继电器—接触器控制线路的读图及故障检修

襄阳汽车职业技术学院 刘 忠

继电器—接触器控制是应用最广泛的控制方式之一，在继电保护、供配电系统有广泛的应用，PLC的基本原理和编程逻辑也是以继电器—接触器控制线路原理为基础，因此继电器—接触器控制线路的读图方法尤为重要。继电器—接触器控制线路读图常用的方法为查线读图法。查线读图法是以分析各个执行元件﹑控制元件和附加元件的作用﹑功能为基础，根据生产机械的生产工艺过程，分析被控对象的动作情况和电气线路的控制原理。学会了读图，控制电路的检修就有了理论依据，检修不会是件难事。

1 元件简介

1．1 刀开关

刀开关为一种手动控制开关，也可做分支线路的配电开关。主要用来手动接通与断开交、直流电路，由于没有灭弧装置，不宜用于频繁地分合电路，具有明显的断开点，通常只用于电路检修使用。

在安装刀开关时，电源线接在上端，有手柄端位置向下，不得倒装，防止手柄在重力作用下落下引起误合闸事故。

1．2 组合开关

组合开关也是一种刀开关，它的刀片（动触片）是转动式的，比刀开关轻巧而且组合性强，能组合成各种不同线路。是一个多触点、多位置式，可以控制多个回路的主令电器，亦称转换开关。

1．3 控制按钮

控制按钮分为常闭（动断）触点和常开（动合）触点控制按钮。常闭指常态（未受外力时）闭合，常开指常态（未受外力时）断开的状态。主要用于操纵接触器、继电器或电气联锁电路，以实现对各种运动的控制。

1．4 行程开关

行程开关又称限位开关，安装在限位，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。按结构分为直动式、滚动式和微动式。有常开和常闭触点一对。

1．5 熔断器

熔断器串联在电路中，在低压配电线路中主要用于短路保护，当通过熔断器的电流大于规定值时，熔体熔化自动切断电路，防止故障扩大。

1．6 接触器

接触器通常分为交流接触器和直流接触器。触点分为主触点和辅助触点。主触点是用来频繁接通和切断电动机或其它负载主电路的一种自动切换电器，一般配有灭弧装置；辅助触点用于控制电路，实现远距离接通和分断主电路，控制电动机的起动、停止和反向。

1．7 继电器［1］

继电器是一种根据外界输入的一定信号（电的或非电的）通过自身触点的接通或断开来控制电路中电流“通”与“断”的自动切换电器。

1．8 热继电器

热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器，主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护。

2 主电路和控制电路的分析

继电器—接触器控制线路是为满足生产机械和生产工艺对电气控制线路的基本要求，根据电动机的保护﹑互锁﹑顺序﹑起动﹑制动、调速控制和操作的基本要求，以及照明指示等要求，控制电动机的顺序工作及相应的保护动作的电气线路［1］。

继电器—接触器控制线路划分为两大部分，主电路和控制电路。主电路一般由电动机及相应的继电器、接触器主触点和保护器件主触点组成，主电路的控制就是通过控制电动机线路中主触点的通断，使电动机工作在3种状态：正转、反转和停止。控制电路由按钮、继电器辅助触点和其他检测、保护器件辅助触点组成，对电动机具有控制和保护作用。线路的分析一般从电动机主电路入手，根据主电路连线中控制元件、电阻和其他检测、保护器件，大致判断电动机的控制和保护功能。控制电路的分析是根据主电路控制元件主触点和其他电器的文字符号，在控制电路中找出相应控制环节，以及环节间的相互关系，对控制电路由上往下，由左往右阅读，然后设想按动某操作按钮，查对线路，观察哪些元件受控制动作，并逐一查看动作元件的触点又如何控制其他元件动作，进而驱动被控对象如何动作，跟踪机械动作，当信号检测元件动作变化时，再查对线路观察执行元件的动作变化，器件间相互关系和相互制约关系，直到明白其工作原理。

