在機電控制系統中，雖然利用接觸器作為電氣執行元件可以實現最基本的自動控制，但對于稍複雜的情況就無能為力。在極大多數的機電控制系統中，需要根據系統的各種狀态或參數進行判斷和邏輯運算，然後根據邏輯運算結果去控制接觸器等電氣執行元件，實現自動控制的目的。這就需要能夠對系統的各種狀态或參數進行判斷和邏輯運算的電器元件，這一類電器元件就稱為繼電器。

繼電器實質上是一種傳遞信号的電器，它是一種根據特定形式的輸入信号轉變為其觸點開合狀态的電器元件。一般來說，繼電器由承受機構、中間機構和執行機構三部分組成。承受機構反映繼電器的輸入量，并傳遞給中間機構，與預定的量（整定量）進行比較，當達到整定量時（過量或欠量），中間機構就使執行機構動作，其觸點閉合或斷開，從而實現某種控制目的。

繼電器作為系統的各種狀态或參量判斷和邏輯運算的電器元件，主要起到信号轉換和傳遞作用，其觸點容量較小。所以，通常接在控制電路中用于反映控制信号，而不能像接觸器那樣直接接到有一定負荷的主回路中。這也是繼電器與接觸器的根本區别。

1. 中間繼電器

中間繼電器是用來轉換和傳遞控制信号的元件。他的輸入信号是線圈的通電斷電信号，輸出信号為觸點的動作。它本質上是電壓繼電器，但還具有觸頭多（多至六對或更多）、觸頭能承受的電流較大（額定電流5A～10A）、動作靈敏（動作時間小于0.05s）等特點。中間繼電器的圖形符号如圖6.28所示，其文字符号用KA表示。

中間繼電器的主要技術參數有額定電壓、額定電流、觸點對數以及線圈電壓種類和規格等。選用時要注意線圈的電壓種類和規格應和控制電路相一緻。

2. 電壓繼電器

電壓繼電器是根據電壓信号工作的，根據線圈電壓的大小來決定觸點動作。電壓繼電器的線圈的匝數多而線徑細，使用時其線圈與負載并聯。按線圈電壓的種類可分為交流電壓繼電器和直流電壓繼電器；按動作電壓的大小又可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。

對于過電壓繼電器，當線圈電壓為額定值時，銜鐵不産生吸合動作。隻有當線圈電壓高出額定電壓某一值時銜鐵才産生吸合動作，所以稱為過電壓繼電器。交流過電壓繼電器在電路中起過壓保護作用。而直流電路中一般不會出現波動較大的過電壓現象，因此，在産品中沒有直流過電壓繼電器。

對于欠電壓繼電器，當線圈電壓達到或大于線圈額定值時，銜鐵吸合動作。當線圈電壓低于線圈額定電壓時銜鐵立即釋放，所以稱為欠電壓繼電器。欠電壓繼電器有交流欠電壓繼電器和直流欠電壓繼電器之分，在電路中起欠壓保護作用。

電壓繼電器的圖形符号如圖6.29所示，其文字符号用KV表示。圖中左邊線圈符号為過電壓線圈符号，右邊線圈符号為欠電壓線圈符号。

3. 電流繼電器

電流繼電器是根據電流信号工作的，根據線圈電流的大小來決定觸點動作。電流繼電器的線圈的匝數少而線徑粗，使用時其線圈與負載串聯。按線圈電流的種類可分為交流電流繼電器和直流電流繼電器；按動作電流的大小又可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。

對于過電流繼電器，工作時負載電流流過線圈，一般選取線圈額定電流（整定電流）等于最大負載電流。當負載電流不超過整定值時，銜鐵不産生吸合動作。當負載電流高出整定電流時銜鐵産生吸合動作，所以稱為過電流繼電器。過電流繼電器在電路中起過流保護作用特别是對于沖擊性過流具有很好的保護效果。

對于欠電流繼電器，當線圈電流達到或大于動作電流值時，銜鐵吸合動作。當線圈電流低于動作電流值時銜鐵立即釋放，所以稱為欠電流繼電器。正常工作時，由于負載電流大于線圈動作電流，銜鐵處于吸合狀态。當電路的負載電流降至線圈釋放電流值以下時，銜鐵釋放。欠電流繼電器在電路中起欠電流保護作用。在交流電路中需要欠電流保護的情況比較少見，所以産品中沒有交流欠電流繼電器。而在某些直流電路中，欠電流會産生嚴重的不良後果，如運行中的直流他勵電機的勵磁電流，因此有直流欠電流繼電器。

