第 2章 继电器 — 接触器控制系统
? 2.1 电器基础知识
2.2 电气控制线路基本环节
2.3 电动机的保护环节
2.4 电气控制线路设计的常见问题
2.5 电气控制线路的一般设计方法
2.6设计举例
习题与思考题 2
? 机床不仅需要有电动机拖动。而且还需要一套控制装
置，即各类电器，用以实现各种工艺要求。电器就是
控制电的器具，它能接通或断开电路以实现电路或非
电对象的切换、控制、保护和调节。机床中的控制电
器多居低压电器．它是指工作在交直流 1200v以下的电
路中的电气设备。
? 电器的种类很多，分类的方法也很多。按用途可分以
下三类：
? (1)信号及控制电器 用于发送控制指令及实现控
制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开
关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、
速度继电器。
? (2)执行电器 用于完成传动或实现某种动作的电器。
如：接触器、电磁阔、电磁离合器。
? (3)保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。如：
溶断器、热继电器、电流 (压 )继电器。
1．信号及控制电器
? （ 1）非自动切换信号及控制电器
? 1)按钮（ SB） 按钮的作用是发布命令，控制其他电器的
动作，短时接通或断开小电流。在控制电路中用于远距
离操纵接触器、继电器等从而控制电动机的起动、反转、
停止。常态时，动断 (常闭 )触点闭合，动合 (常开 )触点断
开。按下按钮，动断 (常闭 )触点断开，动合 (常开 )触点闭
合，松开按钮，在复位弹簧作用下使触点复位。为避免
误动作，将钮帽做成不同的颜色来区别，如以红色作为
停止按钮，绿色作为起动按钮。。按钮的选择根据所需
的触点数、触点型式及颜色选用。
? 2)刀开关（ Q） 刀开关又名闸刀，主要用于接通和切断
长期工作设备的电源。刀开关的种类很多，根据通路的
数量可分为单极、双极和三极。一般刀开关的额定电压
不超过 500V。额定电流有 10A到上千安培多种等级，有
的刀开关附有熔断器。主要根据电源种类、电压等级、
工作电流、所需极数选择刀开关。
? 3) 行程开关（ ST） 行程开关又称为限位开关。是一种
根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于反
映机构的运动方向或所在位置，可实现行程控制及极
限位置的保护。行程开关分为有触点式和无触点式两
种，常见无触点式行程开关为高频振荡型接近开关，
它是由装在运动部件上的一个金属片接近或离开振荡
线圈来实现控制的。接近开关有使用寿命长、操作频
率高、定位精度好、反应迅速的特点，有触点行程开
关动作原理与按钮类似，动作时碰按行程开关的顶杆。
按结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直动式
结构简单，因其触点的分合速度取决于挡块的移动速
度，当挡块的移动速度低于 0.4m／ min时，触点切断太
慢，使电弧在触点上停留太长，易于烧蚀触点。此时
可以选用有盘形弹簧机构能瞬时动作的滚轮式行程开
关，其特点是通断时间不受挡块的移动速度的影，动
作快；缺点是结构复杂，价格高。为克服直动式结构
的问题，还可以选用有弯片状弹簧的微动式行程开关，
这种行程开关更为灵巧，敏捷，缺点是不耐用。
（ 2）自动切换信号及控制电器
? 自动切换信号及控制电器是指主要借助电磁力或某个
物理量的变化自动进行切换的电器，如电磁继电器等。
继电器主要用于传递控制信号，其触点通常接控制电
路中。继电器种类很多，电气控制系统中常用的主要
有电磁式中间继电器、速度继电器、时间继电器。继
电器的工作特点是阶跃式的输入输出特性，
见图 2-1。当继电器输入量由零增加到 x2以前，继电器
输出为零；当输入量 x增加到 x2时，继电器吸合，通过
其触点的输出量突变为 y1并保持不变。若 x再增加，输
? 出 y1不变。当 x减少到 x1时，继电器释放。输出 y从 y1
降到零。 x再小，输出仍为零。
图 2-1继电器特性曲线
? 1)中间继电器（ K） 中间继电器也是一种电压继电器，
其主要用途是进行电路的逻辑控制或实现触点的转换
和扩展 (增加触点的数量和容量 )，故触点的数量多 (可
多达六对或更多 )，触点通断电流大 (额定电流 5A～
10A)，动作灵敏 (功作时间小于 0.5s)。
? 2)速度继电器（ KS） 速度继电器是测量转速的元件。
它能反映转动的方向以及是否停转、因此广泛用于异
步电动机的反接制动中。其结构和工作原理与笼型电
动机类似，主要有转子、定子和触点三部分。其中转
子是圆柱形永磁铁，与被控旋转机构的轴连接，同步
旋转。定于是笼形空心圆环，内装有笼形绕组、它套
在转子上，可以转动一定的角度。当转子转动时，在
绕组内感应出电动势和电流，此电流和磁场作用产生
扭矩使定子柄向旋转方向转动、拨动簧片使触点闭合
或断开。当转子转速接近零 (约 100r/min)，扭矩不足
于克服定子柄重力．触点系统恢复原态。 JYl速度继
电器结构原理图 如图 2-2所示 。
图 2-2 JYl速度继电器结构原理图
(1.转子 2轴 3.定子 4.绕组 5.定子柄 6.静触点 7.动触点 8.簧片 )
2,执行电器
? 3)时间继电器（ KT） 时间继电器是用来定时的电器件。
按工作方式可分为通电延时动作型和断电延时动作型两类；
按动作原理分为空气阻尼型、电磁式、电动机式、半导体
式。常见空气阻尼型时间继电器有 JS7-A 型。延时范围为
0.4～ 180s。
接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动
切换电器 。 它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器, 适用
于频繁操作, 远距离控制强电电路, 并具有低压释放的保护性
能 。 接触器通常分为交流接触器和直流接触器 。 其主要结构包
括触点系统, 电磁机构, 灭弧机构以及反作用弹簧等 。 其工作
原理是当线圈得电后, 衔铁被吸合, 带动三对主触点闭合, 接
通电路, 辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后, 衔铁被释放,
三对主触点复位, 电路断开, 辅助触点也断开或闭合 。 选择接
触器主要考虑以下参数,（ 1)触点通断电源种类：交流或直流；
（ 2)主触点额定电压和电流； （ 3)辅助触点种类, 数量及触点
额定电流； （ 4)电磁线圈的电源, 种类及频率 。
? (2) 电磁阀
电磁阀由阀体和电磁铁组成，在气动或液动的系
统中用来控制流向、流速与通断。阀门的开闭由电
磁铁推动滑阀移动操纵的，即控制电磁铁就是控制
电磁阀。电磁阀一般无辅助触点，需借助中间继电
器传递逻辑关系。电磁阀的结构性能用其位置数和
通路数表示，“位”是指滑问位置，“通”是指流
体的通道数，常用的有两位三通、两位四通、三位
五通等。两位四通电磁阀结构图和功能符号如图 2-3
所示。
图 2-3 二位四通电磁阀结构图和功能符号
3．保护电器
? (1) 熔断器 (FU)
熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切
断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管组成。其
中熔体既是敏感元件又是执行元件。由易溶金属制成，
熔断管用瓷、玻璃或硬制纤维制成。
熔断器种类很多，常见有,插入式、螺旋式、封闭管式
和自复式。选择熔断器，主要选择熔断器的额定电压、
熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。对没有冲击
电流的电路，熔体的额定电流应稍大于线路工作电流，
对有冲击电流的电路，熔体的额定电流应取为最大电
流的 0.4倍。
? (2) 热继电器（ KR）
热继电器是利用电流热效应原理进行 ]作的 — 种保
护电器、它在电路中主要 用于过载保护。电动机具备
一定的过载能力，在实际运行中，只要过载不严重，
时间较短，温升不超过容许值，电动机仍能工作。若
过载严重，时间长，使电动机温升过高，会老化绕组
绝缘，严重时还会使绕组烧毁，因此电动机长时间工
作需过载保护装置。但热继电器有惯性、对短时间大
电流不会立即动作、不能用于短路保护。热继电器的
选挥主要是根据电动机的额定电流来确定型号与规格，
热继电器元件的额定电流应接近或赂大于电动机的额
定电流。在一般情况下，可选用两相结构的热继电器。
在恶劣工作环境可选用三相结构的热继电器。
? (3) 电流 (电压 )继电器
电流继电器的作用是反映电路中电流的变化，需将
其线圈串在被测电路中，为不影响电路正常工作，要
求线圈的匝数少、导线粗、阻抗小。电压继电器的作
用是反映电路中电压的变化，和电流继电器相比其线
圈要并联在被测电路，故要求线圈的匝数多、导线细。
电流 (电压 )继电器主要用于保护电路中，按其用途又可
