在现代的生产机械中，大部分都是由电动机拖动的，称为电力拖动。应用电力拖动是实现生产过程自动化控制的一个重要前提，为了使电动机按照生产机械的要求运转，必须用一定的控制电器组成控制电路，对电动机进行控制，目前国内外普遍采用由接触器、继电器和按钮等由触点电器组成的控制电路，对电动机进行起动、停止、正反转制动及行程、时间、顺序等控制，称为继电接触器控制，这是一种基本的控制方法。如果再配合其他无触点控制电器、控制电机、电子电路及计算机化的可编程序控制器（PLC）等，便可构成生产机械的现代化自动控制系统。
4-1常用低压电器
低压电器是指工作电压在直流１２００V以下，交流１０００V以下的各种电器，按其动作性质可分为手动电器和自动电器两种。下面先介绍继电接触器控制系统中常用的几种低压电器。
４-１-１刀开关
刀开关是结构最简单的一种手动电器，它由静插座、手柄、触刀、铰链支座和绝缘底板组成。刀开关在低压电路中，用于不频繁接通和断开的电路，或用来将电路和电源隔离，因此刀开关又称为“隔离开关”。
按极数不同刀开关分为单极（单刀）、双极（双刀）和三极（三刀）三种，它在电路图中的符号如图４-１所示。
在机床电气控制线路中，组合开关（又称转换开关）常用来作为电源引入开关，也可以用它来直接起动和停止小容量鼠笼式电动机或使电动机正反转，局部照明电路也常用它来控制。
组合开关的种类很多，常用的有HZ１０等系列，其结构和符号如图４-２所示。
它有三对静触片，每个触片的一端固定在绝缘垫板上，另一端伸出盒外，连在接线柱上。
三个动触片套在装有手柄的绝缘转动轴上，转动轴就可以将三个触点同时接通或断开。组合开关有单极、双极、三极和多极几种，额定电流有１０、２５、６０和１００A等多种。
４-１-３按钮
按钮通常用来接通或断开控制电路（其电流较小），从而控制电动机或其他电气设备的运行，按钮的结构如图４-３所示。它由按钮帽、动触点、静触点和复位弹簧等构成。在按钮未按下时，动触点是与上面的静触点接通的，这对触点称为动断触点（常闭触点）；这时动触点和下面的静触点则是断开的，这对触点称为动合触点（常开触点）。当按下按钮帽时，上面的动断触点断开，而下面的动合触点接通，当松开按钮帽时，动触点在复位弹簧的作用下复位，使动断触点和动合触点都恢复原来的状态。
４-１-４熔断器
熔断器是最常用的短路保护电器，熔断器中的熔片（或熔丝）用电阻率较高且熔点较低的合金制成，例如铅锡合金等；或用截面积很小的良导体制成，例如铜、银等。在正常工作时，熔断器中的熔丝（或熔片）不应熔断。一旦发生短路，熔断器中的熔丝（或熔片）应立即熔断，及时切断电源，以达到保护线路和电气设备的目的。图４-４所示为三种常用的熔断器及熔断器的图形符号。
在实际应用中，熔断器熔体的额定电流应按下式计算熔体额定电流电动机的起动电流如果电动机频繁起动，则为熔体额定电流电动机的起动电流如果多台电动机合用一个熔断器，一般可粗略地按下式计算熔体额定电流＝（１-５～２-５）×容量最大的电动机的额定电流现在应用的熔体额定电流有４、６、１０、１５、２０、２５、３５、６０、８０、１００、１２５、１６０、２００、２２５、２６０、３００、３５０、４３０、５００和６００A等级别。
４-１-５自动空气断路器（空气开关或自动开关）
自动空气断路器也称空气开关或自动开关，是常用的一种低压保护电器，可实现短路、过载和失（欠）压保护。它的结构形式很多，如图４-５所示的是一般原理图。主触点通常是由手动的操作机构来闭合的。开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点闭合后就被锁钩锁住。如果电路发生故障，脱扣机构就在脱扣器的作用下将锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。脱扣器有过流脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁装置。在正常情况下，过流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈（图中只画出一相）就将产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，吸住衔铁，主触点才得以闭合；一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新手动合闸后才能工作，实现了失压保护。
常用的自动空气断路器有DZ、DW等系列。
