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2009-11-11
电工电子技术基础
主编 李中发
制作 李中发
2003年 7月
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2009-11-11
第 5章 继电 -接触器控制系统
?常用控制电器的动作原理及其
控制作用
?鼠笼式三相异步电动机典型控
制电路的工作原理
?安全用电常识
学习要点
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第 5章 继电 -接触器控制系统
?5.1 常用控制电器
?5.2 三相异步电动机的基本控制电路
?5.3 安全用电
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5.1 常用控制电器
? 对电动机和生产机械实现控制和保护的电工
设备叫做控制电器 。 控制电器的种类很多,
按其动作方式可分为手动和自动两类 。 手动
电器的动作是由工作人员手动操纵的, 如刀
开关, 组合开关, 按钮等 。 自动电器的动作
是根据指令, 信号或某个物理量的变化自动
进行的, 如各种继电器, 接触器, 行程开关
等 。
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5.1.1 手动电器
1、刀开关
? 刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电路中，
用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用
来控制小容量电动机的直接起动与停机。
? 刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘
底板等组成。
? 刀开关的种类很多。按极数（刀片数）分为单极、双极和三
极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄
操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按转换方向分
为单投和双投等。
? 刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断
器熔断而自动切断电路。
? 刀开关的额定电压通常为 250V和 500V,额定电流在 1500A以
下。
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? 安装刀开关时, 电源线应接在静触点上, 负荷
线接在与闸刀相连的端子上 。 对有熔断丝的刀
开关, 负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端,
以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电 。
在垂直安装时, 手柄向上合为接通电源, 向下
拉为断开电源, 不能反装, 否则会因闸刀松动
自然落下而误将电源接通 。
? 刀开关的选用主要考虑回路额定电压, 长期工
作电流以及短路电流所产生的动热稳定性等因
素 。 刀开关的额定电流应大于其所控制的最大
负荷电流 。 用于直接起停 3 kW及以下的三相
异步电动机时, 刀开关的额定电流必须大于电
动机额定电流的 3倍 。
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2、组合开关
? 组合开关又叫转换开关, 是一种转动式的
闸刀开关, 主要用于接通或切断电路, 换
接电源, 控制小型鼠笼式三相异步电动机
的起动, 停止, 正反转或局部照明 。
? 组合开关有若干个动触片和静触片, 分别
装于数层绝缘件内, 静触片固定在绝缘垫
板上, 动触片装在转轴上, 随转轴旋转而
变更通, 断位置 。
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3、按钮
? 按钮主要用于远距离操作继电器, 接触器接通
或断开控制电路, 从而控制电动机或其他电气
设备的运行 。
? 按钮的触点分常闭触点 （ 动断触点 ） 和常开触
点 （ 动合触点 ） 两种 。 常闭触点是按钮未按下
时闭合, 按下后断开的触点 。 常开触点是按钮
未按下时断开, 按下后闭合的触点 。 按钮按下
时, 常闭触点先断开, 然后常开触点闭合；松
开后, 依靠复位弹簧使触点恢复到原来的位置 。
按钮内的触点对数及类型可根据需要组合, 最
少具有一对常闭触点或常开触点 。
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5.1.2 自动电器
1、熔断器
? 熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。
线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或
过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。
? 选择熔体额定电流的方法如下：
（ 1）电灯支线的熔体：熔体额定电流 ≥支线上所有电灯的工作
电流之和。
（ 2）一台电动机的熔体：熔体额定电流 ≥电动机的起动电流
÷ 2.5
如果电动机起动频繁，则为：熔体额定电流 ≥电动机的起动电流
÷ (1.6~2)
（ 3）几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流 =(1.5~2.5)×容
