组温升不超过允许值，这种过载是允许的。但若过载电流大且过载时间长，电动机绕组温升就会超过允许值，这将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会使电动机绕组烧毁，这种过载是电动机不能承受的。因此，常用热继电器做电动机的过载保
20、护。热继电器在地铁车辆中的主回路、电动发电机组、空压机等工作回路中均有应用。其实物图如图5.12所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页34图5.12热继电器实物图1)结构热继电器主要由热元件、双金属片和触点3部分组成，其结构及图形符号、文字符号如图5.13所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页355.13热继电器的结构和图形符号、文字符号2)工作原理热继电器工作原理如图5.14所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页36图5.14热继电器工作原理图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页37系数较小的称为被动层。双金属片受热
21、后产生线膨胀，由于两层金属的线膨胀系数不同，且两层金属又紧密地结合在一起，因此，使得双金属片向被动层一侧弯曲，由双金属片弯曲产生的机械力便带动触点动作，这就是热继电器的基本工作原理。由于热惯性，当电路短路时，热继电器不能立即动作使电路立即断开。因此，在控制系统主电路中，热继电器只能用作电动机的过载保护，而不能起短路保护的作用。在电动机启动或短时过载时，热继电器也不会动作，这可避免电动机不必要的停车。热继电器是利用电流的热效应原理，在发现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，是为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器中产生热效应的发热元件，应串接于电动机电路中，这样，热继电器便能直接反映电动机的
22、过载电流。热继电器的感测元件，采用双金属片。所谓双金属片，就是将两种线膨胀系数不同的金属片以机械辗压的方法使之形成一体。膨胀系数较大的称为主动层，膨胀出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页38定值调整到电动机额定电流的0.60.8倍，对于启动时间较长，拖动冲击性负载或不允许停车的电动机，热元件的整定电流应调整到电动机额定电流的1.11.15倍。3)整定热继电器动作电流的整定主要根据电动机的额定电流来确定。热继电器的整定电流是指热继电器长期不动作的最大电流，超过此值即开始动作。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性。一般将整定电流调整到等于电动机的额定电
23、流或是额定电流的0.951.05倍，对过载能力差的电动机，可将热元件整出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页39思考与练习1.什么是继电器?2.什么是时间继电器?时间继电器有哪两种延时方式?3.热继电器的用途?热继电器是如何保护电路的?出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页40任务4其他电器任务目标本任务主要介绍什么是主令电器、刀开关、低压断路器，掌握这些电器的应用。任务重点本任务主要介绍常用的主令电器(按钮、转换开关、行程开关)、刀开关、低压断路器的用途、结构，了解这些电器的工作原理。知识准备磁与电磁、看图识图。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页
24、41知识描述(1)主令电器主令电器用来闭合或断开控制电路，以发布命令或用作程序控制，它主要有控制按钮、行程开关、转换开关等。正因为主令电器在控制电路中是一种专门发布命令的电器，所以称为主令电器，但主令电器不允许分合主电路。1)控制按钮控制按钮是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单、应用广泛。控制按钮触头允许通过的电流较小，一般不超过5A，主要用在低压控制电路中，手动发出控制信号，以控制接触器、继电器等。其实物图如图5.15所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页42图5.16控制按钮结构图1按钮帽；2复位弹簧；3动触头；常开触点静触头；5常闭触点静触头5.17控制按
25、钮图形符号、文字符号 控制按钮由按钮帽，复位弹簧，桥式动、静触头和外壳等组成，一般为复合式，即同时具有常开、常闭触头。其结构如图5.16所示，图形符号、文字符号如图5.17所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页43按下时，常闭触头先断开，然后常开触头闭合；去掉外力后在复位弹簧的作用下，常开触头断开，常闭触头复位。为了表明各种按钮开关的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色，以示区别。常用的颜色有红、绿、黑、黄、蓝、白、灰等。国标中对按钮帽的颜色作了如下规定：“停止”和“急停”按钮必须是红色的。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作后断电。“启动”按钮必须是绿色的。“启动
26、”与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色的，不得使用红色和绿色。“点动”按钮必须是黑色的。“复位”按钮必须是蓝色的。当“复位”按钮还有“停止”作用时，则必须是红色的。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页44路的一种主令电器。一般用于电机的故障隔离、电气联锁、电源控制等远距离控制。车辆中的照明开关、故障转换开关、头灯开关等也有用到转换开关的。如图5.18所示。转换开关由多节触头组成，手柄可手动向任意方向旋转，每旋转一定角度，动触片就接通或分断电路。由于它换接的线路多，用途广泛，故又称为万能转换开关。常用的转换开关的外形如图5.19所示。图5.18车辆电器转换开关2)转换开
