第二节　常用低压电气器件的技术参数、应用与检测

一、刀开关

1.刀开关的用途

刀开关是一种使用最多、结构最简单的手动控制的低压电器，是低压电力拖动系统和电气控制系统中最常用的电气元件之一，普遍用于电源隔离，也可用于直接控制接通和断开小规模的负载，如小电流供电电路、小容量电动机的启动和停止。刀开关和熔断器组合使用是电力拖动控制线路中最常见的一种结合。刀开关由操作手柄、动触点、静触点、进线端、出线端、绝缘底板和胶盖组成。

常见外形见图4-1所示。

图4-1　刀开关实物

2.刀开关的选用原则

在低压电气控制电路中选用刀开关时，常常只考虑刀开关的主要参数，如额定电流、额定电压。

（1）额定电流　在电路中刀开关能够正常工作而不损坏时所通过的最大电流。因此在选用刀开关的额定电流时不应小于负载的额定电流。

因负载不同，选用额定电流的大小也不同。用作隔离开关或控制照明、加热等电阻性负载时，额定电流要等于或略大于负载的额定电流；用作直接启动和停止电动机时，瓷底胶盖闸刀开关只能控制容量5.5kW以下的电动机，额定电流应大于电动机的额定电流；铁壳开关的额定电流应小于电动机额定电流的2倍；组合开关的额定电流应不小于电动机额定电流的2～3倍。

（2）额定电压　在电路中刀开关能够正常工作而不损坏时所承受的最高电压。因此在选用刀开关的额定电压时应高于电路中实际工作电压。

3.刀开关的检测

检测刀开关时主要看刀开关触头处是否有烧损现象，用手扳动弹片应有一定弹力，刀与接口接触应良好。否则应更换刀开关。

4.刀开关的常见故障及处理措施（如表4-5所示）

表4-5　刀开关的常见故障及处理措施

刀开关使用注意事项。

① 以使用方便和操作安全为原则：封闭式负荷开关安装时必须垂直于地面，距地面的高度应在1.3～1.5m之间，开关外壳的接地螺钉必须可靠接地。

② 接线规则：电源进线接在静夹座一边的接线端子上，负载引线接在熔断器一边的接线端子上，且进出线必须穿过开关的进出线孔。

③ 分合闸操作规则：应站在开关的手柄侧，不准面对开关，避免因意外故障电流使开关爆炸，造成人身伤害。

④大容量的电动机或额定电流100A以上的负载不能使用封闭式负荷开关控制，避免产生飞弧灼伤手。

5.刀开关的应用

刀开关直接串入电源，控制电源的通断，图4-2所示为用双刀开关控制单相电机运转的电路。当将刀开关闭合的时候，市电就可以通过刀开关，送入电动机，电动机就可以正常的工作。

二、按钮开关

1.按钮的用途

按钮是一种用来短时间接通或断开小电流电路的手动主令电器。由于按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A，一般情况下，不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气连锁，其外形如图4-3所示。

图4-3　按钮实物

2.按钮的分类

按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，通常被做成复合触点，即具有动触点和静触点。根据使用要求、安装形式、操作方式不同，按钮的种类有很多。根据触点结构不同，按钮可分为停止按钮（常闭按钮）、启动按钮（常开按钮）及复合按钮（常闭、常开组合为一组按钮），它们的结构与符号见表4-6。

表4-6　按钮的结构与符号

3.按钮开关的检测

在不按下按钮时用万用表的电阻挡或者是二极管挡进行检测两组触点，通的一次为常闭触点，不通的一次为常开触点。检测常开触点见图4-4所示。

图4-4　检测常开触点

再按一下按钮以后，那么原来的常闭触点用表检测时，应为断开状态，而原来的常开触点，此时应为接通状态，说明按钮开关是好的，否则说明内部接点接触不良。检测常闭触点见图4-5所示。

图4-5　检测常闭触点

按钮的常见故障及处理措施，如表4-7所示。

表4-7　按钮常见故障及处理方法

4.按钮选用原则

（1）按钮选用原则　选用按钮时，主要考虑：

① 根据使用场合选择控制按钮的种类。

② 根据用途选择合适的形式。

③ 根据控制回路的需要确定按钮数。

④ 按工作状态指示和工作情况要求选择按钮和指示灯的颜色。

（2）按钮使用注意事项

① 按钮安装在面板上时，应布置整齐、排列合理，如根据电动机启动的先后顺序，从上到下或从左到右排列。

② 同一机床运动部件有几种不同的工作状态时（如上、下，前、后，松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在一组。

③ 按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。

④ 由于按钮的触点间距较小，如有油污等极易发生短路故障，因此应注意保持触点间的清洁。

5.按钮开关的应用（图4-6）

工作过程：当按下启动按钮Q，线圈KM通电，主触点闭合，电动机M启动运转，当松开按钮，电动机M不会停转，因为这时，接触器线圈KM可以通过并联SB2两端已闭合的辅助触点使KM继续维持通电，电动机M不会失电，也不会停转。

这种松开按钮而能自行保持线圈通电的控制线路叫作具有自锁的接触器控制线路，简称自锁控制线路。

三、行程开关

1.行程开关用途

行程开关也称位置开关或限位开关。它的作用与按钮相同，特点是触点的动作不靠手，而是利用机械运动部件的碰撞使触点动作来实现接通或断开控制电路。它是将机械位移转变为电信号来控制机械运动的，主要用于控制机械的运动方向、行程大小和位置保护。

行程开关主要由操作机构、触点系统和外壳3部分构成。行程开关种类很多，一般按其机构分为直动式、转动式和微动式。常见的行程开关的外形、结构与符号见表4-8。

表4-8　常见的行程开关的外形、结构与符号

图4-7为行程开关实物。

图4-7　行程开关实物

2.行程开关选用原则

行程开关选用时，主要考虑动作要求、安装位置及触点数量，具体如下。

① 根据使用场合及控制对象选择种类。

② 根据安装环境选择防护形式。

③ 根据控制回路的额定电压和额定电流选择系列。

④ 根据行程开关的传力与位移关系选择合理的操作形式。

3.行程开关的检测

行程开关有三个接点的行程开关和四个接点的行程开关，检测行程开关的时候，三个接点的行程开关检测首先要找到它的公共端，也就是按照外壳上面所标的符号来确定它的公共端，然后分别检测它的常开触点和常断触点的通断，再按压行程开关的活动臂，分别检测行程开关的触点的通与断来判断它的好坏，如图4-8所示。

图4-8　检测三个接点的行程开关

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，在检测四个接点的行程开关时，首先要找到它的常开触点和常闭触点，然后分别测量常开触点和常闭触点在静态时也就是不按压活动臂的状态，常开触点不通，常闭触点通。然后再按压行程开关的活动臂，也就是在动态时的开关状态，常开触点通，常闭触点不通。如果不按照这个规定接通和断开，说明行程开关损坏。检测过程如图4-9所示。

图4-9　四个接点的行程开关的检测

4.行程开关的常见故障及处理措施

行程开关的常见故障及处理措施见表4-9。

表4-9　行程开关的常见故障及处理方法

行程开关使用注意事项：

① 行程开关安装时，安装位置要准确，安装要牢固；滚轮的方向不能装反，挡铁与其碰撞的位置应符合控制线路的要求，并确保能可靠地与挡铁碰撞。

② 行程开关在使用中，要定期检查和保养，除去油垢及粉尘，清理触点，经常检查其动作是否灵活、可靠，及时排除故障。防止因行程开关触点接触不良或接线松脱产生误动作而导致设备和人身安全事故。

5.行程开关的应用

如图4-10所示为利用行程开关控制的电机正反转控制电路。按动正向启动按钮开关SB2，交流接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进。当运动到ST2限定的位置时，挡块碰撞ST2的触头，ST2的动断触点使KM1断电，于是KM1的动断触点复位闭合，关闭了对KM2线圈的互锁。ST2的动合触点使KM2得电自锁，且KM2的动断触点断开将KM1线圈所在支路断开（互锁）。这样电动机开始反转使工作台后退。当工作台后退到ST1限定的极限位置时，挡块碰撞ST1的触头，KM2断电，KM1又得电动作，电动机又转为正转，如此往复。SB1为整个循环运动的停止按钮开关，按动SB1自动循环停止。

图4-10　行程开关的应用电路

四、电接点开关

1.电接点开关的结构

电接点压力表由测量系统、指示系统、接点装置、外壳、调整装置和接线盒等组成。电接点压力表是在普通压力表的基础上加装电气装置，在设备达到设定压力时，现场指示工作压力并输出开关量信号的仪表，如图4-11。

图4-11　电接点开关的结构

2.工作原理

电接点压力表的指针和设定针上分别装有触点，使用时首先将上限和下限设定针调节至要求的压力点。当压力变化时，指示压力指针达到上限或者下限设定针时，指针上的触点与上限或者下限设定针上的触点相接触，通过电气线路发出开关量信号给其他工控设备，实现自动控制或者报警的目的。

3.电接点压力开关的检测

电接点压力开关，也有常开触点和常闭触点，在没有压力的情况下，测量通的触点为常闭触点，不通的触点为常开触点。而当有压力的时候，用万用表检测，原来不通的触点应该接通，原来通的触点应该断开，这是检测电接点开关的常开触点和常闭触点的方法，也就是说应该在有压力和无压力的情况下分别进行检测。

4.电接点开关的应用

电路工作原理：由图4-12可知，闭合自动开关QK及开关S接通，电源给控制器供电。当气缸内空气压力下降到电接点压力表“G”（低点）整定值以下时，表的指针使“中”点与“低”点接通，交流接触器KM1通电吸合并自锁，气泵M启动运转，红色指示灯LED1亮，绿色指示灯LED2点亮，气泵开始往气缸里输送空气（逆止阀门打开，空气流入气缸内）。气缸内的空气压力也逐渐增大，使表的“中”点与“高”点接通，继电器KM2通电吸合，其常闭触点K2-0断开，切断交流接触器KM1线圈供电，KM1失电释放，气泵M停止运转，LED2熄灭，逆止阀门闭上。假设当喷漆时，手拿喷枪端，则压力开关打开，关闭后气门开关自动闭上；当气泵气缸内的压力下降到整定值以下时，气泵M又启动运转。如此周而复始，使气泵气缸内的压力稳定在整定值范围，满足喷漆用气的需要。电路原理图如图4-12所示。

五、声光控开关

1.电路工作原理

光控开关能使白炽灯的亮灭跟随环境光线变化自动转换，在白天开关断开，即灯不亮；夜晚环境无光时闭合，即灯亮。声控开关电路如图4-13所示。

图4-13　声控开关电路图

该电路是基于电压比较器集成电路LM311，IC1同相输入端的电阻R3和R4给出一个6V的参考电压。因为光敏电阻在黑暗时阻值可达几兆欧，反相输入端的电位呈高电位，比较器呈低电位，Q1不导通，继电器不吸合。反之，因为光敏电阻在照亮时阻值为5～10kΩ，反相输入端的电位呈低电位，比较器输出端呈高电位，Q1导通，继电器吸合。如果将LM311输入端正负对换，情况与上面所述正好相反。调节R1可设定多大照度时起控继电器。

2.声光控开关的检测

（1）光控部分的检测　在检测光控部分的时候，最好使用指针表测量，首先在有光的情况下检测光敏电阻的阻值，记住这个阻值，然后用手指按住光敏电阻，或者是用黑的物体遮住光敏电阻测量光敏电阻的阻值，两个电阻阻值相比较应有较大的差异，说明光敏电阻是好的。如图4-14所示。

如果在亮阻和暗阻的时候万用表的表针没有摆动现象，那么说明光敏电阻是坏的，应该更换光敏电阻。

图4-14　光控部分的检测

（2）测量声控部分　当在电路中检测声控探头（话筒）的时候，最好使用指针表测量，首先用电阻挡测出它的静态阻值，然后用手轻轻地敲动话筒，那么万用表的指针应该有轻微的抖动，摆动量越大，说明话筒的灵敏度就越高，如果不摆动，说明话筒是坏的，应更换，如图4-15所示。

图4-15　测量声控部分

3.声光控传感器应用电路

声光控节能灯如图4-16所示。该电路由主电路、开关电路、检测电路及放大电路组成。

图4-16　声控、光控节能灯电路原理图

组成桥式整流的四只二极管（VD1～VD4）和一个单向晶闸管（又称单向可控硅，下同）（VS）组成主路（和灯泡串联）；开关电路由开关三极管VT1和充电电路R2、C1组成；放大电路由VT2～VT5及电阻R4～R7组成；压电片PE和光敏电阻RL构成检测电路；控制电源由稳压管VD5和电阻R3构成。