量最大的电动机的额定电流 +其余电动机的额定电流之和
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2、断路器
? 断路器又叫自动空气开关或自动开关, 它的主要特点是
具有自动保护功能, 当发生短路, 过载, 欠电压等故障
时能自动切断电路, 起到保护作用 。
? 断路器主要由触点系统, 操作机构和保护元件 3部分组
成 。 主触点靠操作机构 （ 手动或电动 ） 来闭合 。 开关的
脱扣机构是一套连杆装置, 有过流脱扣器和欠压脱扣器
等, 它们都是电磁铁 。 主触点闭合后就被锁钩锁住 。 在
正常情况下, 过流脱扣器的衔铁是释放着的, 一旦发生
严重过载或短路故障, 线圈因流过大电流而产生较大的
电磁吸力, 把衔铁往下吸而顶开锁钩, 使主触点断开,
起到了过流保护作用 。 欠压脱扣器的工作情况与之相反,
正常情况下吸住衔铁, 主触点闭合, 电压严重下降或断
电时释放衔铁而使主触点断开, 实现了欠压保护 。 电源
电压正常时, 必须重新合闸才能工作 。
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3、行程开关
行程开关也称为位置开关, 主要用于将机械位移变为电信号,
以实现对机械运动的电气控制 。 当机械的运动部件撞击触杆时
,触杆下移使常闭触点断开, 常开触点闭合；当运动部件离开
后, 在复位弹簧的作用下, 触杆回复到原来位置, 各触点恢复
常态 。
4、交流接触器
线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下，
使常开触点闭合，常闭触点断开。
线圈断电后电磁吸引力消失，依靠弹簧使
触点恢复到原来的状态。
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根据用途不同, 交流接触器的触点分主触点和辅助触点两种
。 主触点一般比较大, 接触电阻较小, 用于接通或分断较大
的电流, 常接在主电路中；辅助触点一般比较小, 接触电阻
较大, 用于接通或分断较小的电流, 常接在控制电路 （ 或称
辅助电路 ） 中 。 有时为了接通和分断较大的电流, 在主触点
上装有灭弧装置, 以熄灭由于主触点断开而产生的电弧, 防
止烧坏触点 。
接触器是电力拖动中最主要的控制电器之一 。 在设计它的触
点时已考虑到接通负荷时的起动电流问题, 因此, 选用接触
器时主要应根据负荷的额定电流来确定 。 如一台 Y112M-4三
相异步电动机, 额定功率 4kW,额定电流为 8.8A,选用主触
点额定电流为 10A的交流接触器即可 。 除电流之外, 还应满
足接触器的额定电压不小于主电路额定电压 。
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5、继电器
继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器, 其
种类很多, 有中间继电器, 热继电器, 时间继电器等类型 。
（ 1）中间继电器
中间继电器通常用来传递信号和同时控制多个电路，也可
用来直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继
电器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，与交流接
触器的主要区别是触点数目多些，且触点容量小，只允许
通过小电流。在选用中间继电器时,主要是考虑电压等级
和触点数目。
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（ 2） 热继电器
下层金属膨胀系数大，上层的膨胀系数小。
当主电路中电流超过容许值而使双金属片
受热时，双金属片的自由端便向上弯曲超
出扣板，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点
断开。触点是接在电动机的控制电路中的，
控制电路断开便使接触器的线圈断电，从
而断开电动机的主电路。
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（ 3） 时间继电器
通电延时空气式时间继电器利用空气的阻尼作用达到动作
延时的目的 。 吸引线圈通电后将衔铁吸下, 使衔铁与活塞
杆之间有一段距离 。 在释放弹簧作用下, 活塞杆向下移动
。 在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜, 活塞向下移动时
,膜上面会造成空气稀薄的空间, 活塞受到下面空气的压
力, 不能迅速下移 。 当空气由进气孔进入时, 活塞才逐渐
下移 。 移动到最后位置时, 杠杆使微动开关动作 。 延时时
间即为从电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为
止的这段时间 。 通过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节
延时时间 。
吸引线圈断电后, 依靠复位弹簧的作用而复原 。 空气经出
气孔被迅速排出 。 此时间继电器有两个延时触点：一个是
延时断开的常闭触点, — 个是延时闭合的常开触点, 此外
还有两个瞬动触点 。
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5.2 三相异步电动机
的基本控制电路
通过开关, 按钮, 继电器, 接触器等电器触点的接通或断
开来实现的各种控制叫做继电 -接触器控制, 这种方式构成
