五、 主令電器
主令電器用于在控制電路中以開關接點的通斷形式來釋出控制指令，使控制電路執行對應的控制任務。主令電器應用廣泛，種類繁多，常見的有按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉換開關、主令控制器、選擇開關、足踏開關等。
按鈕
按鈕是一種最常用的的主令電器，其結構簡單，控制友善。
1. 按鈕的結構、種類及常用型号
按鈕由按鈕帽、複位彈簧、橋式觸點和外殼等組成，其結構示意圖及圖形符号如圖3所示。觸點采用橋式觸點，額定電流在5A以下。觸點又分常開觸點（動斷觸點）和常閉觸點（動合觸點）兩種。
按鈕從外形和操作方式上可以分為平鈕和急停按鈕，急停按鈕也叫蘑菇頭按鈕，如圖3（c）所示，除此之外還有鑰匙鈕、旋鈕、拉式鈕、萬向操縱杆式、帶燈式等多種類型。
圖3 按鈕結構示意圖及圖形符号
從按鈕的觸點動作方式可以分為直動式和微動式兩種，圖3中所示的按鈕均為直動式，其觸點動作速度和手按下的速度有關。而微動式按鈕的觸點動作變換速度快，和手按下的速度無關，其動作原理如圖4所示。動觸點由變形簧片組成，當彎形簧片受壓向下運動低于平形簧片時，彎形簧片迅速變形，将平形簧片觸點彈向上方，實作觸點瞬間動作。
小型微動式按鈕也叫微動開關，微動開關還可以用于各種繼電器和限位開關中，如時間繼電器、壓力繼電器和限位開關等。
圖4 微動式按鈕動作原理圖
按鈕一般為複位式，也有自鎖式按鈕，最常用的按鈕為複位式平按鈕，如圖1-20（a）所示，其按鈕與外殼平齊，可防止異物誤碰。
2. 按鈕的顔色
紅色按鈕用于“停止”、“斷電”或“事故”。
綠色按鈕優先用于“起動”或“通電”，但也允許選用黑、白或灰色按鈕。
一鈕雙用的“起動”與“停止”或“通電”與“斷電”，即交替按壓後改變功能的，不能用紅色按鈕，也不能用綠色按鈕，而應用黑、白或灰色按鈕。
按壓時運動，擡起時停止運動（如點動、微動），應用黑、白、灰或綠色按鈕，最好是黑色按鈕，而不能用紅色按鈕。
用于單一複位功能的，用藍、黑、白或灰色按鈕。
同時有“複位”、“停止”與“斷電”功能的用紅色按鈕。燈光按鈕不得用作“事故”按鈕。
3. 按鈕的選擇原則
（1）根據使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。
（2）根據用途，選用合适的型式，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。
（3）按控制回路的需要，确定不同的按鈕數，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。
（4）按工作狀态訓示和工作情況的要求，選擇按鈕及訓示燈的顔色。
其中表1給出了按鈕顔色的含義。
表1 按鈕顔色的含義
“起動”和“停止”交替動作的按鈕必須是黑色或白色或灰色，不可以用紅色和綠色；“點動”按鈕必須是黑色；“複位”必須是藍色，當複位按鈕還有停止的作用時，必須是紅色；“允許起動”用白色
行程開關
行程開關又叫限位開關，它的種類很多，按運動形式可分為直動式、微動式、轉動式等；按觸點的性質分可為有觸點式和無觸點式。
1. 有觸點行程開關
有觸點行程開關簡稱行程開關，行程開關的工作原理和按鈕相同，差別在于它不是靠手的按壓，而是利用生産機械運動的部件碰壓而使觸點動作來發出控制指令的主令電器。它用于控制生産機械的運動方向、速度、行程大小或位置等，其結構形式多種多樣。
圖5所示為幾種操作類型的行程開關動作原理示意圖及圖形符号。
行程開關的主要參數有型式、動作行程、工作電壓及觸頭的電流容量。目前國内生産的行程開關有LXK3、3SE3、LXl9、LXW和LX等系列。