交流电源经过桥式整流和电阻R1分压后接到可控硅VS的控制极，使VS导通（此时VT1截止）；由于灯泡与二极管和VS构成通路，使灯亮。同时整流后的电源经R2向C1充电；如果达到VT1的开门电压，VT1饱和导通，可控硅关断，灯熄灭。在无光和有声音的情况下，压电片上得到一个电信号，经放大使VT2导通，C1经VT2放电，使VT1截止，可控硅极高电位使VS导通灯亮，随着R2、C1充电的进行使灯自动熄灭。

调节R5，改变负反馈的大小，使接收声音信号的灵敏度有所变化，从而可调节灯的灵敏度。光敏电阻和压电片并联，有光时阻值变小，使压电片感应的电信号损失太多，不能使放大电路VT2导通，所以灯不亮。

六、磁控接近开关

1.磁控接近开关类开关的原理

磁控开关即磁开关入侵探测器。由永久磁铁和干簧管两部分组成。干簧管又称舌簧管，其构造是在充满惰性气体的密封玻璃管内封装2个或2个以上金属簧片。根据舌簧触点的构造不同，舌簧管可分为常开、常闭、转换三种类型。

该装置应用电路工作原理如图4-17。它可用于仓库、办公室或其他场所作开门灯之用。当永久磁铁ZT与干簧管AG靠得很近时，由于磁力线的作用，使AG内两触片断开，控制器DM的4端无电压，照明灯H中无电流通过，故灯H熄灭。一旦大门打开，控制器DM开通，H点亮。

白天由于光照较强，光敏电阻RG的内阻很小，即使AG闭合，R与RG的分压也小于1.6V，故白天打开大门，H是不会点亮的。夜晚相当于RG两极开路，故控制器DM的4端电压高于1.6V，H点亮。RG可用MG45-32非密封型光敏电阻，AG可用3～4mm的干簧管（常闭型）。

2.磁控接近开关类开关的检测

检测磁控开关的时候，最好使用指针表，首先给磁控开关接通合适的电源，将黑表笔接负极，红表笔接信号的输出端，然后在不加磁场的情况下测试输出电压，记住此电压值。 然后将磁控开关接触带磁性的金属或者磁铁，这样磁控开关应该有输出，此时说明磁控开关是好的，如接触金属部分或者磁铁和不接触金属部分或磁铁表针均无摆动，那么说明磁控开关是坏的。如图4-18所示。

图4-18　磁控接近开关类开关的检测

七、万能主令开关

1.万能主令开关检测

主令开关主要用于闭合、断开控制线路，以发布命令或用作程序控制，实现对电力传动和生产机械的控制。因此，它是人机联系和对话所必不可少的一种元件。图4-19所示是一种十字开关，用于控制信号灯、方向性电气等。

图4-19　万能主令开关

2.主令开关的检测

下面以十字4路常开常闭触点的主令开关为例进行测试。

在检测主令开关的时候，首先要看清主令开关是由几组开关构成的，每组中有几个常开触点几个常闭触点。下面以四组开关、每组有一个常闭触点和一个常开触点为例。用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测。在检测时，首先在主令开关零位置时分别检测四组开关中的常闭触点，每个常闭触点应相通，再检测所有常开触点，均应不通。然后将主令开关的控制手柄扳动到向某个方向的位置，检测对应开关的常开触点应该相通，其余三组的常开触点不应通。用同样的方法分别检测另外三组开关的常开触点是否能够相通。如果手柄扳到相对应的位置时，对应的常闭触点不能断开，常开触点不能相通，则说明对应组的开关损坏。如图4-20所示。

图4-20　主令开关的检测

八、温度开关

1.机械式温度开关

机械式温度开关又称旋钮温控器，实物图如图4-21所示。

图4-21　温度控制器实物图

其是由波纹管、感温包（测试管）、偏心轮、微动开关等组成一个密封的感应系统和一个传送信号动力的系统。如图4-22所示。

图4-22　温控器的工作原理图

1—固定触点；2—快跳活动触点；3—温度调节螺钉；4—温度调节凸轮；5—温度范围调节螺钉；6—主弹簧；7—传动膜片；8—感温腔；9—蒸发器；10—感温管

将温度控制器的感温元件感温管末端紧压在需要测试温度位置表面上，由表面温度的变化来控制开关的开、停时间。当固定触点1与活动触点2接触时（组成闭合回路），电源被接通；温度下降，使感温腔的膜片向后移动，便导致温控器的活动触点2离开触点1，电源被断开。要想得到不同的温度，只要旋动温度控制旋钮（即温度高低调节凸轮）就可；改变平衡弹簧对感温囊的压力实现温度的自动控制。

2.电子式温控器结构

电子式温控器感温元件为热敏电阻，所以又称为热敏电阻式温度控制器，其控温原理是将热敏电阻直接放在冰箱内适当的位置，当热敏电阻受到冰箱内温度变化的影响时，其阻值就发生相应的变化。通过平衡电桥来改变通往半导体三极管的电流，再经放大来控制压缩机运转继电器的开启，实现对温度的控制作用。控制部分的原理示意图，如图4-23所示。

图4-23 控制部分原理示意图

图中R1为热敏电阻，R4为电位器，J为控制继电器。当电位器R4不变时，如果温度升高，R1的电阻值就会变小，A点的电位升高。R1的阻值越小，其电流越大，当集电极电流的值大于继电器J的吸合电流时，继电器吸合，J触点接通电源。温度下降，热敏电阻则变大，其基极电流变小，集电极电流也随着变小。当集电极电流值小于继电器J的吸合电流时，继电器J的触点断开，如此循环温度控制在一定范围内。实际电路原理图如图4-24所示。

图4-24　电子温度控制器实际电路原理图

3.温度控制仪器

对于温控仪的端子排列及功能见图4-25所示，温控仪各种方式的接线如图4-26所示。

图4-25　温控仪的端子排列及功能

图中的各种接线方式可根据实际应用是三相供电还是单相供电，选用继电器或可控硅接线方式即可。只要正确接线即可正常工作。

图4-26　温控仪各种方式的接线

4.热电偶温度传感器

在许多测温方法中，热电偶测温应用最广。因为它的测量范围广，一般在180～2800℃之间，准确度和灵敏度较高，且便于远距离测量，尤其是在高温范围内有较高的精度，所以国际实用温标规定在630.74～1064.43℃范围内用热电偶作为复现热力学温标的基准仪器，温度传感器外形如图4-27所示。

图4-27　温度传感器外形

（1）热电偶的基本工作原理　两种不同的导体A与B在一端熔焊在一起（称为热端或测温端），另一端接一个灵敏的电压表，接电压表的这一端称冷端（或称参考端）。当热端与冷端的温度不同时，回路中将产生电势，如图4-28所示。该电势的方向和大小取决于两导体的材料种类及热端及冷端的温度差（T与T0的差值），而与两导体的粗细、长短有关，这种现象称为物体的热电效应。为了正确地测量热端的温度，必须确定冷端的温度。目前统一规定冷端的温度T0=0℃。但实际测试时要求冷端保持在0℃的条件是不方便的，希望在室温的条件下测量，这就需要加冷端补偿。热电偶测温时产生的热电势很小，一般需要用放大器放大。

图4-28　冷端补偿

在实际测量中，冷端温度不是0℃，会产生误差，可采用冷端补偿的方法自动补偿。冷端补偿的方法很多，这里仅介绍一种采用PN结温度传感器作冷端补偿，如图4-29所示。

图4-29　热电偶工作原理图

热电偶产生的电势经放大器A1放大后有一定的灵敏度（mV/℃），采用PN结温度传感器与测量电桥检测冷端的温度，电桥的输出经放大器A2放大后，有与热电偶放大后相同的灵敏度。将这两个放大后的信号电压再输入增益为1的差动放大器电路，则可以自动补偿冷端温度变化所引起的误差。在0℃时，调RP，使A2输出为0V，调RF2，使A2输出的灵敏度与A1相同即可。一般在0～50℃范围内，其补偿精度优于0.5℃。

常用的热电偶有7种，其热电偶的材料及测温范围见表4-10。

表4-10　常用配接热电偶的材料及测温范围

在这些热电偶中，CK型热电偶应用最广。这是因为CK型热电势率较高，特性近似线性，性能稳定，价格便宜（无贵金属铂及铑），测温范围适合大部分工业温度范围。

（2）热电偶的结构

① 热电极就是构成热电偶的两种金属丝。根据所用金属种类和作用条件的不同，热电极直径一般为0.3～3.2mm，长度为350mm～2m。应该指出，热电极也有用非金属材料制成的。

② 绝缘管用于防止两根热电极短路。绝缘管可以做成单孔、双孔和四孔的形式，其材料见表4-11，也可以做成填充的形式（如缆式热电偶）。

③ 保护管。为使热电偶有较长的寿命，保证测量准确度，通常热电极（连同绝缘管）装入保护管内，可以减少各种有害气体和有害物质的直接侵蚀，还可以避免火焰和气流的直接冲击。一般根据测温范围、加热区长度、环境气氛等来选择保护管。常用保护管材料分金属和非金属两大类。

表4-11　常用绝缘管、保护管材料

④ 接线盒供连接热电偶和补偿导线用，接线盒多采用铝合金制成。为防止有害气体进入热电偶，接线盒出孔和盖应尽可能密封（一般用橡皮、石棉垫圈、垫片以及耐火泥等材料来封装），接线盒内热电极与补偿导线用螺钉紧固在接线板上，保证接触良好。接线处有正负标记，以便检查和接线。

（3）测量　检测热电偶时，可直接用万用表电阻挡测量，如不通则热电偶有断路性故障，此方法只是估测。

（4）热电偶使用中的注意事项

① 热电偶和仪表分度号必须一致。

② 热电偶和电子电位差计不允许用铜质导线连接，而应选用与热电偶配套的补偿导线。安装时热电偶和补偿导线正负极必须相对应，补偿导线接入仪表中的输入端正负极也必须相对应，不可接错。

③ 热电偶的补偿导线安装位置尽量避开大功率的电源线，并应远离强磁场、强电场，否则易给仪表引入干扰。

④ 热电偶的安装：

a.热电偶不应装在太靠近炉门和加热源处。

b.热电偶插入炉内深度可以按实际情况而定。其工作端应尽量靠近被测物体，以保证测量准确。另一方面，为了装卸工作方便并不至于损坏热电偶，又要求工作端与被测物体有适当距离，一般不少于100mm。热电偶的接线盒不应靠到炉壁上。

c.热电偶应尽可能垂直安装，以免保护管在高温下变形，若需要水平安装时，应用耐火泥和耐热合金制成的支架支撑。

d.热电偶保护管和炉壁之间的空隙，用绝热物质（耐火泥或石棉绳）堵塞，以免冷热空气对流而影响测温准确性。

e.用热电偶测量管道中的介质温度时，应注意热电偶工作端有足够的插入深度，如管道直径较小，可采取倾斜或在管道弯曲处安装。

f.在安装瓷和铝这一类保护管的热电偶时，其所选择的位置应适当，不致因加热工件的移动而损坏保护管。在插入或取出热电偶时，应避免急冷急热，以免保护管破裂。

g.为保护测试准确度，热电偶应定期进行校验。

（5）热电偶的故障检修　热电偶在使用中可能发生的故障及排除方法见表4-12。

表4-12　热电偶的故障检修

5.温度开关的检测

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，检测温度控制开关时，首先要检测开关的通断状态，也就是说旋转转换开关的旋钮，应该能够切断和接通，然后检测其在温度变化时的状态，对于低温温度控制器可以放入冰箱当中（高温度时可以用热源加温），然后进行冷冻（或者加温）检查开关的接通和断开状态，如放在冰箱（或加温）后开关不能够正常根据温度的变化接通或断开说明温度开关损坏。如图4-30所示。

图4-30　温度开关的检测

6.温控仪的应用电路

温度控制仪的接线图如图4-31所示。

图4-31　带温度显示的温控电路图

电路工作原理，电路中为了使用大功率加热器，使用交流接触器控制，根据使用的电源确定交流接触器线圈电压，一般为220V/380V，图4-31中加热管为220V，如果使用380V供电，可以将电热管接成Y型接法，如果是380V接热管，可以接成三角型接法。

受温度器控制，当温度到达设定值高或低限值时，温控器会控制交流接触器接通或断开，从而控制加热器工作，达到温控目的。

九、倒顺开关

1.作用与工作原理

倒顺开关也叫顺逆开关。它的作用是连通、断开电源或负载，可以使电动机正转或反转，主要是给单相、三相电动机作正反转用的电气元件，但不能作为自动化元件。

三相电源提供一个旋转磁场，使三相电动机转动，因电源三相的接法不同，磁场可顺时针或逆时针旋转，为改变转向，只需要将电动机电源的任意两相相序进行改变即可完成。如原来的相序是U、V、W，只需改变为U、W、V或W、V、U。一般的倒顺开关有两排六个端子，调相通过中间触头换向接触，达到换相目的。倒顺开关接线图如图4-32所示，倒顺开关内部结构有两种，如图4-33所示。