的自动控制系统称为继电 -接触器控制系统 。 典型的控制环
节有点动控制, 单向自锁运行控制, 正反转控制, 行程控
制, 时间控制等 。
电动机在使用过程中由于各种原因可能会出现一些异常情
况, 如电源电压过低, 电动机电流过大, 电动机定子绕组
相间短路或电动机绕组与外壳短路等等, 如不及时切断电
源则可能会对设备或人身带来危险, 因此必须采取保护措
施 。 常用的保护环节有短路保护, 过载保护, 零压保护和
欠压保护等 。
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5.2.1 简单起停控制
1、点动控制
( a ) 接线示意图 ( b ) 电气原理图
M
3 ～
SB
S
FU
KM
M
3 ～
S
FU
KM
KM
SB
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M
3 ～
S
FU
KM
KM
SB
合上开关 S,三相电源被引入控制
电路，但电动机还不能起动。按下
按钮 SB,接触器 KM线圈通电，衔
铁吸合，常开主触点接通，电动机
定子接入三相电源起动运转。松开
按钮 SB,接触器 KM线圈断电，衔
铁松开，常开主触点断开，电动机
因断电而停转。
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2、直接起停控制
M
3 ～
S
FU
KM KMSB 2
SB
1
KM
FR
FR
（ 1） 起动过程 。 按下起动按钮 SBl
,接触器 KM线圈通电, 与 SB1并
联的 KM的辅助常开触点闭合, 以
保证松开按钮 SBl后 KM线圈持续
通电, 串联在电动机回路中的 KM
的主触点持续闭合, 电动机连续
运转, 从而实现连续运转控制 。
（ 2） 停止过程 。 按下停止按钮
SB2,接触器 KM线圈断电, 与 SBl
并联的 KM的辅助常开触点断开,
以保证松开按钮 SB2后 KM线圈持
续失电, 串联在电动机回路中的
KM的主触点持续断开, 电动机停
转 。
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与 SBl并联的 KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁 。
图示控制电路还可实现短路保护, 过载保护和零压保护 。
起短路保护的是串接在主电路中的熔断器 FU。 一旦电路
发生短路故障, 熔体立即熔断, 电动机立即停转 。
起过载保护的是热继电器 FR。 当过载时, 热继电器的发
热元件发热, 将其常闭触点断开, 使接触器 KM线圈断电
,串联在电动机回路中的 KM的主触点断开, 电动机停转
。 同时 KM辅助触点也断开, 解除自锁 。 故障排除后若要
重新起动, 需按下 FR的复位按钮, 使 FR的常闭触点复位
（ 闭合 ） 即可 。
起零压 （ 或欠压 ） 保护的是接触器 KM本身 。 当电源暂时
断电或电压严重下降时, 接触器 KM线圈的电磁吸力不足
,衔铁自行释放, 使主, 辅触点自行复位, 切断电源, 电
动机停转, 同时解除自锁 。
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M
3 ～
S
FU
KM
1
SB
3
SB
1
KM
2
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
FR
FR
3、正反转控制
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（ 1） 正向起动过程 。 按下起动按钮 SBl,接触器 KM1线圈通电
,与 SBl并联的 KM1的辅助常开触点闭合, 以保证 KMl线圈持
续通电, 串联在电动机回路中的 KM1的主触点持续闭合, 电动
机连续正向运转 。
（ 2） 停止过程 。 按下停止按钮 SB3,接触器 KMl线圈断电, 与
SBl并联的 KM1的辅助触点断开, 以保证 KMl线圈持续失电,
串联在电动机回路中的 KMl的主触点持续断开, 切断电动机定
子电源, 电动机停转 。
（ 3） 反向起动过程 。 按下起动按钮 SB2,接触器 KM2线圈通电
,与 SB2并联的 KM2的辅助常开触点闭合, 以保证 KM2线圈持
续通电, 串联在电动机回路中的 KM2的主触点持续闭合, 电动
机连续反向运转 。
特别注意 KM1和 KM2线圈不能同时通电，因此不能同时按下
SBl和 SB2,也不能在电动机正转时按下反转起动按钮，或在
电动机反转时按下正转起动按钮。如果操作错误，将引起主
回路电源短路。
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带电气联锁的正反转控制电路
将接触器 KM1的辅助常闭触
点串入 KM2的线圈回路中，
从而保证在 KMl线圈通电时
KM2线圈回路总是断开的；
将接触器 KM2的辅助常闭触
点串入 KM1的线圈回路中，
从而保证在 KM2线圈通电时
KMl线圈回路总是断开的。
这样接触器的辅助常闭触点
KMl和 KM2保证了两个接触
器线圈不能同时通电，这种
控制方式称为联锁或者互锁，
这两个辅助常开触点称为联
锁或者互锁触点。
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
FR
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存在问题, 电路在具体
操作时，若电动机处于
正转状态要反转时必须
先按停止按钮 SB3,使联
锁触点 KMl闭合后按下