電流繼電器的圖形符号如圖6.30所示，其文字符号用KA表示。圖中左邊線圈符号為過電流線圈符号，右邊線圈符号為欠電流線圈符号。

4. 時間繼電器

時間繼電器是一種從得到輸入信号（線圈的通電或斷電）開始，經過一個預先設定的時延後才輸出信号（觸點的閉合或斷開）的繼電器。根據延時方式的不同，可分為通電延時繼電器和斷電延時繼電器。

通電延時繼電器接受輸入信号後，延遲一定的時間輸出信号才發生變化。而當輸入信号消失後，輸出信後瞬時複位。通電延時繼電器的圖形符号如圖6.31所示，其文字符号用KT表示。

斷電延時繼電器接受輸入信号後，瞬時産生輸出信号。而當輸入信号消失後，延遲一定的時間輸出信号才複位。斷電延時繼電器的圖形符号如圖6.32所示，其文字符号用KT表示。

時間繼電器按工作原理分為電磁式、電動式、空氣阻尼式和電子式等。電磁式、電動式、空氣阻尼式是傳統的時間繼電器，在早期的機電系統中普遍采用，但其存在着定時精度低、故障率高等問題。電子式時間繼電器是新型的時間繼電器，發展非常迅速。由于電子技術的飛速發展，使得電子式時間繼電器的制造成本與傳統的時間繼電器相當，但其性能大大提高，功能不斷擴展，所以是現在和将來時間繼電器的主流。

電子式低壓電器和智能電器

接近開關

随着電子技術的發展，出現了非接觸式的行程開關，即接近開關。接近開關又稱為無觸點行程開關。當某種物體與之感應頭接近到一定距離時就發出動作信号，它不像機械行程開關那樣需要施加機械力，而是通過其感應頭與被測物體間介質能量的變化來獲取信号。接近開關的應用已遠超出一般行程控制和限位保護的範疇，例如用于高速記數、測速、液面控制，檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點按鈕等。即便用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環境的适應能力也優于一般機械式行程開關。接近開關的圖形符号如圖6.33所示，文字符号為SQ。

接近開關按工作原理可以分為高頻振蕩型、電容型、霍爾型等幾種類型。高頻振蕩型接近開關是以金屬感應為原理，主要由高頻振蕩器、集成電路或晶體管放大電路和輸出電路三部分組成，停振型接近開關原理框圖如圖6.34所示。其基本工作原理是，振蕩器的線圈在開關的作用表面産生了一個交變磁場，當被檢測金屬體接近此作用表面時，在被檢測金屬體中将産生渦流，由于渦流的去磁作用使感應頭的等效參數發生變化，由此改變振蕩回路的諧振阻抗和諧振頻率，使振蕩停止。振蕩器的振蕩和停振這兩個信号，經整形放大後轉換成開關信号輸出。

電容型接近開關主要有電容式振蕩器及電子電路組成。它的電容位于傳感器表面，當物體接近時，因改變了其耦合電容值，從而産生振蕩和停振使輸出信号發生跳變。

霍耳型接近開關由霍耳元件組成，是将磁信号轉換為電信号輸出，内部的磁敏元件僅對垂直于傳感器端面磁場敏感，當磁極S正對接近開關時，接近開關的輸出産生正跳變，輸出為高電平。若磁極N正對接近開關，輸出産生負跳變，輸出為低電平。

接近開關的工作電壓有交流和直流兩種，輸出形式有兩線，三線和四線三種；輸出類型有NPN、PNP和推挽型三種；外形有方型、圓型、槽型和分離型等多種。接近開關的主要參數有動作行程、工作電壓、動作頻率、響應時間、輸出形式以及觸點容量等。

光電開關

光電開關是利用光電感應原理實現開關動作的電器元件，是接近開關的又一種形式，它除克服了接觸式行程開關存在的諸多不足外，還克服了接近開關的作用距離短、不能直接檢測非金屬材料等缺點。它具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗電磁幹擾能力強等優點。還可非接觸、無損傷地檢測和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質的狀态和動作。目前，光電開關已被用作物位檢測、液位檢測、産品計數、尺寸判别、速度檢測、定長控制、孔洞識别、信号延時、自動門控、色标檢出以及安全防護等諸多領域。

光電開關按檢測方式可分為對射式、反射式和鏡面反射式三種類型。反射式光電開關的工作原理如圖6.35所示。

電子時間繼電器

電子時間繼電器可分為晶體管式時間繼電器和數字式時間繼電器。

1. 晶體管式時間繼電器

晶體管式時間繼電器除執行繼電器外，均由電子元件組成，無機械運動部件，具有延時範圍寬、控制功率小、體積小、經久耐用的優點，正日益得到廣泛的應用。其原理框圖如圖6.36所示。