图4-32　倒顺开关的接线原理图

图4-33　倒顺开关的两种内部结构图

以三相电动机倒顺开关为例：设进线U、V、W三相，出线也是U—V—W，因U、V、W三相是各个相隔120°，连接成一个圆周，设这个圆周上的U、V、W是顺时针的，连接到电动机后，电动机为顺时针旋转。

如在开关内将V、W切换一下，A照旧不动，使开关的出线成了U—W—V，那这个圆周上的U、V、W排列就成了逆时针的，连接到电动机后，电动机也为逆时针旋转。

如将它的把手往左扳，出线是U—V—W；如将它的把手扳到中间，U、V、W全部断开，处于关的状态；如将它的把手往右扳，出线是U—W—V，电动机的转动方向就与往左扳时相反。倒顺开关三种状态工作过程如图4-34所示。

图4-34　倒顺开关三种状态工作图

2.使用条件

① 海拔高度：不超过2000m。

② 周围空气温度-5～+40℃，24h内平均温度不超过+35℃。

③ 大气条件：在+40℃时大气相对湿度不超过50%，在较低温度下可以有较高的相对湿度，最湿月的月平均最低温度不超过+25℃，该月的月平均最大相对湿度不超过90%，并考虑因温度变化发生在产品上的凝露。

④ 与垂直面的倾斜度不超过±5°。

⑤ 在无爆炸危险的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及无导电尘埃存在的地方。

⑥ 在有防雨雪设备及没有充满水蒸气的地方。

⑦ 在无显著摇动、冲击和振动的地方。

⑧ 由于倒顺开关无失压保护、无零位保护，不得采用手动双向转换开关作为控制电器。

3.倒顺开关的检测

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，在检修倒顺开关时，首先将倒顺开关放置于零的位置，也就是停的位置，用万用表电阻挡检测输入端和输出端，三组开关均不应相通。如图4-35所示。

图4-35　在停的位置所有开关都不通

然后将开关拨向正转的位置，那么检测它的三个输入端和输出端应相通，如不通，为对应开关损坏。如图4-36所示。

图4-36　在正转的位置开关导通情况

然后再将开关拨向反转位置，然后检测倒顺开关三组的输入与三组的输出的位置应有两组交叉通，如输入输出两组开关不能交叉通或不能同，则说明开关损坏。如图4-37所示。

图4-37　在反转位置开关导通情况

4.应用

（1）在三相电路中的应用　如图4-38所示。

当倒顺开关用于三相电动机控制时，按照图中接好线以后旋转倒顺开关在零位时电动机不旋转，当将开关拨动到正位置时，电动机旋转（设定为正转），而当手柄向反位置时，电动机反向旋转。这样就完成了正反装控制。

图4-38 三相电路中的应用

（2）在单相电动机中的应用　单相电动机又分为单电容运行式、单电容启动式和双电容启动运行式，图4-39（a）为单电容运行单相电动机接线图，图4-39（b）为双电容单相电动机的接线图。

图4-39　单电容运行式控制单电容启动或双电容接线控制

对于单相电动机的电容运行式电动机来说，利用倒顺开关的正转和反转位置，实际上是利用开关触点调换了电容的两端接线，那么改变电容的两端接线就可以改变电动机的运转方向。

倒顺开关控制单相电容启动电动机，实际上是利用倒顺开关改变了主绕组和副绕组的连接方式，那么改变了绕组的连接方式以后可以改变电流方向，从而可以控制电动机的正转或反转。在实际接线过程当中，只要按照图4-39中接线图进行接线就可以正常控制电容启动式电动机的正常正反转运行，此接线同样适用于电容启动运行电动机，也就是双电容电动机的正反转控制。

十、万能转换开关

1.万能转换开关结构

万能转换开关（文字符号SA）的作用是用于不频繁接通与断开的电路，实现换接电源和负载，是一种多挡式、控制多回路的主令电器。

转换开关由转轴、凸轮、触点座、触点弹簧、触点、定位机构、螺杠和手柄等组成。当将手柄转动到不同的挡位时，转轴带着凸轮随之转动，使一些触头通，另一些触头断开。它具有寿命长、使用可靠、结构简单等优点，适用于交流50Hz、380V，直流220V及以下的电源引入，5kW以下小容量电动机的直接启动，电动机的正、反转控制及照明控制的电路中，但每小时的转换次数不宜超过15～20次。如图4-40所示。

2.万能转换开关符号表示

如图4-41所示开关的挡位、触头数目及接通状态，表中用“×”表示触点接通，否则为断开，由接线表才可画出其图形符号。具体画法是：用虚线表示操作手柄的位置，用有无“•”表示触点的闭合和打开状态，比如，在触点图形符号下方的虚线位置上画“•”，则表示当操作手柄处于该位置时，该触点是处于闭合状态，若在虚线位置上未画“•”时，则表示该触点是处于打开状态。

图4-41（a）是万能转换开关的接线图。图4-41（b）是触点闭合表。

图4-41　万能转换开关符号表示

① 在零位时1、2触点闭合。

② 往左旋转5-6、7-8触点闭合。

③ 往右旋转5-6、3-4触点闭合。

LW26-25万能转换开关是一种多挡式、控制多回路的主令电器。万能转换开关主要用于各种控制线路的转换，电压表、电流表的换相测量控制，配电装置线路的负荷遥控等。万能转换开关还可以用于直接控制小容电动机的启动、调速和换向。

如图4-42所示是工作原理接线图。

图4-42　工作原理接线图

万能转换开关主要根据用途、接线方式、所需触头挡数和额定电流来选择。

① 万能转换开关的安装位置应与其他电气元件或机床的金属部件有一定的间隙，以免在通断过程中因电弧喷出而发生对地短路故障。

② 万能转换开关一般应水平安装在屏板上，但也可以倾斜或垂直安装。

③ 万能转换开关的通断能力不高，当用来控制电动机时，LW5系列只能控制5.5kW以下的小容量电动机。若用以控制电动机的正反转，则只有在电动机停止后才能反向启动。

④ 万能转换开关本身不带保护，使用时必须与其他电器配合。

⑤ 当万能转换开关有故障时，必须立即切断电路，检查有无妨碍可动部分正常转动的故障，检查弹簧有无变形或失效，触头工作状态和触头状况是否正常等。

3.万能转换开关的检测

（1）三挡位万能转换开关检测　三挡位万能转换开关种类比较多，下面以LW5D-16型为例讲解其检测。

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，在检测万能转换开关的时候，一定要熟悉它的触头接线表，只有充分熟悉了它的触头接线表的时候才能够知道转换开关放的位置是哪个开关相通，哪个开关断开。在实际检测中，首先应将转换开关放在零，按照接线图表中找到相通的开关测量应为通状态，其余所有开关均应处于断开状态（某些万能转换开关在零位时所有开关均不相通），如图4-43所示。然后将开关拨到左或者是右的位置，根据触点接通表测量相应的触头接点，其常开触点应该是不通的，对应的闭合触点应通，如不能按照触头接触表中的开关闭合断开，则说明开关有接触不良或损坏现象。

图4-43　转换开关测量

在测量过程当中，无论是向左还是向右，或者说一挡二挡的位置的时候，要把所有的开关全部测量到，也就是说和它相关的开关都应测量到，不能有遗漏。如图4-44所示。

图4-44　在一挡时所有组开关全部通

（2）多挡位开关检测　多挡位开关型号也是比较多的，下面以LW12-16型万能转换开关为例进行检测，LW12-16型为40个触点20组开关，共计6个挡位。如图4-45所示。

图4-45　多挡位开关检测

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，在检测多挡位万能转换开关时，由于挡位比较多，触点组数比较多，因此检修时必须要有触头接通表，根据触头接通表分析清楚在开关不同位置时对应的触头接通断开状态，然后根据接通断开状态测量对应的开关的接通和断开，如在检测过程当中转换开关转到对应位置时，其控制的开关不能按照触头接线表通或断，则为开关损坏，在检测多挡开关的时候，要把所有触头组全部检测到，不能有遗漏。

十一、凸轮控制器

1.凸轮控制器用途

凸轮控制器是一种万能转换开关，是一种利用凸轮来操作动触点动作的控制电器，主要用于容量小于30kW的中小型绕线转子异步电动机线路中，控制电动机的启动、停止、调速、反转和制动，也广泛地应用于桥式起重等设备。常见的KTJI系列凸轮控制器主要由手柄（手轮）、触点系统、转轴、凸轮和外壳等部分组成，其外形与结构如图4-46所示。

图4-46　凸轮控制器的结构

凸轮控制器头分合情况，通常使用触点分合表来表示。KTJI-50/1型凸轮控制器的触点分合表如图4-47所示。

图4-47　KTJI-50/1型凸轮控制器的触点分合表

图4-48所示为凸轮控制器实物。

图4-48　凸轮控制器实物

2.凸轮控制器选用原则

凸轮控制器在选用时主要依据所控制电动机的容量、额定电压、额定电流、工作制和控制位置数目等，可查阅相关技术手册。

3.凸轮控制器常见故障及处理措施

凸轮控制器常见故障及处理措施见表4-13。

表4-13　凸轮控制器常见故障及处理方法

4.凸轮控制器使用注意事项

① 凸轮控制器在安装前应检查外壳及零件有无损坏，并清除内部灰尘。

② 安装前应操作控制器手柄不少于5次，检查有无卡轧现象。凸轮控制器必须牢固可靠地安装在墙壁或支架上，其金属外壳上的接地螺钉必须与接地线可靠接地。

5.凸轮控制器的检测

凸轮控制器的检测与多挡位万能转换开关检测方法相同，具体检测过程可扫上页二维码学习。

6.凸轮控制器的应用

图4-49为凸轮控制器控制的天车电路。由图可以看出，只有三个凸轮控制器，QC1、QC2、QC3都在“0”位时，才可以接通交流电源，合上开关QS1，使QS1开关闭合，按动启动按钮SB，接触器KM得电吸合并自锁，然后便可通过QC1～QC3分别控制各电动机，凸轮控制器的触点结构如图4-50所示（图中电路部分未画出）。

图4-49　凸轮控制器控制的天车电路

图4-50　凸轮控制器的触点结构图

凸轮控制器QC3、QC2、QC1分别对大车、小车、吊钩电动机M3～M1实行控制。各凸轮控制器的位数为5—0—5，共有11个操作位，共有12副触头，其中4副触头（1、2、3、4）控制各相对应电动机的正反转，5副触头（5～9）控制电动机的启动和分级短接相应电阻，两副触头（10、11）和限位开关配合，用于大车行车、小车行车和吊钩提升极限位置的保护，另一副触头（12）用于零位启动保护（也可通过本书第十四章第四节详细学习）。

十二、熔断器

1.熔断器的用途

熔断器是低压电力拖动系统和电气控制系统中使用最多的安全保护电器之一，其主要用于短路保护，也可用于负载过载保护。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管和熔座组成，各部分的作用如表4-14所示。

表4-14　熔断器各部分作用

熔体在使用时应串联在需要保护的电路中，熔体是用铅、锌、铜、银、锡等金属或电阻率较高、熔点较低的合金材料制作而成。如图4-51所示为熔断器实物。

图4-51　熔断器与底座实物

2.熔断器选用原则

在低压电气控制电路选用熔断器时，我们常常只考虑熔断器的主要参数如额定电流、额定电压和熔体的额定电流3个。

（1）额定电流　在电路中熔断器能够正常工作而不损坏时所通过的最大电流，该电流由熔断器各部分在电路中长时间正常工作时的温度所决定。因此在选用熔断器的额定电流时不应小于所选用熔体的额定电流。

（2）额定电压　在电路中熔断器能够正常工作而不损坏时所承受的最高电压。如果熔断器在电路中的实际工作电压大于其额定电压，那么熔体熔断时有可能会引起电弧而不能熄灭的恶果。因此在选用熔断器的额定电压时应高于电路中实际工作电压。

（3）熔体电流　在规定的工作条件下，长时间流过熔体而熔体不损坏的最大安全电流。实际使用中，额定电流等级相同的熔断器可以选用若干个等级不同的熔体电流。根据不同的低压熔断器所要保护的负载，选择熔体电流的方法也有所不同，如表4-15所示。