27、关转换开关是由多组相同结构的开关元件叠装而成，用以控制多回出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页45图5.19转换开关外形图3)行程开关行程开关，又称限位开关或位置开关，其作用与按钮开关相同，是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的。不同的是行程开关触头的动作不是靠手来完成，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使触头动作，从而接通或断开某些控制电路，达到一定的控制要求。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页46行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式3种。直动式行程开关。其外形和结构原理如图5.20所示，其动作原理与按钮开关相同，但其触点的分合速度取决于生产机
28、械的运行速度，不宜用于速度低于0.4m/min的场所。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页47图5.20直动式行程开关推杆；2弹簧；3动断触点；4动合触点出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页48簧的作用下，各部分动作部件复位。滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。微动开关式行程开关。其结构如图5.22所示。当生产机械的行程较小而作用力很小时，可采用具有瞬时动作和微小行程的微动开关。滚轮式行程开关。其外形和结构原理如图5.21所示，当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的
29、撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页49图5.21滚轮式行程开关轮；2上转臂；3，5，11弹簧；4套架；6滑轮；7压板；8，9触点；10横板出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页50图5.22微动式行程开关1推杆；2弹簧；3压缩弹簧；4动断触点；5动合触点在城市轨道交通车辆中行程开关主要是用于检测车门开关状态。车门进行开、关动作时，行程开关把机械动作传递给触头系统，触头系统再将机械信号转变为电信号，反映到车门的监控回路，使司机随时了解车门的开、关状态。出版社 理工分
30、社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页51(2)刀开关刀开关又称闸刀开关，常用于手动控制、容量较小、启动不频繁的电器设备及隔离电源，其实物图如图5.23所示。刀开关按刀的极数可分为单极、双极和三极，按是否有灭弧装置可分为带灭弧罩的大容量刀开关和不带灭弧罩的刀开关。图5.23刀开关外形图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页52(3)低压断路器低压断路器俗称自动空气开关，是低压配电网中的主要电器开关之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等进行
31、保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，在分断故障电流后，一般不需要更换零件，且具有较大的接通和分断能力。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页531)结构低压断路器主要由触头系统、灭弧装置、保护装置、操作机构等组成。其实物图如图5.24所示。低压断路器的触头系统一般由主触头、弧触头和辅助触头组成。灭弧装置采用栅片灭弧方法，灭弧栅一般由长短不同的钢片交叉组成，放置在由绝缘材料组成的灭弧室内，构成低压断路器的灭弧装置。保护装置由各类脱扣器(过流、失电及热脱扣器等)构成，以实现短路、失压、过载等保护功能。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行
32、与维修页542)工作原理低压断路器的结构示意图如图5.25所示。图中主触头1由操作机构手动或电动合闸，在合闸位置上自由脱扣机构2将主触头锁扣在闭合状态。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页55出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页56图5.25低压断路器的结构示意图1主触头；2自由脱扣机构；3过电流脱扣器；4分励脱扣器；5热脱扣器；6失压脱扣器；7按钮线路正常工作时，过电流脱扣器3的线圈所产生吸力不能将上方的摆杆吸合，电气控制线路中出现短路故障，短路过电流使过电流脱扣器线圈吸力增加，将线圈上方的摆杆式衔铁吸合使之绕支点逆时针转动，自由脱扣机构上升并和主触头脱扣，主
33、触头在拉簧作用下左移分出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页57线路中出现过载故障时，热脱扣器5的线圈因发热对上方的双金属片进行加热，因双金属片的下层金属材料的线胀系数大于上层，加热后双金属片产生上翘，推动自由脱扣机构上升而使主触头脱扣分断电路。线路正常工作时，过电流脱扣器3的线圈所产生吸力不能将上方的摆杆吸合，电气控制线路中出现短路故障，短路过电流使过电流脱扣器线圈吸力增加，将线圈上方的摆杆式衔铁吸合使之绕支点逆时针转动，自由脱扣机构上升并和主触头脱扣，主触头在拉簧作用下左移分断电路。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页585.26低压断路器的图形符号、文字符号
