電機控制外文文獻翻譯、中英文翻譯、外文翻譯
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附 錄
附錄一
1. 電機控制的一般原則
電機控制
有某些條件時,必須考慮選擇、設(shè)計、安裝、維護電機控制設(shè)備。通過討論簡化電機控制的主題的一般原則來幫助理解和激勵學(xué)生。
當(dāng)電機用于驅(qū)動一個共同的一些機器連接中間軸時運動控制是簡單的問題。它只是需要一天幾次的啟動和停止。然而,伴隨著單獨驅(qū)動,電動機現(xiàn)在幾乎成為了機器的一個組成部分,而且設(shè)計的電動機控制器有必要適應(yīng)它連接的機器的需求。
運動控制是一個廣義的概念,意味著對一個簡單的撥動開關(guān),一個復(fù)雜的系統(tǒng)組件(如繼電器、計時器、開關(guān)),然而,所有控件的常用功能都是控制電動馬達的操作。結(jié)果,當(dāng)選擇和安裝電機控制設(shè)備時,必須考慮許多因素以確保電動機和被選中的機器的控制將會正常運行。
1.1 電機控制安裝注意事項
當(dāng)選擇一個特定的設(shè)備為特定應(yīng)用程序時,重要的是要記住,電機,機器,電動機控制器是相互關(guān)聯(lián)的,需要被視為一個包。一般來說,五個基本因素影響控制器的選擇和安裝。
1. 供電
建立服務(wù)是否是直流電(dc)還是交流電(ac)。如果是交流電,確定除了電壓以外的頻率(赫茲)相數(shù)。
2. 電機
電機應(yīng)該與供電和正確大小的機器負載馬力評級(hp)相匹配。其他因素包括電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。選擇適當(dāng)?shù)碾姍C保護,其滿載電流評級(FLC),服務(wù)因子(SF)、時間評級(責(zé)任),和其他相關(guān)的數(shù)據(jù)—在電機銘牌所示─必須被使用。
3. 工作特性控制
電動機控制器的基本任務(wù)是啟動和停止電機,和保護電機、機器、產(chǎn)品和操作員??刂破饕部赡鼙灰筇峁┹o助功能,如換向,微動或漸進,反向制動,操作數(shù)的速度或減少當(dāng)前水平和電動機轉(zhuǎn)矩。
4. 環(huán)境
控制器附件服務(wù)為操作人員提供安全保護,防止意外接觸帶電部件。在某些應(yīng)用程序中,控制器本身必須免受在各種環(huán)境條件使用,可能包括:
*水、雨、雪或雨夾雪
*泥土或不燃的灰塵
*切削油,冷卻劑或潤滑劑
人員和財產(chǎn)在存在爆炸性氣體或可燃粉塵的環(huán)境下需要受到保護。
5. 電氣規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
電機控制設(shè)備是為了滿足美國國家電氣規(guī)程的規(guī)定(NEC)。同時,本地代碼需求必須在安裝電機和控制設(shè)備時被考慮和滿足。目前,代碼段適用于電動機,電動機電路,控制器,第 440 條條款對應(yīng)空調(diào)和制冷設(shè)備,第 500 條條款對應(yīng)國家代碼的危險區(qū)域。
1970 年職業(yè)安全與健康法案(OSHA)修改,要求每一個雇主提供就業(yè)環(huán)境中可能造成嚴重的傷害的公認危害。
美國電氣制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(NEMA)幫助用戶在控制設(shè)備中的正確選擇。NEMA 標(biāo)準(zhǔn)提供關(guān)于施工、測試、性能,和電機控制設(shè)備的制造如起動機、,繼電器和接觸器的信息。
某個為了符合國家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)而做實際測試的組織是保險商實驗室(UL)。由UL 測試并通過的設(shè)備會列在年度刊物上,這是通過對反映最新的添加部分和刪除部分的補充來保持時效性的。UL 上市并不意味著產(chǎn)品是經(jīng) NEC 批準(zhǔn)的。它必須被有管轄權(quán)的地方當(dāng)局所接受。
1.2 控制器的用途
當(dāng)以供特殊的機器或系統(tǒng)組件使用而選擇和安裝的電動機控制元件時,需要考慮的因素被描述在一下段落中。
開始
電機可由直接連接在電壓的來源而起動。可能需要緩慢而漸進的開始,不僅為了保護機器,還要確保線路電流在起動時流入沒有大于公司的系統(tǒng)的功率。如果他們開始突然旋轉(zhuǎn)作用有些驅(qū)動的機器可能會損壞。啟動電機的頻率是另一個影響控制器的因素。