表4-15　低压熔断器熔体选用原则

3.熔断器的检测

检测熔断器时，万用表选用电阻挡或者是蜂鸣器挡进行检测。在测量时如果说所测量的阻值很小几乎为零，或者是蜂鸣器挡蜂鸣指示灯亮，说明保险也就是熔断器是好的。如果说在测量时所测量的阻值很大或者是蜂鸣器挡蜂鸣指示灯不亮，说明保险也就是熔断器是坏的，如图4-52所示。

图4-52　熔断器的检测

4.熔断器常见故障及处理措施

低压熔断器的好坏判断：指针表电阻挡测量，若熔体的电阻值为零说明熔体是好的；若熔体的电阻值不为零说明熔体损坏，必须更换熔体。低压熔断器的常见故障及处理方案，如表4-16所示。

表4-16　熔断器的常见故障及处理方法

5.熔断器的应用

熔断器在电路当中主要起保护作用，如图4-53所示电路中主电路设有三个熔断器，辅助电路设有一个熔断器，一旦过流，对应的熔断器就会熔断，保护电路其他元件不被烧坏。电动机控制电路工作过程为：当合上空开时，电动机不会启动运转，因为KM线圈未通电，只有按下按钮SB1或SB使线圈KM或KM2通电，主电路中的KM1或KM2主触点闭合，电动机M即可启动。这种只有按下启动按钮电动机才会运转，松开按钮即停转的线路，称为点动控制线路。

图4-53　熔断器保护电路

十三、通用断路器与万能断路器

1.断路器的用途

低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，是一种重要的控制和保护电器，主要用于交直流低压电网和电力拖动系统中，既可手动又可电动分合电路。它集控制和多种保护功能于一体，对电路或用电设备实现过载、短路和欠电压等保护，也可以用于不频繁地转换电路及启动电动机。低压短路器主要由触点、灭弧系统和各种脱扣器3部分组成。常见的低压断路器外形结构及用途见表4-17。

表4-17　低压断路器外形结构及用途

断路器实物如图4-54所示。

图4-54　断路器实物

2.断路器的选用原则

在低压电气控制电路中选用低压断路器时，常常只考虑低压断路器的主要参数，如额定电流、额定电压和壳架等级额定电流。

① 额定电流。低压断路器的额定电流应不小于被保护电路的计算负载电流，即用于保护电动机时，低压断路器的长延时电流整定值等于电动机额定电流；用于保护三相笼型异步电动机时，其瞬时整定电流等于电动机额定电流的8～15倍，倍数与电动机的型号、容量和启动方法有关；用于保护三相绕线式异步电动机时，其瞬间整定电流等于电动机额定电流的3～6倍。

② 额定电压。低压断路器的额定电压应不高于被保护电路的额定电压，即低压断路器欠电压脱扣器额定电压等于被保护电路的额定电压、低压断路器分励脱扣器额定电压等于控制电源的额定电压。

③ 壳架等级额定电流。低压断路器的壳架等级额定电流应不小于被保护电路的计算负载电流。

④ 用于保护和控制不频繁启动电动机时，还应考虑断路器的操作条件和使用寿命。

3.通用断路器的检测

在检测断路器时，用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，检测断路器在断开时的状态，其输入端和输出端均不应相通。然后将断路器接通检测输入端和输出端，应该相通。最后接通电源将断路器闭合，检测输出端的电压应等于输入端电压，再按漏电保护触发按钮，此时断路器应该跳开切断电源。如图4-55所示，如果按动试跳按钮断路器不能跳开说明漏电功能失效，也就是断路器损坏，应更换新断路器。

图4-55　通用断路器检测

某些断路器有过电流调整，在使用时应根据负载电流调整过电流值到合适位置。其他测试方法与测量普通断路器的测量方法相同，如图4-56所示。

图4-56　过电流调整型断路器检测

4.万能式断路器

（1）万能式断路器的用途结构　万能式断路器用来分配电能和保护线路及电源设备免受过载、欠电压、短路、单相接地等故障的危害；该断路器具有智能化保护功能，选择性保护精确，能提高供电可靠性，避免不必要的停电。该断路器广泛适用于电站、工厂、矿山和现代高层建筑，特别是智能楼宇中的配电系统。万能式断路器的结构如图4-57所示。

图4-57　万能断路器结构图

（2）万能式断路器的安装

① 断路器安装起吊时，应把吊索正确钩挂在断路器两侧提手上，起吊时应尽可能使其保持垂直，避免磕碰，以免造成内在的不易觉察的损伤而留下隐患。

② 检查断路器的规格是否符合要求。

③ 以500Ｖ兆欧表检查断路器各相之间及各相对地之间的绝缘电阻，在周围介质温度为（20±5）℃和相对湿度为50%～70％时绝缘电阻值应大于 20MΩ，否则应进行干燥处理。

④ 检查断路器各部分动作的可靠性，电流、电压脱扣器特性是否符合要求，闭合、断开是否可靠。断路器在闭合和断开过程中其可动部分与灭弧罩等零件应无卡、碰等现象（注意：进行闭合操作时欠压线圈应通以额定电压或用螺钉紧固，以免造成误判）。

⑤ 安装时应严格遵守断路器的飞弧距离及安全间距（＞100mm）。

⑥ 断路器必须垂直安装于平整坚固的底架或固定架上并用螺栓紧固，以免由于安装平面不平使断路器或抽屉式支架受到附加力而引起变形。

⑦ 抽屉式断路器安装时还必须检查主回路触刀与触刀座的配合情况和二次回路对应触头的配合情况是否良好，如发现由于运输等原因而产生偏移，应及时予以修正。

⑧ 在进行电气连接前应先切断电源，确保电路中没有电压存在。连接母排或连接电缆应与断路器自然连接，若连接母排的形位尺寸不当应事先整形，不能用强制性外力使其与断路器主回路进出线勉强相接而使断路器发生变形，影响其动作的可靠性。

⑨ 用户应考虑到预期短路电流对母排之间可能产生强大的电动力而影响到断路器的进出线端，故必须用强度足够的绝缘板条在近断路器处对母排予以紧固。

⑩ 用户应对断路器进行可靠的保护接地，固定式断路器的接地处标有明显的接地标记，抽屉式断路器的接地借助于抽屉支架来实现。

⑪ 按线路图连接好控制装置和信号装置，在闭合操作前必须安装好灭弧罩，插好隔弧板并清除安装过程中产生的尘埃及可能遗留下来的杂物（如金属屑、导线等）。

（3）万能式断路器的使用与维护

① 断路器使用时应将磁铁工作极面上的防锈油揩净并保持清洁。

② 各转动轴孔及摩擦部分必须定期添加润滑油。

③ 断路器在使用过程中要定期检查，以保证使用的安全性和可靠性。

a.定期清刷灰尘，以保持断路器的绝缘水平。

b.按期对触头系统进行检查（注意：检查时应使断路器处于隔离位置）。

Ⅰ.检查弧触头的烧损程度，如果动、静弧触头刚接触时主触头的小开距小于2mm，必须重新调整或更换弧触头。

Ⅱ.检查主触头的电磨损程度。若发现主触头上有小的金属颗粒形成，则应及时铲除并修复平整；如发现主触头超程小于4mm，必须重新调整；如主触头上的银合金厚度小于1mm时，必须更换触头。

Ⅲ.检查软连接断裂情况，去掉折断的带层。若长期使用后软连接折断情况严重（接近二分之一），则应及时更换。

④ 当断路器分断短路电流后，除必须检查触头系统外还必须清除灭弧罩两壁烟痕及检查灭弧栅片烧损情况，如严重应更换灭弧罩。

5.断路器的常见故障及处理措施

断路器的常见故障及处理措施见表4-18。

表4-18　断路器的常见故障及处理方法

断路器使用注意事项：

① 安装时低压断路器垂直于配电板，上端接电源线，下端接负载。

② 低压断路器在电气控制系统中若作为电源总开关或电动机的控制开关，则必须在电源进线侧安装熔断器或刀开关等，这样可出现明显的保护断点。

③ 低压断路器在接入电路后，在使用前应将防锈油脂擦在脱扣器的工作表面上；设定好脱扣器的保护值后，不允许随意改动，避免影响脱扣器保护值。

④ 低压断路器在使用过程中分断短路电流后，要及时检修触点，发现电灼烧痕现象，应及时修理或更换。

⑤ 定期清扫断路器上的积尘和杂物，定期检查各脱扣器的保护值，定期给操作机构添加润滑剂。

6.断路器的应用电路

点动控制电路是电动机控制电路中最常用的电路，由按钮开关的交流接触器构成。接触器点动控制直接启动控制电路如图4-58所示。

图4-58　交流接触器控制三相电动机点动控制电路

十四、小型电磁继电器

1.结构

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通信、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。电磁继电器如图4-59所示。

图4-59　电磁继电器实物图

2.电磁继电器的主要技术参数

（1） 额定工作电压和额定工作电流　额定工作电压是指继电器在正常工作时线圈两端所加的电压，额定工作电流是指继电器在正常工作时线圈需要通过的电流。使用中必须满足线圈对工作电压、工作电流的要求，否则继电器不能正常工作。

（2） 线圈直流电阻　线圈直流电阻是指继电器线圈直流电阻的阻值。

（3） 吸合电压和吸合电流　吸合电压是指使继电器能够产生吸合动作的最小电压值，吸合电流是指使继电器能够产生吸合动作的最小电流值。为了确保继电器的触点能够可靠吸合，必须给线圈加上稍大于额定电压（电流）的实际电压（电流）值，但也不能太高，一般为额定值的1.5倍，否则会导致线圈损坏。

（4） 释放电压和释放电流　释放电压是指使继电器从吸合状态到释放状态所需的最大电压值，释放电流是指使继电器从吸合状态到释放状态所需的最大电流值。为保证继电器按需要可靠地释放，在继电器释放时，其线圈所加的电压必须小于释放电压。

（5） 触点负荷　触点负荷是指继电器触点所允许通过的电流和所加的电压，也就是触点能够承受的负载大小。在使用时，为避免触点过电流损坏，不能用触点负荷小的继电器去控制负载大的电路。

（6） 吸合时间　吸合时间是指给继电器线圈通电后，触点从释放状态到吸合状态所需要的时间。

3.电磁继电器的识别

根据线圈的供电方式，电磁继电器可以分为交流电磁继电器和直流电磁继电器两种，交流电磁继电器的外壳上标有“AC”字符，而直流电磁继电器的外壳上标有“DC”字符。根据触点的状态，电磁继电器可分为常开型继电器、常闭型继电器和转换型继电器3种。3种电磁继电器的图形符号如图4-60所示。

图4-60　电磁继电器的图形符号

常开型继电器也称动合型继电器，通常用“合”字的拼音字头“H”表示，此类继电器的线圈没有电流时，触点处于断开状态，当线圈通电后触点就闭合。

常闭型继电器也称动断型继电器，通常用“断”字的拼音字头“D”表示，此类继电器的线圈没有电流时，触点处于接通状态，当线圈通电后触点就断开。

转换型继电器用“转”字的拼音字头“Z”表示，转换型继电器有3个一字排开的触点，中间的触点是动触点，两侧的是静触点，此类继电器的线圈没有导通电流时，动触点与其中的一个静触点接通，而与另一个静触点断开；当线圈通电后动触点移动，与原闭合的静触点断开，与原断开的静触点接通。

电磁继电器按控制路数可分为单路继电器和双路继电器两大类。双控型电磁继电器就是设置了两组可以同时通断的触点的继电器，其结构及图形符号如图4-61所示。

图4-61　双控型电磁继电器的结构及图形符号

4.电磁继电器的检测

（1）判别类型（交流或直流）　电磁继电器分为交流与直流两种，在使用时必须加以区分。凡是交流继电器，因为交流电不断呈正旋变化，当电流经过零值时，电磁铁的吸力为零，这时衔铁将被释放；电流过了零值，吸力恢复又将衔铁吸入，这样，伴着交流电的不断变化，衔铁将不断地被吸入和释放，势必产生剧烈的振动。为了防止这一现象的发生，在其铁芯顶端装有一个铜制的短路环。短路环的作用是当交变的磁通穿过短路环时，在其中产生感应电流，从而阻止交流电过零时原磁场的消失，使衔铁和磁轭之间维持一定的吸力，从而消除了工作中的振动。另外，在交流继电器的线圈上常标有“AC”字样，在直流继电器上标有“DC”字样。有些继电器标有AC/DC，则要按标称电压正确使用。

（2）测量线圈电阻　根据继电器标称直流电阻值，将万用表置于适当的电阻挡，可直接测出继电器线圈的电阻值。即将两表笔接到继电器线圈的两引脚，万用表指示应基本符合继电器标称直流电阻值。如果阻值无穷大，说明线圈有开路现象，可查一下线圈的引出端，看看是否有线头脱落；如果阻值过小，说明线圈短路，但是通过万用表很难判断线圈的匝间短路现象；如果断头在线圈内部或看上去线包已烧焦，那么只有查阅数据，重新绕制，或换一个相同的线圈（图4-62）。