反转起动按钮 SB2才能使
电动机反转；若电动机
处于反转状态要正转时
必须先按停止按钮 SB3，
使联锁触点 KM2闭合后
按下正转起动按钮 SBl才
能使电动机正转。
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
FR
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同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路
采用复式按钮，将 SB1
按钮的常闭触点串接在
KM2的线圈电路中；将
SB2的常闭触点串接在
KMl的线圈电路中；这
样，无论何时，只要按
下反转起动按钮，在
KM2线圈通电之前就首
先使 KM1断电，从而保
证 KM1和 KM2不同时通
电；从反转到正转的情
况也是一样。这种由机
械按钮实现的联锁也叫
机械联锁或按钮联锁，
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
KM
1
FR
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5.2.2 行程控制
1、限位控制
M
3 ～
S
FU
KM
KMSB
2
SB
1
KM
SQ
FR
FR
当生产机械的运动
部件到达预定的位
置时压下行程开关
的触杆，将常闭触
点断开，接触器线
圈断电，使电动机
断电而停止运行。
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SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
1
(b ) 自动往返控制电路
SQ
1
SQ
2
KM
2
SQ
2
SQ
1
SQ
2
SQ
1
(a ) 往返运动图
FR
2、自动往返控制
按下正向起动按钮 SB1,电动
机正向起动运行, 带动工作台
向前运动 。 当运行到 SQ2位置
时, 挡块压下 SQ2,接触器
KMl断电释放, KM2通电吸合
,电动机反向起动运行, 使工
作台后退 。 工作台退到 SQl位
置时, 挡块压下 SQl,KM2断
电释放, KM1通电吸合, 电动
机又正向起动运行, 工作台又
向前进, 如此一直循环下去,
直到需要停止时按下 SB3，
KMl和 KM2线圈同时断电释放
,电动机脱离电源停止转动 。
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5.2.3 时间控制
M
3 ～
S
FU
KM
1
KM
2
KM
3
U
1
V
2
V
1
W
2
W
1
U
2
SB
3
KM
1
SB
1
KM
1
KM
2
KM
3
KM
3
KM
1
KM
2
KT
KM
2
KT
FR
FR
星形 -三角形换接起动控制
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按下起动按钮 SBl,时间继电器 KT和接触器 KM2同
时通电吸合, KM2的常开主触点闭合, 把定子绕组
连接成星形, 其常开辅助触点闭合, 接通接触器
KMl。 KMl的常开主触点闭合, 将定子接入电源,
电动机在星形连接下起动 。 KMl的一对常开辅助触
点闭合, 进行自锁 。 经一定延时, KT的常闭触点断
开, KM2断电复位, 接触器 KM3通电吸合 。 KM3的
常开主触点将定子绕组接成三角形, 使电动机在额
定电压下正常运行 。 与按钮 SBl串联的 KM3的常闭辅
助触点的作用是：当电动机正常运行时, 该常闭触
点断开, 切断了 KT,KM2的通路, 即使误按 SB1，
KT和 KM2也不会通电, 以免影响电路正常运行 。 若
要停车, 则按下停止按钮 SB3,接触器 KMl,KM2同
时断电释放, 电动机脱离电源停止转动 。
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5.3 安全用电
5.3.1 触电方式
安全电压, 36V和 12V两种。一般情
况下可采用 36V的安全电压，在非常
潮湿的场所或容易大面积触电的场所，
如坑道内、锅炉内作业，应采用 12V
的安全电压。
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2、间接触电及其防护
间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电 。 虽然危险
程度不如直接触电的情况, 但也应尽量避免 。 防护的方法
是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地, 并装设接
地保护等 。
1、直接触电及其防护
直接触电又可分为单相触电和两相触电 。 两相触电非常危
险, 单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的 。
其防护方法主要是对带电导体加绝缘, 变电所的带电设备
加隔离栅栏或防护罩等设施 。
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5.3.2 接地与接零
电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损
坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施 。
1,保护接地
电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称
