第二章__继电接触器控制系统的基本电路剖析

继电接触器控制电路的原理
继电接触器是一种电气控制装置，用于控制电路的开关与断开。

其原理是利用电磁作用的原理，通过通电时产生的磁场来使开关触点闭合或断开，以实现电路的打开或关闭。

继电接触器由电磁系统和触控系统两部分组成。

电磁系统包括线圈、铁芯和中心柱，而触控系统则由触点、导电材料和继电器壳体构成。

当继电接触器通电时，电流经过线圈时，根据安培定律可得知，产生的磁场会使铁芯和中心柱受到磁力的作用，产生磁动作。

当线圈中通有电流时，产生的磁场会将铁芯吸引过来，同时中心柱也会被磁力吸引，使得接触器的触点闭合。

当线圈断电时，磁场消失，铁芯和中心柱因弹簧的作用返回原位，触点则会因外部力的作用恢复到断开状态。

继电接触器的触点具有良好的导电和断电特性，能够高效稳定地实现电路的闭合和断开。

在闭合状态下，继电接触器的触点之间会形成一个通路，电流可以经过这个通路流动，实现电路的导通。

而在断开状态下，继电接触器的触点之间则形成断路，电流不能通过，从而实现电路的断开。

继电接触器还具有较大的承载能力，可以承受较高的电流和电压，能够在各种工况下稳定地工作。

此外，继电接触器还具有可靠性高、寿命长、抗干扰能力强等
特点。

继电接触器常常应用于电气控制系统中，可用于控制各种电动机、灯光、加热器、空调等设备的开关操作。

通过控制继电接触器的通电和断电，可以实现对这些设备的启停和控制。

综上所述，继电接触器是一种利用电磁作用原理工作的电气控制装置，通过通电时产生的磁场来使触点闭合或断开，从而实现电路的打开或关闭。

它具有结构简单、操作可靠、承载能力大等优点，广泛应用于各种电气控制系统中。

第一章课后习题参考答案2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。

反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。

由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。

磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。

这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。

交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。

直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。

8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。

三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y 形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。

9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。

答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。

浅析继电—接触器电气控制电路作者：王瑶来源：《中国科技纵横》2013年第14期【摘要】电气控制系统最初都是由继电器、接触器、开关、按钮等这些最基本的电器元件构成的普通系统。

本文将分析如何利用它们构成电气控制系统、常见的控制线路，同时介绍线路的分析方法、安装方法及要求等知识。

为进一步学习更复杂、更先进的控制技术做好技术储备。

【关键词】继电-接触器电气控制继电-接触器电气控制电路是以接触器和继电器为主要电气元件，用导线将其按一定规律连接起来构成的控制电路，是最早也是最基本的控制电路，在许多更先进的控制技术不断涌现的今天，仍然有大量的、控制要求较简单的设备使用这种电路，而且，所有的先进的电气控制系统都是以这种控制电路为基础而构成的，因此，扎实地掌握继电-接触器控制技术的相关知识和技能，是进一步学习PLC、数字控制等先进控制技术的必要前提。

电气基本控制电路种类繁多，但基本上可以归纳为两大类：按联锁规律构建的电路和按控制变量规律构建的电路。

本节先介绍前一类电路。

联锁就是指电路中各电器元件及各个线路之间采用自锁或互锁的方式进行连接，以实现控制目的方法。

1 启动、停止控制图2-2-1所示为三相异步电动机单向全压启动、停止控制线路，这是一个以“自锁”方式实现控制的线路。

线路由主电路和控制回路两部分组成，主电路由刀开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触点、热继电器FR的热元件和电动机M构成。

控制回路由常闭触点FR、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器线圈KM和常开触点KM组成，这也是最典型启动、停止控制线路。

1.1 “自锁控制”的原理启动时，合上QS，按下按钮SB2，则KM线圈有电，接触器KM吸合，主触点闭合后，电动机接通电源开始全压启动，同时，KM的辅助常开触点也闭合，使KM吸引线圈经两条路通电。

这样，当松手SB2复位跳开时，KM线圈照样通电处于吸合状态，使电动机进入正常运行。

这种靠接触器自身的触点保持通电的现象称为自锁。

基本的继电接触器控制线路1.1.1 开关量分析开关量有两个稳定状态：导通状态和关断状态；还有两个切换状态：关断→导通切换（称导通切换）和导通→关断切换（称关断切换）。

实现对开关量的控制，除导通切换和关断切换两个切换控制外，还要有导通保持控制和关断保持控制。

1.1.2 最简单的电动机启动和停止的控制线路 对一个电设备的最基本控制是使其通电开始工作和断电停止工作，这可以通过刀开关接简单的控制线路。

在这个线路中，电动机的状态与刀开关的状态一致，人们通过刀开关导通或关断的切换来实现电动机的导通或关断的切换，通过刀开关导通或柄、触刀、静刀夹和绝缘底座组成。

刀开关应当手柄向上安装，不得倒装或平装。

使用时，向上推动手柄，使触刀向上移动紧紧地插入静刀夹中，电路就被接通；向下拉动手柄，则触刀向下移动脱离静刀夹，电路就被断开。

这样安装，断电方便，有利于安全用电。

若倒装，手柄有可能因自动下滑而引起误合闸，造成人身安全事故。

接线时，应将电源线接在上端．负载接在熔丝下端。

这样拉闸后刀开关与电源隔离，便于更换熔丝。

刀开关的种类很多，有几十种规格。

通常根据刀片的数量分为三类：单刀开关、双刀开关和三刀开关，又可称单极，双极和三极开关，见图1-1-2。

塑壳刀开关的结构图见图1-1-3。

还有一种开关称为组合开关或称转换开关，也是通过开关本身的通断来控制电设备通电开始工作和断电停止工作的。

它的电路功能与刀开关一样但构造与刀开关不同。

它是由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器，靠旋转手柄来实现线路的转换。

手柄操作方式可分为定位式和自复位式两种，自复位式是指用手搬动手柄于某一位置后，当手松开后手柄自动返回原位。

另外的一种结构是手推动操作钮移动动触点组进行线路转换，操作后操作钮自动复位。

在生产实际中除非电动机的容量很小且不需要自动控制是不采用刀开关（或组合开关）直接控制电动机的。

图1-1-3 塑壳刀开关的结构图l 上胶盖；2下胶盖；3插座；4触刀；5瓷柄；6胶盖紧固螺母；7出线座；8熔丝；9触刀座；10瓷底饭；11进线座1-1-1刀开关启动和停止电动机接线图 单极 双极 三极 图1-1-2 刀开关的线路符号图。