在三相异步电动机的供电回路中，连接着多种多样的控制电器和保护电器，它们的作用是：（1） 接通电源，使电动机由启动状态过渡到运动状态；（2） 在运行中发生长时间过载或短路故障时，及时切断电动机的供电回路；（3） 需要电动机停机时，能在带负荷状态下安全地切断电源；（4） 在检修电动机及其控制电路时，保证它们与电源可靠地隔离，不致因误操作而触电，危及人身及设备安全。本文主要介绍三相异步电动机直接启动方式下几种常用的控制与保护电器。对采用降压启动方式的电动机专用控制电器，将在另文中介绍。
一、 铁壳开关
铁壳开关（又叫封闭式负荷开关）的外形和结构如图1所示。铁壳开关具有通断性能好、操作方便、使用安全等优点，常用作15kW及其以下的电动机不频繁启动的控制开关。它的特点是利用外面的操作手柄实现开关的通断。在开关的手柄转轴与底座之间装有速断弹簧，所以开关的通断速度很快，与人手操作的快慢无关。开关设有机械联锁装置，当开关处于接通状态时，不能打开箱盖；箱盖开启时，开关不能接通，保证了操作安全可靠。开关内每相都装有熔断器，可以进行短路保护。
铁壳开关的选择和使用需要注意以下几点：（1）开关的额定电流应为电动机额定电流的3倍以上；（2）与外线连接时要把接线压紧，防止接触不良烧坏内部的绝缘；（3）为了保障人身安全，开关的金属外壳必须可靠接地；（4）开关的转动部位要定期加注润滑油；（5）熔断器中熔丝的额定电流应为电动机额定电流的1.5～2.5倍。
二、 组合开关
组合开关（又叫盒式转换开关）的种类很多，图2示出了常用的HZ10系列组合开关的结构和接线图。这种组合开关有3对静触片，每个触片的一端固定在胶木盒内的绝缘垫板上，另一端伸出盒外，联在接线柱上，分别与电源和负载相接。3个动触片套在装有手柄的绝缘转动轴上，当手柄按任意方向转动90°时，动触片即与静触片接通或断开。
在电动机的控制电路中，常常采用组合开关作为电源引入开关，利用它将交流接触器与电源隔离或连通，因此它不直接用来切断主回路的负载电流。在金属切削机床的控制线路中，也常用它直接启动和停止小容量三相异步电动机。有的组合开关还可以直接控制小容量电动机的正反转。
三、 熔断器
熔断器又叫保险丝盒，它结构简单，使用方便，便于安装检修，是低压电路中应用最为广泛的一种保护电器。熔断器串联在被保护电路中，当电路发生短路或严重过载时，通过熔丝（或熔片）的电流大大超过其额定电流，温度急剧升高而熔断，切断故障电路。熔丝的种类很多，外形与结构也各不相同。
图3给出了RC1A系列瓷插式熔断器的结构，它由瓷座和瓷盖两大部分组成。瓷座两端固定着静触头，用于连接电源线和负载导线，中间空腔部分与瓷盖的凸起部分构成灭弧室，灭弧室中还垫有石棉衬垫以利灭弧并保护瓷件，瓷盖两端固定着动触头，熔丝经凸起部位用螺钉紧固在动触头上。
图4示出了RL系列螺旋式熔断器的外形和结构。它主要由瓷帽、熔断管（保险芯）、瓷套和瓷座组成。熔断管是一个瓷管，管内除装有熔丝外，还填充着石英砂，用以熄灭电弧。熔丝焊接在熔断管两端的金属盖上，上端盖的中央有一个圆片状熔断指示器。熔丝熔断后，指示器即自行脱落，电工人员从瓷帽的玻璃管外即可看到，以便于及时更换熔断管。
图5是RM10系列无填料封闭管式熔断器的结构。它由纤维熔断管、变截面熔片（锌保险片）、刀触头、底座等部分组成。熔片装在管内，与刀触头用螺母固紧。当熔片熔断时，纤维管内壁有极少部分纤维受热分解，产生高压气体，使电弧迅速熄灭。熔片做成变截面有助于改善灭弧性能。