为接地 。 可分为工作接地和保护接地两种 。
工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作
而进行的接地, 如三相四线制电源中性点的接地 。
保护接地是为了防止电器设备正常运行时, 不带电的金属外
壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地 。
适用于中性点不接地的低压电网 。
2,保护接零
在中性点接地的电网中, 由于单相对地电流较大, 保护接地
就不能完全避免人体触电的危险, 而要采用保护接零 。 将电
气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫
保护接零 。
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电工电子技术基础
主编 李中发
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?5.2 三相异步电动机的基本控制电路
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5.1 常用控制电器
? 对电动机和生产机械实现控制和保护的电工
设备叫做控制电器 。 控制电器的种类很多,
按其动作方式可分为手动和自动两类 。 手动
电器的动作是由工作人员手动操纵的, 如刀
开关, 组合开关, 按钮等 。 自动电器的动作
是根据指令, 信号或某个物理量的变化自动
进行的, 如各种继电器, 接触器, 行程开关
等 。
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5.1.1 手动电器
1、刀开关
? 刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电路中，
用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用
来控制小容量电动机的直接起动与停机。
? 刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘
底板等组成。
? 刀开关的种类很多。按极数（刀片数）分为单极、双极和三
极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄
操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按转换方向分
为单投和双投等。
? 刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断
器熔断而自动切断电路。
? 刀开关的额定电压通常为 250V和 500V,额定电流在 1500A以
下。
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? 安装刀开关时, 电源线应接在静触点上, 负荷
线接在与闸刀相连的端子上 。 对有熔断丝的刀
开关, 负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端,
以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电 。
在垂直安装时, 手柄向上合为接通电源, 向下
拉为断开电源, 不能反装, 否则会因闸刀松动
自然落下而误将电源接通 。
? 刀开关的选用主要考虑回路额定电压, 长期工
作电流以及短路电流所产生的动热稳定性等因
素 。 刀开关的额定电流应大于其所控制的最大
负荷电流 。 用于直接起停 3 kW及以下的三相
异步电动机时, 刀开关的额定电流必须大于电
动机额定电流的 3倍 。
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2、组合开关
? 组合开关又叫转换开关, 是一种转动式的
闸刀开关, 主要用于接通或切断电路, 换
接电源, 控制小型鼠笼式三相异步电动机
的起动, 停止, 正反转或局部照明 。
? 组合开关有若干个动触片和静触片, 分别
装于数层绝缘件内, 静触片固定在绝缘垫
板上, 动触片装在转轴上, 随转轴旋转而
变更通, 断位置 。
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3、按钮
? 按钮主要用于远距离操作继电器, 接触器接通
或断开控制电路, 从而控制电动机或其他电气
设备的运行 。
? 按钮的触点分常闭触点 （ 动断触点 ） 和常开触
点 （ 动合触点 ） 两种 。 常闭触点是按钮未按下
时闭合, 按下后断开的触点 。 常开触点是按钮
未按下时断开, 按下后闭合的触点 。 按钮按下
时, 常闭触点先断开, 然后常开触点闭合；松
开后, 依靠复位弹簧使触点恢复到原来的位置 。
按钮内的触点对数及类型可根据需要组合, 最
少具有一对常闭触点或常开触点 。
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5.1.2 自动电器
1、熔断器
? 熔断器主要作短路或过载保护用，串联在被保护的线路中。
线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或
过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。
? 选择熔体额定电流的方法如下：
（ 1）电灯支线的熔体：熔体额定电流 ≥支线上所有电灯的工作
电流之和。
（ 2）一台电动机的熔体：熔体额定电流 ≥电动机的起动电流