分为过电流 (电压 )继电器和欠电流 (电压 )继电器。前者
是电流或电压超过规定值时衔铁吸合，后者是电流或
电压低于规定值时衔铁释故。
2.2 电气控制线路基本环节
? 1．电路控制线路的绘制原则
电气线路根据电流和电压的大小可分为主电路和控
制电路。主电路是流过大电流或高电压的电路，如电
动机所在的电路；控制电路是流过小电流或低电压的
电路，如接触器和继电器的线圈所在电路以及耗能低
的保护电路、联锁电路。电气控制线路的表示方法有
三种：
(1) 电气设备安装图
表示各种电气设备在机床、机械设备和电气控制拒
的实际安装位置。各电气元件的安装位置是由机床结
构和工作要求决定的，如电动机要和被拖动的机械部
件在一起，行程开关应放在要取得信号的地方，操作
元件放在操作方便的地方，一般电气元件放在电气控
制拒内。
(2) 电气设备接线图
表示电气设备之间实际接线情况。绘制接线图时应把各
电器的各个部分 (如触点与线圈 )画在一起，文字符号、元
件连接顺序、线路号码编制必须与电气原理图一致。电气
设备接线图和安装图用于安装接线、检查维修和施工。
(3）电气控制原理图
电气控制原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各
电气元件的作用和相互关系，而不考虑电气设备的实际安
装位置和实际接线情况。在绘制电气控制原理图时，一般
应遵循以下原则 (以图 2-4为例 )：
1)所有电动机、电器等元件都应采用国家最新统一规定
的图形符号和文字符号来表示。
2)电器控制线路分主电路和控制电路。一般主电路画在
左侧或上方，控制电路画在右侧或下方。
3)同一电路的不同部分 (如线圈、触点 )分散在图中不同部
位。
4)电气控制线路的全部触点均按,平常状态”给出，
“平常状态”对于接触器、继电器等是指线圈未通电时的
触点状态，对按钮行程开关等是指没有受到外力时的触点
状态。
2,电气控制线路基本环节
? 任何一个复杂的电气控制线路、总是由一些基本的控
制环节、辅助环节和保护环节组成，根据生产工艺的
要求，按照一定的规律组合起来的。因此，掌握这些
基本的控制环节是学习和设计复杂电气控制电路的基
础。
（ 1）点动、长动和停车
? 机床常常需要试车或调整对刀，刀架、横梁、立柱需快
速移动等，此时需要所谓的“点动”动作，即按下按钮，
电动机转动，带动生产机械运动；放开按钮，电动机停转，
生产机械就停止运动。如图 2-4正常工作时又要求连续工作，
按下启动按钮，接触器 KM的线圈通电，其主控触点 KM吸合，
电动机启动，此时辅助触点也吸合；若松开按钮，接触器
KM线圈通过其辅助触点可以继续保持通电，维持其吸合状
态，电动机继续转动。这里是用接触器的辅助触点 KM来代
替按钮闭合导通回路。这种利用接触器本身的触点来使其
线圈保持长期通电的环节、叫“自锁（保）环节”。要停
车时，按下停车按钮，接触器 KM的线圈失电，主触点断开，
电动机失电停转。长动与点动的主要区别是电器能否自锁。
? 如果生产机械既要能点动又要能连续工作。则可以采
用图 2-5电路来实现。正常起动时，按下起动按钮 SB2，接
触器 KM1带电并自保，需点动工作时，按下点动按钮 SB3，
其常开触点闭合，接触器 KM1通电，但 SB3的常闭触点将 KM
的自钡电路切断，手 — 离外按钮，接触器 KM1失电，从而实
现了点动控制。
图 2-4 双向起动反接制动控制电路
A B C
K
M
1
F
U
1
Q 1
L 1 L 2 L 3
2 2 0 V
FR 1
F
U
2
KA 3 KM 1
M
3~
KA 4 KM 2 KA 1 KA 2 KM 3
KA 4 KM 2 KA 3 KM
1
K
M
1
K
A
1
-
2
K
M
2
K
A
2
K
A
4
K
A
3
-
3
K
A
3
-
1
K
A
3
-
2
K
A
2
S
B
2
K
A
4
K
A
4
K
A
1
-
3
Q
2
-
1
Q
2
-
2
K
A
2
K
A
1
-
1
K
M
3
R R
K
M
2
K
M
3
Q 2
FU 4
F
U
3
图 2-5 既可点动又可自锁控制线路
（ 2）多点控制
在大型机床设备中，为了操作方便或安全起见，常用到多
点控制。这时的电气控制线路、即使较复杂，常常也是动
合和动断触点串联或并联组合而成。现把它们的相互关系
归纳为以下几个方面：
1)动合触点串联 当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈
得电动作，可用几个常开触点与线圈串联的方法实现。
2)动合触点并联 当在几个条件中、只要求具备其中任一条件，
所控制的继电器线圈就能得电，这可以通过几个动合触点
并联来实现。
3)动断触点串联 当几个条件仅具备一个时，被控制电器线圈
就断电，可用几个动断触点与被控制电器线圈串联的方法
来实现。
4)动断触点并联 当要求几个条件都具备时、电器线圈才断
电，可用几个动断触点并联，再与被控制的电器线圈串联
的方法来实现。
图 2-6为两地点控制的电路图。
图 2-6两地点控制
图 2-7起动顺序控制
图 2-8 停止顺序控制
? （ 3）联锁和互锁
1）联锁 在机床控制线路中，常要求电动机或其他电器
有一定的得电顺序。某些机床主轴须在液压泵工作后
才工作；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有足够
的润滑油；在铣床旋转后，工作台方可移动。这种先
后顺序关系称为联锁。
2）互锁 在机床控制制线路中，要求两个或多个电器不
能同时得电动作，相互之间有排他性，这种关系称为
互锁。如控制电动机的正反转的两个接触器如同时得
电，将导致电源短路。在比较复杂的机床中，不仅运
动方向上有互锁关系，各运动之间也有互锁关系。故
常用操作手柄和行程开关形成机械和电气双重互锁。
（ 4）电动机正反向工作自动控制
因大多数机床的主铀或进给运动都需要两个方向运行，
故要求电动机能够正反转。我们知道，只要把电动机定子
二相绕组任意两相调换一下接到电源上去，电动机定子相
序即可改变，从而电动机就可改变转向了。如果我们用两
个接触器 KM1和 KM2来完成电动机定子绕组相序的改变，
那么控制这两个接触器 KMl和 KM2来实现正转与反转的启
动和转换控制线路就是正反转控制线路。见图 2-9。
从图 2-9主回路上看，如果 KMl和 KM2同时接通，就会造
成主回路的短路，故需要应用前述的互锁环节，即两线圈
动断触点互相串联在对方的控制回路中，这样当一方得电
时，由于其动触点打开，使另一方线圈不能通电，此时即
使按下按钮，也不能造成短路。
从图 2-9中可以看出，如果电动机正在正转，想要反转，
需先停止正转，然后才能启动反，显然操作不方便。可以
使用复合按钮解决这一问题，正反转可以直接切换，使用
复合按钮同时还可以起到互锁作用。这是由于按下 SB2时，
只有 KMl可得电动作，同时 KM 2回路被切断。同理按下
sB3时，只有 KM2可得电动作，同时 KMl回路被切断。
图 2-9 接触器互锁正反转控制
但只用按钮进行联锁，而不用接触器动断触点之间
的联锁，是不可靠的。在实际中可能出现这样的情况，
由于负载短路或大电流的长期作用，接触器的主触点
被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的机构失
灵，使衔铁卡住总是在吸合状态，这都可能使主触点
不能断开，这时如果另一接触器动作，就会造成电源
短路事故。如果用的是接触器动断触点进行联锁．不
论什么原因，只要一个接触器是吸合状态，它的联锁
动断触点就必然将另一接触器线圈电路切断，这就能
避免事故的发生。图 2-10 按钮和接触器双重联锁正反
转控制线路。
图 2-10 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路
2.3电动机的保护环节
? 短路保护、过电流保护、故保护及欠电压保护等。
? 1．短路保护
当电动机绕组的绝缘、导线的绝缘损坏时，或电气线
路发生故障时，例如正转接触器的主触点未断开而反转
接触器的主触点闭合都会产生短路现象。此时，电路中
会产生很大的短路电流，它将导致产生过大的热量，使
电动机、电器和导线的绝缘损坏。因此、必须在发生短
路现象时立即将电源切断。常用的短路保护元件是熔断
器和断路器。 熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当
电路发生短路或严重过载时，它自动熔断，从而切断电
路，达到保护的目的。断路器 (俗称自动开关 )，它有短路、
过载和欠电压保护功能。通常熔断器比较适用于对动作
准确度要求不高和自动化程度较差的系统中。在发生短
路时很可能造成一相熔断器熔断，造成单相运行；但对
于断路器只要发生短路就会自动跳闸，将三相电路同时
切断。断路器结构复杂，广泛用于要求较高的场合。
? 2．过电流保护
由于不正确的起动和过大的负载转矩以及频繁的反接
制动，都会引起过电流。为了限制电动机的起动或制动电
流过大，常常在直流电动机的电枢回路中或交流绕线转子
电动机的转子回路中串入附加的电阻。若在起动或制动时，
