1.7 主令电器

主令电器是用于电气自动控制系统中发送或转换控制命令的电器。主令电器的种类较多，应用较广泛。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、指示灯、主令控制器及接近开关等。主令电器使控制电路接通或断开，起辅助控制功能。

1.7.1 控制按钮

控制按钮简称按钮，是一种结构简单、使用广泛并具有储能弹簧复位的手动式主令电器。它是一种短时接通或断开小电流电路的电器，不直接控制主电路的通断，常与接触器或继电器配合，在控制电路中实现对电动机的远距离控制或电气联锁。

1.按钮的结构和工作原理

图1-57是按钮的基本结构图，它一般由触点、按钮帽、复位弹簧和外壳等组成。当有外力按下按钮帽时，桥式触点4向下运动，与常闭静触点3断开，而与常开静触点5闭合。当外力消失后，在复位弹簧作用下，桥式触点向上运动，触点恢复原始状态。

2.控制按钮分类及典型产品

控制按钮种类很多，按照触点形式可分为三种：动合按钮、动断按钮和复合按钮。在电气图中的图形符号和文字符号如图1-58所示。

图1-57 按钮的基本结构图

1—按钮帽 2—复位弹簧 3—常闭静触点 4—桥式触点 5—常开静触点

图1-58 按钮的图形符号和文字符号

（1）动合按钮

动合按钮又称起动按钮，触点是常开触点。外力向下按压按钮帽，触点闭合。外力消失时，在复位弹簧作用下触点恢复到断开状态。

（2）动断按钮

动断按钮又称停止按钮，触点是常闭触点。外力向下按压按钮帽，触点断开。外力消失时，在复位弹簧作用下触点恢复到闭合状态。

（3）复合按钮

复合按钮是既有动合按钮又有动断按钮的按钮组合。外力向下按压按钮帽，先断开常闭触点，再闭合常开触点。外力消失后，常开触点和常闭触点先后复位。

控制按钮按照结构形式可分为：旋钮式、钥匙式及紧急式等。旋钮式为手动旋钮操作方式；钥匙式是一种只有用钥匙插入按钮才可操作，防止误动作的控制按钮；紧急式也称蘑菇头式，有红色大蘑菇头突出于按钮螺帽之外，供需要紧急切断电源时使用。

控制按钮按用途分为保护式、防腐式及防爆式等。保护式按钮：带有保护外壳，可防止内部的零件受机械损伤或操作者触及带电部分。防腐式按钮：适用于有化工腐蚀性气体的环境使用。防爆式按钮：适用于煤矿等有爆炸性气体和尘埃的环境使用。

按钮种类很多，国产开关产品有LAY、LA等系列。其中LA系列按钮是最常用产品，LA18系列按钮是其中的一种，主要适用于交流50Hz电压到380V及直流电压至220V的磁力起动器、接触器、继电器及其他电器线路中，用于遥远控制。产品型号如图1-59所示。

图1-59 LA18系列型号

LA18系列按钮常见型号（最后一位）：开启式-K；保护式-H；防水式-S；防腐式-F；防爆式-B；旋钮式-X；钥匙式-Y；紧急式-J或M；自持按钮-Z；带灯按钮-D；组合式-E；联锁式-C。每种开关都有不同的颜色可供选择，如白色、黑色、红色、黄色和绿色等。

1.7.2 限位开关

限位开关又称行程开关或位置开关，是一种利用生产机械运动部件的碰撞使其触点动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的主令电器。

限位开关将机械信号转变为电信号，是一种常用的小电流主令电器。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等，对生产机械进行必要的保护。

限位开关广泛应用于各类机床和起重机械的控制中，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，利用限位开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护等。

1.限位开关结构和工作原理

限位开关种类很多，结构形式多种多样，其基本结构主要有摆杆、滚轮、触点系统和外壳等几部分组成。摆杆的形式的不同，限位开关又有直动式、滚轮式和微动式等类型。其图形符号和文字符号如图1-60所示。

直动式限位开关如图1-61所示，由顶杆、弹簧、触点系统等组成。它的结构和动作原理与控制按钮相似。机械设备的运动部件上安装行程开关，与其相对运动的固定点上安装极限位置的挡块。当限位开关顶杆碰撞挡块时，常闭触点断开，常开触点闭合，切断或改变控制电路，机械停止运动或改变运行。触点的分合速度取决于生产机械的运行速度，不宜用于速度低于0.4m/min的场合。