晶體管時間繼電器分為通電延時型、斷電延時型和帶瞬動觸點的通電延時型。它們均是利用電容對電壓變化的阻尼作用作為延時的基礎，即時間繼電器工作時首先通過電阻對電容充電，待電容上電壓值達到預定值時，驅動電路使執行繼電器接通實現延時輸出，同時自鎖并放掉電容上的電荷，為下次工作做好準備。

2. 數字式時間繼電器

與晶體管式時間繼電器相比，數字式時間繼電器的延時範圍可成倍增加，定時精度可提高兩個數量級以上，控制功率和體積更小，适用于各種需要精确延時的場合以及各種自動化控制電路中。這類時間繼電器功能特别強，有通電延時、斷電延時、定時吸合、循環延時4種延時形式，十幾種延時範圍供用戶選擇，以及數字顯示，這是晶體管時間繼電器所無法比拟的。其原理框圖如圖6.37所示。

固态繼電器

固體(态)繼電器(簡稱SSR)是采用固體半導體元件組裝而成的一種新穎的無觸點開關。固體繼電器通常為封裝結構，它采用絕緣防水材料澆鑄，如塑料封裝、環氧樹脂灌封等。由于固體繼電器的接通和斷開沒有機械接觸部件，因而具有控制功率小、開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、很強的耐振動和抗沖擊能力、動作可靠性高、抗幹擾能力強、對電源電壓的适應範圍廣、耐壓水平高、噪聲低等一系列優點。現在，固體繼電器已經在許多自動化控制裝置中代替了常規電磁式繼電器，尤其在動作頻繁、防爆、耐潮和耐腐蝕等特殊場合。固态繼電器按切換負載性質分為直流和交流兩種，現以使用最為廣泛的帶有電壓過零觸發的交流型固态繼電器AC-SSR為例進行介紹。

如圖6.38所示，當無信号輸入時，光電耦合器中的光敏三極管是截止的，電阻R2為晶體管V1提供基極注入電流，使V1管飽和導通，它旁路了經由電阻R4流入可控矽V2的觸發電流，故V2截止，這時晶體管V1經橋式整流電路而引入的電流很小。不足以使雙向可控矽V3導通。

有信号時，光電耦合器中的光敏三極管就導通，但隻有當交流負載電源電壓接近零時，電壓值較低，經過整流，R2和R3分壓點上的電壓不足以使晶體管V1導通。而整流電壓卻經過R4為可控矽V2提供了觸發電流，故V2導通，這種狀态相當于短路，電流很大，隻要達到雙向可控矽的導通值，V3便導通。一旦V3導通，不管輸入信号是否存在．隻有當電流過零時才能恢複關斷。

上述觸發過程僅出現在電壓過零附近。因而若輸入信号電壓出現在過零觸發點之後，當電阻R2和R3上的分壓值早已超出晶體管V1導通需要的程度，V1導通。從而旁路了可控矽V2的觸發電流。雙向可控矽V3在負載電壓的這個半波中不再觸發，而隻有在下半波的電壓過零附近，若輸入信号仍保留，便自然進入導通狀态；若輸入信号消失，則不能再導通。在零點附近有一個很小的區域稱為死區，死區電壓約為土10~15V。電阻R6(20Ώ)和Cl起浪湧抑制作用。

AC-SSR固态繼電器的控制功率小，在最大輸入電壓下的最大輸入電流為12~20mA，能被TTL或CMOS邏輯集成電路直接驅動，AC-SSR的輸入電壓多在3~32V，可靠的接通電壓為5~6V。可靠關斷電壓在0.8V以下。AC-SSR能在工頻電壓下驅動上百安培的負載，具有很大的功率放大作用。

AC-SSR的轉換時間不大于市電周期的一半(即10ms)，而DC-SSR的響應時間小于幾十微秒，比電磁繼電器的速度提高近千倍。SSR對系統的幹擾小，同時自身抗幹擾的能力也強。它沒有接點跳動,消除了因火花産生的幹擾。另外，由于采用了過零觸發技術，具有零電壓、零電流斷開的特性，從而有效地降低了線路中的電壓、電流變化率，使它對外界的電磁幹擾降到最低。此外，輸入與輸出之間的光電隔離，大大提高了其抗幹擾的能力。

