1.7 主令电器

主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号，使接触器、继电器或其他电器动作，以达到接通或分断电路目的的电器。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为按钮开关、行程开关、接近开关、万能转换开关等。

1.7.1 按钮

按钮开关简称为按钮，是一种结构简单使用广泛的手动主令电器。按钮不直接控制电路的通断，而是在控制电路中发出指令去控制接触器、继电器等，再由它们去控制电路。按用途和结构的不同，又分为起动按钮、停止按钮、复合按钮等。

按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、外壳等组成。为了标明各个按钮的作用，避免误操作，通常将按钮帽做成不同的颜色以示区别，其颜色有红、绿、黑、蓝、灰、白等。一般红色表示“停止”和“急停”按钮；绿色表示“起动”按钮；黑色表示“点动”按钮；蓝色表示“复位”按钮；黑白、白色或灰色表示“起动”与“停止”交替动作的按钮。图1-31是按钮开关的外形与结构图，工作时常闭和常开触头是联动的，当按下按钮时，常闭触头先断开，常开触头随后闭合；松开按钮时，其动作过程与按下时相反。在分析实际控制电路过程时应特别注意的是，常闭触头和常开触头在改变工作状态时，先后有很短的时间差是不能被忽视的。

按钮电气符号如图1-32所示。

按钮选用的规律如下：

1）根据使用场合和具体用途的不同要求，按照电器产品选用手册来选择不同品牌的不同型号和规格的按钮。

2）根据控制系统的设计方案对工作状态指示和工作情况要求合理选择按钮的颜色，如起动按钮选用绿色、停止按钮选用红色等。

3）根据控制回路的需要选择按钮的数量，如单联钮、双联钮和三联钮等。

1.7.2 万能转换开关

转换开关是一种多挡位、多段式、控制多回路的主令电器。它主要用于控制电路的转换及电气测量仪表的转换，也可用于控制小容量异步电动机的起动、换向及变速。由于其应用范围广、能控制多条回路，故称为万能转换开关。

转换开关按其结构分为普通型、开启型、防护型和组合型，按其用途可以分为主令控制和电动机控制两种，主要由触头系统、操作手柄、转轴、凸轮机构、定位机构等部件组成，用螺栓组装成整体。当操作手柄转动时，带动开关内部的凸轮转动，从而使触头按规定顺序闭合或断开。万能转换开关的结构示意图如图1-33所示。

按国标要求，转换开关在电路中的电气符号如图1-34所示，表中“×”表示闭合。

转换开关的选用规律如下：

1）转换开关的额定电压应不小于安装地点线路的电压等级。

2）用于照明或电加热电路时，转换开关的额定电流应不小于被控制电路中的负载电流。

3）用于电动机电路时，转换开关的额定电流是电动机额定电流的1.5～2.5倍。

4）当操纵频率过高或负载的功率因数较低时，转换开关要降低容量使用，否则会影响开关寿命。

5）转换开关的通断能力差，控制电动机进行可逆运转时，必须在电动机完全停止转动后，才能反向接通。

1.7.3 主令控制器与凸轮控制器

1.主令控制器

主令控制器（亦称主令开关）是一种按照预定程序转换控制电路接线的主令电器，用它在控制系统中发布命令，通过接触器实现对电动机的起动、制动、调速与反转控制。主令控制器由触头系统、操作机构、转轴、齿轮减速机构、凸轮、外壳等部件组成，它的控制对象是二次电路，其触头工作电流不大。

主令控制器按凸轮的结构形式可分为凸轮调整式和凸轮非调整式两种，动作原理与万能转换开关相同，都是靠凸轮来控制触头系统的分合。主令控制器的外形与内部结构如图1-35所示。