停止
大多數(shù)控制器允許發(fā)動機自然的停頓。當(dāng)機器必須停止一些控制器會實施制動迅速行動??焖偻V故且粋€至關(guān)重要的為了控制器緊急停止的功能??刂破魍ㄟ^阻礙離心運動的機器和降低操作的起重機吊促進停止動作。
倒轉(zhuǎn)
控制器需要自動或在操作員控制站的命令下改變機器的旋轉(zhuǎn)方向??刂破鞯牡罐D(zhuǎn)動作在許多工業(yè)應(yīng)用是一個持續(xù)的過程。
運轉(zhuǎn)
所需的操作速度和特征的保持是控制器的主要目的和功能。它們在運行中保護發(fā)動機、操作者、機器和材料。有許多不同類型的保護人們安全的安全電路和設(shè)備,設(shè)備和工業(yè)的生產(chǎn)和流程在機器運行時可能發(fā)生損傷。
速度控制
一些控制器可以為工業(yè)過程保持非常精確的速度。其他控制器可以在一個持續(xù)的速度范圍內(nèi)逐步或漸漸改變發(fā)動機的速度。
操作員的安全
許多機械的安全保護被電子保護方式取代或輔助。控制器里的電子先導(dǎo)裝置提供一個直接的手段來在不安全環(huán)境下保護機器操作員。
防止損壞
操作的一個自動機器的一部分是為了保護機器本身和生產(chǎn)或加工材料處理。例如,一個特定的機器控制可以逆轉(zhuǎn),停止,緩慢,或做任何保護機器或加工材料 是必要的。
維護的需求
一旦正確安裝和調(diào)整,電動機起動器將提供可靠的操作起始時間、電壓、電流和從動機的利益扭矩和電力系統(tǒng)。美國國家電氣規(guī)程,輔以當(dāng)?shù)匾?guī)程,為特定的系統(tǒng)需求治理了導(dǎo)體,起動保險絲,斷路器,斷開開關(guān)的適當(dāng)尺寸的選擇。
1.3 手動控制
手動控制的操作是通過機械手段。開動機制所需的努力通常是由人類操作者提供。電機可能使用下列任何一個設(shè)備手動控制。
撥動開關(guān)
撥動開關(guān)是人工操作的電動開關(guān)。許多小型發(fā)動機由撥動開關(guān)啟動。這意味著發(fā)動機可以直接開始而不用使用磁開關(guān)和輔助設(shè)備。電機起動切換開關(guān)是分支電路保險絲或斷路器的保護。這些發(fā)動機通常發(fā)動風(fēng)扇,鼓風(fēng)機或其他輕負載。
安全開關(guān)
在某些情況下,在使用外部操作安全開關(guān)時允許通過整條線電壓直接啟動發(fā)動機。電動機從二元時滯保險絲接收到啟動和運行保護。使用安全開關(guān)需要手動操作。因此,一個安全開關(guān)與最常見手動起動器具有相同的限制。
扶輪鼓控制器
扶輪鼓控制器、手動開關(guān)設(shè)備通常用于反向馬達和控制交流和直流電機的速度,他們必須使用特別頻繁的啟動、停止或逆轉(zhuǎn)操作。這些控制器用于小型發(fā)動機時可能沒有其他控制組件,一般伴隨著額定功率。鼓形控制器用于大型發(fā)動機的磁力起動器。
面板控制
面板控制器已經(jīng)在起動發(fā)動機使用多年。它們也用于交流感應(yīng)電動機速度控制。面板控制選擇器臂附近有多個安裝在絕緣板的前面的復(fù)聯(lián)開關(guān)接觸。額外的電阻安裝在后方形成一個完整的單元。提供優(yōu)勢和特性的面板發(fā)動機不能避免與其他手動控制器一起使用。購買它們也比自動機械便宜。
1.4 遠程和自動控制
電機可能由使用按鈕的遙控器控制,當(dāng)按鈕遠程控制或自動設(shè)備時沒有使用電容量電動機起動和運行電流,磁開關(guān)必須被包括在內(nèi)。磁開關(guān)控制的操作是通過電磁手段。所需的努力促使電磁鐵是由電能而不是人類操作員。如果電動機自動控制,可以使用以下兩個線試驗設(shè)備。
浮動開關(guān)
附屬于電觸頭的機械的浮動的提高或降低可能會起動電動控制的泵清空或填滿大容器。浮子開關(guān)也用打開或關(guān)閉管道電磁閥來控制流體。
壓力開關(guān)
壓力開關(guān)用于在所需的范圍內(nèi)控制液體和氣體的壓力(包括空氣)。例如,空氣壓縮機通過壓力開關(guān)直接或間接地起動來需求更多的空氣。
定時鐘
打卡鐘時可以當(dāng)一定的“間接性”周期和調(diào)整數(shù)不需要很長一段時間時候使用。典型的需求是一個電動機,必須每天早上在同一時間起動和每天晚上在同一時間關(guān)閉,或間接性開啟泛光燈。
