第一章 工厂低压电器与继电接触控制线路

一、负载开关直接启动控制线路1.1 、开启式刀开关

负载开关可以在照明、电热及小容量电动机控制线路中，做手动不频繁地接通和断开电路，其熔体可起短路保护作用。

1 30 3

1.2 、封闭式负载开

关

俗称铁壳开关，特点如下： (1) 有封闭的铁壳，防护性能好； (2) 装有速断弹簧和灭弧装置，能迅速熄灭电弧； (3) 有机械联锁装置，外壳开启时不能接通电源，以保证操作安全。

1.3 、组合开关

1.4 、隔离开关

HL32 型隔离开关，其类型有单极、两极、三极和四极，适用于额定电压 400V 以下、额定电流在 100A 以下的场所，用作电源在负载情况下的频繁操作，具有明显合断状态指示，采取导轨安装、安全性高的指触防护接线端子。目前，已取代组合开关在电气设备上广泛应用。

1.5 、熔断

器（ 1

）

熔断器属于保护电器，其熔体在过流时迅速熔化切断电路，起保护用电设备和线路安全运行的作用。熔断器在一般低压照明线路中作过载和短路保护，在电动机控制线路中主要作短路保护。

1.5 、熔断器（ 2 ）

熔断器由熔体、熔管和熔座三部分组成：熔体：制作熔体的材料一般有铅锡合金、铜、银等，常做成丝状或片状；熔管：安装熔体，做熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼有灭弧作用：熔座：起固定熔管和连接引线作用。

负载开关直接启动控制线路

二、点动控制线路

• 负载开关直接启动控制线路简单，但安全性差，也不便于实现自动控制。因此，通常都采用按钮、接触器控制电动机的启动或停止，在线路中负载开关仅起电源隔离作用。

2.1 按钮

LA-2K 表示为开启式双联按钮

2.2 接触器（ 1 ）

CTX2 系列

• 交流接触器常用来接通或断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭好几百次， 接触器主要由电磁铁和触头两部分组成。它是利用电磁铁的吸引力而动作的。图是交流接触器的主要结构图。当吸引线圈通电后，吸引山字形动铁心 ( 上铁心 ) ，而使常开触头闭合。

2.2 接触器（ 2 ）• 接触器属于控制电器，是依靠电磁吸引力与弹簧反作用力配合动作，

而使触头闭合或断开的电磁开关，主要控制对象是电动机，它本身不具备短路和过载保护，因此，常与熔断器、热继电器等配合使用。

• 交流接触器采用双断点的桥式触头，通常有 3 对主触头， 2 对辅助常开触头和 2 对辅助常闭触头，辅助触头的额定电流均为 5A 。

2.3 中间继电器• 中间继电器在控制电路中起着信号传递、分配和逻辑等

作用，因其主要作为转换控制的中间元件，故称为中间继电器。

中间继电器的结构和动作原理与接触器相似，不同点是中间继电器只有辅助触头，没有用于主电路的主触头。触头的额定电流为 5A ，额定电压为 380v 。通常，中间继电器有 4 个常开触头和 4 个常闭触头。

JZ7 型

中间继电器应用举例• 图中的电机点动及长动线路采用中间继电器 KA 实现控制。点动

控制时，按动点动按钮 SB3→ KM 线圈通电→电机 M 实现点动；• 长动控制时，按动长动按钮 SB2→ 中间继电器 KA 线圈通电→

KM 线圈通电并自锁→ M 实现长动，此时即使松开长动按钮 SB2 ，由于自锁触点 KA 闭合，故接触器线圈 KM 通电，电机 M仍然运转。若要使电动机停止，必须按动停止按钮 SB1 。

•中间继电器在电路中起着信号传递、分配和逻辑等作用，因其主要作为转换控制的中间元件，故称为中间继电器。

点动控制线路

点动控制线路

三 自锁控制线路• 松开启动按钮后，接触器线圈通过自身辅助常开触头仍可

保持通电状态叫做自锁。

停止按钮

启动按钮

自锁触头

接触器自锁控制线路具有欠压和失压保护功能

3.1 热继电器• 热继电器是利用电流热效应的过载保护电器。它主要与接

触器配合使用，用作电动机的过载保护。

热继电器结构与电器符号

3.2 具有过载保护的自锁控制线路

• 将热继电器的热元件串联接入主电路，常闭触头串联接入控制电路。

四 点动和自锁混合控制及顺序控制线路4.1 低压断路器

• 低压断路器又称为自动空气开关，简称断路器。它集控制和多种保护于一体，在电路正常工作时，作为电源开关进行不频繁的接通和分断电路；而在电路发生短路、过载等故障时，又能自动切断电路，起到保护作用，有的断路器还具备漏电保护功能。低压断路器外形结构紧凑、，体积小，采用导轨安装，目前常用于电气设备中取代组合开关、熔断器和热继电器。

低压断路器型号

DZ5系列低压断路器的内部结构和电路符号• DZ5系列低压断路器的内部结构以及断路器的电路符号如图

1． 27 所示。它主要由动、静触头、操作机构、灭弧装置、保护机构及外壳等部分组成。其中保护机构由热脱扣器 ( 起过载保护作用 ) 、电磁脱扣器 ( 起短路保护作用 ) 和欠压脱扣器 ( 起欠压及失压保护作用 ) 构成。

低压断路器型号

热脱扣器起过载保护作用，电磁脱扣器起短路保护

4.2 点动和自锁混合控制

线路

连续控制

点动控制

4.3顺序控制线路

• KM2 的线圈电路串接了 KM1 的常开触头 (7 、 8) ， KM2的常开触头 (3 、 4) 与 M1 的停止按钮并接。实现了M1启动， M2才能启动；而 M2 停机后， M1才能停机的控制要求，即 M1 、 M2 是顺序启动，逆序停机。