（3）判别触点的数量和类别　在继电器外壳上标有触点及引脚功能图，可直接判别；如无标注，可拆开继电器外壳，仔细观察继电器的触点结构，即可知道该继电器有几对触点，每对触点的类别以及哪个簧片构成一组触点，对应的是哪几个引出端（图4-63、图4-64）。

图4-63　测量常闭触点

图4-64　通电后测量常开触点

（4）检查衔铁工作情况　用手拨动衔铁，看衔铁活动是否灵活，有无卡滞的现象。如果衔铁活动受阻，应找出原因加以排除。另外，也可用手将衔铁按下，然后再放开，看衔铁是否能在弹簧（或簧片）的作用下返回原位。注意，返回弹簧比较容易被锈蚀，应作为重点检查部位。

（5）测量吸合电压和吸合电流　给继电器线圈输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以多试几次而求平均值。

（6）测量释放电压和释放电流　也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可多试几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压为吸合电压的10%～50%。如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

5.电磁继电器的应用电路

图4-65为电视机开关控制电路。用VT作为开关管。并联在继电器JK两端的二极管VD1作为续流（阻尼）二极管，为VT截止时线圈中电流突然中断产生的反电势提供通路，避免过高的反向电压击穿VT的集电结。当CPU为高电平输出时，VT1截止、VT2导通，JK吸合，电视机工作；而当CPU输出低电平时，VT1导通、VT2截止，JK无电能断开。

图4-65 电视机开关控制电路

十五、固态继电器

1.固态继电器的作用结构

固态继电器（SSR）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的电磁继电器相比，是一种没有机械、不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同的功能。固态继电器的输入端用微小的控制信号直接驱动大电流负载，被广泛应用于工业自动化控制，如电炉加热系统、热控机械、遥控机械、电机、电磁阀以及信号灯、闪烁器、舞台灯光控制系统、医疗器械、复印机、洗衣机、消防保安系统等。固态继电器的外形如图4-66所示。

图4-66　固态继电器的外形

（1）固态继电器的特点　固态继电器的特点如下。一是输入控制电压低（3～14V），驱动电流小（3～15mA），输入控制电压与TTL、DTL、HTL电平兼容，直流或脉冲电压均能作输入控制电压；二是输出与输入之间采用光电隔离，可在以弱控强的同时，实现强电与弱电完全隔离，两部分之间的安全绝缘电压大于2kV，符合国际电气标准；三是输出无触点、无噪声、无火花、开关速度快；四是输出部分内部一般含有RC过电压吸收电路，以防止瞬间过电压而损坏固态继电器；五是过零触发型固态继电器对外界的干扰非常小；六是采用环氧树脂全灌封装，具有防尘、耐湿、寿命长等优点。因此，固态继电器已广泛应用在各个领域，不仅可以用于加热管、红外灯管、照明灯、电机、电磁阀等负载的供电控制，而且可以应用到电磁继电器无法应用的单片机控制等领域，将逐步替代电磁继电器。

（2）固态继电器的分类　交流固态继电器按开关方式分为电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）；按输出开关元件分为双向晶闸管输出型（普通型）和单向晶闸管反并联型（增强型）；按安装方式分为印制电路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）；另外输入端又有宽范围输入（DC 3～32V）的恒流源型和串电阻限流型等。

固态继电器按触发形式分为零压型（Z）和调相型（P）两种。

（3）固态继电器的电路结构　固态继电器主要由输入（控制）电路、驱动电路、输出（负载控制）电路、外壳和引脚构成。

① 输入电路。输入电路是为输入控制信号提供的回路，使之成为固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入，个别的为交流输入。直流输入又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性正向变化，恒流输入电路在输入电压达到预置值后，输入控制电流不再随电压的升高而明显增大，输入电压范围较宽。

② 驱动电路。驱动电路包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路3个部分。隔离耦合电路目前多采用光电耦合和高频变压器耦合两种电路形式。常用的光电耦合器有发光管-光敏三极管、发光管-光晶闸管、发光管-光敏二极管阵列等。高频变压器耦合是指在一定的输入电压下，形成约10MHz的自激振荡脉冲，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器二次侧。功能电路可包括检波整流、零点检测、放大、加速、保护等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。

③ 输出电路。固态继电器的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换。主要使用有大功率三极管（开关管-transistor）、单向晶闸管（thyristor或SCR）、双向晶闸管（Triac）、功率场效应管（MOSFET）和绝缘栅型双极晶体管（IGBT）。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路、交流输出电路和交直流输出电路等形式。按负载类型，可分为直流固态继电器和交流固态继电器。直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管，交流输出时通常使用两只晶闸管或一只双向晶闸管。而交流固态继电器又可分为单相交流固态继电器和三相交流固态继电器。交流固态继电器按导通与关断的时机，可分为随机型交流固态继电器和过零型交流固态继电器。

目前，直流固态继电器的输出器件主要使用大功率三极管、大功率场效应管、IGBT等，交流固态继电器的控制器件主要使用单向晶闸管、双向晶闸管等。

按触发方式交流固态继电器又分为过零触发型和随机导通型两种。其中，过零触发型交流固态继电器是当控制信号输入后，在交流电源经过零电压附近时导通，不仅干扰小，而且导通瞬间的功耗小。随机导通型交流固态继电器则是在交流电源的任一相位上导通或关断，因此在导通瞬间要能产生较大的干扰，并且它内部的晶闸管容易因功耗大而损坏。按采用的输出器件不同，交流固态继电器分为双向晶闸管普通型和单向晶闸管反并联增强型两种。单向晶闸管具有阻断电压高和散热性能好等优点，多被用来制造高、大电流产品和用于感性、容性负载中。

2.固态继电器的主要参数

① 输入电流（电压）：输入流过的电流值（产生的电压值），一般标示全部输入电压（电流）范围内的输入电流（电压）最大值；在特殊声明的情况下，也可标示额定输入电压（电流）下的输入电流（电压）值。

② 接通电压（电流）：使固态继电器从关断状态转换到接通状态的临界输入电压（电流）值。

③ 关断电压（电流）：使固态继电器从接通状态转换到关断状态的临界输入电压（电流）值。

④ 额定输出电流：固态继电器在环境温度、额定电压、功率因数、有无散热器等条件下，所能承受的电流最大的有效值。一般生产厂家都提供热降曲线，若固态继电器长期工作在高温状态下（40～80℃），用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证它的正常工作。

⑤ 最小输出电流：固态继电器可以可靠工作的最小输出电流，一般只适用于晶闸管输出的固态继电器，类似于晶闸管的最小维持电流。

⑥ 额定输出电压：固态继电器在规定条件下所能承受的稳态阻性负载的最大允许电压的有效值。

⑦ 瞬态电压：固态继电器在维持其关断的同时，能承受而不致造成损坏或失误导通的最大输出电压。超过此电压可以使固态继电器导通，若满足电流条件则是非破坏性的。瞬态持续时间一般不做规定，可以在几秒的数量级，受内部偏值网络功耗或电容器额定值的限制。

⑧ 输出电压降：固态继电器在最大输出电流下，输出两端的电压降。

⑨ 输出接通电阻：只适用于功率场效应管输出的固态继电器，由于此种固态继电器导通时输出呈现线性电阻状态，故可以用输出接通电阻来替代输出电压降表示输出的接通状态，一般采用瞬态测试法测试，以减少温升带来的测试误差。

⑩ 输出漏电流：固态继电器处于关断状态，输出施加额定输出电压时流过输出端的电流。

过零电压：只适用于交流过零型固态继电器，表征其过零接通时的输出电压。

电压指数上升率：固态继电器输出端能够承受的不至于使其接通的电压上升率。

接通时间：从输入到达接通电压时起，到负载电压上升到90%的时间。

关断时间：从输入到达关断电压时起，到负载电压下降到10%的时间。

电气系统峰值：重复频率10次/s、试验时间1min、峰值电压幅度600V、峰值电压波形为半正弦宽度10μs，正反向各进行1次。

过负载：一般为1次/s、脉宽100ms、10次，过载幅度为额定输出电流的3.5倍，对于晶闸管输出的固态继电器也可按晶闸管的标示方法，单次、半周期，过载幅度为10倍额定输出电流。

功耗：一般包括固态继电器所有引出端电压与电流乘积的和。对于小功率固态继电器可以分别标示输入功耗和输出功耗，而对于大功率固态继电器则可以只标示输出功耗。

绝缘电压（输入/输出）：固态继电器的输入和输出之间所能承受的隔离电压的最小值。

绝缘电压（输入、输出/底部基板）：固态继电器的输入、输出和底部基板之间所能承受的隔离电压的最小值。

表4-19和表4-20列出了几种ACSSR和DCSSR的主要性能参数，可供选用时参考。表中，两个重要参数为输出负载电压和输出负载电流，在选用器件时应加以注意。

表4-19　几种ACSSR的主要参数

表4-20　几种DCSSR主要参数

3.固态继电器的检测

（1） 输入部分检测　检测固态继电器输入部分如图4-67所示。固态继电器输入部分一般为光电隔离器件，因此可用万用表检测输入两引脚的正反向电阻。测试结果应为一次有阻值，一次无穷大。如果测试结果均为无穷大，说明固态继电器输入部分已经开路损坏；如果两次测试阻值均很小或者几乎为零，说明固态继电器输入部分短路损坏。

图4-67　检测输入部分

（2）输出部分检测　检测固态继电器输出部分如图4-68所示。用万用表测量固态继电器输出端引脚之间的正反向电阻，均应为无穷大。单向直流型固态继电器除外，因为单向直流型固体继电器输出器件为场效应管或IGBT，这两种管在输出两脚之间会并有反向二极管，因此使用万用表测量时也会呈现出一次有阻值、一次无穷大的现象。

图4-68　检测输出部分

（3）通电检测固态继电器　在上一步检测的基础上，给固态继电器输入端接入规定的工作电压，这时固态继电器输出端两引脚之间应导通，万用表指针指示阻值很小，如图4-69所示。断开固态继电器输入端的工作电压后，其输出端两引脚之间应截止，万用表指针指示为无穷大，如图4-70所示。

图4-69　接入工作电压时

图4-70　断开工作电压时

4.固态继电器的应用

图4-71所示为光电式水龙头电路。当手靠近时，挡住VD1发光，CX20106的“7”脚高电平，K吸合，带动电磁阀工作，水流出；洗手完毕后，VD1又照到PH302，K截止，电磁阀不工作，并关闭水阀。

图4-71　光电式水龙头电路

十六、中间继电器

1.中间继电器外形及结构

交直流中间继电器，常见的有JZ7，其结构如图4-72、图4-73所示。它是整体结构，采用螺管直动式磁系统及双断点桥式触点。基本结构交直通用，交流铁芯为平顶形；直流铁芯与衔铁为圆锥形接触面，以获得较平坦的吸力特性。触点采用直列式布置，对数可达8对，可按6开2闭、4开4闭或2开6闭任意组合。变换反力弹簧的反作用力，可获得动作特性的最佳配合。如图4-74所示为中间继电器实物。

图4-72　JZ系列中间继电器

1—常闭触头；2—常开触头；3—动铁芯；4—短路环；5—静铁芯；6—反作用弹簧；7—线圈；8—复位弹簧

图4-73　电磁式中间继电器

1—衔铁；2—触点系统；3—支架；4—罩壳；5—电压线圈

图4-74　中间继电器实物

2.中间继电器选用原则

① 种类、型号与使用类别：选用继电器的种类，主要看被控制和保护对象的工作特性；而型号主要依据控制系统提出的灵敏度或精度要求进行选择；使用类别决定了继电器所控制的负载性质及通断条件，应与控制电路的实际要求相比较，视其能否满足需要。

② 使用环境：根据使用环境选择继电器，主要考虑继电器的防护和使用区域。如对于含尘埃及腐蚀性气体、易燃、易爆的环境，应选用带罩壳的全封闭式继电器。对于高原及湿热带等特殊区域，应选用适合其使用条件的产品。

③ 额定数据和工作制：继电器的额定数据在选用时主要注意线圈额定电压、触点额定电压和触点额定电流。线圈额定电压必须与所控电路相符，触点额定电压可为继电器的最高额定电压（即继电器的额定绝缘电压）。继电器的最高工作电流一般小于该继电器的额定发热电流。

④ 继电器一般适用于8小时工作制（间断长期工作制）、反复短时工作制和短时工作制。在选用反复短时工作制时，由于吸合时有较大的启动电流，所以使用频率应低于额定操作频率。