SSR的不足之處是關斷後有漏電流，另外，在過載能力方面不如電磁接觸器。

主要參數：輸入參數有輸入信号電壓、輸入電流限制、輸入阻抗；輸出參數有标稱電壓和标稱電流、斷态漏電流、導通電壓等。

圖6.38 電壓過零型SSR原理圖

智能電器

近幾年，電器技術的發展迅速，其中一個主流的趨勢就是向智能化方向發展，因此出現了各種各樣的智能電器，智能接觸器、智能斷路器、軟啟動器等。其實像變頻器、可編程控制器都屬于智能電器，但由于其技術發展更加迅速和完善，以自成體系。由于智能電器技術還在不斷的迅速發展着，所以這裡隻簡要介紹軟啟動器和智能斷路器。

1. 軟啟動器

由于交流感應電動機以其低成本，高可靠性和少維護等優點在各種工業領域中得到廣泛的應用。但是其在直接起動時存在着兩個缺點：首先，它的起動電流可高達7倍額定電流，這對電網沖擊比較大，降低了電氣控制設備的使用壽命、增加了維護成本。其次。起動轉矩是正常轉矩的2倍以上，這會對負載産生沖擊，增加傳動部件的磨損和額外的維護。基于以上原因，産生了交流感應電動機降壓起動設備。

軟起動設備的功率部分由3對正反并聯的晶閘管組成，它由電子控制線路調節加到晶閘管上的觸發脈沖的角度，以此來控制加到電動機上的電壓，使加到電動機上的電壓按某—規律慢慢達到全電壓。通過适當地設置控制參數，可以使電動機的轉矩和電流與負載要求得到較好的匹配。軟起動器還有軟制動、節電和各種保護功能。

軟起動器起動時電壓沿斜坡上升，升至全壓的時間可設定在0.5~60 s。軟起動器亦有軟停止功能，其可調節的斜坡時間在0.5~240 s。使用軟起動器可解決水泵電機起動與停止時管道内的水壓波動問題．其起動電流可降至約3.5~4Ie(額定電流)，可解決起動風機時傳動皮帶打滑及軸承應力過大的問題；可減少壓縮機、離心機、攪動機等設備在起動時對齒輪箱及傳動皮帶的應力，可解決輸送帶起動或停止過程中由于颠簸而造成的産品倒跌及損壞的問題，可減少起動時皮帶打滑引起的皮帶磨損及對齒輪箱的應力。

軟起動器的内部電子式過載繼電器提供較通常的熱過載繼電器更高的保護性能。例如，它一直保持對間歇運行時電機溫度的檢查，并對超出設定電流極限提供過載保護。

2. 智能斷路器

智能型斷路器是指具有智能化控制單元的低壓斷路器。

智能型斷路器與普通斷路器一樣，也有基本框架(絕緣外殼)、觸頭系統和操作機構，所不同的是把普通斷路器上的脫扣器換成了具有一定人工智能的控制單元，或稱為智能型脫扣器。這種智能型控制單元的核心是具有嵌入式微處理器，其功能不但覆蓋了全部脫扣器的保護功能(如短路保護、過流過熱保護、漏電保護、缺相保護等)，而且還能夠測量和顯示電路中的各種參數(電流、電壓、功率、功率因素等)。各種保護功能的動作參數也可以顯示、設定和修改。保護電路動作時的故障參數，可以存儲在非易失性存儲器中以便查詢。還擴充了報警、數據記憶及通信等功能，其性能大大優于傳統的斷路器産品。

智能型可通信斷路器屬第四代低壓電器産品。随着集成電路技術的不斷提高，微處理器的功能越來越強大，成為第四代低壓電氣的核心控制技術。專用集成電路如漏電保護、缺相保護專用集成電路、專用運算電路等的采用，不僅能減輕CPU的工作負荷，而且能夠提高系統的響應速度。另外，斷路器要完成上述的保護功能、就要有相應的各種傳感器。要求傳感器要有較高的精度、較寬的動态範圍同時又要求體積小，輸出信号還要便于與智能控制電路接口。故新型的智能化、集成化傳感器的采用可使智能化電氣開關的整體性能提高一個檔次。

智能化斷路器是以微處理器為核心的機電一體化産品，使用了系統集成化技術。它包括供電部分(常規供電、電池供電、電流互感器自供電)、傳感器、控制部分、調整部分以及開關本體。各個部分之間相互關聯，又相互影響。如何協調與處理好各個組成部分之間的關系，使其既滿足所有的功能，又不超出現有技術條件所允許的範圍(體積、功耗、可靠性、電磁兼容性等)，就是系統集成化技術的主要内容。