４-１-６交流接触器
交流接触器是一种靠电磁力的作用使触点闭合或断开来接通和断开电动机（或其他电气设备）电路的自动电器。如图４-６所示是交流接触器的外形、结构和图形符号。
其电磁铁的铁心分为静铁心和动铁心两部分，静铁心固定不动，动铁心与动触点连在一起可以左右移动，当静铁心的吸引线圈通过额定电流时，静、动铁心之间产生电磁吸力，动铁心带动动触点一起右移。使动断触点断开，动合触点闭合；当吸引线圈断电时，电磁力消失，动铁心在弹簧的作用下带动触点复位，可见利用交流接触器线圈的通电或断电控制交流接触器触点闭合或断开。
交流接触器的触点分为主触点和辅助触点两种。主触点的接触面积较大，允许通过较大的电流，辅助触点的接触面积较小，只能通过较小的电流（５A以下）。主触点通常是３～５对动合触点，可接在电动机的主电路中。当接触器线圈通电时，主触点闭合，电动机旋转；当接触器线圈断电时，主触点断开，电动机停止。这就是利用线圈中小电流的通、断来控制主电路中大电流的通断。交流接触器的辅助触点通常是两对动合触点和两对动断触点，可以用于控制电路中。
４-１-７热继电器
热继电器是用来保护电动机使之不过载的保护电器。它是利用膨胀系数不同的双金属片遇热后弯曲变形，去推动触点，从而断开控制电路。它主要由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成，如图４-７所示。
由于热惯性，热继电器不能做短路保护。因为发生短路时，要求电路立即断开，而热继电器是不能立即动作的。但是这个“热惯性”也是合乎要求的，在电动机起动或短时过载时，热继电器不会动作，这可避免电动机的不必要停车。如果热继电器动作后，应排除故障后手动复位。
通常用的热继电器有IR０，JR０及JR１６等系列。热继电器的主要技术数据是整定电流（整定值）。所谓整定电流，就是热元件中通过的电流超过此值的２０％时，热继电器应当在２０min内动作。如JR１０－１０型热继电器的整定电流从０-６A到４０A，有９个等级。根据整定电流选用热继电器，整定电流与电动机的额定电流基本一致。
4-2三相鼠笼式异步电动机的直接起动控制线路对于小容量鼠笼式异步电动机可以进行直接起动，其中用了组合开关QS、交流接触器KM、按钮SB、热继电器FR及熔断器FU等几种电器。
工业上中生产机械动作是各种各样的，因而满足这些生产机械动作要求的继电接触器控制电路也是多种多样的，但各种控制电路一般都由主电路和控制电路这两大基本环节按照一定要求连接而成。下面以工业中最常用的鼠笼式异步电动机的控制电路为例，说明继电接触器控制的基本环节及其控制原理。
４-２-１点动控制
点动控制就是按下起动按钮时电动机转动，松开起动按钮电动机就停止，如图４-８所示。
电路由电源开关QS、熔断器FU、按钮SB、交流接触器KM和电动机M组成。当电动机需要点动时，先合上QS，再按下SB，此时接触器的吸引线圈（称线圈）通电，铁心吸合，于是接触器的三对主触点闭合，电动机与电源接通而运转。当松开SB时，接触器线圈失电，动铁心在弹簧力作用下释放复位，主触点KM断开，电动机停止。图４-８（a）是接线图，这种画法不便画图和读图，通常采用规定的图形符号和文字符号把电路画成图４-８（b）的原理图。原理图分成两部分，一部分由转换开关（或三相刀闸）QS、熔断器FU、接触器的主动合触点KM和电动机M组成，这是电动机的工作电路，电流较大，称为主电路；另一部分由按钮SB和接触器线圈KM组成，它是控制主电路通或断的，电流较小，称为控制电路。控制电路通常与主电路共用一个电源，但也有另设电源的。在原理图中，同一电器的各个部件必须采用同一文字符号，如接触器的线圈和触点都用KM表示，对复杂的控制电路可把主电路与控制电路分开来画，如龙门刨床，其控制电路非常复杂，为了便于对图纸的晒图、读图、保管和携带都采用把主电路和控制电路分开。
４-２-２起、停控制（自锁控制）
大多数生产机械需要连续工作，如水泵、通风机、机床等，如仍采用点动控制电路，则需要操作人员一直按着按钮来工作，这显然不符合生产实际的要求。为了使电动机在按下起动按钮后能保持连续运转，需用接触器的一对辅助动合触点与起动按钮并联，如图４-９所示。
此时电路中有两个按钮，起动按钮SBst（绿色按钮帽）和停止按钮SBstp（红色按钮帽），其操作过程如下。
1-起动操作