3.中间继电器使用注意事项

（1）安装前的检查

① 根据控制电路和设备的要求，检查继电器铭牌数据和整定值是否与要求相符。

② 检查继电器的活动部分是否灵活、可靠，外罩及壳体是否有损坏或短缺件等情况。

③ 清洁继电器表面的污垢，去除部件表面的防护油脂及灰尘，如中间继电器双E型铁芯表面的防锈油，以保证运行可靠。

（2）安装与调整　安装接线时，应检查接线是否正确，接线螺钉是否拧紧；对于导线线芯很细的应折一次，以增加线芯截面积，以免造成虚连。

对电磁式控制继电器，应在触点不带电的情况下，使吸引线圈带电操作几次，看继电器动作是否可靠。

对电流继电器的整定值做最后的校验和整定，以免造成其控制及保护失灵而出现严重事故。

（3）运行与维护　定期检查继电器各零部件有无松动、卡住、锈蚀、损坏等现象，一经发现及时修理。

经常保持触点清洁与完好，在触点磨损至1/3厚度时应考虑更换。触点烧损应及时修理。

如在选择时估计不足，使用时控制电流超过继电器的额定电流，或为了使工作更加可靠，可将触点并联使用。如需要提高分断能力时（一定范围内）也可用触点并联的方法。

4.中间继电器的检测

检测中间继电器时，首先用万用表的电阻挡或者是蜂鸣挡测量所有的常闭触点是否相通，再检测所有的常开触点均为断开状态。然后用万用表测量线圈电阻值应该有一定的电阻值，根据线圈的电压值不同，其电阻值有所变化，额定电压越高，线圈电阻值越大，如阻值为零或很小，为线圈烧毁，阻值为无穷大，为线圈断路。如图4-75（a）所示。

一般情况下，用万用表按上述规律检测后认为中间继电器基本是好的。进一步测量，可用螺钉旋具按一下中间继电器的联动杆，测量常开触点应该闭合接通，对于判断中间继电器的电磁机械操作部件来讲，可以进行通电试验，也就是给中间继电器加入额定的工作电压，此时中间继电器能吸合，然后用万用表测量其常开触点应相通。如图4-75（b）所示，经上述测量说明中间继电器是好的。

图4-75　中间继电器的检测

5.中间继电器常见故障与处理措施

电磁式继电器的结构和接触器十分接近，其故障的检修可参照接触器进行。下面只对不同之处作简单介绍。

触点虚连现象：长期使用中，油污、粉尘、短路等现象造成触点虚连，有时会产生重大事故。这种故障一般检查时很难发现，除非进行接触可靠性试验。为此，对于继电器用于特别重要的电气控制回路时应注意下列情况：

① 尽量避免用12V及以下的低压电作为控制电压。在这种低压控制回路中，因虚连引起的事故较常见。

② 控制回路采用24V作为额定控制电压时，应将其触点并联使用，以提高工作可靠性。

③ 控制回路必须用低电压控制时，以采用48V较优。

6.中间继电器的应用

图4-76所示是由一只中间继电器构成的缺相保护电路。

图4-76　由一只中间继电器构成的缺相保护电路

当合上三相空气开关QS以后，三相交流电源中的L2、L3两相电压加到中间继电器KA线圈两端使其得电吸合，其KA常开触点闭合。如果L1相因故障缺相，则KM交流接触器线圈失电，其KM1、KM2触点均断开；若L2相或L3相缺相，则中间继电器KA和交流接触器KM线圈同时失电，它们的触点会同时断开，从而起到了保护作用。

十七、热继电器

1.热继电器外形及结构

（1）热继电器的外形及结构　热继电器是利用电流的热效应来推动机构使触点闭合或断开的保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流的不平衡运行保护及其他电气设备发热状态的控制。常见的双金属片式热继电器的外形结构符号如图4-77所示。图4-78所示为热继电器实物。

图4-77　热继电器的外形结构符号

图4-78　热继电器实物

（2）热继电器的选用原则　热继电器的技术参数主要有额定电压、额定电流、整定电流和热元件规格，选用时，一般只考虑其额定电流和整定电流两个参数，其他参数只有在特殊要求时才考虑。

① 额定电压是指热继电器触点长期正常工作所能承受的最大电压。

② 额定电流是指热继电器允许装入热元件的最大额定电流，根据电动机的额定电流选择热继电器的规格，一般应使热继电器的额定电流略大于电动机的额定电流。

③ 整定电流是指长期通过热元件而热继电器不动作的最大电流。一般情况下，热元件的整定电流为电动机额定电流的0.95～1.05倍；若电动机拖动的是冲击性负载或启动时间较长及拖动设备不允许停电的场合，热继电器的整定电流值可取电动机额定电流的1.1～1.5倍，若电动机的过载能力较差，热继电器的整定电流可取电动机额定电流的0.6～0.8倍。

④ 当热继电器所保护的电动机绕组是Y形接法时，可选用两相结构或三相结构的热继电器；当电动机绕组是△形接法时，必须采用三相结构带端相保护的热继电器。

2.常见故障与检修

热继电器的常见故障及处理措施见表4-21。

表4-21　热继电器的常见故障及处理措施

热继电器使用注意事项：

① 必须按照产品说明书中规定的方式安装，安装处的环境温度应与所处环境温度基本相同。当与其他电器安装在一起时，应注意将热继电器安装在其他电器的下方，以免其动作特性受到其他电器发热的影响。

② 热继电器安装时，应清除触点表面尘污，以免因接触电阻过大或电路不通而影响热继电器的动作性能。

③ 热继电器出线端的连接导线应按照标准。导线过细，轴向导热性差，热继电器可能提前动作；反之，导线过粗，轴向导热快，继电器可能滞后动作。

④ 使用中的热继电器应定期通电校验。

⑤ 热继电器在使用中应定期用布擦净尘埃和污垢，若发现双金属片上有锈斑，应用清洁棉布蘸汽油轻轻擦除，切忌用砂纸打磨。

⑥ 热继电器在出厂时均调整为手动复位方式，如果需要自动复位，只要将复位螺钉顺时针方向旋转3～4圈，并稍微拧紧即可。

3.热继电器的检测

检修热继电器时，用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，测量其输入和输出端的电阻值应很小或为零，说明常闭触点为通的状态。如果说有阻值较大或者是不通为热继电器损坏。

再用万用表检测热继电器的常开触点和常闭触点，其常开触点应为断开状态，常闭触点应为接通状态，如图4-79所示。

图4-79　热继电器的检测

4.热继电器的应用

图4-80电路为热继电器保护电路，整个电路由断路器、启动按钮、停止按钮、接触器或中间继电器、热保护器及电动机构成，热继电器应用时应将热继电器串入电动机的回路当中。

图4-80　热继电器保护电路

接通电源以后电源就可以通过辅助断路器加到启动停止按钮，当按动启动按钮的时候，接触器线圈得到供电，触点吸合，电流通过热继电器流向电动机，电动机可以进行旋转，当按动停止按钮时则断开接触器线圈的供电，电动机停止运转。

当电动机过载的时候，热继电器过流发热，内部双金属片变形，其长闭触点会断开，会自动切断接触器的线圈供电，则接触器断开电动机停止运行。

由于热继电器一旦被触发，不能够自动复位，因此，当排除电动机过流故障时，应手动调整复位按钮进行复位，为再次启动做好准备。

十八、时间继电器

1.时间继电器外形及结构

（1）时间继电器外形及结构　时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器，从得到输入信号（线圈的通电或断电）起，需经过一段时间的延时后才输出信号（触点的闭合或分断）。它广泛用于需要按时间顺序进行控制的电器控制线路中。时间继电器有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等，目前电力拖动线路中应用较多的是空气阻尼式时间继电器和晶体管式时间继电器，它们的外形结构及特点见表4-22。

表4-22　常见时间继电器外形结构及特点

空气阻尼式时间继电器是交流电路中应用较广泛的一种时间继电器，主要由电磁系统、触点系统、空气室、传动机构、基座组成，其外形结构及符号如图4-81所示。

图4-81　空气阻尼式时间继电器的外形结构及符号

（2）时间继电器的选用原则　时间继电器选用时，需考虑的因素主要如下。

① 根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。在延时精度要求不高的场合，一般可选用价格较低的空气阻尼式时间继电器（JS7-A系列）；反之，对精度要求较高的场合，可选用晶体管式时间继电器。

② 根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时和断电延时）；同时，还必须考虑线路对瞬间动作触点的要求。

③ 根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压。

2.时间继电器的检测

（1）机械式时间继电器的检测　机械式时间继电器在检测时，用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，检测时间继电器的线圈是否良好，正常时应有一定的阻值，如果阻值过小为线圈烧毁，如果阻值过大或不通，说明线圈断了，因此阻值根据额定电压不同有所不同，无论过大或过小均为损坏。时间继电器线圈为正常的时候，检测时间继电器控制的两组开关的常闭触点和常开触点是否正常。然后给继电器通入额定的工作电压，此时时间继电器应该动作。通电后如时间继电器不能够按照正常要求动作，说明机械传动部分和气囊有可能出现了故障，应进行更换。如可以正常动作，则应再次测量，常闭触点应断开，常开触点应接通，如图4-82所示。

图4-82　机械式时间继电器的检测

（2）电子式时间继电器的检测

检修电子式时间继电器的时候，我们主要检查的是它的常闭触点的接通状态和常开触点的断开状态。如图4-83所示。

图4-83　电子式时间继电器的检测

如果电子式时间继电器的常闭触点和常开触点的接通、断开状态正常，可以给时间继电器加入合适的电压，观察其常开触点和常闭触点的接通和断开状态是否正常。同时调整电子式时间继电器的延时时间，检查时间是否是标准时间，如时间不正常则为内部定时电路故障，维修人员有电子基础时，可以拆开修理；无电子基础知识时应更换整个时间继电器。

3.时间继电器 （JS7-A系列）常见故障及处理措施

如表4-23所示为时间继电器（JS7-A系列）常见故障及处理措施。

表4-23　时间继电器常见故障及处理方法

4.时间继电器使用注意事项

① 时间继电器应按说明书规定的方向安装。

② 时间继电器的整定值，应预先在不通电时整定好，并在试验时校正。

③ 时间继电器金属地板上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。

④ 通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换。

⑤ 使用时，应经常清除灰尘及油污，否则延时误差将更大。

5.时间继电器的应用电路

两个交流接触器控制的Y-△降压启动电路如图4-84所示。

图4-84　两个交流接触器控制的Y-△降压启动电路运行图

如图4-84所示是用两个接触器实现Y-△（星-三角）降压启动的控制电路。图中KM1为线路接触器，KM2为Y-△转换接触器，KT为降压启动时间继电器。

启动时，合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，使接触器KM1和时间继电器KT线圈同时得电吸合并自锁，KM1主触点闭合，接入三相交流电源，由于KM1的常闭辅助触点（8-9）断开，使KM2处于断电状态，电动机接成星形连接进行降压启动并升速。

当电动机转速接近额定转速时，时间继电器KT动作，其通电延时断开触点KT（4-7）断开，通电延时闭合触点（4-8）闭合。前者使KM1线圈断电释放，其主触点断开，切断电动机三相电源。而触点KM1（8-9）闭合与后者KT（4-8）一起，使KM2线圈得电吸合并自锁，其主触点闭合，电动机定子绕组接成三角形连接，KM2的辅助常开触点断开，使电动机定子绕组尾端脱离短接状态，另一触点KM2（4-5）断开，使KT线圈断电释放。由于KT（4-7）复原闭合，使KM1线圈重新得电吸合，于是电动机在三角形连接下正常运转。所以KT时间继电器延时动作的时间就是电动机连成星形降压启动的时间。

本电路与其他Y-△换接控制电路相比，节省一个接触器，但由于电动机主电路中采用KM2辅助常闭触点来短接电动机三相绕组尾端，容量有限，故该电路适用于13kW以下电动机的启动控制。

十九、速度继电器

1.速度继电器作用及基本原理

速度继电器的作用是依靠速度大小为信号与接触器配合，实现对电动机的反接制动。故速度继电器又称反接制动继电器。速度继电器的结构如图4-85所示，实物图如图4-86所示。

图4-85　速度继电器结构图

图4-86　速度继电器实物图

速度继电器的轴与电动机的轴连接在一起，轴上有圆柱形永久磁铁，永久磁铁的外边有嵌着笼型绕组可以转动一定角度的外环。

当速度继电器由电动机带动时，它的永久磁铁的磁通切割外环的笼型绕组，在其中产生感应电势与电流。此电流又与永久磁铁的磁通相互作用产生作用于笼型绕组的力而使外环转动。和外环固定在一起的支架上的顶块使动合触头闭合，动断触头断开。速度继电器外环的旋转方向由电动机确定，因此，顶块可向左拨动触头，也可向右拨动触头使其动作，当速度继电器轴的速度低于某一转速时，顶块便恢复原位，处于中间位置，如图4-87所示。