智能化斷路器的原理是利用微處理器對各路電壓和電流信号進行規定的檢測，當電壓過高或過低時發出缺相脫扣信号。當缺相功能有效時，若三相電流不平衡超過設定值，發出缺相脫扣信号，同時對各相電流進行檢測，根據設定的參數實施三段式(瞬動、短延時、長延時)電流熱模拟保護。

電氣控制電路設計規範

電氣工程制圖内容

電氣控制系統是由若幹電器元件按照一定要求連接而成，從而實現設備或裝置的某種控制目的。為了便于對控制系統進行設計、分析研究、安裝調試、使用維護以及技術交流，就需要将控制系統中的各電器元件及其相互連接關系用一個統一的标準來表達，這個統一的标準就是國家标準和國際标準，我國相關的國家标準已經與國際标準統一。用标準符号按照标準規定的方法表示的電氣控制系統的控制關系的就稱為電氣控制系統圖。

電氣控制系統圖包括電氣系統圖和框圖、電氣原理圖、電氣接線圖和接線表三種形式。各種圖都有其不同的用途和規定的表達方式，電氣系統圖主要用于表達系統的層次關系，系統内各子系統或功能部件的相互關系，以及系統與外界的聯系；電氣原理圖主要用于表達系統控制原理、參數、功能及邏輯關系，是最詳細表達控制規律和參數的工程圖；電氣接線圖主要用于表達各電器元件在設備中的具體位置分布情況，以及連接導線的走向。對于一般的機電裝備而言，電氣原理圖是必須的，而其餘兩種圖則根據需要繪制。繪制電氣接線圖則需要首先繪制電器位置圖，在實際應用中電氣接線圖一般與電氣原理圖和電器位置圖一起使用。

國家标準局參照國際電工委員會（IEC）頒布的标準，制定了我國電氣設備有關國家标準。有關的國家标準有GB4728—1984《電氣圖用圖形符号》、GB6988—1986《電氣制圖》、GB5094—1985《電氣技術中的項目代号》和GB7159—1987《電氣技術中的文字符号制定通則》。

電氣工程制圖圖形符号和文字符号

按照GB4728—1984《電氣圖用圖形符号》規定，電氣圖用圖形符号是按照功能組合圖的原則，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号組合成為特定的圖形符号及方框符号等。一般符号是用以表示一類産品和此類産品的特征的簡單圖形符号。機電設備中常用的圖形符号如表6-1所示

文字符号分為基本文字符号和輔助文字符号。基本文字符号又分單字母文字符号和雙字母文字符号兩種。單字母符号是按拉丁字母順序将各種電氣設備、裝置和元器件劃分為23類，每一大類電器用一個專用單字母符号表示，如“K”表示繼電器、接觸器類，“R”表示電阻器類。當單字母符号不能滿足要求而需要将大類進一步劃分，以便更為詳盡地表述某一種電氣設備、裝置和元器件時采用雙字母符号。雙字母符号由一個表示種類的單字母符号與另一個字母組成，組合形式為單字母符号在前、另一個字母在後，如“F”表示保護器件類，“FU”表示熔斷器，“FR”表示熱繼電器。

輔助文字符号用來表示電氣設備、裝置、元器件及線路的功能、狀态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示異步等。輔助文字符号也可放在表示類别的單字母符号後面組成雙字母符号，如“KT”表示時間繼電器，“YB”表示電磁制動器等。為簡化文字符号起見，當輔助文字符号由兩個或兩個以上字母組成時，可以隻采用第一位字母進行組合，如“MS”表示同步電動機。輔助文字符号也可單獨使用，如“ON”表示接通，“N”表示中性線等。

電氣控制原理圖的繪制原則

1. 目的和用途

電路原理圖就是詳細表示電路、設備或裝置的全部基本組成部分和連接關系的工程圖。主要用于詳細理解電路、設備或裝置及其組成部分的作用原理；為測試和故障診斷提供信息；為編制接線圖提供依據。

2. 繪圖基本原則

根據簡單清晰的原則，電氣原理（電路）圖采用電器元件展開的形式繪制。它包括所有電器元件的導電部件和接線端點，但并不按照電器元件的實際位置來繪制，也不反映電器元件的大小。因此，繪制電路圖時一般要遵循以下基本規則：

(1) 電路圖一般包含主電路和控制、信号電路兩部分。為了區别主電路與控制電路，在繪制電路圖時主電路(電機、電器及連接線等)，用粗線表示，而控制、信号電路(電器及連接線等)用細線表示。通常習慣将主電路放在電路圖的左邊(或上部)，而将控制電路放在右邊(或下部)。

