一、继电器-接触器控制的特点

下面以小型三相异步电动机的启停控制为例，简要回顾一下继电器-接触器装置的控制原理和控制特点。图1-1（a）所示为三相异步电动机启停控制的主电路，图1-1（b）和图1-1（c）所示分别为电动机全压启动和延时启动的继电器-接触器控制电路。

图1-1所示的电路中用到的低压电气控制器件有熔断器、接触器、时间继电器、热继电器、控制按钮等。其中，接触器是核心控制器件，掌握接触器的工作原理对分析电路的控制过程十分重要，那么，接触器的结构如何，它又是怎样工作的呢？

如图1-2所示，接触器由电磁机构（线圈、铁心、衔铁）、触点系统（主触点、辅助触点）、灭弧装置和其他部件组成。

电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成，用于产生电磁吸力，带动触点动作。

触点系统的触点分主触点和辅助触点两种：主触点用于通断较大的电流，一般用在主电路中；辅助触点用于通断较小的电流，一般用在控制电路中。根据触点的原始状态，触点还可分为常开触点和常闭触点：“常开”是指线圈未通电时触点处于断开状态，线圈通电后就闭合，又称动合触点；“常闭”是指线圈未通电时触点处于闭合状态，线圈通电后就断开，又称动断触点。

当线圈通电时，线圈中的电流产生磁场使铁心磁化，铁心产生电磁吸力吸引衔铁，触点系统与衔铁是联动的，从而带动触点动作，即常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，铁心中的电磁吸力消失，衔铁在复位弹簧的作用下复位，使触点复位，即常闭触点闭合，常开触点断开。

继电器-接触器控制系统就是通过控制继电器或接触器线圈的得电或失电来接通或断开电路，从而控制电动机运行或停止的。下面具体分析图1-1所示电路图。

图1-1（a）所示为三相异步电动机的主电路。接触器KM的主触点起着接通或断开电动机电源的作用，相当于电源开关。熔断器FU1作短路保护，热继电器FR作过载保护。

图1-1（b）所示为三相异步电动机全压启动控制电路。按下启动按钮SB2,1、2两点接通，交流接触器KM线圈得电，其常开主触点与常开辅助触点同时闭合，前者使主电路中的电动机接入三相电源，电动机启动运转，后者并接在SB2两端，使得控制电路中的1、2两点由SB2常开触点和KM自身的常开触点两条支路并联导通，当SB2松开后，虽然SB2这一支路已断开，但1、2两点仍能通过 KM 的辅助触点导通，维持线圈得电，这种依靠并联在启动按钮SB2两端的接触器自身的常开辅助触点闭合而保持接触器线圈持续得电的现象称为自锁（或自保）。这种起自锁（或自保）作用的触点称为自锁（或自保）触点，这段电路称为自锁（或自保）电路。

要使电动机停止运转，按下停止按钮SB1即可。按下SB1后2、3两点断开，KM线圈失电，其主触点复位断开，切断主电路中的电源，电动机停止运行，同时其自锁触点也复位断开，使1、2两点不再接通，因而在松开 SB1按钮后仍维持线圈失电的状态。

图1-1（b）所示为一个典型的有自锁控制的全压启动控制电路。由于按钮和接触器自锁触点配合实现启动并维持运行，因而也叫启保停电路。此外，按钮和自锁触点配合还有一个作用，那就是失压保护。电动机正常工作时，如果因为电源停电而停止，一旦电源电压恢复，若自行启动则可能造成人身事故或机械设备损坏。为防止电压恢复时电动机自行启动而设置的保护称为失压保护。采用按钮、接触器自锁触点配合启动，当停电时，接触器线圈失电，所有常开触点复位断开，电动机停止转动，当电源电压恢复时，由于自锁触点已断开，不会自行启动，必须再次操作启动按钮才能启动设备，实现了失压保护。

注意

图1-1（b）中所用的启动操作元件SB1、SB2是按钮而不是开关。以按钮和开关的常开触点为例，按钮的常开触点只在按下的期间闭合，松开后就复位断开；而开关的常开触点一旦合上就维持闭合，直到将开关断开或者再一次被按下其触点才会复位。如果在图1-1（b）中用开关K代替启动按钮SB2，则当合上启动开关后就会保持闭合，无需自锁触点，当然也就不会有失压保护的功能了。因此只有按钮、接触器自锁触点配合启动，才具备失压保护功能。

图1-1（c）所示为三相电动机延时启动控制电路。该电路用到了延时继电器 KT（通电延时型的）。延时继电器的工作原理与接触器类似，只是在结构上多了延时机构。当线圈得电时，其瞬时触点立即动作，而延时触点却是在延时一段时间后动作。电路工作时，按下启动按钮SB2，延时继电器 KT 得电并由瞬时触点自保，延时一段时间后其延时常开触点动作，使接触器 KM的线圈接通，KM主触点闭合启动电动机运行；按下停止按钮SB1,KT和KM线圈均失电，触点全部复位使电动机停止运行。

比较图1-1（b）和图1-1（c）可以看出，这两个简单的控制系统，其输入设备和输出设备相同，即都是通过启动按钮SB2和停止按钮SB1控制接触器的线圈KM，但因控制要求发生了变化，因此控制系统必须重新设计并重新配线安装。

从上面的例子可以看出继电器-接触器控制系统结构简单，价格低，能满足一般的生产工艺要求，但也存在一些问题：采用机械触点硬性接线，系统运行可靠性差，检修困难；控制要求改变时要改变硬件的接线，对于复杂的控制系统，这种变动的工作量大，周期长，并且经济损失也很大；体积大，耗能多。

随着科技的进步、信息技术的发展，各种新型的控制器件和控制系统不断涌现。PLC就是一种在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的新型自动控制装置。采用PLC对三相电动机进行直接启动和延时启动，工作将变得轻松。