此附加电阻已被短接，就会造成很大的起动或制动电流。
另外，电动机的负载剧烈增加，也要引起电动机过大的电
流，过电流的危害与短路电流的危害一样，只是程度上的
不同，过电流保护常用断路器或电磁式过电流继电器。将
过电流继电器串联在被保护的电路中，当发生过电流时，
过电流继电器 KA线圈中的电流达到其动作值，于是吸动衔
铁，打开其常闭触点，使接触器 KM释放，从而切断电源。
这里过电流继电器只是一个检测电流大小的元件，切断过
电流还是靠接触器。如果用断路器实现过电流保护．则检
测电流大小的元件就是断路器的电流检波线圈，而断路器
的主触点用以切断过电流。
?3．热保护
热保护又称长期过载保护。所谓过载是指电动机的电流
大于其额定电流。造成过载的原因很多，如负载过大、三相
电动机单相运行、欠电压运行等。当长期过载时，电动机发
热，使温度超过允许值，电动机的绝缘材料就要变脆，寿命
降低、严重时使电动机损坏，因此必须予以保护。常用的过
载保护元件是热继电器。 热继电器可以满足这样的要求：
当电动机为额定电流时，电动机为额定温升，热继电器不动
作；在过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作；
过载电流较大时，热继电器则经过较短时间就会动作。
由于热惯性的原因，热继电器不会因电动机短时过载冲
击电流或短路电流而立即动作。所以在使用热继电器作过载
保护的同时，还必须设有短路保护，并且选作短路保护的熔
断器熔体的额定电流不应超过 4倍热继电器发热元件的额定
电流。
? 4．欠电压与零电压保护
当电动机正在运行时，如果电源电压因某种原因消
失，为了防止电源恢复时电动机自行起动的保护称为
零电压保护，零电压保护常选用零压保护继电器 KHV。
当电动机正常运行时，电源电压过分地降低将引起一
些电器释放，造成控制线路不正常工作，可能产生事
故。因此，需要在电源电压降到一定允许值以下时，
将电源切断，这就是欠电压保护。欠电压保护常用电
磁式欠电压继电器 K当电动机正常运行时，电源电压过
分地降低将引起一些电器释放，造成控制线路不正常
工作，可能产生事故。因此，需要在电源电压降到一
定允许值以下时，将电源切断，这就是欠电压保护。
欠电压保护常用电磁式欠电压继电器 KV来实现。欠电
压继电器的线圈跨接在电源两相之间，电动机正常运
行时，当线路中出现欠电压故障或零压时，欠电压继
电器的线圈 KV得电，其常闭触点打开，接触器 KM释
放，电动机被切断电源。对于按钮起动并具有自锁环
节的电路，本身已具有零电压保护功能，不必再考虑
零电压保护。
2.4 电气控制线路设计的常见问题
? 通过前面的学习，我们已经知道可将电器元件的动合，
动断触点进行种组合，形成基本控制环节，可满足各
种控制要。从前面的讨论还可以看出，机床控制过程
的开始和结束、以及中间状态的转换都是借助于按动
按钮 (人工 )实现的，而实际系统中还经常伴随着行程
(位置 )、时间、电流 (力或转矩 )、速度等物理量的变化。
如何根据这些物理量的变化而实现自动控制呢?关键是
将这些物理量 (模拟量 )用相应的检测装置转换成开关量
并应用于控制线路中。我们在本节中将对此进行讨论。
? 1．行程控制线路
行程控制就是按照被控制对象的位置变化进行控制。
行程控制需要行程开关来实现，当运动部件到达某一
位置或在某一段距离内时，行程开关动作并使其动台
触点闭台，动断触点断开。其控制线路如图 2-11a）所
示。
? 在图 2-11a）所示的控制线路中，行程开关 ST1的动断
触点串联在 KM1控制电路中，而它的动合触点是与
KM2的起动控制按钮 SB2并联、这样当工作台由 KM1
控制前进到一定位置碰触到 ST1时，由于 ST1断触点受
压断开,KM1失电，工作台停止前进；而 ST1动合触
点受压闭合，起动 KM2,KM2得电自锁，控制工作台
自动退回；当退至原位触碰 ST2时,ST2动断触点断开，
又使 KM2关断，使工作台停止后退。继而 ST2动合触
点闭合又重新起动 KM1，使工作台再次前进；即实现
了工作台的自动往复工作。
2．时间控制线路
? 时间继电器具有延时动作触点，以这种触点发出的开
关信号作为受控系统的转换信号，是时间控制线路的
关键。时间继电器有通电延时型和断电延时型两类。
? 图 2-13是时间继电器控制串电阻降压起动控制线路。
起机时按起动按纽 SB1,KM1得电自保，电动机串电
阻降压起动；同时 KT1得电工作计时；当计时时间到，
其延时闭合的常开接点闭合,KM3得电自保，切断串
联起动电阻，同时切断 KM1和 KT1供电电源。完成电
动机的串电阻降压起动。
图 2-13 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路
图 2-14为三相异步电动机 Y-Δ降压起动的主回路及控制线
路,KT为得电延时型时间继电器。在正常运行时，电动机
定子绕组是连接成三角形的，起动时把它连接成星形，起
动完成后再恢复成三角形。从主回路可知 KM1和 KM2主触
点闭合，使电动机接成星形，并且经过一段延时后 KM2主
触点断开,KM1和 KM3主触点闭合再接成三角形，从而完
成降压起动，而后再自动转换到正常速度运行。
? 控制线路的工作过程是：按下 SB2,KMl得电自锁,KMl
在电动机运转期间始终得电； KM2和时间继电器 KT1也同
时得电，电动机 Y接起动。延时一段时间后,KT1延时触
点动作，首先是延时动断触点断开，使 KM2失电．主回路
中 KM2主触点断开，电动机起动过程结束；随之 KM2互锁
触点复位,KT1延时动合触点闭合，使 KM3得电自锁，且
其互锁触点断开，又使 KT1线圈失电,KM2不容许再得电。
电动机进入 Δ接线正常运行状态。
图 2-14 时间继电器控制 Y-Δ降压起动控制线路
图 2-15 时间继电器控制交流电动机能耗制动控制线路
? 图 2-15是时间继电器控制的交流电动机能耗制动
控制线路图。三相异步电动机的能耗制动是在电
动机定子绕组交流电源被切断后，在定于两相绕
组间加进直流电源，产生一个恒定磁场，利用惯
性转动的转子切割其磁力线所产生的转子电流在
磁场中受力，从而产生制动力矩使电动机快速地
停车
? 在图 2-15控制线路中,SB1用于起动,SB2用于
制动,KM2为制动用接触器。若在电动机正在运
行时，按下 SB2,KM1断电，切除交流运行电源。
制动接触器 KM2及时间继电器 KT1得电,KM2得
电自锁使直流电接入主回路进行能耗制,KT1得
电开始计时。当速度接近零时，延时时间到，KT1的延时动断触点打开,KM2失电，主回路中
KM2主触点打开，切断直流电源，制动结束。
图 2-16是时间继电器控制的双速电动机自动加速控制
电路图。双速电动机在机床，诸如车床、铣床等中都有
较多应用。双速电动机是由改变定子绕组的磁极对数来
改变其转速的。如图 2-16主电路所示，若将出线端 1,2、
3接电源,4,5,6悬空。每相绕组中两线圈串联，有四
个极对数，低速运行；如将出线端 1,2,3短接,4,5、
6接电源，每相绕组中两线圈并联，极对数减半，有两
个极对数，高速运行。起动时，按起动按纽 SB2,KT2
立即得电,KM1,KA1得电自保，电动机低速起动；
KA1得电后,KT2失电并开始计时；当延时时间到，
KM1失电,KM2得电，电动机高速运行；自动完成加速
控制双速电动机的加速控制。
图 2-16时间继电器控制双速电动机自动加速控制电路
3．速度控制
? 图 2-15为一双向反接制动的电气控制线路。按下正向起动
按钮 SB2，接触器 KM1吸合并自保，电动机正转。当电动
机正转时．正向速度继电器 KSl常闭触点打开，常开触点
闭合，为制动做好准备。由于 KM1互锁触点作用,KM2
不会通电。欲使电动机停转，按一下停止按钮 SB1,KMl
停电释放，反向接触器 KM2立即吸合。电动机定子电源
反相序，因而是反接制动，转速迅速下降，当转速接近零
时，速度继电器的正向常开触点 KS1断开,KM2断电释放，
反接制动结束。
? 问题：在停车期间、如遇调整、对刀等，需用手转动机床
主轴，则速度继电器的转子也将随着转动，其动合触点闭
合，反向接触器得电动作，电动机处子反接制动状态，不
利于调整工作。为解决这个问题，控制线路中停止按钮使
用了复合按钮 SB4，如图 2-18所示，这样在用手转动电动
机时，虽然 KS的动台触点闭合，但只要不按停止按钮 SB4，
反向接触器不会得电，电动机也就不会反接于电源。只有
操作停止按钮 SB4时，制动线路才能接通。
图 2-17 双向反接制动的电气控制线路 图 2-18 改进的双向反接制动的电气控制线路
4．电流控制
? 电流的强、弱既可作为电路或电器元件保护动作的依
据，也可反映机床控制中其他物理量如卡紧力或扭矩
等控制信号的大小。通常电流控制是借助于电流继电
器来实现的，当电路中的电流达到菜一预定值时，电
流继电器的触点动作，切换电路，达到电流控制的目
的。图 2-19为龙门刨床利用电流控制实现横梁自动夹
紧的线路。扳动夹紧手柄,S Ti被压动，夹紧电动机正
转，夹紧；当夹紧力达到预定值时,KA动作，自动切
断 KMl线圈回路，停止夹紧。
图 2-19 电流控制线路