用作电动机短路保护的熔断器，对熔丝的额定电流有以下要求：（1） 为防止电动机短时间过大的启动电流使熔丝误熔断，要求熔丝的额定电流≥电动机的启动电流/2.5；（2） 如果电动机频繁启动，要求熔丝的额定电流≥电动机的启动电流/（1.6～2）；（3） 几台电动机合用的总熔丝，一般可以粗略地用下式计算，即熔丝的额定电流=（1.5～2）×容量最大的电动机的额定电流+其余电动机的额定电流之和。
四、 交流接触器
交流接触器是在按钮开关的控制下，运用电磁铁的吸引力使动触点和静触点闭合或分断的控制电器。它的特点是可以频繁地接通和断开电动机的主电路，每小时允许开闭数百次。
图6示出了CJ10系列交流接触器的结构和外形。它主要由电磁铁、触点、灭弧罩及外壳等部分组成。当电磁铁的线圈通电后，在电磁力的作用下，吸引山字形动铁心（上铁心），使常开触点闭合。
根据用途不同，接触器的触点分为主触点和辅助触点（图6中未画出）两组。辅助触点通过的电流较小，常接在电动机的控制回路中；主触点通过较大的电流，即电动机的启动电流和工作电流。例如，CJ10-20型交流接触器有3个常开主触点和4个辅助触点（2个常开，2个常闭）。
当主触点断开时，动、静触点间会产生电弧，不仅会烧蚀触头、使切断时间拉长，还容易引起相间短路。因此，必须采取灭弧措施。通常交流接触器的触点都做成桥式，它有两个断点，以降低断路瞬间加在断点上的电压，使电弧容易熄灭；各相之间有绝缘板，防止相间电弧闪烁造成短路；在较大电流的接触器中还专门设有灭弧装置。
安装、使用和维护交流接触器应注意以下几点：（1） 安装使用前要用兆欧表（摇表）测试线圈的绝缘电阻，若低于1MΩ，应进行干燥处理；（2） 安装时，应清除铁心板面上的凡士林油，避免使用中出现断电释放缓慢的故障；（3） 通电前用手闭合接触器数次，观察活动部分是否灵活，再检查触点上有无污垢；（4） 各相主触点若不能同时闭合，可利用动触点上的紧固螺钉进行调整；（5） 使用中主触点会逐渐烧蚀和磨损，可用细锉或光锉锉磨触点表面。
五、 热继电器
热继电器是与交流接触器配合对电动机长时间过载进行保护的低压电器。
热继电器的外形、符号和工作原理如图7所示。它是利用电流的热效应进行工作的，热继电器的关键部件是由热膨胀系数不同的两种金属片辗压在一起构成的双金属片。围绕在双金属片周围的由电阻丝绕成的热元件串接在电动机的主电器中。当电动机长时间过载时，热元件积累的热量使双金属片变热向上弯曲而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。常闭触点是串接在交流接触器电磁线圈回路中的，所以交流接触器断电，切断了电动机的主电路（请参阅本刊上期《三相异步电动机的启动控制电路（一）》一文）。由于热惯性，热继电器不能用作电动机的短路保护。热继电器脱扣后，应查明并排除故障，并待双金属片冷却（需1～2分钟），再按下复位按钮即可复位。
热继电器的主要技术参数是整定电流。整定电流的含意是：热元件通过的电流超过此值的20%时，应在20分钟内动作。在使用中，根据整定电流值选用热继电器，整定电流与电动机的额定电流基本上是一致的。热继电器还具有反时限的动作特性，也就是过载电流倍数越大，热继电器的动作时间越短；反之，过载电流倍数越小，动作时间越长。
（司徒梅生）