图1-60 限位开关图形符号和文字符号

滚动式限位开关如图1-62所示，由滚轮、上转臂、弹簧、套架、压板以及触点等组成。被控机械上的挡块碰撞到带有滚轮的撞杆时，若滚轮受力方向向左，如图1-62中箭头所示。滚轮带动上转臂2转向左下方，套架4则向右上转动并压缩弹簧5，带动小滑轮9由左向右转动，顶下触点推杆7，从而使触点迅速动作与左侧静触点闭合。最后，在复位弹簧作用下，各部件复位。滚动式限位开关常用在要求触点接通、断开比较迅速的场合，减少电弧对触点的损坏。滚动式限位开关又分为复位式（单滚轮）和非复位式（双滚轮）两种。双滚轮式行程开关具有两个稳态位置，有记忆功能，在一些情况下可以简化控制电路。

图1-61 直动式限位开关

1—顶杆 2—弹簧 3—常闭触点 4—触点弹簧 5—常开触点

微动式限位开关如图1-63所示，由推杆、弯形片状弹簧、触点系统以及复位弹簧组成。原始状态下，在弯形片状弹簧作用下，桥式触点与图中常闭触点4接通，与常开触点3断开。当推杆1碰到挡块后，推杆向下挤压复位弹簧5，带动弯形片状弹簧2向下运动发生形变。弯形片状弹簧2的反作用力推动桥式触点向上运动，常闭触点4断开，常开触点3闭合。当推杆上作用力消失后，在复位弹簧5的作用下，各部件复位。微动式限位开关主要应用在行程比较小且作用力也很小的场合。

图1-62 滚动式限位开关

1—滚轮 2—上转臂 3、5—弹簧 4—套架 6—压板 7—触点 8—触点推杆 9—小滑轮

图1-63 微动式限位开关

1—推杆 2—弯形片状弹簧 3—常开触点 4—常闭触点 5—复位弹簧

2.典型产品

目前，国产行程开关型号种类较多，常用直动式限位开关有LX1、LX3及JLXK1等系列产品，可作为控制速度不小于0.1m/min的运动机构的行程开关或变换其运动方向、速度用的开关。滚轮式产品有LX2、JLXK2等系列产品，在机床、机械的自动控制、限制运动传动机构动作或程序控制中有广泛应用。微动式限位开关有LXW-11及JWL1等系列产品，这些具有微小行程、瞬时动作的灵敏开关，广泛地用于机械、纺织、轻工、电子仪器等各种机械设备和家用电器上作行程控制、限位保护和联锁等。

1.7.3 接近开关

接近开关是一种无触点、非接触式行程开关。与机械行程开关不同，它不需要外部施加机械力，而是通过与被测物体间介质能量的变化来获取信号。物体与之接近一定距离时就能发出电信号。非接触式的形式很多，常见的有光电式、电感式、超声波式等，当然还有更多的先进形式。接近开关的种类非常丰富，目前国产的接近开关主要有LJ、CJ、AB、SJ等系列。

接近开关可代替有触点行程开关完成行程控制和限位控制，还可用于高速计数、测速、液面控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等的非接触式控制。具有非接触式触发、动作速度快、可在不同的检测距离内动作、发出稳定无脉动的信号、稳定可靠、寿命长、重复定位精度高、极适用恶劣环境等特点。所以，在机床、纺织、印刷、塑料等工业生产中应用广泛。其图形符号和文字符号如图1-64所示。

图1-64 接近开关的图形符号和文字符号

1.7.4 万能转换开关

万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器，主要用于各种配电装置电路的转换和遥控、各种控制电路的转换、电压表和电流表的换相测量控制及直接控制小容量三相笼型异步电动机的起动、可逆转换、变速等。

1.万能转换开关的结构和工作原理

万能转换开关一般采用组合式设计结构，由多组相同结构的触点组件，叠装而成的多回路控制电器。它由操作机构、定位装置、触点系统、转轴、手柄等部件组成。万能转换开关单层结构如图1-65所示。

图1-65 万能转换开关单层结构图

1—复位弹簧 2—凸轮 3—常开触点 4—推杆 5—转轴

触点在绝缘基座内，为双断点桥式触点结构。转动手柄带动转轴和凸轮沿圆周运动，由于凸轮的形状不同，当手柄处在不同位置时，凸轮凹槽与推杆顶部的吻合情况不同。当凸轮凹槽与推杆相吻合时，在复位弹簧作用下，推杆顶部嵌入凸轮凹槽内，带动桥式触点向圆心方向运动，与静触点闭合。当凸轮凹槽与推杆不吻合时，推杆受到凸轮的作用力后，向远离圆心方向运动，挤压复位弹簧带动桥式触点运动与静触点断开。手柄在不同的转换角度时，触点的开闭状态也不同。因此，常用角度来表示万能转换开关的手柄操作位置，如0°、45°、90°、135°等多种定位角度，手柄的操作位置不同，触点的状态也不同。