? 以上我们介绍的几种基本电气控制线路实际上对应的
是四种一般控制原则，即行程控制原则、时间控制原
则、电流控制原则和速度控制原则，简单总结如下：
1)行程控制原则就是根据生产机械运动部件的行程或位
置，利用行程开关控制电路的工作状态。
2)时间控制原则就是根据生产工艺要求．利用时间继电
器按一定的时间间隔发出切换信号，控制电路的工作
状态。
3)电流控制原则是根据主回路电流变化，利用电流继电
器控制电路工作状态。
4)速度控制原则是根据电动机的转速变化，利用速度继
电器等电器来控制电动机的运行状态。
应该注意的是，上述几种一般控制原则，在实际应用
时并不相互矛盾、彼此独立，倒是常常结合在一起，
形成复合电气控制线路。
2.5电气控制线路的一般设计方法
? 电气控制线路的设计方法一般有两种，即一般设计法和
逻辑设计法。
? 一般设计法又称经验设计法，是根据生产工艺要求，
利用各种典型的线路环节组合设计而成。这种设计方法
比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制线路，
具有丰富的设计经验。在设计过程中往往需要经过反复
修改，即使这样设计出来的线路可能不是最简、最佳方
案。
? 逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来
分析、设计线路的。用这种方法设计的线路比较合理，
特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的控制线路。但
是逻辑设计法难度较大，不易掌握。这里仅介绍一般设
计法。
? 用一般设计方法设计控制线路时的设计思路和应注意
的几个原则如下：
1．用一般设计方法设计控制线路时的设计思路
1)应最大限度地了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求。
设计之前，电气设计人员要调查清楚生产要求、工艺要
求、每一程序的工作情况和运动变化规律，所需要的保
护措施、并对同类或接近产品进行调查、分析、综合，
作为具体设计电气控制线路的依据。
2)根据工艺要求和工作程序，逐一画出运动部件或执行元件
的控制电路。合理运用各控制原则；将成熟的常用环节
组合应用于控制电路中，对需要保持元件状态的电路，
要加自锁环节；对于电磁阀和电磁铁等无记忆功能的元
件，应利用中间继电器进行记忆。
3)根据控制要求将手动与自动选择、点动控制、各种保护环
节等分别接入线路。
4)线路完善，简化线路，去除多余线路和触点。
5)选择电器件，确定动作整定值。
6)设计接线图，编写设计文件。
2．在满足生产要求的前提下，应力求简单、经济
1)尽量选用标准、常用或经过实际考验过的线路和环节。
2)减少连接导线的数量和长度。图 2-20所示两线路在原理
上完全相同，但在实际接线时所需连接导线的数量和长
度却不同。 c）,d）的接线是不合理的，因为按钮在操
作台上，而电器在电气柜内，这样 a）中操作台和电气柜
的实际引线为三条,c）中的实际引线则为四条；对于多
点控制的 b）,d）而言，因需两地操作,b）比 d）也少
用连接导线。
3)尽量缩减电器的数量，采用标准件，并尽可能选用相同
型号。
4)应减少不必要的触点以简化线路，这样也可以提高可靠
性。在简化过程中，主要着眼于同类性质的合力，同时
应注意触点的额定电流是否允许。
5）控制线路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的
尽量不通电以节约能源。
图 2-20 电气元件的合理接线
3．保证控制线路工作的可靠和安全
为了保证控制线路工作可靠，应尽量选用机械和电器寿命
长、结构坚实、动作可靠、抗干扰性能好的电器。同时应
注意以下几点：
1) 设计电路时，应正确连接电器的线圈。在设计控制电路
时，电器线圈的一端应统一接在电源的同一端。使所有电
器的触点在电源的另一端、这样当电器的触点发生短路故
障时，不致引起电源短路，同时安装接线也方便。
2) 在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈。当两
个交流线圈串联使用时，其中某一个至多只能得到一半的
电源电压．由于电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总
是有先有后，不可能同时吸合。假如交流接触器 KM1先吸
合，由于 KMl的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在
该线圈上的电压降也相应增大，从而使另一个接触器 KM2
的线圈电压达不动作电压。因此两个电器需要同时动作时
其线圈应该并联连接。
3) 在控制线路中应避免出现寄生电路。在控制线路的动作
过程中，那种意外接通的电路叫寄生电路 (或叫假回路 )。
图 2-23是一个具有指示灯和热保护的电路。在正常工作时，
能完成起动、停止和信号显示。接触器 KM 2工作时，苦热
继电器 KR动作，线路就出现了寄生电路，如图 2-23中虚线
所示，使接触器 KM2有可能继续保持而不能释放，起不了
保护作用。
4) 在线路中尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电
器的控制电路。
5) 设计的线路应能适应所在电网的情况。根据电网容量的
大小、电压、频率的波动范围以及允许的冲击电流数值等
决定电动机的起动方式是直接起动还是减压起动。
6) 在线路中采用小容量继电器的触点来控制大容量接触器
的线圈时，要计算继电器触点断开和接通容量是否足够。
如果不够，必须加小容量接触器或中间继电器，否则工作
不可靠。
7) 在控制线路中充分考虑各种联锁关系以及各种必要的保
护环节，以避免因误操作而发生事故。
图 2-23 寄生电路
2.6设计举例
? 下面通过一个实例介绍电气统制线路的一般设计方法。
拟设计某机床主电动机控制线路。要求,1)可正反转；
2)双向点动控制 13)双向反接制 4)有短路和过载保护。
? 1．电路设计
? (1)主电路设计 点动时要频繁起动，定子回路应串入限
流电阻，反接制动时为减少制动电流，定子回路也应
串入限流电阻。而在正常正反转运转时，应旁路限流
电阻。故主电路应具有正反转选择和是否串入限流电
阻选择功能、如图 2-24所示，正常正反转运转时,KM
主触点应闭合；点动或制动时,KM主触点应断开。
图 2-24 车床电气原理图
(2)控制电路设计
? 图 2-25 点动控制线路 图 2-26 正反向及制动控制线路
1)点动控制 点动时定子回路应串入限流电阻，按下按钮 SB4，
接触器 KM1得电吸台。它的主触点闭合,KM 4不得电，
电动机的定子绕组经限流电阻 R和电源接通．电动机在较
低速度下正向起动。松开按钮 SB4,KMl断电，电动机停
止转动。在点动过程中．继电器 KM线圈不通电,KMl线
圈不会自锁。反方向时类同。见图 2-25。
? 2)主轴电动机的反接制动控制 反接制动时定子回路也应
串人限流电阻。速度继电器与被控电动机是同轴联结的，
当电动机正转时．速度继电器正转动合触点 KSl闭合；电
动机反转时，速度继电器的反转动合触点 KS2闭合。当电
动机正向旋转时，接触器 KMl和 KM都处于得电动作状态，
速度继电器正转动合触点 KS1闭合，这样就为电动机正转
时的反接制动做好了准备。当要停车制动时，按下制动按
钮 SBI，各接触器都失电；松开按钮 SB1，经正转动合触
点 KSl接通反转接触器 KM2。当电动机的转速下降到速度
继电器的复位转速时，速度继电器 KSl动合触点断开，切
断了接触器 KM2线圈的通电回路，电动机停止。电动机
反转时的制动与正转时的制动相似，见图 2-26。
3)主电动机的正反转控制电路 主电动机正转由正向起动按
钮 SB2控制，按下按钮 SB2时，接触器 KM首先得电动作，
它的主触点闭合将限流电阻短接。接触器 KM的辅助触点闭
合使接触器 KM1得电吸合，电动机在满电压下正向起动。
反向时按下起动按钮 SB3,KM 2的主触点将三相电源反接，
电动机在满电压下反向起动。 KMl和 KM2的动断触点分别
串在对方接触器线圈的回路中，起到了电动机正转与反转
的电气互锁作用。
4)电动机过载及联锁保护环节 完成各控制功能后还应考虑
电动机正反向控制的互锁，电动机过载保护、短路保护等。
? 2．线路的完善和校验
控制线路初步设计完后，可能还有冲突和不合理的地
方、需进一步校验，并简化线路。
? 3．选择电器件，确定参数和型号 (略 )。
习题与思考题 2
? 2-1 试述“自锁”、“联锁”、“互锁”的含义，并
举例说明各自的作用。
? 2-2 短路保护、过电流保护及热继电器保护有何区别?
各自常用的保护元件是什么?
? 2-3 为什么电动机应具有零电压和欠电压保护?
? 2-4 试以行程原则和时间原则来设计某机床工作台往
复移动。要求在原位和终点间往复移动，当往复时间
超时，立即返回并灯光报警。
? 2-5 电磁继电器与接触器的区别主要是什？’
? 2-6 为什么热继电器不能作短路保护而只能作长期过
载保护？熔断器则相反，为什么?
