1.1.6 主令電器

控制系統(tǒng)中，主令電器是一種專門發(fā)布命令，直接或通過電磁式繼電器間接作用于控制電路的電器，常用來控制電力拖動系統(tǒng)中電動機的起動、停止、調(diào)速及制動等。常用的主令電器有按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉(zhuǎn)換開關和主令控制器，以及其他主令電器，如腳踏開關、倒順開關、緊急開關和鈕子開關等。這里僅介紹幾種常用的主令電器。

1.按鈕

按鈕是廣泛應用的一種主令電器，它主要用于遠距離操作具有電磁線圈的電器，如接觸器和繼電器，向它們發(fā)出“指令”，也可用于電氣聯(lián)鎖。可以說，按鈕是操作人員和控制裝置之間的中間環(huán)節(jié)。

如圖1-39所示，按鈕由按鈕帽、復位彈簧和橋式觸頭等組成，通常做成復合式的，即具有常閉觸頭和常開觸頭。按下按鈕帽時，先斷開常閉觸頭，后接通常開觸頭；按鈕釋放后，在復位彈簧的作用下，按鈕觸頭自動復位的先后順序與接通時相反。通常，在無特殊說明的情況下，有觸頭電器的觸頭動作順序均為“先斷后合”。

在電氣控制電路中，常開按鈕常用于起動電動機，也稱起動按鈕；常閉按鈕常用于控制電動機停止，也稱停止按鈕；復合按鈕用于聯(lián)鎖控制電路中。按鈕的種類很多，在結(jié)構(gòu)上有撳鈕式、緊急式、鑰匙式、旋鈕式、帶燈式和打碎玻璃按鈕。

按鈕選擇的主要依據(jù)是使用場所、所需要的觸頭數(shù)量、種類及顏色。為了表明各個按鈕的作用，避免誤操作，通常將按鈕帽做成不同的顏色以示區(qū)別，其顏色一般有紅、綠、黑、黃、藍和白等。一般以紅色表示停止按鈕，綠色表示起動按鈕。

目前使用比較多的有LA18、LA19、LA20、LA25、LAY3、LAY5、LAY9、HUL11和HUL2等系列產(chǎn)品。其中，LAY3系列是引進產(chǎn)品，產(chǎn)品符合IEC 337標準及我國國家標準GB/T 14048。LAY5系列是仿法國施耐德電氣公司的產(chǎn)品，LAY9系列是綜合日本和泉公司、德國西門子公司等產(chǎn)品的優(yōu)點而設計制作的，符合IEC 337標準。

LA20系列按鈕型號含義如下：

LA20系列按鈕技術數(shù)據(jù)見表1-6。

按鈕選用原則如下：

1）根據(jù)使用場合選擇按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。

2）根據(jù)用途選擇按鈕的結(jié)構(gòu)形式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。

3）根據(jù)控制電路的需求確定按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。

4）根據(jù)工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。

2.行程開關

行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的撞塊撞擊行程開關時，行程開關的觸頭動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械中，用以控制其行程，進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位以及轎廂的上下限位保護。

行程開關按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。

（1）直動式行程開關 直動式行程開關實物與結(jié)構(gòu)原理如圖1-40所示，其動作原理與按鈕相同，但其觸頭的分合速度取決于生產(chǎn)機械的運行速度，不宜用于速度低于0.4m/min的場所。

（2）滾輪式行程開關 滾輪式行程開關實物與結(jié)構(gòu)原理如圖1-41所示，當被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的上轉(zhuǎn)臂時，上轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向右邊，帶動凸輪轉(zhuǎn)動，頂下推桿，使觸頭迅速動作。當運動機械返回時，在復位彈簧的作用下，各部分動作部件復位。

滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位式和雙滾輪（羊角式）非自動復位式，雙滾輪非自動復位式行程開關具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。

（3）微動式行程開關 微動式行程開關是具有瞬時動作和微小行程性質(zhì)的靈敏開關。

微動式行程開關實物與結(jié)構(gòu)原理如圖1-42所示。常用的有LXW-5/11系列產(chǎn)品。

目前市場上常用的行程開關有LX19、LX22、LX32、LX33、JLXL1、LXW-11、JLXK1-11和JLXW5等系列。行程開關的符號如圖1-43所示。

JLXK1系列行程開關型號含義如下：

JLXK1系列行程開關的主要技術數(shù)據(jù)見表1-7。

3.接近開關

接近式位置開關是一種非接觸式的位置開關，簡稱接近開關。它由感應頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當運動部件與接近開關的感應頭接近時，就使其輸出一個電信號。

接近開關分為電感式和電容式兩種：

1）電感式接近開關的感應頭是一個具有鐵氧體鐵心的電感線圈，只能用于檢測金屬體。高頻振蕩器在感應頭表面產(chǎn)生一個交變磁場，當金屬塊接近感應頭時，金屬中產(chǎn)生的電渦流吸收了振蕩的能量，使振蕩減弱以至于停振，因而產(chǎn)生振蕩和停振兩種信號，經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進制的開關信號，從而起到“開”“關”的控制作用。

2）電容式接近開關的感應頭是一個圓形平板電極，與振蕩電路的接地線形成一個分布電容，當有導體或其他介質(zhì)接近感應頭時，電容量增大而使高頻振蕩器停振，經(jīng)整形放大器輸出電信號。電容式接近開關既能檢測金屬，又能檢測非金屬及液體。

常用的電感式接近開關型號有LJ1、LJ2等系列，電容式接近開關型號有LXJ15、TC等系列。接近開關實物如圖1-44a所示，符號如圖1-44b所示。

目前市場上接近開關的產(chǎn)品很多，型號各異，例如LXJO型、LJ-1型、LJ-2型、LJ-3型、CJK型、JKDX型和JKS型晶體管無觸頭接近開關以及J系列接近開關等，但功能基本相同，外形有M6～M34圓柱型、方型、普通型、分離型、槽型等。