(2) 主電路（動力電路）中電源電路繪水平線；受電的動力設備（如電動機等）及其它保護電器支路，應垂直于電源電路繪制。

(3) 控制和信号電路應垂直地繪于兩條水平電源線之間，耗能元件（如接觸器線圈、電磁鐵線圈，信号燈等）應直接連接在接地或下方的水平電源線上，各種控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。

(4) 在電路圖中各個電器并不按照它實際的布置情況繪制，而是采用同一電器的各部件分别繪在它們完成作用的地方。

(5) 無論主電路還是控制電路，各元件一般按照動作順序自上而下、從左到右依次排列。

(6) 為區别控制線路中各電器的類型和作用，每個電器及它們的部件用規定的圖形符号表示，且每個電器有一個文字符号，屬于同一個電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸頭)都用同一個文字符号表示。而作用相同的電器用規定的文字符号加數字序号表示。

(7) 因為各個電器在不同的工作階段分别作不同的動作，觸點時閉時開，而在電路圖内隻能表示一種情況。因此，規定所有電器的觸點均表示成在（線圈）沒有通電或機械外力作用時的位置。對于接觸器和電磁式繼電器為電磁鐵未吸合的位置，對于行程開關、按鈕等則為未壓合的位置。

(8)在電路圖中兩條以上導線的電氣連接處要打一圓點，且每個接點要标一個編号，編号的原則是：靠近左邊電源線的用單數标注，靠近右邊電源線的用雙數标注，通常都是以電器的線圈或電阻作為單、雙數的分界線，故電器的線圈或電阻應盡量放在各行的—邊（左邊或右邊）。

(9) 對具有循環運動的機構，應給出工作循環圖，萬能轉換開關和行程開關應繪出動作程序和動作位置。

(10) 電路圖應标出下列數據或說明：

a各電源電路的電壓值，極性或頻率及相數。

b某些元器件的特性（如電阻，電容器的參數值等）；

c不常用的電器（如位置傳感器、電磁閥門、定時器等）的操作方法和功能。

如圖6.39所示是根據上述原則繪制的某機床控制電路圖。

3. 圖面區域的劃分

為了便于檢索電路，方便閱讀，可以在各種幅面的圖紙上進行分區。按照規定，分區數應該是偶數，每一分區的長度一般不小于25 mm，不大于75mm。每個分區内豎邊方向用大寫拉丁字母，橫邊方向用阿拉伯數字分别編号。編号的順序應從标題欄相對的左上角開始。編号寫在圖紙的邊框内。

在編号下方和圖面的上方設有功能、用途欄，用于注明該區域電路的功能和作用。

4. 符号位置索引

由于像接觸器、繼電器這樣的電器其線圈和觸點在電路中根據需要繪制在不同的地方，為了便于讀圖，在接觸器、繼電器線圈的下方繪出其觸點的索引表，如圖6.39所示。對于接觸器，其中左邊一列為主觸點所在的區域，中間為輔助常開觸點所在的區域，右邊一列為輔助常閉觸點所在的區域。對于繼電器，其中左邊一列為常開觸點所在的區域，右邊一列為常閉觸點所在的區域。

圖6.39 CM6132普通車床電器控制線路原理圖

基本電氣控制電路

啟、保、停控制

圖6.40所示是三相鼠籠式電動機的單向啟、停控制線路，它由6.40（a）的主電路和6.40（b）的控制電路組成。主電路包括一個斷路器QF、一個接觸器KM的主觸點、一個熱繼電器FR的熱元件和一台電動機M，控制電路包括一個停止按鈕SB1和一個啟動按鈕SB2、接觸器的吸引線圈和一個常開輔助觸點、熱繼電器的常閉觸點。

合上開QF（作電源總開關），按下SB2，接觸器KM的吸引線圈接通得電，銜鐵吸合，其主觸點閉合，電動機便運轉起來，與此同時，KM的輔助觸點也閉合，将啟動按鈕SB2短路，這樣當松開SB2時接觸器線圈仍然接通，像這樣利用電器自身的觸點保持自己的線圈得電，從而保持線路繼續工作的環節稱為自鎖（自保）環節。這種觸點稱為自鎖觸點。按下SB1，KM的線圈斷電，其主觸點打開，電動機便停轉，同時KM輔助觸點也打開，故松開按鈕後， SB1雖複位而閉合，但KM的線圈已經不能繼續得電，從而保證了電動機不會自行啟動，若要使電動機再次工作可再按SB2。

