电动机控制电路的组成及作用

电动机控制电路可实现多种多样的功能，如电动机的起动、运转、变速、制动和停机等的控制。不同的电动机控制电路所选用的控制器件、电动机以及功能部件基本相同，但根据选用部件数量的不同以及对不同部件间的不同组合，加之电路上的连接差异，可实现对电动机不同工作状态的控制。

这里，我们就来看一看电动机的控制电路中都包括哪些元器件。首先，我们来看一个典型的电动机控制电路，如图5-1所示。

从图中可以看到，电动机控制电路主要由控制开关、熔断器、接触器、继电器等控制部件构成，这些部件的数量、安装位置决定了电路的实际控制功能。

1.控制开关

控制开关是指对电动机控制电路发出操作指令的电器设备，它具有接通与断开电路的功能。电动机控制电路中的控制开关主要有按钮开关、组合开关和电源总开关。

（1）按钮开关

按钮开关是指通过按动钮扣似的部件实现线路通断的控制开关，这类控制开关通常具有自动复位功能，即按下按钮时，可使线路接通或断开，取消按动操作后按钮复位，线路恢复断开或接通。

目前，根据内部结构的不同按钮开关可分为常开按钮、常闭按钮和复合按钮三种，如图5-2所示。

（2）组合开关

组合开关又称转换开关，是一种转动式的闸刀开关，在电动机控制电路中主要用于电动机的启动，该开关具有体积小、寿命长、结构简单、操作方便、灭弧性能较好等优点。

组合开关内部有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触片装在转轴上，随转轴旋转而变换通、断位置，如图5-4所示。

图5-1 典型的电动机控制电路

图5-2 典型按钮开关的实物外形

【资料】

•常开按钮在电动机控制电路中常用作起动按钮。操作前触点是断开的，用手指按下时触点闭合，手指放松后，按钮自动复位断开。

•常闭按钮在电动机控制电路中常用作停机按钮。操作前触点是闭合的，用手指按下时触点断开，手指放松后，按钮自动复位闭合。

•复合按钮在电动机控制电路中常用作正反转控制按钮或高低速控制按钮，其内部设有常开和常闭组合按钮，它设有两组触点，操作前有一组触点是闭合的，另一组触点是断开的。当手指按下时，闭合的触点断开，而断开的触点闭合，手指放松后，两组触点全部自动复位。

下面，以常开按钮为例，看看该类控制开关的控制关系，如图5-3所示。

图5-3 按钮开关的控制关系

（3）电源总开关

在电动机控制电路中，电源总开关通常采用断路器，如图5-5所示，主要用于手动接通或切断电动机的总供电线路，同时这种开关又具备自动切断电路功能，即可在电动机出现过载、短路或欠电压时自动断开，起到保护电路作用。

2.熔断器

熔断器是在电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开，起到短路、过载保护的作用。

图5-6所示为典型熔断器的实物外形。

图5-4 典型组合开关的实物外形

图5-5 典型电源总开关的实物外形

提问(www.xing528.com)

熔断器是如何实现电路保护作用的？什么情况下自身能够熔断？熔断后还能不能继续使用呢？

回答

熔断器在使用时是串联在被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用，熔体熔断后，在完成电器检修后，需要用同规格熔体代换。

当被保护电路过载电流小时，熔体熔断所需要的时间长；而过载电流大时，熔体熔断所需要的时间短，因这一特点，在一定过载电流范围内，至电流恢复正常时，熔断器不会熔断，可以继续使用。

熔断器的种类有很多种，应根据熔断器的额定电流和额定电压进行选用。

图5-6 典型熔断器的实物外形

3.继电器

继电器是根据信号（电压、电流、时间等）来接通或切断电路的控制元件，该元器件在电工电子行业应用较为广泛，在许多机械控制及电子电路中都采用这种器件。

图5-7所示为典型继电器和接触器的实物外形。

【资料】

•中间继电器通常用来控制各种电磁线圈使信号得到放大，将一个输入信号转变成一个或多个输出信号。

•时间继电器是一种延时或周期性定时接通、切断某些控制电路的继电器，当线圈得电后，经一段时间延时后（预先设定时间），其常开、常闭触点才会动作。

•过热保护继电器是一种电气保护元件，利用电流的热效应来推动动作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、电流不平衡保护以及其他电气设备发热状态时的控制。在选用热保护继电器时，主要是根据电动机的额定电流来确定其型号和热元件的电流等级，而且热保护继电器的额定电流通常与电动机的额定电流相等。

•速度继电器又称反接制动继电器，这种继电器主要与接触器配合使用，用来实现电动机的反接制动。

•压力继电器是将压力转换成电信号的液压器件，主要控制水、油、气体以及蒸气的压力等。

•电流继电器是指根据继电器线圈中电流大小而接通或断开电路的继电器。通常情况下，电流继电器分为过电流继电器、欠电流继电器等。过电流继电器是指线圈中的电流高于容许值时动作的继电器；欠电流继电器是指线圈中的电流低于容许值时动作的继电器。

•电压继电器又称零电压继电器，是一种按电压值动作的继电器，主要用于交流电路的欠电压或零电压保护。电压继电器与电流继电器在结构上的区别主要在于线圈的不同。电压继电器线圈与负载并联，反映的是负载电压，线圈匝数多，而且导线较细；电流继电器的线圈与负载串联，反映的是负载电流，线圈匝数少，而且导线较粗。

图5-7 典型继电器和接触器的实物外形

4.接触器

接触器又称电磁开关，是通过电磁机构的动作频繁接通和断开电路供电的装置。按照其电源类型的不同，接触器可分为交流接触器和直流接触器两种，如图5-8所示。

图5-8 直流接触器和交流接触器的实物外形

【注意】

在电动机控制电路中，接触器通常分开来使用，即主触点连接在电动机供电线路中，辅助触点及线圈连接在控制电路中，通过控制电路中线圈的得电与失电变化，自动控制电动机供电线路的通断。

例如，在我们上面的图5-1中，交流接触器KM分为了KM-1（主触点）、KM-2～KM-4（辅助触点）和用矩形框标识的KM（线圈）等5个部分。其中，主触点KM-1位于电动机供电线路中，在电源总开关QS闭合前提下，KM-1控制电动机能否得电。

另外，与电源总开关QS不同的是，KM-1闭合与否，是由控制电路中其线圈部分KM的控制的，即在线圈得电状态下，使上下两块衔铁磁化相互吸合，衔铁动作带动触点动作，如常开触点闭合，常闭触点断开，如图5-9所示，那么触点的通断自然也就实现了所连接部件的得电或失电状态。

图5-9 交流接触器线圈与触点的联动关系