2.速度继电器的检测

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，速度继电器在检测时主要在静态时检测它的常闭触点和常开触点的接通和断开状态。当良好时，如有条件可以给速度继电器施加转力，当速度继电器旋转的时候，其常闭触点会断开，常开触点会接通，如不符合上述规律则速度继电器损坏。

3.速度继电器的应用

反接制动控制电路如图4-88所示。反接制动实质上是改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。

反接制动过程为：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。控制线路就是要实现这一过程。

图4-88（a）、（b）、（c）都为反接制动的控制线路。我们知道电动机在正方向运行时，如果把电源反接，电动机转速将由正转急速下降到零。如果反接电源不及时切除，则电动机又要从零速反向启动运行。所以我们必须在电动机制动到零速时，将反接电源切断，电动机才能真正停下来。控制线路是用速度继电器来“判断”电动机的停与转的。电动机与速度继电器的转子是同轴连接在一起的，电动机转动时，速度继电器的动合触点闭合，电动机停止时动合触点打开。

线路图4-88（b）工作过程如下：

图4-88 反接制动控制电路

按SB2→KM1通电（电动机正转运行）→BV的动合触点闭合。

按SB1→KM1断电。

按SB1→KM2通电（开始制动）→n≈0，BV复位→KM2断电（制动结束）。

二十、接触器

1.接触器的用途

（1）接触器的用途　接触器工作时利用电磁吸力的作用把触点由原来的断开状态变为闭合状态或由原来的闭合状态变为断开状态，以此来控制电流较大交直流主电路和容量较大的电路。在低压控制电路或电气控制系统中，接触器是一种应用非常普遍的低压控制电器，并具有欠电压保护的功能。可以用它对电动机进行远距离频繁接通、断开的控制；也可以用它来控制其他负载电路，如电焊机等。

接触器按工作电流不同可分为交流接触器和直流接触器两大类。交流接触器的电磁机构主要由线圈、铁芯和衔铁组成，交流接触器的触点有三对主常开触点用来控制主电路通断；有两对辅助常开和两对辅助常闭触点实现对控制电路的通断。直流接触器的电磁机构与交流接触器相同，直流接触器的触点有两对主常开触点。

接触器的优点：使用安全、易于操作和能实现远距离控制、通断电流能力强、动作迅速等。缺点：不能分离短路电流，所以在电路中接触器常常与熔断器配合使用。

交、直流接触器分别有CJ10、CZ0系列，03TB是引进的交流接触器，CZ18直流接触器是CZ0的换代产品。接触器的图形、文字符号如图4-89所示。接触器外形和接线端子说明如图4-90所示，交流接触器的结构及符号如图4-91所示。

图4-89　接触器的图形符号和文字符号

　

图4-90　接触器外形和接线端子说明

图4-91　交流接触器的结构及符号

（2）接触器的选用原则　在低压电气控制电路中选用接触器时，常常只考虑接触器的主要参数，如主触点额定电流、主触点额定电压、吸引线圈的电压。

① 主触点额定电流：主触点的额定电流应不小于负载电路的额定电流，也可根据经验公式计算。

根据所控制的电动机的容量或负载电流种类来选择接触器类型，如交流负载电路应选用交流接触器来控制，而直流负载电路就应选用直流接触器来控制。

温馨提示：在使用接触器时，要注意辅助触点的状态，可根据型号区分。

CJX2-XX10为辅触点1常开，0常闭（未通电主触点为断开状态，辅触点断开）；

CJX2-XX01为辅触点0常开，1常闭（未通电主触点为断开状态，辅触点闭合）；

CJX2-XX11为辅触点1常开，1常闭（未通电主触点为断开状态，辅触点一开一闭）。

② 交流接触器的额定电压有两个：一是主触点的额定电压，由主触点的物理结构、灭弧能力决定；二是吸引线圈额定电压，由吸引线圈的电感量决定。而主触点和吸引线圈额定电压是根据不同场所的需要而设计的。例如主触点380V额定电压的交流接触器的吸引线圈的额定电压就有36V、127V、220V与380V多种规格。接触器吸引线圈的电压选择，交流线圈电压有36V、110V、127V、220V、380V；直流线圈电压有24V、48V、110V、220V、440V。从人身安全的角度考虑，线圈电压可选择低一些，但当控制线路简单、线圈功率较小时，为了节省变压器，可选220V或380V。

③ 接触器的触点数量应满足控制支路数的要求，触点类型应满足控制线路的功能要求。

2.接触器的检测

检测接触器时，用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，首先检测其常开触点均为断开状态，然后用螺钉旋具按压连杆，再检测接触器的常开触点，应为接通状态。然后用万用表检测电磁线圈应有一定的阻值，如阻值为零或很小，说明线圈短路，如阻值为无穷大则为线圈开路，应进行更换。当检测线圈为正常时，可以给接触器施加额定工作电压，此时接触器应动作，再用万用表检测常开触点应该为接通状态。当接通合适的工作电源后接触器不能够动作，则说明接触器的机械控制部分出现了问题，应进行更换。如图4-92所示。

图4-92　接触器的检测

很多接触器当常开常闭触点不够用的时候，可以挂接辅助触头，辅助触点一般有两组常闭两组常开触点（选用时可以根据实际情况选用不同型号），在检测时可以先静态检测辅助触头的常闭和常开触点的接通和断开状态。然后将辅助触头挂接在接触器上给接触器通电，然后再分别用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测其常闭触点和常开触点的工作状态。如常闭触点和常开触点不能够正常的接通或断开，应更换触头。如图4-93所示。

图4-93　辅助触头接到接触器上时，通电检测各常闭常开触点

3.接触器的常见故障及处理措施

接触器的常见故障及处理措施见表4-24。

（1）接触器常见故障及其原因

① 交流接触器在吸合时振动和有噪声。

a.电压过低，其表现是噪声忽强忽弱。例如，电网电压较低，只能维持接触器的吸合。大容量电动机启动时，电路压降较大，相应的接触器噪声也大，而启动过程完毕噪声则小。

表4-24　交流接触器常见故障及处理方法

b.短路环断裂。

c.静铁芯与衔铁接触面之间有污垢和杂物，致使空气隙变大，磁阻增加。当电流过零时，虽然短路环工作正常，但因极面间的距离变大，不能克服恢复弹簧的反作用力而产生振动。如接触器长期振动，将导致线圈烧毁。

d.触点弹簧压力太大。

e.接触器机械部分故障，一般是机械部分不灵活，铁芯极面磨损，磁铁歪斜或卡住，接触面不平或偏斜。

② 线圈断电，接触器不释放。线路故障、触点焊住、机械部分卡住、磁路故障等因素，均可使接触器不释放。检查时，应首先分清两个界限，是电路故障还是接触器本身的故障；是磁路的故障还是机械部分的故障。

区分电路故障和接触器故障的方法是：将电源开关断开，看接触器是否释放。如释放，说明故障在电路中，电路电源没有断开；如不释放，就是接触器本身的故障。区分机械故障和磁路故障的方法是：在断电后，用螺丝刀（螺钉旋具）木柄轻轻敲击接触器外壳。如释放，一般是磁路的故障；如不释放一般是机械部分的故障，其原因如下。

a.触点熔焊在一起。

b.机械部分卡住，转轴生锈或歪斜。

c.磁路故障，可能是被油污粘住或剩磁的原因，使衔铁不能释放。区分这两种情况的方法是：将接触器拆开，看铁芯端面上有无油污，有油污说明铁芯被粘住，无油污可能是剩磁作用。造成油污粘住的原因，多数是在更换或安装接触器时没有把铁芯端面的防锈凡士林油擦去。剩磁造成接触器不能释放的原因是在修磨铁芯时，将E形铁芯两边的端面修磨过多，使去磁气隙消失，剩磁增大，铁芯不能释放。

③ 接触器自动跳开。

a.接触器（指CJ10系列）后底盖固定螺芯松脱，使静铁芯下沉，衔铁行程过长，触点超行程过大，如遇电网电压波动就会自行跳开。

b.弹簧弹力过大（多数为修理时，更换弹簧不合适所致）。

c.直流接触器弹簧调整过紧或非磁性垫片垫得过厚，都有自动释放的可能。

④ 线圈通电衔铁吸不上。

a.线圈损坏，用欧姆表测量线圈电阻。如电阻很大或电路不通，说明线圈断路；电阻很小，可能是线圈短路或烧毁。如测量结果与正常值接近，可使线圈再一次通电，听有没有“嗡嗡”的声音，是否冒烟；冒烟说明线圈已烧毁，不冒烟而有“嗡嗡”声，可能是机械部分卡住。

b.线圈接线端子接触不良。

c.电源电压太低。

d.触点弹簧压力和超程调整得过大。

⑤ 线圈过热或烧毁。

a.线圈通电后由于接触器机械部分不灵活或铁芯端面有杂物，使铁芯吸不到位，引起线圈电流过大而烧毁。

b.加在线圈上的电压太低或太高。

c.更换接触器时，其线圈的额定电压、频率及通电持续率低于控制电路的要求。

d.线圈受潮或机械损伤，造成匝间短路。

e.接触器外壳的通气孔应上下装置，如错将其水平装置，空气不能对流，时间长了也会把线圈烧毁。

f.操作频率过高。

g.使用环境条件特殊，如空气潮湿、腐蚀性气体在空气中含量过高、环境温度过高。

h.交流接触器派生直流操作的双线圈，因常闭联锁触点熔焊不能释放而使线圈过热。

⑥ 线圈通电后接触器吸合动作缓慢。

a.静铁芯下沉，使铁芯极面间的距离变大。

b.检修或拆装时，静铁芯底部垫片丢失或撤去的层数太多。

c.接触器的装置方法错误，如将接触器水平装置或倾斜角超过5°以上，有的还悬空装。这些不正确的装置方法，都可能造成接触器不吸合、动作不正常等故障。

⑦ 接触器吸合后静触点与动触点间有间隙。这种故障有两种表现形式，一是所有触点都有间隙，二是部分触点有间隙。前者是因机械部分卡住，静、动铁芯间有杂物。后者可能是由于该触点接触电阻过大、触点发热变形或触点上面的弹簧片失去弹性。

检查双断点触点终压力的方法如图4-94所示，将接触器触点的接线全部拆除，打开灭弧罩，把一条薄纸放在动静触点之间，然后给线圈通电，使接触器吸合，这时，可将纸条向外拉，如拉不出来，说明触点接触良好，如很容易拉出来或毫无阻力，说明动静触点之间有间隙。

图4-94　双断点触点终压力的检查方法

检查辅助触点时，因小容量的接触器的辅助触点装置位置很狭窄，可用测量电阻的方法进行检查。

⑧ 静触点（相间）短路。

a.油污及铁尘造成短路。

b.灭弧罩固定不紧，与外壳之间有间隙，接触器断开时电弧逐渐烧焦两相触点间的胶木，造成绝缘破坏而短路。

c.可逆运转的联锁机构不可靠或联锁方法使用不当，由于误操作或正反转过于频繁，致使两台接触器同时投入运行而造成相间短路。

另外由于某种原因造成接触器动作过快，一接触器已闭合，另一接触器电弧尚未熄灭，形成电弧短路。

d.灭弧罩破裂。

⑨ 触点过热。触点过热是接触器（包括交、直流接触器）主触点的常见故障。除分断短路电流外，主要原因是触点间接触电阻过大，触点温度很高，致使触点熔焊，这种故障可从以下几个方面进行检查。

a.检查触点压力，包括弹簧是否变形、触点压力弹簧片弹力是否消失。

b.触点表面氧化。铜材料表面的氧化物是一种不良导体，会使触点接触电阻增大。

c.触点接触面积太小、不平、有毛刺、有金属颗粒等。

d.操作频率太高，使触点长期处于大于几倍的额定电流下工作。

e.触点的超程太小。

⑩ 触点熔焊。

a.操作频率过高或过负载使用。

b.负载侧短路。

c.触点弹簧片压力过小。

d.操作回路电压过低或机械卡住，触点停顿在刚接触的位置。

⑪ 触点过度磨损。

a.接触器选用欠妥，在反接制动和操作频率过高时容量不足。

b.三相触点不同步。

⑫ 灭弧罩受潮。有的灭弧罩是石棉和水泥制成的，容易受潮，受潮后绝缘性能降低，不利于灭弧。而且当电弧燃烧时，电弧的高温使灭弧罩里的水分汽化，进而使灭弧罩上部压力增大，电弧不能进入灭弧罩。