÷ 2.5
如果电动机起动频繁，则为：熔体额定电流 ≥电动机的起动电流
÷ (1.6~2)
（ 3）几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流 =(1.5~2.5)×容
量最大的电动机的额定电流 +其余电动机的额定电流之和
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2、断路器
? 断路器又叫自动空气开关或自动开关, 它的主要特点是
具有自动保护功能, 当发生短路, 过载, 欠电压等故障
时能自动切断电路, 起到保护作用 。
? 断路器主要由触点系统, 操作机构和保护元件 3部分组
成 。 主触点靠操作机构 （ 手动或电动 ） 来闭合 。 开关的
脱扣机构是一套连杆装置, 有过流脱扣器和欠压脱扣器
等, 它们都是电磁铁 。 主触点闭合后就被锁钩锁住 。 在
正常情况下, 过流脱扣器的衔铁是释放着的, 一旦发生
严重过载或短路故障, 线圈因流过大电流而产生较大的
电磁吸力, 把衔铁往下吸而顶开锁钩, 使主触点断开,
起到了过流保护作用 。 欠压脱扣器的工作情况与之相反,
正常情况下吸住衔铁, 主触点闭合, 电压严重下降或断
电时释放衔铁而使主触点断开, 实现了欠压保护 。 电源
电压正常时, 必须重新合闸才能工作 。
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3、行程开关
行程开关也称为位置开关, 主要用于将机械位移变为电信号,
以实现对机械运动的电气控制 。 当机械的运动部件撞击触杆时
,触杆下移使常闭触点断开, 常开触点闭合；当运动部件离开
后, 在复位弹簧的作用下, 触杆回复到原来位置, 各触点恢复
常态 。
4、交流接触器
线圈通电时产生电磁吸引力将衔铁吸下，
使常开触点闭合，常闭触点断开。
线圈断电后电磁吸引力消失，依靠弹簧使
触点恢复到原来的状态。
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根据用途不同, 交流接触器的触点分主触点和辅助触点两种
。 主触点一般比较大, 接触电阻较小, 用于接通或分断较大
的电流, 常接在主电路中；辅助触点一般比较小, 接触电阻
较大, 用于接通或分断较小的电流, 常接在控制电路 （ 或称
辅助电路 ） 中 。 有时为了接通和分断较大的电流, 在主触点
上装有灭弧装置, 以熄灭由于主触点断开而产生的电弧, 防
止烧坏触点 。
接触器是电力拖动中最主要的控制电器之一 。 在设计它的触
点时已考虑到接通负荷时的起动电流问题, 因此, 选用接触
器时主要应根据负荷的额定电流来确定 。 如一台 Y112M-4三
相异步电动机, 额定功率 4kW,额定电流为 8.8A,选用主触
点额定电流为 10A的交流接触器即可 。 除电流之外, 还应满
足接触器的额定电压不小于主电路额定电压 。
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5、继电器
继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器, 其
种类很多, 有中间继电器, 热继电器, 时间继电器等类型 。
（ 1）中间继电器
中间继电器通常用来传递信号和同时控制多个电路，也可
用来直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继
电器的结构和工作原理与交流接触器基本相同，与交流接
触器的主要区别是触点数目多些，且触点容量小，只允许
通过小电流。在选用中间继电器时,主要是考虑电压等级
和触点数目。
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（ 2） 热继电器
下层金属膨胀系数大，上层的膨胀系数小。
当主电路中电流超过容许值而使双金属片
受热时，双金属片的自由端便向上弯曲超
出扣板，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点
断开。触点是接在电动机的控制电路中的，
控制电路断开便使接触器的线圈断电，从
而断开电动机的主电路。
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（ 3） 时间继电器
通电延时空气式时间继电器利用空气的阻尼作用达到动作
延时的目的 。 吸引线圈通电后将衔铁吸下, 使衔铁与活塞
杆之间有一段距离 。 在释放弹簧作用下, 活塞杆向下移动
。 在伞形活塞的表面固定有一层橡皮膜, 活塞向下移动时
,膜上面会造成空气稀薄的空间, 活塞受到下面空气的压
力, 不能迅速下移 。 当空气由进气孔进入时, 活塞才逐渐
下移 。 移动到最后位置时, 杠杆使微动开关动作 。 延时时
间即为从电磁铁吸引线圈通电时刻起到微动开关动作时为
止的这段时间 。 通过调节螺钉调节进气孔的大小就可调节
延时时间 。
吸引线圈断电后, 依靠复位弹簧的作用而复原 。 空气经出
气孔被迅速排出 。 此时间继电器有两个延时触点：一个是
延时断开的常闭触点, — 个是延时闭合的常开触点, 此外
还有两个瞬动触点 。
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5.2 三相异步电动机
的基本控制电路
通过开关, 按钮, 继电器, 接触器等电器触点的接通或断
开来实现的各种控制叫做继电 -接触器控制, 这种方式构成
的自动控制系统称为继电 -接触器控制系统 。 典型的控制环
节有点动控制, 单向自锁运行控制, 正反转控制, 行程控
制, 时间控制等 。