合上QS按下起动按钮SBst接触器线圈KM通电接触器主动合触点闭合电动机M运转接触器辅助动合触点闭合对SBst自锁这时若松开起动按钮SBst，由于接触器的辅助动合触点已闭合，它给线圈KM提供了另外一条通路，因此松开起动按钮SBst后线圈仍然保持通电，于是电动机便可连续运行。接触器用自己的辅助动合触点“锁住”自己的线圈电路，这种作用称为“自锁”，此时该触点称为“自锁触点”。
2-停止操作
按下停止按钮SBstp接触器线圈失电主动合触点断开电动机M停止辅助动合触点断开解除自锁在图４-９电路中，开关QS作为隔离开关使用，当需要对电动机或电路进行检查、维修时，用它来隔离电源，确保操作人员安全。隔离开关一般不能用于带负载切断或接通电源。
起动时应先合上QS，再按起动按钮SBst；停止时则应先按下停止按钮SBstp，再断开QS。
4-3三相鼠笼式异步电动机的正反转控制在生产机械中往往需要运动部件向正、反两个方向运动。如机床工作台的前进与后退，主轴的正转与反转，起重机的提升与下降等，都是由电动机的正、反转实现的。为了实现正反转，在学习三相异步电动机的工作原理时已经知道，只要将三相电源中的任意两相对调，改变旋转磁场的方向，即可改变电动机的转向。为此，只要用两个交流接触器就能实现这一要求，如图４-１０所示。
在图４-１０中，KMF正转接触器，KMR反转接触器，SBF正转起动按钮，SBR反转起动按钮。正转接触器KMF的三对主动合触点把电动机按相序L１-U１、L２-V１、L３-W１与电源相接；反转接触器KMR的三对主动合触点把电动机按相序L１-W１、L２-V１、L３-U１与电源相接。显然在反转时，反转接触器KMR把电源的L１和L３对调后加在电动机上。因此主电路能够实现正反转，但从主电路中可以看出，KMF和KMR的主动合触点是不允许同时闭合的，否则会发生相间短路。因此正、反两个接触器只能有一个工作，这就是正反转控制电路的约束条件。怎样实现这一约束条件呢？接触器必须把自己的辅助动断触点串入对方的线圈电路中。当正转接触器KMF线圈通电时，其辅助动断触点断开，切断KMR线圈电路，即使按下SBR，KMR线圈也不会通电。这两个接触器利用各自的辅助动断触点封锁对方的控制电路，称为接触器“互锁”的正反转控制电路。正反转控制电路加入互锁环节后，就能够避免两个接触器同时通电。从而防止了相间短路事故的发生。
上述电路中，正、反转之间的相互转换必须先按下停止按钮SBstp，如由正转到反转时，先按停止按钮SBstp，令KMF失电，辅助动断触点KMF闭合，然后按下SBR，才能使KMR通电，电动机反转。如果不按SBstp而直接按SBR，将不起作用。反之，由反转改为正转也要先按下停止按钮。这种操作方式适用于功率较大的电动机及一些频繁正、反转的电动机。因为电动机如果由正转直接变为反转或由反转直接变为正转时，在换接瞬间，旋转磁场已经反向，而转子由于惯性仍按原方向旋转，转子导体与旋转磁场之间切割速度突然增大，感应电动势和感应电流随之增大，电磁转矩也突然增大，其方向又与旋转磁场方向相反，这时转差率接近于２，不仅会引起很大的电流冲击，而且会造成相当大的机械冲击。如果频繁正、反转还会使热继电器动作，故对功率较大的电动机及一些频繁正、反转的电动机一般应先按停止按钮，待转速下降后再反转。接触器互锁的正反转控制电路的操作过程如下。
４-３-１正转操作
当电动机正转时，按下反转按钮SBR，它的动断触点断开，使正转接触器线圈KMF失电；同时它的动合触点闭合，使反转接触器线圈KMR通电，于是电动机由正转直接变为反转。同理当电动机反转时，按SBF可以使电动机直接变为正转，操作快捷方便。
4-4行程控制
行程控制，就是当运动部件到达一定行程或位置时采用行程开关（又称限位开关）来进行控制，如吊钩上升到达终点时，要求自动停止，龙门刨床的工作台要求在一定的范围内自动往返等，这类控制称为行程控制。
４-４-１行程开关
行程开关又称限位开关，它是利用机械部件的位移来切换电路的自动电器。它的结构和工作原理都与按钮相似，只不过按钮用手按，而行程开关用运动部件上的撞块（挡铁）来撞压。当撞块压着行程开关时，就像按下按钮一样，使其动断触点断开，动合触点闭合；而当撞块离开时，就如同手松开了按钮，靠弹簧作用使触点复位。行程开关有直线式、单滚轮式、双滚轮式等，如图４-１２所示。其中双滚轮式行程开关无复位弹簧，不能自动复位，它需要两个方向的撞块来回撞压，才能复位。
４-４-２自动往返行程控制
某些生产机械如万能铣床要求工作台在一定范围内能自动往返运动，以便对工件连续加工。为了实现这种自动往返行程控制，可将行程开关SQF和SQR装在机床床身的左右两侧，将撞块装在工作台上，随工作台一起运动，如图４-１３所示。