主令控制器的选用规律如下：

1）主要根据使用环境、所需控制的回路数、触头闭合顺序等进行选择。

2）安装前应操作手柄不少于5次。

3）投入运行前，应测量其绝缘电阻。

4）外壳上的接地螺栓应可靠接地。

5）应注意定期清除控制器内的灰尘。

6）不使用控制器时，手柄应停在零位。

2.凸轮控制器

凸轮控制器是利用凸轮来操作动触头动作的控制器。主要用于控制容量不大于30kW的中小型绕线转子异步电动机的起动、停止、调速、反转和换向。在桥式起重机等设备中应用较多。

凸轮控制器主要由手柄（手轮）、触头系统、转轴、凸轮和外壳等组成，其结构如图1-36所示。它的触头系统共有12对触头，9对常开、3对常闭。其中4对常开触头接在主电路中，用于控制电动机的正、反转，配有石棉水泥制成的灭弧罩，其余8对触头用于控制电路中。

凸轮控制器的动触头和凸轮固定在转轴上，每个凸轮控制一个触头。当转动手柄时，凸轮随轴转动，当凸轮的凸起部分顶住滚轮时，动、静触头分开；当凸轮的凸处与滚轮相碰时，动触头受到触头弹簧的作用压在静触头上，动、静触头闭合。

凸轮控制器的图形符号、文字符合及触头通断表示方法如图1-37所示。

凸轮控制器的选用规律如下：

1）应根据所控制电动机的容量、额度电压、额定电流、工作制和控制位置数目等选择。

2）安装前应检查外壳及零件有无损坏。

3）安装前应操作控制器手轮不少于5次。

4）控制器必须牢固可靠地用安装螺钉固定在墙壁或支架上。

5）应按照触头分合表或电路图的要求接线。

6）凸轮控制器安装结束后，应进行空载试验。

7）起动操作时，手轮不能转动太快。

1.7.4 行程开关

行程开关又称为限位开关或位置开关，是一种利用生产机械中某些运动部件的碰撞发出指令控制触头动作的开关电器。

行程开关的结构分为操作机构、触头系统和外壳三个部分。行程开关按运动形式分为直动式、转动式（滚轮式）和微动式三种类型。行程开关内部结构如图1-38～图1-40所示。其动作原理是当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，推杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块，当撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动作，使其常闭触头断开，常开触头闭合。

行程开关动作后，复位方式有自动复位和非自动复位两种。直动式、滚轮式以及微动式均为自动复位式，但有的行程开关动作后不能自动复位，如双轮旋转式行程开关，只有运动机械反向移动，挡铁从相反方向碰压另一滚轮时，触头才能复位。

电气符号如图1-41所示。

行程开关选用规律如下：

1）根据使用场合和具体用途的不同要求，按照电器产品选用手册选择不同品牌的不同型号和规格的行程开关。实际选用时可直接查阅电器产品样本手册。

2）根据控制系统的设计方案对工作状态和工作情况的要求合理选择行程开关的数量。

1.7.5 接近开关

接近开关又称为无触头位置开关，是一种非接触型检测开关。它既有行程开关所具备的行程控制及限位保护特性，又可用于高速计数、液面控制、测速、检测零件尺寸、检测金属体的存在、无触头式按钮等。

接近开关按其工作原理可分为高频振荡型、电容型、霍尔型、超声波型、电磁感应型等，其中以高频振荡型最为常用。高频振荡型接近开关主要由高频振荡器、集成电路或晶体管放大器和输出三部分组成。它的工作原理如下：高频振荡器的线圈在开关的作用表面产生一个交变磁场，当有金属物体靠近感应头附近时，由于感应作用，该物体内部会产生涡流及磁滞损耗，以致振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡减弱，直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作，通过输出信号去控制继电器或其他电器，以达到控制的目的。

接近开关的电气符号如图1-42所示。

在一般的工业生产场所，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关，因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗干扰性能好、应用范围广、性价比高。若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等，则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。无论选用哪种接近开关，都应注意对工作电压、负载电流、响应频率和检测距离等各项指标。