?2-7 设计一台专用机床的电气控制线路图。该专用机床采
用钻孔倒角组合工具加工零件的孔和倒角。其加工工艺是：
快进 → 工进 → 停留光刀 → 快退 → 停车。专用机床采用三台
电动机，其中 M1为主运动电动机； M2为工进电动机； M3
为快速移动电动机。设计要求：
1)工作台工进至终点或返回原位，均有限位开关使其自动
停止,为保证工进定位准确，要求采用制动措施
2)快速电动机要求有点动调整。
3)只有主电动机工作时方能工作进给,工作进给时禁止快进。
4)设置紧急停止按钮并返回。
5)有短路、过载保护。
? 2-8 试设计一台电动机的控制线路，要求能正反转并
实现能耗制动。
? 2-9 试设计一条自动运输线，有两台电动机,Ml拖动
运转机,M2拖动卸料机。要求：
1) Ml先起动后，才允许 M 2起动；
2) M2先停止，经一段时间后 M2才自动停止，且 M 2
可以单独停；
3) 两台电动机均有短路、过载保护。
? 2-10 图 2-27为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中
接触器 KM为润滑油泵电动机起停用接触器 (主电路未
画出 )，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析
此线路的工作原理，并说明开关 s和按钮 sB的作用。 ]
? 2-11试分析下列线路的工作原理，并说明线路中用了
哪些基本的控制环节。
? 2.1 电器基础知识
2.2 电气控制线路基本环节
2.3 电动机的保护环节
2.4 电气控制线路设计的常见问题
2.5 电气控制线路的一般设计方法
2.6设计举例
习题与思考题 2
? 机床不仅需要有电动机拖动。而且还需要一套控制装
置，即各类电器，用以实现各种工艺要求。电器就是
控制电的器具，它能接通或断开电路以实现电路或非
电对象的切换、控制、保护和调节。机床中的控制电
器多居低压电器．它是指工作在交直流 1200v以下的电
路中的电气设备。
? 电器的种类很多，分类的方法也很多。按用途可分以
下三类：
? (1)信号及控制电器 用于发送控制指令及实现控
制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开
关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、
速度继电器。
? (2)执行电器 用于完成传动或实现某种动作的电器。
如：接触器、电磁阔、电磁离合器。
? (3)保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。如：
溶断器、热继电器、电流 (压 )继电器。
1．信号及控制电器
? （ 1）非自动切换信号及控制电器
? 1)按钮（ SB） 按钮的作用是发布命令，控制其他电器的
动作，短时接通或断开小电流。在控制电路中用于远距
离操纵接触器、继电器等从而控制电动机的起动、反转、
停止。常态时，动断 (常闭 )触点闭合，动合 (常开 )触点断
开。按下按钮，动断 (常闭 )触点断开，动合 (常开 )触点闭
合，松开按钮，在复位弹簧作用下使触点复位。为避免
误动作，将钮帽做成不同的颜色来区别，如以红色作为
停止按钮，绿色作为起动按钮。。按钮的选择根据所需
的触点数、触点型式及颜色选用。
? 2)刀开关（ Q） 刀开关又名闸刀，主要用于接通和切断
长期工作设备的电源。刀开关的种类很多，根据通路的
数量可分为单极、双极和三极。一般刀开关的额定电压
不超过 500V。额定电流有 10A到上千安培多种等级，有
的刀开关附有熔断器。主要根据电源种类、电压等级、
工作电流、所需极数选择刀开关。
? 3) 行程开关（ ST） 行程开关又称为限位开关。是一种
根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于反
映机构的运动方向或所在位置，可实现行程控制及极
限位置的保护。行程开关分为有触点式和无触点式两
种，常见无触点式行程开关为高频振荡型接近开关，
它是由装在运动部件上的一个金属片接近或离开振荡
线圈来实现控制的。接近开关有使用寿命长、操作频
率高、定位精度好、反应迅速的特点，有触点行程开
关动作原理与按钮类似，动作时碰按行程开关的顶杆。
按结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直动式
结构简单，因其触点的分合速度取决于挡块的移动速
度，当挡块的移动速度低于 0.4m／ min时，触点切断太
慢，使电弧在触点上停留太长，易于烧蚀触点。此时
可以选用有盘形弹簧机构能瞬时动作的滚轮式行程开
关，其特点是通断时间不受挡块的移动速度的影，动
作快；缺点是结构复杂，价格高。为克服直动式结构
的问题，还可以选用有弯片状弹簧的微动式行程开关，
这种行程开关更为灵巧，敏捷，缺点是不耐用。
（ 2）自动切换信号及控制电器
? 自动切换信号及控制电器是指主要借助电磁力或某个
物理量的变化自动进行切换的电器，如电磁继电器等。
继电器主要用于传递控制信号，其触点通常接控制电
路中。继电器种类很多，电气控制系统中常用的主要
有电磁式中间继电器、速度继电器、时间继电器。继
电器的工作特点是阶跃式的输入输出特性，
见图 2-1。当继电器输入量由零增加到 x2以前，继电器
输出为零；当输入量 x增加到 x2时，继电器吸合，通过
其触点的输出量突变为 y1并保持不变。若 x再增加，输
? 出 y1不变。当 x减少到 x1时，继电器释放。输出 y从 y1
降到零。 x再小，输出仍为零。
图 2-1继电器特性曲线
? 1)中间继电器（ K） 中间继电器也是一种电压继电器，
其主要用途是进行电路的逻辑控制或实现触点的转换
和扩展 (增加触点的数量和容量 )，故触点的数量多 (可
多达六对或更多 )，触点通断电流大 (额定电流 5A～
10A)，动作灵敏 (功作时间小于 0.5s)。
? 2)速度继电器（ KS） 速度继电器是测量转速的元件。
它能反映转动的方向以及是否停转、因此广泛用于异
步电动机的反接制动中。其结构和工作原理与笼型电
动机类似，主要有转子、定子和触点三部分。其中转
子是圆柱形永磁铁，与被控旋转机构的轴连接，同步
旋转。定于是笼形空心圆环，内装有笼形绕组、它套
在转子上，可以转动一定的角度。当转子转动时，在
绕组内感应出电动势和电流，此电流和磁场作用产生
扭矩使定子柄向旋转方向转动、拨动簧片使触点闭合
或断开。当转子转速接近零 (约 100r/min)，扭矩不足
于克服定子柄重力．触点系统恢复原态。 JYl速度继
电器结构原理图 如图 2-2所示 。
图 2-2 JYl速度继电器结构原理图
(1.转子 2轴 3.定子 4.绕组 5.定子柄 6.静触点 7.动触点 8.簧片 )
2,执行电器
? 3)时间继电器（ KT） 时间继电器是用来定时的电器件。
按工作方式可分为通电延时动作型和断电延时动作型两类；
按动作原理分为空气阻尼型、电磁式、电动机式、半导体
式。常见空气阻尼型时间继电器有 JS7-A 型。延时范围为
0.4～ 180s。
接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的自动
切换电器 。 它是利用电磁力来使开关打开或断开的电器, 适用
于频繁操作, 远距离控制强电电路, 并具有低压释放的保护性
能 。 接触器通常分为交流接触器和直流接触器 。 其主要结构包
括触点系统, 电磁机构, 灭弧机构以及反作用弹簧等 。 其工作
原理是当线圈得电后, 衔铁被吸合, 带动三对主触点闭合, 接
通电路, 辅助触点也闭合或断开；当线圈失电后, 衔铁被释放,
三对主触点复位, 电路断开, 辅助触点也断开或闭合 。 选择接
触器主要考虑以下参数,（ 1)触点通断电源种类：交流或直流；
（ 2)主触点额定电压和电流； （ 3)辅助触点种类, 数量及触点
额定电流； （ 4)电磁线圈的电源, 种类及频率 。
? (2) 电磁阀
电磁阀由阀体和电磁铁组成，在气动或液动的系
统中用来控制流向、流速与通断。阀门的开闭由电
磁铁推动滑阀移动操纵的，即控制电磁铁就是控制
电磁阀。电磁阀一般无辅助触点，需借助中间继电
器传递逻辑关系。电磁阀的结构性能用其位置数和
通路数表示，“位”是指滑问位置，“通”是指流
体的通道数，常用的有两位三通、两位四通、三位
五通等。两位四通电磁阀结构图和功能符号如图 2-3
所示。
图 2-3 二位四通电磁阀结构图和功能符号
3．保护电器
? (1) 熔断器 (FU)
熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切
断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管组成。其
中熔体既是敏感元件又是执行元件。由易溶金属制成，
熔断管用瓷、玻璃或硬制纤维制成。
熔断器种类很多，常见有,插入式、螺旋式、封闭管式
和自复式。选择熔断器，主要选择熔断器的额定电压、
熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。对没有冲击
电流的电路，熔体的额定电流应稍大于线路工作电流，
对有冲击电流的电路，熔体的额定电流应取为最大电
流的 0.4倍。
? (2) 热继电器（ KR）
热继电器是利用电流热效应原理进行 ]作的 — 种保
护电器、它在电路中主要 用于过载保护。电动机具备
一定的过载能力，在实际运行中，只要过载不严重，
时间较短，温升不超过容许值，电动机仍能工作。若
过载严重，时间长，使电动机温升过高，会老化绕组
绝缘，严重时还会使绕组烧毁，因此电动机长时间工
作需过载保护装置。但热继电器有惯性、对短时间大
电流不会立即动作、不能用于短路保护。热继电器的
