一、控制按钮

控制按钮简称按钮，是一种结构简单，使用广泛的手动主令电器。按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过5 A，因此一般情况下它不直接控制主电路的通断，而是在电气控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。

1.控制按钮的结构与符号

控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、触头和外壳等部分组成，其结构如图2-1 所示。它既有常开触头，也有常闭触头。常态时在复位弹簧的作用下，由桥式动触头将静触头1、2 闭合，静触头3、4 断开。当按下按钮时，桥式动触头将静触头1、2 断开，静触头3、4闭合。触头1、2 称为常闭触头或动断触头，触头3、4 称为常开触头或动合触头。控制按钮的图形符号和文字符号如图2-2 所示。

2.控制按钮的分类

控制按钮按结构形式可分为旋钮式、指示灯式和紧急式3 种。旋钮式是用手动旋钮进行操作的；指示灯式是在按钮内装入信号灯显示信号；紧急式装有蘑菇形按钮帽，以示紧急动作。

图2-1　典型控制按钮的结构示意

1，2—常闭触头；3，4—常开触头；5—桥式动触头；6—复位弹簧；7—按钮帽

图2-2　控制按钮的图形符号和文字符号

（a）常开触头；（b）常闭触头；（c）复式按钮

控制按钮按触头形式可分为动合按钮、动断按钮和复合按钮。手未按下时，触头断开，外力作用时，触头闭合，外力消失后，在复位弹簧的作用下能自动恢复到原来的断开状态的为动合按钮。手未按下，触头闭合，外力作用时，触头断开，外力消失后，在复位弹簧的作用下能自动恢复到原来的闭合状态的为动断按钮。既有动合按钮，又有动断按钮的按钮组，称为复合按钮。按下复合按钮时，所有的触头都改变状态，即动合触头要闭合，动断触头要断开。

3.按钮的型号

按钮的型号说明如图2-3 所示。

图2-3　按钮的型号说明

其中，结构形式代号的含义为：K 表示开启式，H 表示保护式，S 表示防水式，F 表示防腐式，J 表示紧急式，X 表示旋钮式，Y 表示钥匙式，D 表示带灯按钮。

按钮的规格很多，目前使用较多的有LA18、LA19、LA10、LA25、LAY3、LAY4 系列等，其中LA25 系列是通用型按钮的更新换代产品。在选用时可根据使用场合酌情选择，图2-4 所示为LA18、LA19 系列按钮的外形。

图2-4　LA18、LA19 系列按钮的外形

为了便于操作人员识别，避免发生误操作，生产中用不同的颜色和符号标志来区别按钮的功能及作用，按钮颜色的含义见表2-1。

4.按钮的选用

控制按钮的选用依据主要是根据需要的触头对数、动作要求、是否需要带指示灯、使用场合及颜色等要求，如嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式，启动按钮可选用绿色、白色或黑色。

表2-1　按钮颜色的含义

二、继电器

继电器是一类根据输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流控制电路的电器，广泛运用于自动控制和保护电力拖动装置。一般情况下，继电器不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器对主电路进行控制。与接触器相比，继电器具有触头分断能力小、结构简单、体积小、质量轻、反应灵敏、动作准确、工作可靠等优点。

一般来说，继电器通过测量环节输入外部信号（如电压、电流等电量或温度、压力、速度等非电量）并传递给中间机构，将它与整定值（即设定值）进行比较，当达到整定值时（过量或欠量），中间机构就使执行机构产生输出动作，从而闭合或分断电路，达到控制电路的目的。

继电器的种类很多，主要有以下分类：

（1）按用途分可分为控制继电器和保护继电器。

（2）按动作原理分可分为电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、机械式继电器、电动式继电器和电子继电器。