為了避免電動機、控制電器、設備及被控機械、操作者受到不正常工作狀态的有害影響，使工作更為可靠，在電路中必須具有各種保護裝置。該電路具有多重保護功能，首先，QF兼有短路保護和過載保護雙重功能；其次，由于熱繼電器FR的熱元件串接在電機回路中，所以對電機的過載和缺相運行提供了可靠的保護；另外，在電動機正常運行時如突然停電或電壓過低，則接觸器沒有足夠的吸合力而複位，電動機停止運轉，當電源恢複正常後電路不會自行啟動，避免意外事故的發生，這樣的保護功能稱為失壓或欠壓保護。

為了避免電動機、控制電器等電氣設備和整個生産機械、操作者受到不正常工作狀态的有害影響，使工作更為可靠，在電氣控制電路中必須具有完善的各種保護功能和裝置。

對于大型生産機械，為了操作的方便，常常要求在兩個或兩個以上的地點都能進行操作。實現這種要求的線路如圖8.40（c）所示。即在各操作地點各安裝一套按鈕，其接線的組成原則是各啟動按鈕的常開觸點并聯，而各停止按鈕的常閉觸點串連。

正、反向控制

許多負載機械的運動部件，根據工藝要求經常需進行正反方向兩種運動，而這種正反方向的運動大多借助于電動機的正反轉來實現。由異步電動機的工作原理可知，将電動機的供電電源的相序改變（任意交換兩相），就可以控制異步電動機作反向運動。為了更換相序，需要使用兩個接觸器來完成。圖6.41所示為三相異步電動機正反轉的控制電路。圖6.41（a）為主電路，正轉接觸器KM1接通正向工作電路，電機正轉；反轉接觸器KM2接通反向工作電路，此時電動機定子端的相序恰與前者相反，電機反轉。

圖6.41（b）所示的控制線路具有下述缺點，若同時按下正向按鈕SB2和反向按鈕SB3，可以使KM1，KM2接觸器同時接通，這會造成電源短路事故。

為避免産生上述事故，必須采取互鎖保護措施，使其中任一接觸器工作時，另一接觸器即失效不能工作，為此采用圖6.41（c）所示的電氣互鎖。當按下SB2按鈕後，接觸器KM1動作，使電動機正轉。KM1除有一常開觸點将其自鎖外，另有一常閉觸點串聯在接觸器KM2線圈的控制回路内，它此時斷開。因此，若再按SB3按鈕，接觸器KM2受KM1的常閉觸點互鎖不能動作，這樣就防止了電源短路的事故。

圖6.41（c）所示線路在某一方向工作時，不能直接按反方向按鈕直接切換運行，必須先按停止按鈕SB1。若要實現正反向直接切換，可采用複合按鈕接成如圖6.41（d）所示的線路即可。但這種電路僅适用于小容量電機控制，而且拖動的機械負載裝置轉動慣量較小和允許有沖擊的場合。

點動控制

對于正常的機電設備，采用啟、保、停電路能滿足正常使用要求。但在設備的安裝調試或維護調試過程中，常常要對工作機構作微量調整或瞬間運動，這就要求電動機按照操作指令作短時或瞬間運轉。實現這種要求的線路如圖6.42所示。在圖6.42（b）電路中，按下按鈕SB電機運轉，松開按鈕電機立即停轉，所以這樣的電路稱為點動控制。圖6.42（c）電路把點動與長動控制結合在一起，通過轉換開關SA實現點與長動的切換。圖6.42（d）電路是通過設置不同的按鈕來實現點動（SB3）與長動（SB2）控制。

順序控制

為了保證機電設備的安全運行，經常需要各部件按順序的工作。如在機床中在啟動了潤滑油泵電機後，才可以啟動主軸電機。如圖6.43所示為典型的順序控制電路，在圖6.43（b）電路中，按下M1的啟動按鈕SB2後，接觸器KM1得電并自鎖，M1回路接通并運轉，且KM1的輔助常開觸點閉合，為KM2得電作好了準備。這時可按SB4使KM2得電并自鎖，來啟動M2運行。M2可單獨停止，但M1停止則M2會被停止。

圖6.43（c）所示的電路為延時順序啟動的電路，按下M1的啟動按鈕SB2後，接觸器KM1得電并自鎖，M1回路接通并運轉，同時通電延時繼電器KT得電并開始計時。延時時間到達後，KT觸點使KM2得電并保持，來啟動M2運行。按下停止按鈕SB1使M1、M2同時被停止。

自動循環控制

在自動化生産中，根據加工工藝的要求，加工過程按一定的程序（工步）進行自動循環工作。在組合機床和專用機床中常用采用這類方式工作。自動過程的進行需要有條件來觸發，根據觸發條件的不同，自動控制電路常用的有按時間控制和按行程控制兩種形式。如圖6.44所示為按行程控制的自動循環控制電路。