点动和自锁混合控制线路回顾

五 正反转控制线路

• 正转接触器 KM1 与反转接触器 KM2 不允许同时接通，否则会出现电源短路事故。主电路中的“ ”符号为机械联锁符号，表示KM1 与 KM2互相机械联锁，可采用 CJX1／ N系列联锁接触器。在控制电路中，也必须采取接触器联锁措施。

• 联锁的方法是将接触器的常闭触头与对方接触器线圈相串联。当正转接触器工作时，其常闭触头断开反转控制电路，使反转接触器线圈无法通电工作。同理，反转接触器联锁控制正转接触器电路。在电路中起联锁作用的触头称为联锁触头。

思考题（ 1 ）• 请对号入座，下图中的电路图形符号和文字符号分别是哪

个低压电器的符号？

封闭式负载开关 开启式负载开关 组合开关 熔断器

思考题（ 2 ）• 接触器和中间继电器有何区别？

思考题（ 3 ）• 什么是点动控制，下面哪个选项能实现点动控制？

思考题（ 4 ）• 什么是自锁控制，下面哪个选项能实现自锁控制？即：按

启动按钮启动， 实现自锁，由于自锁，松开启动按钮，依然串联的线圈得电，只有按下停止按钮，线圈才失电。

思考题（ 5 ）• 什么叫联锁控制？在电动机正反转控制线路中为什么必须

有联锁控制？下图中哪是联锁触头，哪是自锁触头？哪是机械联锁，哪是电气联锁？

六 自动往返控制线路• 生产机械运动部件的行程或位置要受到一定范围的限制，否则可能引起机械事故。通常利用生产机械运动部件上的挡铁与位置行程开关的滚轮碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，实现对运动部件行程或位置的控制。图所示为某生产设备机身上安装的运动工作台的左右位置限位行程开关。

6.1 行程开关• 行程开关与按钮的作用相同，但两者的操作方式不同，按钮

是用手指操纵，而行程开关则是靠生产机械运动部件的挡铁碰撞而动作的。

无触点接近开关无触点接近开关

行程开关型号规格

6.2 自动往返控制线路• 有些生产机械，要求工作台在一定的行程内能自动往返运动，

以实现对工件的连续加工。如图所示的磨床工作台，在磨床机身安装了 4 个行程开关 ST1 、 ST2 、 ST3 和 ST4 ，其中ST1 、 ST2 用来自动换向，当工作台运动到换向位置时，挡铁撞击行程开关，使其触头动作，电动机自动换向，通过传动机构使工作台自动往返运动。 ST3 、 ST4被用作终端限位保护，以防止 ST1 、 ST2损坏时，致使工作台越过极限位置而造成事故。

七 Y—△降压启动线路7.1 时间继电器

• 时间继电器是一种利用电子或机械原理来延迟触头动作时间的控制电器，常用的有晶体管式及空气阻尼式。

• 时间继电器按延时特性分为通电延时型和断电延时型两类。• 通电延时型是指电磁线圈通电后触头延时动作，断电延时

型是指电磁线圈断电后触头延时动作。• 通常时间继电器上既有起延时作用的触头也有无延时触头。

时间继电器的型号规格

7.2 Y—△降压启动线路

时间继电器自动控制转子绕组串电阻启动控制线路

机床电气控制电路

CA6140 车床电气控制电路图

接通电源开关 QS ，信号灯 HL亮。（ 1 ）主轴启动。按下启动按钮 SB2 ，接触器 KM1 通电自锁，

KM1 主触点闭合， M1 通电启动。（ 2 ）冷却泵启动。拨动开关 SA1 ，因 KM1 常开触点已接通，

所以接触器 KM2 通电， KM2 主触点闭合， M2 通电启动。（ 3 ）刀架快速移动。按下点动按钮 SB3 ，接触器 KM3 通电，

KM3 主触点闭合， M3 通电启动；松开点动按钮 SB3 ，接触器 KM3 断电， KM3 主触点分断， M3 停止。

（ 4 ）停止。按下停止按钮 SB1 ，主轴、冷却泵电动机均停止工作。

（ 5 ）照明灯工作。车床工作时，接通开关 SA2 ，照明灯 EL 工作。

工作结束后，断开电源开关 QS ，信号灯 HL 灭。

工作原理

• 通常机床电气控制电路包括主电路、控制电路和照明、指示等辅助电路等。主电路是电动机电路，控制电路由接触器和继电器的线圈，各种电器的常开、常闭触点组合构成，实现所需要的控制功能。

• 图样通常采用分区的方式建立坐标，以便于阅读查找。电气控制图常采用在图的下方沿横坐标方向划分的方式，并用数字标明图区。同时在图的上方沿横坐标方向划区，分别用文字标明该区的功能。

八 继电接触电气控制系统和 PLC 电气控制系统的区别

思考题（ 6 ）• 画出和写出接触器、中间继电器、热继电器、时间继电器

的电路图图形符号和文字符号？

思考题（ 7 ）• 1 、什么是行程开关？它与按钮有什么异同？

•2 、时间继电器是一种利用电子或机械原理来延迟触头动作时间的控制电器，常用的有 及空气阻尼式。时间继电器按延时特性分为 和断电延时型两类。

3 、下面是电动机间歇运行的继电接触控制线路，请分析电路的工作原理

• 图所示为丫 -△降压启动控制线路，请检查图中哪些地方画错了，把错误之处改正过来，并按改正后的线路简述其工作原理。