（3）按输入信号分可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器。

（4）按动作时间分可分为瞬时继电器、延时继电器。

在控制系统中，使用最多的是电磁式继电器，本节主要介绍电磁式电压、电流继电器，时间继电器和中间继电器。

继电器的主要技术参数包括额定参数、吸合时间和释放时间、整定参数（继电器的动作值，大部分控制继电器的动作值是可调的）、灵敏度（一般指继电器对信号的反应能力）、触头的接通和分断能力、使用寿命等。

电磁式继电器是应用得最早、最广泛的一种继电器，其结构和工作原理与接触器大体相同，也由铁芯、衔铁、线圈、复位弹簧和触头等部分组成。其典型结构如图2-5 所示。

图2-5　电磁式继电器的典型结构

1—底座；2—反力弹簧；3，4—调节螺钉；5—非磁性垫片；6—衔铁；7—铁芯；8—极靴；9—电磁线圈；10—触头系统

1.电压继电器

电压继电器是根据线圈两端电压大小而接通或断开电路的继电器。电压继电器的线圈并接在电路上，对所接电路上的电压高低作出反应，用于控制系统的电压保护和控制。电压继电器有过电压、欠电压和零电压继电器之分。

（1）过电压继电器。过电压继电器用于电路的过电压保护，其吸合整定值为被保护电路额定电压的110%～120%。在额定电压工作时，衔铁不动作，当被保护电路的电压高于额定值，达到过电压继电器的整定值时，衔铁吸合，触头机构动作，控制电路失电，控制接触器及时分断被保护电路。由于直流电路中不会产生波动较大的过电压现象，所以在产品中没有直流过电压继电器。

（2）欠电压继电器。欠电压继电器用于电路的欠电压保护，其释放整定值为电路额定电压的40%～70%。在额定电压下工作时，衔铁可靠吸合，当被保护电路的电压降至欠电压继电器的释放整定值时，衔铁释放，触头机构复位，控制接触器及时分断被保护电路。

电压继电器的外形及其在电路图中的图形符号和文字符号如图2-6～图2-8 所示。

图2-6　电压继电器的外形

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图2-7　过电压继电器的符号

（a）线圈；（b）常开触头；（c）常闭触头

图2-8　欠电压继电器的符号

（a）线圈；（b）常开触头；（c）常闭触头

（3）零压继电器。零压继电器在额定电压下也吸合，在电压降至额定电压的5%～25%时动作，对电路进行零压保护。

电压继电器型号的含义如图2-9 所示。

图2-9　电压继电器型号的含义

2.中间继电器

中间继电器在结构上是一个电压继电器，但它的触头数多、触头容量大（额定电流为5～10 A），是用来转换控制信号的中间元件。中间继电器的主要用途是当其他继电器的触头数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量。其结构及工作原理与接触器相同，但中间继电器的触头数多且没有主辅之分。

JZ 系列中间继电器适用于在交流电压500 V（频率为50 Hz 或60 Hz）、直流电压220 V以下的控制电路中用于控制各种电磁线圈。如JZC4、JZC1、JZ7、DZ 系列，该系列中间继电器主要用于各种继电保护线路，以增加主保护继电器的触头数量或容量，其线圈只用在直流操作的继电保护回路中。

中间继电器的选用主要依据被控制电路的电压等级，所需触头的数量、种类和容量等要求来进行。

中间继电器的外形及其符号的含义如图2-10 和图2-11 所示。

图2-10　中间继电器的外形

（a）JZC1 系列；（b）JZC4 系列；（c）DZ-50/60 系列

图2-11　中间继电器的图形符号和文字符号

（a）线圈；（b）常开触头；（c）常闭触头

中间继电器型号的含义如图2-12 所示。

图2-12　中间继电器型号的含义

3.时间继电器

时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通或断开的自动控制电器，它广泛用于需要按时间顺序进行控制的电气控制线路中。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型。通电延时型是接收输入信号后延迟一定时间，输出信号才发生变化，当输入信号消失后，输出信号瞬时复原。断电延时型是当接收输入信号时，瞬时产生相应的输出信号，当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出信号才复原。