J系列接近開關的型號含義如下：

4.光電開關

光電開關又稱為無接觸檢測和控制開關。它是利用物質(zhì)對光束的遮蔽、吸收或反射等作用，對物體的位置、形狀、標志和符號等進行檢測。

光電開關能非接觸、無損傷地檢測各種固體、液體、透明體、煙霧等。它具有體積小、功能多、壽命長、功耗低、精度高、響應速度快、檢測距離遠和抗光/電/磁干擾性能好等優(yōu)點。光電開關實物如圖1-45所示。

光電開關分為反射式和對射式兩種：

1）反射式光電開關利用物體將光電開關發(fā)射出的紅外線反射回去，由光電開關接收，從而判斷是否有物體存在。如有物體存在，光電開關接收到紅外線，其觸頭動作，否則其觸頭復位。

2）對射式光電開關是由分離的發(fā)射器和接收器組成的。當無遮擋物時，接收器接收到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，其觸頭動作；當有物體擋住時，接收器便接收不到紅外線，其觸頭復位。

光電開關和接近開關的用途已遠超出一般的行程控制和限位保護電器，可用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測物體是否存在和檢測零件尺寸等許多場合。

5.萬能轉(zhuǎn)換開關

萬能轉(zhuǎn)換開關是一種多檔式、控制多回路的主令電器。萬能轉(zhuǎn)換開關主要用于各種控制電路的轉(zhuǎn)換，電壓表、電流表的換相測量控制，配電裝置電路的轉(zhuǎn)換和遙控等。萬能轉(zhuǎn)換開關還可以用于直接控制小容量電動機的起動、調(diào)速和換向。圖1-46所示為萬能轉(zhuǎn)換開關的實物和單層的結(jié)構(gòu)原理。

萬能轉(zhuǎn)換開關的手柄操作位置是以角度表來表示的，不同型號的萬能轉(zhuǎn)換開關的手柄有不同的觸頭，萬能轉(zhuǎn)換開關的圖形符號如圖1-47所示，文字符號為SC。由于其觸頭的分合狀態(tài)與操作手柄的位置有關，所以除在電路圖中畫出觸頭的圖形符號外，還應畫出操作手柄與觸頭分合狀態(tài)的關系，如圖1-47b所示。圖1-47中當萬能轉(zhuǎn)換開關打向左45°時，觸頭1-2、3-4、5-6閉合，觸頭7-8打開；打向0°時，只有觸頭5-6閉合；打向右45°時，觸頭7-8閉合，其余打開。

目前常用的萬能轉(zhuǎn)換開關有LW5、LW6、LW12-16和3LB、3ST1、JXS2-20等系列。LW5系列可控制5.5kW及以下的小容量電動機；LW6系列只能控制2.2kW及以下的小容量電動機。用于可逆運行控制時，只有在電動機停止后才允許反向起動。LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關按手柄的操作方式可分為自復式和自定位式兩種。自復式是指用手撥動手柄于某一檔位時，手松開后，手柄自動返回原位；自定位式是指手柄被置于某一檔位時，不能自動返回原位而停在該檔位。

萬能轉(zhuǎn)換開關的型號及其含義如下：

萬能轉(zhuǎn)換開關的選用原則如下：

1）按額定電壓和工作電流選用相應的萬能轉(zhuǎn)換開關系列。

2）按操作需要選定手柄和定位特征。

3）按控制要求參照轉(zhuǎn)換開關產(chǎn)品樣本，確定觸頭數(shù)量和接線圖編號。

4）選擇面板形式及標志。

6.主令控制器

主令控制器是一種可頻繁對電路進行接通和切斷的電器。通過它的操作，可以對控制電路發(fā)布命令，并與其他電路聯(lián)鎖或切換。主令控制器常配合磁力起動器對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動、制動、調(diào)速及換向?qū)嵭羞h距離控制，且廣泛用于各類起重機械的拖動電動機的控制系統(tǒng)中。

主令控制器一般由外殼、觸頭、凸輪和轉(zhuǎn)軸等組成，與萬能轉(zhuǎn)換開關相比，它的觸頭容量大些，操縱檔位也較多。主令控制器的動作過程與萬能轉(zhuǎn)換開關相似，也由一塊可轉(zhuǎn)動的凸輪帶動觸頭動作。圖1-48所示為主令控制器。

常用的主令控制器有LK5、LK6系列和LK17、LK18系列，它們都屬于有觸頭的主令控制器，對電路輸出的是開關量主令信號。其中LK5系列有直接手動操作、帶減速器的機械操作與電動機驅(qū)動等三種形式的產(chǎn)品；LK6系列具有由同步電動機和齒輪減速器組成的定時元件，可按規(guī)定的時間順序周期性地分合電路。為實現(xiàn)對電路輸出模擬量的主令信號，可采用無觸頭主令控制器，主要有WLK系列。

控制電路中，主令控制器的圖形符號及操作手柄在不同位置時的觸頭分合狀態(tài)的表示方法與萬能轉(zhuǎn)換開關相似。

主令控制器的型號及其含義如下：

主令控制器的選用原則如下：

1）使用環(huán)境：室內(nèi)選用防護式，室外選用防水式。

2）主要根據(jù)所需操作位置數(shù)、控制電路數(shù)、觸頭閉合順序以及額定電壓、額定電流來選擇。

3）控制電路的選擇：全系列主令控制器的電路數(shù)有2、5、6、8、16、24等規(guī)格，一般選擇時應留有余量，以做備用。

4）在起重機控制中，主令控制器應根據(jù)磁力控制盤型號來選擇。