电动机在使用过程中由于各种原因可能会出现一些异常情
况, 如电源电压过低, 电动机电流过大, 电动机定子绕组
相间短路或电动机绕组与外壳短路等等, 如不及时切断电
源则可能会对设备或人身带来危险, 因此必须采取保护措
施 。 常用的保护环节有短路保护, 过载保护, 零压保护和
欠压保护等 。
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5.2.1 简单起停控制
1、点动控制
( a ) 接线示意图 ( b ) 电气原理图
M
3 ～
SB
S
FU
KM
M
3 ～
S
FU
KM
KM
SB
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M
3 ～
S
FU
KM
KM
SB
合上开关 S,三相电源被引入控制
电路，但电动机还不能起动。按下
按钮 SB,接触器 KM线圈通电，衔
铁吸合，常开主触点接通，电动机
定子接入三相电源起动运转。松开
按钮 SB,接触器 KM线圈断电，衔
铁松开，常开主触点断开，电动机
因断电而停转。
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2、直接起停控制
M
3 ～
S
FU
KM KMSB 2
SB
1
KM
FR
FR
（ 1） 起动过程 。 按下起动按钮 SBl
,接触器 KM线圈通电, 与 SB1并
联的 KM的辅助常开触点闭合, 以
保证松开按钮 SBl后 KM线圈持续
通电, 串联在电动机回路中的 KM
的主触点持续闭合, 电动机连续
运转, 从而实现连续运转控制 。
（ 2） 停止过程 。 按下停止按钮
SB2,接触器 KM线圈断电, 与 SBl
并联的 KM的辅助常开触点断开,
以保证松开按钮 SB2后 KM线圈持
续失电, 串联在电动机回路中的
KM的主触点持续断开, 电动机停
转 。
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与 SBl并联的 KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁 。
图示控制电路还可实现短路保护, 过载保护和零压保护 。
起短路保护的是串接在主电路中的熔断器 FU。 一旦电路
发生短路故障, 熔体立即熔断, 电动机立即停转 。
起过载保护的是热继电器 FR。 当过载时, 热继电器的发
热元件发热, 将其常闭触点断开, 使接触器 KM线圈断电
,串联在电动机回路中的 KM的主触点断开, 电动机停转
。 同时 KM辅助触点也断开, 解除自锁 。 故障排除后若要
重新起动, 需按下 FR的复位按钮, 使 FR的常闭触点复位
（ 闭合 ） 即可 。
起零压 （ 或欠压 ） 保护的是接触器 KM本身 。 当电源暂时
断电或电压严重下降时, 接触器 KM线圈的电磁吸力不足
,衔铁自行释放, 使主, 辅触点自行复位, 切断电源, 电
动机停转, 同时解除自锁 。
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M
3 ～
S
FU
KM
1
SB
3
SB
1
KM
2
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
FR
FR
3、正反转控制
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（ 1） 正向起动过程 。 按下起动按钮 SBl,接触器 KM1线圈通电
,与 SBl并联的 KM1的辅助常开触点闭合, 以保证 KMl线圈持
续通电, 串联在电动机回路中的 KM1的主触点持续闭合, 电动
机连续正向运转 。
（ 2） 停止过程 。 按下停止按钮 SB3,接触器 KMl线圈断电, 与
SBl并联的 KM1的辅助触点断开, 以保证 KMl线圈持续失电,
串联在电动机回路中的 KMl的主触点持续断开, 切断电动机定
子电源, 电动机停转 。
（ 3） 反向起动过程 。 按下起动按钮 SB2,接触器 KM2线圈通电
,与 SB2并联的 KM2的辅助常开触点闭合, 以保证 KM2线圈持
续通电, 串联在电动机回路中的 KM2的主触点持续闭合, 电动
机连续反向运转 。
特别注意 KM1和 KM2线圈不能同时通电，因此不能同时按下
SBl和 SB2,也不能在电动机正转时按下反转起动按钮，或在
电动机反转时按下正转起动按钮。如果操作错误，将引起主
回路电源短路。
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带电气联锁的正反转控制电路
将接触器 KM1的辅助常闭触
点串入 KM2的线圈回路中，
从而保证在 KMl线圈通电时
KM2线圈回路总是断开的；
将接触器 KM2的辅助常闭触
点串入 KM1的线圈回路中，
从而保证在 KM2线圈通电时
KMl线圈回路总是断开的。
这样接触器的辅助常闭触点
KMl和 KM2保证了两个接触
器线圈不能同时通电，这种
控制方式称为联锁或者互锁，
这两个辅助常开触点称为联
锁或者互锁触点。
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
FR
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存在问题, 电路在具体
操作时，若电动机处于
正转状态要反转时必须
先按停止按钮 SB3,使联
锁触点 KMl闭合后按下
反转起动按钮 SB2才能使
电动机反转；若电动机
处于反转状态要正转时
必须先按停止按钮 SB3，
使联锁触点 KM2闭合后
按下正转起动按钮 SBl才
能使电动机正转。