选挥主要是根据电动机的额定电流来确定型号与规格，
热继电器元件的额定电流应接近或赂大于电动机的额
定电流。在一般情况下，可选用两相结构的热继电器。
在恶劣工作环境可选用三相结构的热继电器。
? (3) 电流 (电压 )继电器
电流继电器的作用是反映电路中电流的变化，需将
其线圈串在被测电路中，为不影响电路正常工作，要
求线圈的匝数少、导线粗、阻抗小。电压继电器的作
用是反映电路中电压的变化，和电流继电器相比其线
圈要并联在被测电路，故要求线圈的匝数多、导线细。
电流 (电压 )继电器主要用于保护电路中，按其用途又可
分为过电流 (电压 )继电器和欠电流 (电压 )继电器。前者
是电流或电压超过规定值时衔铁吸合，后者是电流或
电压低于规定值时衔铁释故。
2.2 电气控制线路基本环节
? 1．电路控制线路的绘制原则
电气线路根据电流和电压的大小可分为主电路和控
制电路。主电路是流过大电流或高电压的电路，如电
动机所在的电路；控制电路是流过小电流或低电压的
电路，如接触器和继电器的线圈所在电路以及耗能低
的保护电路、联锁电路。电气控制线路的表示方法有
三种：
(1) 电气设备安装图
表示各种电气设备在机床、机械设备和电气控制拒
的实际安装位置。各电气元件的安装位置是由机床结
构和工作要求决定的，如电动机要和被拖动的机械部
件在一起，行程开关应放在要取得信号的地方，操作
元件放在操作方便的地方，一般电气元件放在电气控
制拒内。
(2) 电气设备接线图
表示电气设备之间实际接线情况。绘制接线图时应把各
电器的各个部分 (如触点与线圈 )画在一起，文字符号、元
件连接顺序、线路号码编制必须与电气原理图一致。电气
设备接线图和安装图用于安装接线、检查维修和施工。
(3）电气控制原理图
电气控制原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各
电气元件的作用和相互关系，而不考虑电气设备的实际安
装位置和实际接线情况。在绘制电气控制原理图时，一般
应遵循以下原则 (以图 2-4为例 )：
1)所有电动机、电器等元件都应采用国家最新统一规定
的图形符号和文字符号来表示。
2)电器控制线路分主电路和控制电路。一般主电路画在
左侧或上方，控制电路画在右侧或下方。
3)同一电路的不同部分 (如线圈、触点 )分散在图中不同部
位。
4)电气控制线路的全部触点均按,平常状态”给出，
“平常状态”对于接触器、继电器等是指线圈未通电时的
触点状态，对按钮行程开关等是指没有受到外力时的触点
状态。
2,电气控制线路基本环节
? 任何一个复杂的电气控制线路、总是由一些基本的控
制环节、辅助环节和保护环节组成，根据生产工艺的
要求，按照一定的规律组合起来的。因此，掌握这些
基本的控制环节是学习和设计复杂电气控制电路的基
础。
（ 1）点动、长动和停车
? 机床常常需要试车或调整对刀，刀架、横梁、立柱需快
速移动等，此时需要所谓的“点动”动作，即按下按钮，
电动机转动，带动生产机械运动；放开按钮，电动机停转，
生产机械就停止运动。如图 2-4正常工作时又要求连续工作，
按下启动按钮，接触器 KM的线圈通电，其主控触点 KM吸合，
电动机启动，此时辅助触点也吸合；若松开按钮，接触器
KM线圈通过其辅助触点可以继续保持通电，维持其吸合状
态，电动机继续转动。这里是用接触器的辅助触点 KM来代
替按钮闭合导通回路。这种利用接触器本身的触点来使其
线圈保持长期通电的环节、叫“自锁（保）环节”。要停
车时，按下停车按钮，接触器 KM的线圈失电，主触点断开，
电动机失电停转。长动与点动的主要区别是电器能否自锁。
? 如果生产机械既要能点动又要能连续工作。则可以采
用图 2-5电路来实现。正常起动时，按下起动按钮 SB2，接
触器 KM1带电并自保，需点动工作时，按下点动按钮 SB3，
其常开触点闭合，接触器 KM1通电，但 SB3的常闭触点将 KM
的自钡电路切断，手 — 离外按钮，接触器 KM1失电，从而实
现了点动控制。
图 2-4 双向起动反接制动控制电路
A B C
K
M
1
F
U
1
Q 1
L 1 L 2 L 3
2 2 0 V
FR 1
F
U
2
KA 3 KM 1
M
3~
KA 4 KM 2 KA 1 KA 2 KM 3
KA 4 KM 2 KA 3 KM
1
K
M
1
K
A
1
-
2
K
M
2
K
A
2
K
A
4
K
A
3
-
3
K
A
3
-
1
K
A
3
-
2
K
A
2
S
B
2
K
A
4
K
A
4
K
A
1
-
3
Q
2
-
1
Q
2
-
2
K
A
2
K
A
1
-
1
K
M
3
R R
K
M
2
K
M
3
Q 2
FU 4
F
U
3
图 2-5 既可点动又可自锁控制线路
（ 2）多点控制
在大型机床设备中，为了操作方便或安全起见，常用到多
点控制。这时的电气控制线路、即使较复杂，常常也是动
合和动断触点串联或并联组合而成。现把它们的相互关系
归纳为以下几个方面：
1)动合触点串联 当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈
得电动作，可用几个常开触点与线圈串联的方法实现。
2)动合触点并联 当在几个条件中、只要求具备其中任一条件，
所控制的继电器线圈就能得电，这可以通过几个动合触点
并联来实现。
3)动断触点串联 当几个条件仅具备一个时，被控制电器线圈
就断电，可用几个动断触点与被控制电器线圈串联的方法
来实现。
4)动断触点并联 当要求几个条件都具备时、电器线圈才断
电，可用几个动断触点并联，再与被控制的电器线圈串联
的方法来实现。
图 2-6为两地点控制的电路图。
图 2-6两地点控制
图 2-7起动顺序控制
图 2-8 停止顺序控制
? （ 3）联锁和互锁
1）联锁 在机床控制线路中，常要求电动机或其他电器
有一定的得电顺序。某些机床主轴须在液压泵工作后
才工作；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有足够
的润滑油；在铣床旋转后，工作台方可移动。这种先
后顺序关系称为联锁。
2）互锁 在机床控制制线路中，要求两个或多个电器不
能同时得电动作，相互之间有排他性，这种关系称为
互锁。如控制电动机的正反转的两个接触器如同时得
电，将导致电源短路。在比较复杂的机床中，不仅运
动方向上有互锁关系，各运动之间也有互锁关系。故
常用操作手柄和行程开关形成机械和电气双重互锁。
（ 4）电动机正反向工作自动控制
因大多数机床的主铀或进给运动都需要两个方向运行，
故要求电动机能够正反转。我们知道，只要把电动机定子
二相绕组任意两相调换一下接到电源上去，电动机定子相
序即可改变，从而电动机就可改变转向了。如果我们用两
个接触器 KM1和 KM2来完成电动机定子绕组相序的改变，
那么控制这两个接触器 KMl和 KM2来实现正转与反转的启
动和转换控制线路就是正反转控制线路。见图 2-9。
从图 2-9主回路上看，如果 KMl和 KM2同时接通，就会造
成主回路的短路，故需要应用前述的互锁环节，即两线圈
动断触点互相串联在对方的控制回路中，这样当一方得电
时，由于其动触点打开，使另一方线圈不能通电，此时即
使按下按钮，也不能造成短路。
从图 2-9中可以看出，如果电动机正在正转，想要反转，
需先停止正转，然后才能启动反，显然操作不方便。可以
使用复合按钮解决这一问题，正反转可以直接切换，使用
复合按钮同时还可以起到互锁作用。这是由于按下 SB2时，
只有 KMl可得电动作，同时 KM 2回路被切断。同理按下
sB3时，只有 KM2可得电动作，同时 KMl回路被切断。
图 2-9 接触器互锁正反转控制
但只用按钮进行联锁，而不用接触器动断触点之间
的联锁，是不可靠的。在实际中可能出现这样的情况，
由于负载短路或大电流的长期作用，接触器的主触点
被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的机构失
灵，使衔铁卡住总是在吸合状态，这都可能使主触点
不能断开，这时如果另一接触器动作，就会造成电源
短路事故。如果用的是接触器动断触点进行联锁．不
论什么原因，只要一个接触器是吸合状态，它的联锁
动断触点就必然将另一接触器线圈电路切断，这就能
避免事故的发生。图 2-10 按钮和接触器双重联锁正反
转控制线路。
图 2-10 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路
2.3电动机的保护环节
? 短路保护、过电流保护、故保护及欠电压保护等。
? 1．短路保护
当电动机绕组的绝缘、导线的绝缘损坏时，或电气线
路发生故障时，例如正转接触器的主触点未断开而反转
接触器的主触点闭合都会产生短路现象。此时，电路中
会产生很大的短路电流，它将导致产生过大的热量，使
电动机、电器和导线的绝缘损坏。因此、必须在发生短
路现象时立即将电源切断。常用的短路保护元件是熔断
器和断路器。 熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当
电路发生短路或严重过载时，它自动熔断，从而切断电
路，达到保护的目的。断路器 (俗称自动开关 )，它有短路、
过载和欠电压保护功能。通常熔断器比较适用于对动作
准确度要求不高和自动化程度较差的系统中。在发生短
路时很可能造成一相熔断器熔断，造成单相运行；但对
于断路器只要发生短路就会自动跳闸，将三相电路同时
切断。断路器结构复杂，广泛用于要求较高的场合。
? 2．过电流保护
由于不正确的起动和过大的负载转矩以及频繁的反接
制动，都会引起过电流。为了限制电动机的起动或制动电
流过大，常常在直流电动机的电枢回路中或交流绕线转子
电动机的转子回路中串入附加的电阻。若在起动或制动时，
此附加电阻已被短接，就会造成很大的起动或制动电流。
另外，电动机的负载剧烈增加，也要引起电动机过大的电