常用的行程開關有LX19、LXW5、LXK3、LX32和LX33等系列。
圖5 行程開關結構示意圖及圖形符号
2. 無觸點行程開關
無觸點行程開關又稱接近開關，它可以代替有觸頭行程開關來完成行程控制和限位保護，還可用于高頻計數、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程式的自動銜接等的非接觸式開關。由于它具有非接觸式觸發、動作速度快、可在不同的檢測距離内動作、發出的信号穩定無脈動、工作穩定可靠、壽命長、重複定位精度高以及能适應惡劣的工作環境等特點，是以在機床、紡織、印刷、塑膠等工業生産中應用廣泛。
無觸點行程開關分為有源型和無源型兩種，多數無觸點行程開關為有源型，主要包括檢測元件、放大電路、輸出驅動電路3部分，一般采用5V～24V的直流電流，或220V交流電源等。如圖6所示為三線式有源型接近開關結構框圖。
圖6 有源型接近開關結構框圖
接近開關按檢測元件工作原理可分為高頻振蕩型、超音波型、電容型、電磁感應型、永磁型、霍爾元件型與磁敏元件型等。不同型式的接近開關所檢測的被檢測體不同。
電容式接近開關可以檢測各種固體、液體或粉狀物體，其主要由電容式振蕩器及電子電路組成，它的電容位于傳感界面，當物體接近時，将因改變了電容值而振蕩，進而産生輸出信号。
霍爾接近開關用于檢測磁場，一般用磁鋼作為被檢測體。其内部的磁敏感器件僅對垂直于傳感器端面的磁場敏感，當磁極S極正對接近開關時，接近開關的輸出産生正跳變，輸出為高電平，若磁極N極正對接近開關時，輸出為低電平。
超音波接近開關适于檢測不能或不可觸及的目标，其控制功能不受聲、電、光等因素幹擾，檢測物體可以是固體、液體或粉末狀态的物體，隻要能反射超音波即可。其主要由壓電陶瓷傳感器、發射超音波和接收反射波用的電子裝置及調節檢測範圍用的程控橋式開關等幾個部分組成。
高頻振蕩式接近開關用于檢測各種金屬，主要由高頻振蕩器、內建電路或半導體放大器和輸出器3部分組成，其基本工作原理是當有金屬物體接近振蕩器的線圈時，該金屬物體内部産生的渦流将吸取振蕩器的能量，緻使振蕩器停振。振蕩器的振蕩和停振這兩個信号，經整形放大後轉換成開關信号輸出。
接近開關輸出形式有兩線、三線和四線式幾種，半導體輸出類型有NPN和PNP兩種，外形有方型、圓型、槽型和分離型等多種，圖7為槽型三線式NPN型光電式接近開關的工作原理圖和遠距分離型光電開關工作示意圖。
圖7 槽型和分離型光電開關
接近開關的主要參數有型式、動作距離範圍、動作頻率、響應時間、重複精度、輸出型式、工作電壓及輸出觸點的容量等。接近開關的圖形符号可用圖8表示。
圖8 接近開關的圖形符号
接近開關的産品種類十分豐富，常用的國産接近開關有LJ、3SG和LXJ18等多種系列，國外進口及引進産品亦在國内有大量的應用。
3. 有觸點行程開關的選擇
有觸點行程開關的選擇應注意以下幾點：
（1）應用場合及控制對象選擇。
（2）安裝環境選擇防護形式，如開啟式或保護式。
（3）控制回路的電壓和電流。
（4）機械與行程開關的傳力與位移關系選擇合适的頭部形式。
4. 接近開關的選擇
（1）工作頻率、可靠性及精度。
（2）檢測距離、安裝尺寸。
（3）觸點形式（有觸點、無觸點）、觸點數量及輸出形式（NPN型、PNP型）。
（4）電源類型（直流、交流）、電壓等級。
轉換開關
轉換開關是一種多檔位、多觸點、能夠控制多回路的主令電器，主要用于各種控制裝置中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測量等，也可用于控制小容量電動機的起動、換向、調速。