⑬ 磁吹线圈匝间短路。由于使用保养不善，使线圈匝间短路，磁场减弱，磁吹力不足，电弧不能进入灭弧罩。

⑭ 灭弧罩炭化。在分断很大的短路电流时，灭弧罩表面烧焦，形成一种炭质导体，也会延长灭弧时间。

⑮ 灭弧罩栅片脱落。由于固定螺钉或铆钉松动，造成灭弧罩栅片脱落或缺片。

（2）接触器修理

① 触点的修整。

a.触点表面的修磨：铜触点因氧化、变形积垢，会造成触点的接触电阻和温升增加。修理时可用小刀或锉刀修理触点表面，但应保持原来形状。修理时，不必把触点表面锉得过分光滑，这会使接触面减少，也不要将触点磨削过多，以免影响使用寿命。不允许用砂纸或砂布修磨，否则会使砂粒嵌在触点的表面，反而使接触电阻增大。

银和银合金触点表面的氧化物，遇热会还原为银，不影响导电。触点的积垢可用汽油或四氯化碳清洗，但不能用润滑油擦拭。

b.触点整形：触点严重烧蚀后会出现斑痕及凹坑，或静、动触点熔焊在一起。修理时，将触点凸凹不平的部分和飞溅的金属熔渣细心地锉平整，但要尽量保持原来的几何形状。

c.触点的更换：镀银触点被磨损而露出铜质或触点磨损超过原高度的1/2时，应更换新触点。更换后要重新调整压力、行程，保证新触点与其他各相（极）未更换的触点动作一致。

d.触点压力的调整：有些电器触点上装有可调整的弹簧，借助弹簧可调整触点的初压力、终压力和超行程。触点的这三种压力定义是这样的：触点开始接触时的压力叫初压力，初压力来自触点弹簧的预先压缩，可使触点减少振动，避免触点的熔焊及减轻烧蚀程度；触点的终压力指动、静触点完全闭合后的压力，应使触点在工作时接触电阻减小；超行程指衔铁吸合后，弹簧在被压缩位置上还应有的压缩余量。

② 电磁系统的修理。

a.铁芯的修理：先确定磁极端面的接触情况，在极面间放一软纸板，使纸圈通电，衔铁吸合后将在软纸板上印上痕迹，由此可判断极面的平整程度。如接触面积在80％以上，可继续使用；否则要进行修理。修理时，可将砂布铺在平板上，来回研磨铁芯端面（研磨时要压平，用力要均匀）便可得到较平的端面。对于E形铁芯，其中柱的间隙不得小于规定间隙。

b.短路环的修理：如短路环断裂，应重新焊住或用铜材料按原尺寸制一个新的换上，要固定牢固且不能高出极面。

③ 灭弧装置的修理。

a.磁吹线圈的修理：如是并联磁吹线圈断路，可以重新绕制，其匝数和线圈绕向要与原来一致，否则不起灭弧作用。串联型磁吹线圈短路时，可拨开短路处，涂点绝缘漆烘干定型后方可使用。

b.灭弧罩的修理：灭弧罩受潮，可将其烘干；灭弧罩炭化，可以刮除；灭弧罩破裂，可以黏合或更新；栅片脱落或烧毁，可用铁片按原尺寸重做。

（3）接触器使用注意事项

① 安装前检查接触器铭牌与线圈的技术参数（额定电压、电流、操作频率等）是否符合实际使用要求；检查接触器外观，应无机械损伤，用手推动接触器可动部分时，接触器应动作灵活，灭弧罩应完整无损，固定牢固；测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻正常。

② 接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5°；安装和接线时，注意不要将零件失落或掉入接触器内部，安装螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱；安装完毕，检查接线正确无误后，在主触点不带电的情况下操作几次，然后测量产品的动作值和释放值，所测得数值应符合产品的规定要求。

③ 使用时应对接触器做定期检查，观察螺钉有无松动，可动部分是否灵活等；接触器的触点应定期清扫，保持清洁，但不允许涂油，当触点表面因电灼作用形成金属小颗粒时，应及时清除。拆装时注意不要损坏灭弧罩，带灭弧罩的交流接触器绝不允许不带灭弧罩或带破损的灭弧罩运行。

4.接触器应用电路

三个接触器控制的Y-△降压启动电路如图4-95所示。

图4-95　三个交流接触器控制Y-△降压启动电路运行电路图

接触器应用电路与检修

从主回路可知，如果控制线路能使电动机接成星形（即KM1主触点闭合），并且经过一段延时后再接成三角形（即KM1主触点打开，KM2主触点闭合），则电动机就能实现降压启动，而后再自动转换到正常速度运行。控制线路的工作过程如图4-96。

图4-96　控制线路工作过程

二十一、频敏变阻器

1.频敏变阻器用途

频敏变阻器是一种利用铁磁材料的损耗随频率变化来自动改变等效阻值的低压电器，能使电动机达到平滑启动。主要用于绕线转子回路，作为启动电阻，实现电动机的平稳无极启动。BP系列频敏变阻器主要由铁芯和绕组两部分组成，其外形结构与符号如图4-97所示。如图4-98为频敏变阻器实物。

图4-97　频敏变阻器外形结构与符号

图4-98　频敏变阻器实物

常见的频敏变阻器有BPl、BP2、BP3、BP4和BP6等系列，每一系列有其特定用途，各系列用途详见表4-25。

表4-25　各系列频敏变阻器选用场合

2.频敏变阻器常见故障及处理措施

频敏变阻器常见的故障主要有线圈绝缘电阻降低或绝缘损坏、线圈断路或短路及线圈烧毁等情况，发生故障应及时进行更换。

① 频敏变阻器应牢固地固定在基座上，当基座为铁磁物质时应在中间垫入10mm以上的非磁性垫片，以防影响频敏变阻器的特性，同时变阻器还应可靠接地。

② 连接线应按电动机转子额定电流选用相应截面的电缆线。

③ 试车前，应先测量对地绝缘电阻，如阻值小于1MΩ，则须先进行烘干处理后方可使用。

④ 试车时，如发现启动转矩或启动电流过大或过小，应对频敏变阻器进行调整。

⑤ 使用过程中应定期清除尘垢，并检查线圈的绝缘电阻。

3.频敏变阻器的检测

由于频敏变阻器应用的线较粗，因此用万用表测试时只要各绕组符合连接要求，用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，单组线圈通即可认为是好的，检查外观无烧毁现象。

4.自耦变压器降压启动控制电路

自耦变压器高压侧接电网，低压侧接电动机。启动时，利用自耦变压器分接头来降低电动机的电压，待转速升到一定值时，自耦变压器自动切除，电动机与电源相接，在全压下正常运行。

自耦变压器降压启动是利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的电压，达到限制启动电流的目的。电动机启动时，定子绕组加自耦变压器的二次电压。启动结束后，甩开自耦变压器，定子绕组上加额定电压，电动机全压运行。自耦变压器降压启动分为手动控制和自动控制两种。

（1）手动控制电路原理　自耦变压器降压启动控制电路如图4-99所示。对正常运行时为Y形接线及要求启动容量较大的电动机，不能采用Y-△启动法，常采用自耦变压器启动方法，自耦变压器启动法是利用自耦变压器来实现降压启动的。用来降压启动的三相自耦变压器又称为启动补偿器。

图4-99　自耦变压器

用自耦变压器降压启动时，先合上电源开关Q1，再把转速开关Q2的操作手柄推向“启动”位置，这时电源电压接在三相自耦变压器的全部绕组上（高压侧），而电动机在较低电压下启动，当电动机转速上升到接近于额定转速时，将转换开关Q2的操作手柄迅速从“启动”位置投向“运行”位置，这时自耦变压器从电网中切除。

（2）自动控制电路原理　图4-100是交流电动机自耦降压启动自动切换控制电路，自动切换靠时间继电器完成，用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程，不会造成启动时间的长短不一的情况，也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故。

图4-100　电动机自耦降压启动（自动控制）电路原理图

控制过程如下：

① 合上空气开关QF接通三相电源。

② 按启动按钮SB2，交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接成星形，与此同时由于KM1辅助常开触点闭合，使得接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压抽头（例如65%）将三相电压的65%接入电路。

③ KM1辅助常开触点闭合，使时间继电器KT线圈通电，并按已整定好的时间开始计时，当时间到达后，KT的延时常开触点闭合，使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。

④ 由于KA线圈通电，其常闭触点断开使KM1线圈断电，KM1常开触点全部释放，主触头断开，使自耦变压器线圈封星端打开；同时，KM2线圈断电，其主触头断开，切断自耦变压器电源。KA的常闭触点闭合，通过KM1已经复位的常闭触点，使KM3线圈得电吸合，KM3主触头接通电动机在全压下运行。

⑤ KM1的常开触点断开也使时间继电器KT线圈断电，其延时闭合触点释放，也保证了在电动机启动任务完成后，使时间继电器KT处于断电状态。

⑥ 欲停车时，可按SB1则控制回路全部断电，电动机切除电源而停转。

⑦ 电动机的过载保护由热继电器FR完成。

二十二、电磁铁

1.电磁铁用途及分类

电磁铁是一种把电磁能转换为机械能的电气元件，被用来远距离控制和操作各种机械装置及液压、气压阀门等，另外它可以作为电器的一个部件，如接触器、继电器的电磁系统。

电磁铁是利用电磁吸力来吸持钢铁零件，操纵、牵引机械装置以完成预期的动作等。电磁铁主要由铁芯、衔铁、线圈和工作机构组成，类型有牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁、阀用离合器等。常见的制动电磁铁与TJ2型闸瓦制动器配合使用，共同组成电磁抱闸制动器，如图4-101所示。

图4-101　MZDI型制动电磁铁

电磁铁的分类如下：

如图4-102所示为电磁铁的实物。

图4-102　电磁铁的实物

2.电磁铁的选用原则

电磁铁在选用时应遵循以下原则：

① 根据机械负载的要求选择电磁铁的种类和结构形式。

② 根据控制系统电压选择电磁铁线圈电压。

③ 电磁铁的功率应不小于制动或牵引功率。

3.电磁铁的常见故障及处理措施

（1）电磁铁的常见故障及处理措施　如表4-26所示。

表4-26　电磁铁的常见故障及处理方法

（2）电磁铁使用注意事项

① 安装前应清除灰尘和杂物，并检查衔铁有无机械卡阻。

② 电磁铁要牢固地固定在底座上，并在紧固螺钉下放弹簧垫圈锁紧。

③ 电磁铁应按接线图接线，并接通电源，操作数次，检查衔铁动作是否正常以及有无噪声。

④ 定期检查衔铁行程的大小，该行程在运行过程中由于制动面的磨损而增大。当衔铁行程达到正常值时，即进行调整，以恢复制动面和转盘间的最小空隙。不让行程增加到正常值以上，因为这样可能引起吸力显著降低。

⑤ 检查连接螺钉的旋紧程度，注意可动部分的机械磨损。

4.电磁铁的检测

用万用表电阻挡（低挡位）或者蜂鸣挡检测，检测电磁铁时，首先用万用表检测电磁铁的线圈，正常情况下电磁铁的线圈应有一定的阻值，其额定工作电压越高，其阻值越大，如检测电磁铁线圈阻值很小或为零，说明线圈短路，线圈阻值为无穷大，则说明线圈开路。如图4-103所示。

当测试线圈为正常情况下应检测电磁铁的动铁芯的动作状态是否灵活，如有卡滞现象，为动铁芯出现了问题，当动铁芯能够灵活动作时，可以给电磁铁通入额定的工作电压，此时动铁芯应快速动作。如图4-104所示。

图4-104　通电后磁铁动铁芯应动作

5.电磁抱闸制动控制电路

（1）电路原理图　电磁抱闸制动控制线路如图4-105所示。

图4-105　电磁抱闸制动控制线路

电磁抱闸制动控制电路

（2）工作原理　当按下按钮SB1，接触器KM线圈获电动作，给电动机通电。电磁抱闸的线圈ZT也通电，铁芯吸引衔铁而闭合，同时衔铁克服弹簧拉力，使制动杠杆向上移动，让制动器的闸瓦与闸轮松开，电动机正常工作。按下停止按钮SB2之后，接触器KM线圈断电释放，电动机的电源被切断，电磁抱闸的线圈也断电，衔铁释放，在弹簧拉力的作用下使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机就迅速被制动停转。

这种制动在起重机械上应用很广。当重物吊到一定高处，线路突然发生故障断电时，电动机断电，电磁抱闸线圈也断电，闸瓦立即抱住闸轮，使电动机迅速制动停转，从而可防止重物掉下。另外，也可利用这一点使重物停留在空中某个位置上。