流，过电流的危害与短路电流的危害一样，只是程度上的
不同，过电流保护常用断路器或电磁式过电流继电器。将
过电流继电器串联在被保护的电路中，当发生过电流时，
过电流继电器 KA线圈中的电流达到其动作值，于是吸动衔
铁，打开其常闭触点，使接触器 KM释放，从而切断电源。
这里过电流继电器只是一个检测电流大小的元件，切断过
电流还是靠接触器。如果用断路器实现过电流保护．则检
测电流大小的元件就是断路器的电流检波线圈，而断路器
的主触点用以切断过电流。
?3．热保护
热保护又称长期过载保护。所谓过载是指电动机的电流
大于其额定电流。造成过载的原因很多，如负载过大、三相
电动机单相运行、欠电压运行等。当长期过载时，电动机发
热，使温度超过允许值，电动机的绝缘材料就要变脆，寿命
降低、严重时使电动机损坏，因此必须予以保护。常用的过
载保护元件是热继电器。 热继电器可以满足这样的要求：
当电动机为额定电流时，电动机为额定温升，热继电器不动
作；在过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作；
过载电流较大时，热继电器则经过较短时间就会动作。
由于热惯性的原因，热继电器不会因电动机短时过载冲
击电流或短路电流而立即动作。所以在使用热继电器作过载
保护的同时，还必须设有短路保护，并且选作短路保护的熔
断器熔体的额定电流不应超过 4倍热继电器发热元件的额定
电流。
? 4．欠电压与零电压保护
当电动机正在运行时，如果电源电压因某种原因消
失，为了防止电源恢复时电动机自行起动的保护称为
零电压保护，零电压保护常选用零压保护继电器 KHV。
当电动机正常运行时，电源电压过分地降低将引起一
些电器释放，造成控制线路不正常工作，可能产生事
故。因此，需要在电源电压降到一定允许值以下时，
将电源切断，这就是欠电压保护。欠电压保护常用电
磁式欠电压继电器 K当电动机正常运行时，电源电压过
分地降低将引起一些电器释放，造成控制线路不正常
工作，可能产生事故。因此，需要在电源电压降到一
定允许值以下时，将电源切断，这就是欠电压保护。
欠电压保护常用电磁式欠电压继电器 KV来实现。欠电
压继电器的线圈跨接在电源两相之间，电动机正常运
行时，当线路中出现欠电压故障或零压时，欠电压继
电器的线圈 KV得电，其常闭触点打开，接触器 KM释
放，电动机被切断电源。对于按钮起动并具有自锁环
节的电路，本身已具有零电压保护功能，不必再考虑
零电压保护。
2.4 电气控制线路设计的常见问题
? 通过前面的学习，我们已经知道可将电器元件的动合，
动断触点进行种组合，形成基本控制环节，可满足各
种控制要。从前面的讨论还可以看出，机床控制过程
的开始和结束、以及中间状态的转换都是借助于按动
按钮 (人工 )实现的，而实际系统中还经常伴随着行程
(位置 )、时间、电流 (力或转矩 )、速度等物理量的变化。
如何根据这些物理量的变化而实现自动控制呢?关键是
将这些物理量 (模拟量 )用相应的检测装置转换成开关量
并应用于控制线路中。我们在本节中将对此进行讨论。
? 1．行程控制线路
行程控制就是按照被控制对象的位置变化进行控制。
行程控制需要行程开关来实现，当运动部件到达某一
位置或在某一段距离内时，行程开关动作并使其动台
触点闭台，动断触点断开。其控制线路如图 2-11a）所
示。
? 在图 2-11a）所示的控制线路中，行程开关 ST1的动断
触点串联在 KM1控制电路中，而它的动合触点是与
KM2的起动控制按钮 SB2并联、这样当工作台由 KM1
控制前进到一定位置碰触到 ST1时，由于 ST1断触点受
压断开,KM1失电，工作台停止前进；而 ST1动合触
点受压闭合，起动 KM2,KM2得电自锁，控制工作台
自动退回；当退至原位触碰 ST2时,ST2动断触点断开，
又使 KM2关断，使工作台停止后退。继而 ST2动合触
点闭合又重新起动 KM1，使工作台再次前进；即实现
了工作台的自动往复工作。
2．时间控制线路
? 时间继电器具有延时动作触点，以这种触点发出的开
关信号作为受控系统的转换信号，是时间控制线路的
关键。时间继电器有通电延时型和断电延时型两类。
? 图 2-13是时间继电器控制串电阻降压起动控制线路。
起机时按起动按纽 SB1,KM1得电自保，电动机串电
阻降压起动；同时 KT1得电工作计时；当计时时间到，
其延时闭合的常开接点闭合,KM3得电自保，切断串
联起动电阻，同时切断 KM1和 KT1供电电源。完成电
动机的串电阻降压起动。
图 2-13 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路
图 2-14为三相异步电动机 Y-Δ降压起动的主回路及控制线
路,KT为得电延时型时间继电器。在正常运行时，电动机
定子绕组是连接成三角形的，起动时把它连接成星形，起
动完成后再恢复成三角形。从主回路可知 KM1和 KM2主触
点闭合，使电动机接成星形，并且经过一段延时后 KM2主
触点断开,KM1和 KM3主触点闭合再接成三角形，从而完
成降压起动，而后再自动转换到正常速度运行。
? 控制线路的工作过程是：按下 SB2,KMl得电自锁,KMl
在电动机运转期间始终得电； KM2和时间继电器 KT1也同
时得电，电动机 Y接起动。延时一段时间后,KT1延时触
点动作，首先是延时动断触点断开，使 KM2失电．主回路
中 KM2主触点断开，电动机起动过程结束；随之 KM2互锁
触点复位,KT1延时动合触点闭合，使 KM3得电自锁，且
其互锁触点断开，又使 KT1线圈失电,KM2不容许再得电。
电动机进入 Δ接线正常运行状态。
图 2-14 时间继电器控制 Y-Δ降压起动控制线路
图 2-15 时间继电器控制交流电动机能耗制动控制线路
? 图 2-15是时间继电器控制的交流电动机能耗制动
控制线路图。三相异步电动机的能耗制动是在电
动机定子绕组交流电源被切断后，在定于两相绕
组间加进直流电源，产生一个恒定磁场，利用惯
性转动的转子切割其磁力线所产生的转子电流在
磁场中受力，从而产生制动力矩使电动机快速地
停车
? 在图 2-15控制线路中,SB1用于起动,SB2用于
制动,KM2为制动用接触器。若在电动机正在运
行时，按下 SB2,KM1断电，切除交流运行电源。
制动接触器 KM2及时间继电器 KT1得电,KM2得
电自锁使直流电接入主回路进行能耗制,KT1得
电开始计时。当速度接近零时，延时时间到，KT1的延时动断触点打开,KM2失电，主回路中
KM2主触点打开，切断直流电源，制动结束。
图 2-16是时间继电器控制的双速电动机自动加速控制
电路图。双速电动机在机床，诸如车床、铣床等中都有
较多应用。双速电动机是由改变定子绕组的磁极对数来
改变其转速的。如图 2-16主电路所示，若将出线端 1,2、
3接电源,4,5,6悬空。每相绕组中两线圈串联，有四
个极对数，低速运行；如将出线端 1,2,3短接,4,5、
6接电源，每相绕组中两线圈并联，极对数减半，有两
个极对数，高速运行。起动时，按起动按纽 SB2,KT2
立即得电,KM1,KA1得电自保，电动机低速起动；
KA1得电后,KT2失电并开始计时；当延时时间到，
KM1失电,KM2得电，电动机高速运行；自动完成加速
控制双速电动机的加速控制。
图 2-16时间继电器控制双速电动机自动加速控制电路
3．速度控制
? 图 2-15为一双向反接制动的电气控制线路。按下正向起动
按钮 SB2，接触器 KM1吸合并自保，电动机正转。当电动
机正转时．正向速度继电器 KSl常闭触点打开，常开触点
闭合，为制动做好准备。由于 KM1互锁触点作用,KM2
不会通电。欲使电动机停转，按一下停止按钮 SB1,KMl
停电释放，反向接触器 KM2立即吸合。电动机定子电源
反相序，因而是反接制动，转速迅速下降，当转速接近零
时，速度继电器的正向常开触点 KS1断开,KM2断电释放，
反接制动结束。
? 问题：在停车期间、如遇调整、对刀等，需用手转动机床
主轴，则速度继电器的转子也将随着转动，其动合触点闭
合，反向接触器得电动作，电动机处子反接制动状态，不
利于调整工作。为解决这个问题，控制线路中停止按钮使
用了复合按钮 SB4，如图 2-18所示，这样在用手转动电动
机时，虽然 KS的动台触点闭合，但只要不按停止按钮 SB4，
反向接触器不会得电，电动机也就不会反接于电源。只有
操作停止按钮 SB4时，制动线路才能接通。
图 2-17 双向反接制动的电气控制线路 图 2-18 改进的双向反接制动的电气控制线路
4．电流控制
? 电流的强、弱既可作为电路或电器元件保护动作的依
据，也可反映机床控制中其他物理量如卡紧力或扭矩
等控制信号的大小。通常电流控制是借助于电流继电
器来实现的，当电路中的电流达到菜一预定值时，电
流继电器的触点动作，切换电路，达到电流控制的目
的。图 2-19为龙门刨床利用电流控制实现横梁自动夹
紧的线路。扳动夹紧手柄,S Ti被压动，夹紧电动机正
转，夹紧；当夹紧力达到预定值时,KA动作，自动切
断 KMl线圈回路，停止夹紧。
图 2-19 电流控制线路
? 以上我们介绍的几种基本电气控制线路实际上对应的
是四种一般控制原则，即行程控制原则、时间控制原
则、电流控制原则和速度控制原则，简单总结如下：
1)行程控制原则就是根据生产机械运动部件的行程或位
置，利用行程开关控制电路的工作状态。
2)时间控制原则就是根据生产工艺要求．利用时间继电
器按一定的时间间隔发出切换信号，控制电路的工作
状态。
3)电流控制原则是根据主回路电流变化，利用电流继电
器控制电路工作状态。
4)速度控制原则是根据电动机的转速变化，利用速度继
电器等电器来控制电动机的运行状态。
应该注意的是，上述几种一般控制原则，在实际应用
时并不相互矛盾、彼此独立，倒是常常结合在一起，
形成复合电气控制线路。
2.5电气控制线路的一般设计方法