34、线路中出现失压现象时，失压脱扣器件6的线圈吸力减少而不能吸合上方的衔铁，从而使衔铁上升导致自由脱扣机构随之上升，主触头脱扣而分断电路。分励脱扣器4则作为远程控制分断电路用，受按钮7控制，合上远地的按钮，则分励脱扣器线圈吸合上方的摆杆式衔铁，自由脱扣机构上升，使主触头分断电路。低压断路器的图形符号、文字符号如图5.26所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页59思考与练习1.主令电器的作用是什么?常用的主令电器有哪几种?2.按钮分为哪几种类型?试说明按钮在车辆中的应用。3.行程开关的触头动作方式有哪几种?各有何特点?4.低压断路器的作用是什么?它是如何实现保护功能的?出版社 理
35、工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页60任务5照明电路任务目标该任务主要介绍列车的照明电路，了解列车照明电路的工作原理。任务重点该任务主要介绍了交流日光灯电路和带逆变器的直流日光灯电路，掌握这两种电路的工作原理。知识准备看图识图、整流的原理、二极管的工作。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页61知识描述(1)照明电路列车照明电路如图5.27所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页62图5.27列车照明电路图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页63左图是Tc车照明电路，右图是M0M3车照明电路。列车照明电路主要有两种电路方式：交流日光灯电路
36、和带逆变器的直流日光灯电路。(2)交流日光灯电路1)基本电路组成日光灯，也称为荧光灯，主要由灯管、镇流器、启辉器等部分组成，如图5.28所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页64图5.28日光灯电路灯管。灯管两端各有一个灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸汽，内壁上涂有荧光粉。两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的近似日光色的可见光。镇流器。镇流器是一个带铁芯的电感线圈，它有两个作用：一是在启动时与启辉器配合，产生瞬时高压点燃灯管；二是在工作时利用串联于电路的高电抗限制灯管电流，延长灯管使用寿命。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修
37、页65个电极：一个是固定不动的静触片；另一个是用双金属片制成的U形动触片。动触片与静触片平时分开。与氖泡并联的纸介电容，容量5000pF左右，其作用有：一是与镇流器线圈组成LC振荡回路，能延长灯丝预热时间和维持脉冲放电电压；二是能吸收干扰电视机等电子设备的干扰杂波信号。启辉器。启辉器主要是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页662)基本工作原理当日光灯开关闭合后，电源把电压加在启辉器的两极之间，使氖气放电而发出辉光。辉光产生的热量使动触片膨胀伸长，与静触片接触而将电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过。电路接通后，启辉器中的氖气停
38、止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。在电路突然中断的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压的方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬间高电压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页67(3)带逆变器的直流日光灯电路与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池灯都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。例如列车供电中断，应急灯照明工作，就需要逆变电路将直流
39、电变成交流电向负载供电，如图5.29所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页68图5.29列车应急灯照明电路出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页69当开关S1，S4闭合，S2，S3断开时，负载电压uo为正。当开关S1，S4断开，S2，S3闭合时，uo为负。这样就把直流电变成了交流电。改变两组开关的切换频率，可改变输出交流电的频率。逆变电路的基本工作原理：以单相桥式逆变电路为例说明其最基本的工作原理，如图5.30所示。S1S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页70图5.30逆变电路及其波形(4)
40、发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件，简称LED。和普通二极管相似，发光二极管也是由一个PN结构成。它不仅具有单向导电性，而且通电后能发出红、黄、绿等鲜艳的色光。发光二极管的PN结封装在透明塑料壳内，外形有方形、矩形和圆形等。它工作时只需加1.53V正向电压和几毫安电流就能正常发光。它具有很强的抗振动和冲击能力，还有体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点。其符号如图5.31所示，其实物如图5.32所示。出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页71图5.31发光二极管符号图5.32发光二极管实物图出版社 理工分社城市轨道交通车辆电气设备运行与维修页72思考与练习1.简述日光灯的组成及工作原理。2.什么是逆变?