以笼形三相交流异步电动机Y—△降压起动控制线路为例进行分析：

2．1 主电路

笼形三相交流异步电动机Y—△降压起动控制线路，仅适用于电动机的空载或轻载起动。U1V1W1 U2V2W2为电动机三相定子绕组的首端和末端，电动机定子绕组可接成Y形和△形两种形式。接触器KM1动合触点为电动机通断电控制开关，当KM3动合触点闭合，绕组为Y形接法，当KM3断开，KM2闭合，为△形接法。KM1动合触点闭合，电动机通电，起动时先接成Y形降压起动，时间继电器KT计时，计时时间到，KM3断开Y形接法，KM2闭合，接成△形全压运行。分析电动机的起动过程知，整个过程为连续运转，所以应采用短路保护，用熔断器FU；采用过载保护，用热继电器FR，其中接触器KM1﹑KM2﹑KM3本身具有欠压﹑失压保护功能。

2．2 控制电路

由控制电路知，热继电器动合触点串联在控制电路中，一旦发生过载，主电路热继电器线圈就会检测到这种变化，从而发出信号使它在控制电路中的动合触点跳闸，切断控制电路电源，使KM1～KM3线圈失电，主电路动合触点动作，电动机失电而停止运转。控制线路分析如下：

注：⒈保证电动机连续运转采用自锁。

⒉为防止电源短路KM2和KM3不能同时闭合，采用互锁。

⒊KT时间继电器动作完毕，为减少电器不必要的通电时间，节约电能，延长器件使用寿命，用KM2动断触点切断KT线圈通电。

动作顺序：

线路有2个基本控制环节组成，一为连续运行，如KM1线圈回路；一为时间控制环节，如KM2﹑KM3﹑KT线圈组成延时接通和断开Y﹑△形电路。

3 故障检修

故障检修从步骤上分观察法和带电检查法；从电路功能上分为主电路检修和控制电路检修两部分。

3．1 观察法

主电路故障检修：

主电路的故障现象一般有2种情况，一是电机不转；二是电机转后又很快停止。

故障检修顺序为：在断电情况下。

先用手拉主电路所有接头，看是否有线头松动现象，应旋紧。

再次检查继电器动触头处弹簧是否有倾斜、卡住现象，应扶正。

最后看主触头是否有烧灼凸凹现象，应磨平或更换。

控制电路故障现象一般为按下启动按钮，继电器不吸合，电机不转或按下后发出很大振动，电动机时转时不转。

故障检修顺序为：在断电情况下。

先用手拉主电路所有接头，看是否有线头松动现象，应旋紧。

然后检查启动按钮动合、动断触头是否接合完好，弹簧是否倾斜、松动或卡住，应扶正、磨平或更换。

再次检查继电器辅助触点弹簧是否倾斜、松动或卡住现象，动静触头是否有烧灼凸凹现象，应扶正、磨平或更换。

最后检查继电器线圈是否烧断或线头与线圈之间脱落，若有，应更换新的继电器。

3．2 带电检查法

主电路故障检修：

检修主电路时，顺序为从电源接头沿线路向电动机接头方向进行检修，可用试电笔一一检查。在通电情况下，主触点闭合时检查各电位是否有高压，电位为0点即为故障点。然后检查相应接头是否接好，相应的元件是否损坏，即可查出问题。

控制电路的检修：

检修控制电路时，电源与控制电路接线端为首端，控制电路与电源接线另一端为末端，通电时，从停止按钮与电源接点作为首端开始检查，始端通电，末端与电源断开，然后分别沿一条条支路在闭合相应触点情况下进行各电位点检查，电位为0点即为故障点。然后检查相应接头是否接好，相应的元件是否损坏，即可查出问题。

4 结论

继电器—接触器控制中的主电路是与电动机通电有直接关系的电路，读图较易。控制电路的读图，通常根据控制功能，先将控制电路分解成与主电路顺序工作相对应的几个基本环节，然后一一弄清每个环节控制原理，根据控制电路工作的先后顺序再把各个环节串起来，从按钮启动到负载通电运行逐步推理思考。通过这种化整为零的分析方法，就不难看懂较复杂的全图了，故障检修可根据实际情况判断相应元件，从接线、弹簧位置、动静触头接合点、线圈考虑检修。

［1］许谬主编．工厂电气控制设备，机械工业出版社．