时间继电器的种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等，这里主要介绍空气阻尼式时间继电器。

空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的，它由电磁机构、延时机构、触头3 部分组成，有通电延时型和断电延时型两种，两者结构相同，区别在于电磁机构安装的方向不同（其电磁机构翻转180°安装）。当衔铁位于铁芯和延时机构之间时为通电延时型，当铁芯位于衔铁和延时机构之间时为断电延时型。常用的有JS7 系列，其结构如图2-13 所示。

现以通电延时型为例说明其工作原理。当线圈1 得电后衔铁3 吸合，活塞杆6 在塔形弹簧8 的作用下带动活塞12 及橡皮膜10 向上移动，橡皮膜下方空气室空气变得稀薄，形成负压，活塞杆只能缓慢移动，其移动速度由进气孔气隙的大小决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆7 压动微动开关15，使其触头动作，起到通电延时作用。当线圈断电时，衔铁释放，橡皮膜下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀迅速排出，使活塞杆、杠杆、微动开关等迅速复位。由线圈得电至触头动作的一段时间即时间继电器的延时时间，其大小可以通过螺钉13 调节进气孔气隙的大小来改变。

图2-13　JS7-A 系列时间继电器（空气阻尼式）的结构

（a）通电延时型；（b）断电延时型
1—线圈；2—铁芯；3—衔铁；4—反力弹簧；5—推板；6—活塞杆；7—杠杆；8—塔形弹簧；9—弱弹簧；10—橡皮膜；11—空气室壁；12—活塞；13—调节螺钉；14—进气孔；15，16—微动开关

在线圈通电和断电时，微动开关16 在推板5 的作用下都能瞬时动作，其触头即时间继电器的瞬动触头。

由于空气阻尼式时间继电器具有结构简单、易构成通电延时和断电延时型、调整简便、价格较低等优点，因此广泛应用于电动机控制电路。其缺点是延时误差大，没有调节指示，很难精确地整定延时值，在延时精度要求高的场合不宜使用。当要求延时精度较高、控制回路相互协调且需要无触头输出时，则应该采用电动式时间继电器。目前全国统一设计的空气阻尼式时间继电器有JS23 系列，用于取代JS7、JS16系列。

空气阻尼式时间继电器的外形、图形符号和文字符号如图2-14 和图2-15的示。

图2-14　JS7 系列时间继电器（空气阻尼式）的外形

图2-15　时间继电器的图形符号和文字符号

（a）线圈一般符号；（b）瞬动常开触头；（c）瞬动常闭触头；（d）通电延时线圈；（e）通电延时闭合的常开触头；（f）通电延时断开的常闭触头；（g）断电延时线圈；（h）断电延时断开的常开触头；（i）断电延时闭合的常闭触头

4.速度继电器

速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，所以也称为反接制动继电器。当速度上升达到规定值时，继电器动作，当速度下降到接近0 时，触头复位能自动及时切断电源。它主要由定子、转子和触头3 部分组成，转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼形空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。图2-16 所示为速度继电器的外形及其结构原理示意，速度继电器的图形符号和文字符号如图2-17 所示。

图2-16　速度继电器的外形及其结构原理示意

（a）外形；（b）结构原理示意
1—调节螺钉；2—反力弹簧；3—常闭触头；4—动触头；5—常开触头；6—返回杠杆；7—杠杆；8—定子导条；9—定子；10—转轴；11—转子

图2-17　速度继电器的图形符号和文字符号

（a）转子；（b）常开触头；（c）常闭触头

速度继电器转子的轴与被控电动机的轴相连，定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，在空间产生旋转磁场，切割定子绕组，产生感应电流。此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩，于是定子随转子转动方向而旋转一定的角度，装在定子轴上的摆锤推动簧片动作，使常闭触头分断，常开触头闭合。当电动机转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，触头在弹簧的作用下复位。