按下啟動按鈕SB2或 SB3實現（正向或反向）啟動，如按下正向啟動按鈕SB2後，接觸器KM1得電并自鎖，M1回路接通運轉并帶動工作台左行，一直到機械撞塊壓下行程開關SQ1使得正向回路斷開，工作台停止左行。同時SQ1的常開觸點閉合使KM2得電并自保，接通反向回路，電機反轉帶動工作台右行。當機械撞塊壓下行程開關SQ2使得反向回路斷開，工作台停止右行。同時SQ2的常開觸點閉合使KM1得電并自保，接通正向回路，電機正轉帶動工作台左行，依次往複實現自動循環。

在實際應用中，為了安全起見，一般還要設置位置極限開關SQ3、SQ4。另外由于機械式行程開關使用壽命有限、噪音和可靠性等問題，在現代設備中越來越多地采用非接觸式的接近開關來代替機械式行程開關。

鼠籠異步電機星形——三角形降壓啟動控制

對于10kW以上的鼠籠異步電機，其很大的啟動電流（額定電流的5~7倍）會對供電系統産生巨大的沖擊，所以一般不直接全壓啟動，通常采用降壓方式啟動。因功率在4kW以上的鼠籠異步電機正常運行時均為三角形接法，故采用星形——三角形降壓啟動可有效限制啟動電流。星形——三角形降壓啟動控制電路如圖6.45所示。

啟動時将電機定子繞組接成星型，這樣加到電動機每相繞組上的電壓為額定值的 ，而電流隻有額定值的1/3，從而顯著減小啟動電流。當電機轉速逐漸上升接近額定值時，再将定子繞組切換成三角形接法，轉為額定電壓下的正常運行。

為了實現啟動過程的自動切換，在控制電路中使用了一隻時間繼電器KT。按下啟動按鈕SB2後，接觸器KM得電并自鎖，KMY也得電，電動機以星型接法開始啟動運轉。同時時間繼電器KT線圈也得電而開始定時，當到達設定時間時其觸點動作，KT的延時斷開觸點斷開KMY，而延時閉合觸點接通KM△并自鎖，使電動機定子繞組切換成三角形接法，轉為額定電壓下的正常運行。

鼠籠異步電機反接制動控制

反接制動就是在切斷電機正常供電電源後給電動機施加改變相序的電源，從而使電機迅速停止的制動方法。反接制動開始時，切斷電機正常供電電源，電機在機械慣性的作用下在原方向上繼續運轉。當改變了相序的電源加上之後，轉子與定子旋轉磁場之間的相對速度接近于兩倍的同步轉速，所以在此瞬間定子電流相當于全電壓直接啟動電流的兩倍，則反接制動轉矩也很大，制動迅速。

反接制動控制電路如圖6.46所示，按下啟動按鈕SB2後，接觸器KM1得電并自鎖，電機正常運行，轉速上升後與電機同軸安裝的速度繼電器KS動作， KS的常開觸點閉合，為KM2得電作好了準備。當按下停止按鈕SB1後，KM1斷電複位，而KM2得電并自鎖，電機進入反接制動運行，轉速迅速下降。當轉速下降到一定值（低于100r/min）時，KS觸點打開，使KM2斷電，制動過程結束。

反接制動的缺點是由于制動電流很大，造成很大的電路沖擊和機械沖擊，所以，為了限制制動電流，一般在制動回路中串接制動電阻R。

鼠籠異步電機能耗制動控制

在工業設備中異步電機另一種常用的制動方法是能耗制動，即在斷開電機三相電源之後，給定子繞組加上一個直流電源，則在定子繞組中建立靜止磁場，從而在旋轉的轉子中産生制動轉矩。為了加強制動效果，在定子上所加的直流制動電流一般大于電機額定電流，所以不能長時間通以直流制動電流。工程上一般有兩種方法處理這個問題，一是速度原則，采用速度繼電器，當電機速度下降到一定值以下時，通過速度繼電器觸點斷開直流制動電源；另一種方法是時間原則，采用時間繼電器，當制動過程進行到一定時間時，通過時間繼電器觸點斷開直流制動電源。

采用時間繼電器的鼠籠異步電機能耗制動控制電路如圖6.47所示，按下啟動按鈕SB2後，接觸器KM1得電并自鎖，電機正常運行。當按下停止按鈕時，KM1斷開三相電源，同時KM2接通直流制動電源進行能耗制動，時間繼電器也接通開始計時。當制動過程進行到一定時間時，電機速度接近于零，時間繼電器延時斷開觸點斷開KM2，制動過程結束。

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