轉換開關的工作原理和凸輪控制器一樣，隻是使用地點不同，凸輪控制器主要用于主電路，直接對電動機等電氣裝置進行控制，而轉換開關主要用于控制電路，通過繼電器和接觸器間接控制電動機。常用的轉換開關類型主要有兩大類，即萬能轉換開關群組合開關。二者的結構和工作原理基本相似，在某些應用場合下二者可互相替代。轉換開關按結構類型分為普通型、開啟組合型和防護組合型等；按用途又分為主令控制用和控制電動機用兩種。轉換開關的圖形符号和凸輪控制器一樣，如圖2所示。
轉換開關的觸點通斷狀态也可以用圖表來表示，如圖2中的4極5位轉換開關如表2所示。
表2 轉換開關觸點通斷狀态表
轉換開關的主要參數有型式、搖桿類型、觸點通斷狀态表、工作電壓、觸頭數量及其電流容量，在産品說明書中都有詳細說明。
常用的轉換開關有LW2、LW5、LW6、LW8、LW9、LWl2、LWl6、VK、3LB和HZ等系列，其中LW2系列用于高壓斷路器操作回路的控制，LW5、LW6系列多用于電力拖動系統中對線路或電動機實行控制，LW6系列還可裝成雙列型式，列與列之間用齒輪齧合，并由同一搖桿操作，此種開關最多可裝60對觸點。
轉換開關的選擇可以根據以下幾個方面進行：
（1）額定電壓和工作電流。
（2）搖桿型式和定位特征。
（3）觸點數量和接線圖編号。
（4）面闆型式及标志。
六、電阻器
電阻是電氣産品中不可缺少的電氣元件，可分為兩大類，一類為電阻元件，用于弱電電子産品，一類為工業用電阻器件（簡稱電阻器），用于低壓強電交直流電氣線路的電流調節以及電動機的起動、制動和調速等。
常用的電阻器有ZB型闆形和ZG型管形電阻器，用于低壓電路中的電流調節。ZX型電阻器主要用于交直流電動機的起動、制動和調速等。
電阻器的主要技術參數有額定電壓、發熱功率、電阻值、允許電流、發熱時間常數、電阻誤差及外形尺寸等。電阻器的圖形符号如圖10所示。
圖10 電阻器和變阻器圖形符号
七、變阻器
變阻器的作用和電阻器的作用類似，不同點在于變阻器的電阻是連續可調的，而電阻器的每段電阻固定，在控制電路中可采用串并聯或選擇不同段電阻的方法來調節電阻值，電阻值是斷續可調的。
常用的變阻器有BC型滑線變阻器，用于電路的電流和電壓調節、電子裝置及儀表等電路的控制或調節等。BL型勵磁變阻器用于直流電機的勵磁或調速；BQ型起動變阻器用于直流電動機的起動；BT型變阻器用于直流電動機的勵磁或調速；BP型頻敏變阻器用于三相交流繞線式異步電動機的起動控制。變阻器的主要技術參數和電阻器類似。變阻器的圖形符号如圖10所示。
八、電壓調整器
電壓調整器的種類較少，TD4型炭阻式電壓調整器用于在中小容量的交流或直流發電機中自動調節電壓。
九、電磁鐵
常用的電磁鐵有MQ型牽引電磁鐵、MW型起重電磁鐵、MZ型制動電磁鐵等。
MQ型牽引電磁鐵用于在低壓交流電路中作為機械裝置及各種自動化系統操作機構的遠距離控制。
MW型起重電磁鐵用于安裝在起重機械上吸引鋼鐵等磁性物質。
MZD型單相制動電磁鐵和MZS型三相制動電磁鐵一般用于組成電磁制動器，由制動電磁鐵組成的TJ2型交流電磁制動器的示意圖如圖10所示，通常電磁制動器和電動機軸安裝在一起，其電磁制動線圈和電動機線圈并聯，二者同時得電或電磁制動線圈先得電之後電動機緊随其後得電。電磁制動器線圈得電吸引銜鐵使彈簧受壓，閘瓦和固定在電動機軸上的閘輪松開，電動機旋轉，當電動機和電磁制動器同時失電時，在壓縮彈簧的作用下閘瓦将閘輪抱緊，使電動機制動。
電磁鐵的圖形符号和電磁制動器一樣，文字元号為YA。
電磁制動器的圖形符号如圖11所示。
圖11 電磁制動器的示意圖及圖形符号