? 电气控制线路的设计方法一般有两种，即一般设计法和
逻辑设计法。
? 一般设计法又称经验设计法，是根据生产工艺要求，
利用各种典型的线路环节组合设计而成。这种设计方法
比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制线路，
具有丰富的设计经验。在设计过程中往往需要经过反复
修改，即使这样设计出来的线路可能不是最简、最佳方
案。
? 逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来
分析、设计线路的。用这种方法设计的线路比较合理，
特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的控制线路。但
是逻辑设计法难度较大，不易掌握。这里仅介绍一般设
计法。
? 用一般设计方法设计控制线路时的设计思路和应注意
的几个原则如下：
1．用一般设计方法设计控制线路时的设计思路
1)应最大限度地了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求。
设计之前，电气设计人员要调查清楚生产要求、工艺要
求、每一程序的工作情况和运动变化规律，所需要的保
护措施、并对同类或接近产品进行调查、分析、综合，
作为具体设计电气控制线路的依据。
2)根据工艺要求和工作程序，逐一画出运动部件或执行元件
的控制电路。合理运用各控制原则；将成熟的常用环节
组合应用于控制电路中，对需要保持元件状态的电路，
要加自锁环节；对于电磁阀和电磁铁等无记忆功能的元
件，应利用中间继电器进行记忆。
3)根据控制要求将手动与自动选择、点动控制、各种保护环
节等分别接入线路。
4)线路完善，简化线路，去除多余线路和触点。
5)选择电器件，确定动作整定值。
6)设计接线图，编写设计文件。
2．在满足生产要求的前提下，应力求简单、经济
1)尽量选用标准、常用或经过实际考验过的线路和环节。
2)减少连接导线的数量和长度。图 2-20所示两线路在原理
上完全相同，但在实际接线时所需连接导线的数量和长
度却不同。 c）,d）的接线是不合理的，因为按钮在操
作台上，而电器在电气柜内，这样 a）中操作台和电气柜
的实际引线为三条,c）中的实际引线则为四条；对于多
点控制的 b）,d）而言，因需两地操作,b）比 d）也少
用连接导线。
3)尽量缩减电器的数量，采用标准件，并尽可能选用相同
型号。
4)应减少不必要的触点以简化线路，这样也可以提高可靠
性。在简化过程中，主要着眼于同类性质的合力，同时
应注意触点的额定电流是否允许。
5）控制线路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的
尽量不通电以节约能源。
图 2-20 电气元件的合理接线
3．保证控制线路工作的可靠和安全
为了保证控制线路工作可靠，应尽量选用机械和电器寿命
长、结构坚实、动作可靠、抗干扰性能好的电器。同时应
注意以下几点：
1) 设计电路时，应正确连接电器的线圈。在设计控制电路
时，电器线圈的一端应统一接在电源的同一端。使所有电
器的触点在电源的另一端、这样当电器的触点发生短路故
障时，不致引起电源短路，同时安装接线也方便。
2) 在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈。当两
个交流线圈串联使用时，其中某一个至多只能得到一半的
电源电压．由于电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总
是有先有后，不可能同时吸合。假如交流接触器 KM1先吸
合，由于 KMl的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在
该线圈上的电压降也相应增大，从而使另一个接触器 KM2
的线圈电压达不动作电压。因此两个电器需要同时动作时
其线圈应该并联连接。
3) 在控制线路中应避免出现寄生电路。在控制线路的动作
过程中，那种意外接通的电路叫寄生电路 (或叫假回路 )。
图 2-23是一个具有指示灯和热保护的电路。在正常工作时，
能完成起动、停止和信号显示。接触器 KM 2工作时，苦热
继电器 KR动作，线路就出现了寄生电路，如图 2-23中虚线
所示，使接触器 KM2有可能继续保持而不能释放，起不了
保护作用。
4) 在线路中尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电
器的控制电路。
5) 设计的线路应能适应所在电网的情况。根据电网容量的
大小、电压、频率的波动范围以及允许的冲击电流数值等
决定电动机的起动方式是直接起动还是减压起动。
6) 在线路中采用小容量继电器的触点来控制大容量接触器
的线圈时，要计算继电器触点断开和接通容量是否足够。
如果不够，必须加小容量接触器或中间继电器，否则工作
不可靠。
7) 在控制线路中充分考虑各种联锁关系以及各种必要的保
护环节，以避免因误操作而发生事故。
图 2-23 寄生电路
2.6设计举例
? 下面通过一个实例介绍电气统制线路的一般设计方法。
拟设计某机床主电动机控制线路。要求,1)可正反转；
2)双向点动控制 13)双向反接制 4)有短路和过载保护。
? 1．电路设计
? (1)主电路设计 点动时要频繁起动，定子回路应串入限
流电阻，反接制动时为减少制动电流，定子回路也应
串入限流电阻。而在正常正反转运转时，应旁路限流
电阻。故主电路应具有正反转选择和是否串入限流电
阻选择功能、如图 2-24所示，正常正反转运转时,KM
主触点应闭合；点动或制动时,KM主触点应断开。
图 2-24 车床电气原理图
(2)控制电路设计
? 图 2-25 点动控制线路 图 2-26 正反向及制动控制线路
1)点动控制 点动时定子回路应串入限流电阻，按下按钮 SB4，
接触器 KM1得电吸台。它的主触点闭合,KM 4不得电，
电动机的定子绕组经限流电阻 R和电源接通．电动机在较
低速度下正向起动。松开按钮 SB4,KMl断电，电动机停
止转动。在点动过程中．继电器 KM线圈不通电,KMl线
圈不会自锁。反方向时类同。见图 2-25。
? 2)主轴电动机的反接制动控制 反接制动时定子回路也应
串人限流电阻。速度继电器与被控电动机是同轴联结的，
当电动机正转时．速度继电器正转动合触点 KSl闭合；电
动机反转时，速度继电器的反转动合触点 KS2闭合。当电
动机正向旋转时，接触器 KMl和 KM都处于得电动作状态，
速度继电器正转动合触点 KS1闭合，这样就为电动机正转
时的反接制动做好了准备。当要停车制动时，按下制动按
钮 SBI，各接触器都失电；松开按钮 SB1，经正转动合触
点 KSl接通反转接触器 KM2。当电动机的转速下降到速度
继电器的复位转速时，速度继电器 KSl动合触点断开，切
断了接触器 KM2线圈的通电回路，电动机停止。电动机
反转时的制动与正转时的制动相似，见图 2-26。
3)主电动机的正反转控制电路 主电动机正转由正向起动按
钮 SB2控制，按下按钮 SB2时，接触器 KM首先得电动作，
它的主触点闭合将限流电阻短接。接触器 KM的辅助触点闭
合使接触器 KM1得电吸合，电动机在满电压下正向起动。
反向时按下起动按钮 SB3,KM 2的主触点将三相电源反接，
电动机在满电压下反向起动。 KMl和 KM2的动断触点分别
串在对方接触器线圈的回路中，起到了电动机正转与反转
的电气互锁作用。
4)电动机过载及联锁保护环节 完成各控制功能后还应考虑
电动机正反向控制的互锁，电动机过载保护、短路保护等。
? 2．线路的完善和校验
控制线路初步设计完后，可能还有冲突和不合理的地
方、需进一步校验，并简化线路。
? 3．选择电器件，确定参数和型号 (略 )。
习题与思考题 2
? 2-1 试述“自锁”、“联锁”、“互锁”的含义，并
举例说明各自的作用。
? 2-2 短路保护、过电流保护及热继电器保护有何区别?
各自常用的保护元件是什么?
? 2-3 为什么电动机应具有零电压和欠电压保护?
? 2-4 试以行程原则和时间原则来设计某机床工作台往
复移动。要求在原位和终点间往复移动，当往复时间
超时，立即返回并灯光报警。
? 2-5 电磁继电器与接触器的区别主要是什？’
? 2-6 为什么热继电器不能作短路保护而只能作长期过
载保护？熔断器则相反，为什么?
?2-7 设计一台专用机床的电气控制线路图。该专用机床采
用钻孔倒角组合工具加工零件的孔和倒角。其加工工艺是：
快进 → 工进 → 停留光刀 → 快退 → 停车。专用机床采用三台
电动机，其中 M1为主运动电动机； M2为工进电动机； M3
为快速移动电动机。设计要求：
1)工作台工进至终点或返回原位，均有限位开关使其自动
停止,为保证工进定位准确，要求采用制动措施
2)快速电动机要求有点动调整。
3)只有主电动机工作时方能工作进给,工作进给时禁止快进。
4)设置紧急停止按钮并返回。
5)有短路、过载保护。
? 2-8 试设计一台电动机的控制线路，要求能正反转并
实现能耗制动。
? 2-9 试设计一条自动运输线，有两台电动机,Ml拖动
运转机,M2拖动卸料机。要求：
1) Ml先起动后，才允许 M 2起动；
2) M2先停止，经一段时间后 M2才自动停止，且 M 2
可以单独停；
3) 两台电动机均有短路、过载保护。
? 2-10 图 2-27为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中
接触器 KM为润滑油泵电动机起停用接触器 (主电路未
画出 )，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析
此线路的工作原理，并说明开关 s和按钮 sB的作用。 ]
? 2-11试分析下列线路的工作原理，并说明线路中用了
哪些基本的控制环节。