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
FR
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同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路
采用复式按钮，将 SB1
按钮的常闭触点串接在
KM2的线圈电路中；将
SB2的常闭触点串接在
KMl的线圈电路中；这
样，无论何时，只要按
下反转起动按钮，在
KM2线圈通电之前就首
先使 KM1断电，从而保
证 KM1和 KM2不同时通
电；从反转到正转的情
况也是一样。这种由机
械按钮实现的联锁也叫
机械联锁或按钮联锁，
SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
2
KM
2
KM
2
KM
1
KM
1
FR
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5.2.2 行程控制
1、限位控制
M
3 ～
S
FU
KM
KMSB
2
SB
1
KM
SQ
FR
FR
当生产机械的运动
部件到达预定的位
置时压下行程开关
的触杆，将常闭触
点断开，接触器线
圈断电，使电动机
断电而停止运行。
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SB
3
SB
1
SB
2
KM
1
KM
1
KM
2
KM
2
KM
1
(b ) 自动往返控制电路
SQ
1
SQ
2
KM
2
SQ
2
SQ
1
SQ
2
SQ
1
(a ) 往返运动图
FR
2、自动往返控制
按下正向起动按钮 SB1,电动
机正向起动运行, 带动工作台
向前运动 。 当运行到 SQ2位置
时, 挡块压下 SQ2,接触器
KMl断电释放, KM2通电吸合
,电动机反向起动运行, 使工
作台后退 。 工作台退到 SQl位
置时, 挡块压下 SQl,KM2断
电释放, KM1通电吸合, 电动
机又正向起动运行, 工作台又
向前进, 如此一直循环下去,
直到需要停止时按下 SB3，
KMl和 KM2线圈同时断电释放
,电动机脱离电源停止转动 。
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5.2.3 时间控制
M
3 ～
S
FU
KM
1
KM
2
KM
3
U
1
V
2
V
1
W
2
W
1
U
2
SB
3
KM
1
SB
1
KM
1
KM
2
KM
3
KM
3
KM
1
KM
2
KT
KM
2
KT
FR
FR
星形 -三角形换接起动控制
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按下起动按钮 SBl,时间继电器 KT和接触器 KM2同
时通电吸合, KM2的常开主触点闭合, 把定子绕组
连接成星形, 其常开辅助触点闭合, 接通接触器
KMl。 KMl的常开主触点闭合, 将定子接入电源,
电动机在星形连接下起动 。 KMl的一对常开辅助触
点闭合, 进行自锁 。 经一定延时, KT的常闭触点断
开, KM2断电复位, 接触器 KM3通电吸合 。 KM3的
常开主触点将定子绕组接成三角形, 使电动机在额
定电压下正常运行 。 与按钮 SBl串联的 KM3的常闭辅
助触点的作用是：当电动机正常运行时, 该常闭触
点断开, 切断了 KT,KM2的通路, 即使误按 SB1，
KT和 KM2也不会通电, 以免影响电路正常运行 。 若
要停车, 则按下停止按钮 SB3,接触器 KMl,KM2同
时断电释放, 电动机脱离电源停止转动 。
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5.3 安全用电
5.3.1 触电方式
安全电压, 36V和 12V两种。一般情
况下可采用 36V的安全电压，在非常
潮湿的场所或容易大面积触电的场所，
如坑道内、锅炉内作业，应采用 12V
的安全电压。
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2、间接触电及其防护
间接触电主要有跨步电压触电和接触电压触电 。 虽然危险
程度不如直接触电的情况, 但也应尽量避免 。 防护的方法
是将设备正常时不带电的外露可导电部分接地, 并装设接
地保护等 。
1、直接触电及其防护
直接触电又可分为单相触电和两相触电 。 两相触电非常危
险, 单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的 。
其防护方法主要是对带电导体加绝缘, 变电所的带电设备
加隔离栅栏或防护罩等设施 。
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5.3.2 接地与接零
电气设备的保护接地和保护接零是为了防止人体接触绝缘损
坏的电气设备所引起的触电事故而采取的有效措施 。
1,保护接地
电气设备的金属外壳或构架与土壤之间作良好的电气连接称
为接地 。 可分为工作接地和保护接地两种 。
工作接地是为了保证电器设备在正常及事故情况下可靠工作
而进行的接地, 如三相四线制电源中性点的接地 。
保护接地是为了防止电器设备正常运行时, 不带电的金属外
壳或框架因漏电使人体接触时发生触电事故而进行的接地 。
适用于中性点不接地的低压电网 。
2,保护接零
在中性点接地的电网中, 由于单相对地电流较大, 保护接地
就不能完全避免人体触电的危险, 而要采用保护接零 。 将电
气设备的金属外壳或构架与电网的零线相连接的保护方式叫
保护接零 。