万能转换开关触点的开闭状态在电气图中的图形符号如图1-66所示。由于触点的开闭与手柄的操作位置有关。因此，除了画出图形符号外，还需要画出手柄操作位置与触点分合状态的关系图，即操作图，如图1-67所示。

2.万能转换开关典型产品

常用万能转换开关有LW系列产品，产品种类较多。图1-68所示为LW5系列定位型转换开关的型号。其中，用途代号种类有：Q1、Q2-直接起动；N-可逆转换；S-双速电动机变速；SN-双速电动机变速、可逆。LW5系列万能转换开关适用于电路中转换电气控制电路，也可直接控制5.5kW及以下容量三相笼型异步电动机的起动、可逆转换、变速等。

图1-66 万能转换开关图形符号

图1-67 万能转换开关操作图

图1-68 LW5系列产品型号

1.7.5 主令控制器

主令控制器是一种用于电气传动装置中频繁地按顺序切换多个控制电路的主令电器。主令电器直接或经过减速器与操作机构相连，主令控制器的触点根据操作机构的行程或转角按一定顺序闭合或断开。使用主令控制器可以对控制电路发布命令，与其他电路联锁或切换。与磁力起动器配合对绕线转子异步电动机的起动、制动、调速及转向实行远距离控制，广泛应用于起重机、轧钢机及各类重型机械的电气传动控制系统中。

1.主令控制器的结构和工作原理

主令控制器的结构和工作原理与万能转换开关相类似，一般由凸轮、触点、操作机构、齿轮减速机构和外壳等组成，也是由一个可转的凸轮带动触点动作。但与万能转换开关相比，主令控制器的触点容量较大些，操纵换挡位也较多。主令控制器的产品种类较多，常用的主令控制器有LK系列，其结构原理如图1-69所示。在电气图中，主令控制器的触点的图形符号和文字符号以及操作手柄在不同位置时触点的分合状态的表示方法与万能开关相类似，在此不再累述。

图1-69 主令控制器结构图

1—凸轮块 2—接线端子 3—静触点 4—动触点 5—支杆 6—转轴 7—小轮

2.主令控制器的典型产品

LK系列主令控制器产品型号较多。其中，LK5系列主令控制器，有手动操作、机械操作与电动机驱动三种形式的产品。LK5系列主令控制器适用于交流50Hz，电压至380V及直流电压至440V的电路中，主要用于各类型电力驱动装置的遥远控制，可以控制需要较多控制电路的联锁与转换装置，适用于频繁操作任务，但它不适用于有化学活跃性、易燃气体及充满灰尘以及非常潮湿的场所。

1.7.6 罗克韦尔自动化主令电器

1.控制按钮

罗克韦尔自动化公司生产的控制按钮种类较多，有Bulletin 800T/H系列、Bulletin 800F系列、800B系列及安全防爆按钮800G、800H和800R等系列产品。Bulletin 800T材质为金属材料，Bulletin 800H材质为塑料，防护等级均为IP66。这些控制按钮的类型包括普通型、急停型、选择开关型、指示灯型及触点块型。其中触点块型比较特殊，其材质有未密封：银触点或贵金属触点；密封在玻璃管内的钨触点或贵金属触点。防护等级为IP2X手指保护。Bulletin 800F系列是一体式控制按钮。安全防爆系列按钮主要是在含有易燃性气体、液体或易燃性粉尘等特殊工业场合下使用。

2.安全限位开关

Bulletin 400P是罗克韦尔自动化公司生产的一款安全限位开关，具有以下特点：

1）Bulletin 400P是最紧凑的塑料位置安全开关。

2）可强制操作，强制断开常闭触点。

3）触点类型有：速动、缓通或缓断触点块。

4）1个常开和常闭触点、2个常闭和1个常开触点（也提供3个常闭和1个常开触点及4个常闭开关）。

3.接近开关

罗克韦尔自动化公司生产的传感器种类比较多，包括光电传感器、接近和超声波传感器、电感式接近传感器、超声波传感器及电容性接近传感器等，相应的限位开关种类也较多，有编码器/条件感应型开关、固态压力、温度和流量开关等。有大量操作类型和电路布置可供选择，在材料输送、包装、电梯、自动扶梯、剪叉式升降台、工业车辆和拖拉机、起重机和吊车及升降门等场所有广泛应用。