恒溫器
除了先導(dǎo)裝置對液面,氣壓,和當(dāng)日時間敏感,恒溫器對溫度變化敏感度被廣泛使用。恒溫器在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)環(huán)境和工業(yè)應(yīng)用中間接控制大型發(fā)動機來維持預(yù)期的空氣,氣體,液體或固體溫度范圍。有許多類型的恒溫器和溫度驅(qū)動開關(guān)。
限位開關(guān)
限位開關(guān)被設(shè)計為只有當(dāng)達到預(yù)定的限制時才通過一個電信號。機器的限制可能是一個特定的位置部分或一項工作,或一定的轉(zhuǎn)速。這些設(shè)備代替人工操作來出現(xiàn)或有效的管理的機器。
限位開關(guān)最頻繁使用與在過程中停止機器,設(shè)備,和產(chǎn)品。這些設(shè)備用于磁力啟動器的控制電路來管理電動機的起動,停止或逆轉(zhuǎn)。
電氣或機械聯(lián)鎖和順序控制
本單元中描述許多電氣控制設(shè)備可以連接在一個聯(lián)鎖系統(tǒng),最后操作的一個或多個發(fā)動機電子的位置取決于每個單獨的控制裝置。例如,一個浮動開關(guān)可能需要更多的液體,直到壓力開關(guān)或時間時鐘的達到事先要求才會滿足。在任何電氣或機械聯(lián)鎖系統(tǒng)中設(shè)計、安裝和維護電氣控制,電氣技術(shù)員必須了解整個操作系統(tǒng)和各個組件的功能。通過練習(xí),對電路和附加類似控制知識的說明進行知識轉(zhuǎn)化是可能的。在教學(xué)材料顯示聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的所有可能的組合是不可能的。然而,通過理解控制組件的基本功能和基本電路,和花時間跟蹤和畫電路圖,困難的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)可以變得更容易理解。
1.5 起動和停止
在啟動和停止電動機及其相關(guān)機械中,有很多可能會影響電機的條件。本文將介紹其中的幾個。
起動和停止的頻率
控制器的責(zé)任在如何滿足控制器實行一個特定的應(yīng)用程序中是一個重要的因素。磁性開關(guān),如發(fā)動機起動器,繼電器,接觸器,實際上除了重復(fù)打開和關(guān)閉數(shù)千次以外就在擊打自己。當(dāng)出現(xiàn)問題時有經(jīng)驗的電工很快學(xué)會尋找這種構(gòu)成失敗的類型——射中任何不起作用的控制面板。NEMA 標(biāo)準(zhǔn)要求當(dāng)起止,微動,或堵塞的頻率超過每分鐘 5 次時,減小起動器的大小。因此,當(dāng)啟動控制器的頻率巨大,應(yīng)考慮使用重型控制器和配件。對于標(biāo)準(zhǔn)控制器,應(yīng)遵循更頻繁的檢查和維護日程。
輕型或重型起動器
一些發(fā)動機可能在無載下起動,而其他起動器必須在重載下起動。當(dāng)發(fā)動機啟動時,可能會造成能夠影響整個工廠的電力分配系統(tǒng)的大饋線干擾。干擾甚至可能影響電力公司的系統(tǒng)。因此,電力公司和電氣檢查機構(gòu)放置某些限制“跨接線”電動機起動器。
快速或沉重的起動
獲得的最大扭轉(zhuǎn)努力(轉(zhuǎn)矩)交流電動機的轉(zhuǎn)子,最好的開始條件是全電壓應(yīng)用于電動機終端。然而,驅(qū)動機械激增可能會造成受損。為了防止這種損壞機器, 設(shè)備,和加工材料的類型,一些控制器設(shè)計成緩慢起步,然后在一定的步驟下逐漸增加速度。這種類型通常被電力公司和檢查機構(gòu),使用以避免電行激增。
平穩(wěn)起動
雖然通過一步步發(fā)動機起動方式獲得減少機電的激增,但是非常光滑平穩(wěn)和逐步的起動需要不同的控制方法。這些都會在文本后面詳細討論。
手動或自動啟動和停止
而在很多機器和工業(yè)流程是自動啟動和重啟中由操作員手動啟動和停止機器仍然是一個常見的做法。這些自動設(shè)備會巨大的節(jié)省時間和材料。因為同樣的原因自動停止裝置用于電機控制系統(tǒng)。自動停止裝置為操作者和正在處理的材料大大減少操作某些類型的機械的安全隱患,。一個電控操作,機械制動器被需要去重重地停止機器的動作來保護正在處理的材料或者在該領(lǐng)域的人。
快速停止或緩慢停止
許多發(fā)動機被允許自然停止。然而,制造業(yè)需求和安全考慮經(jīng)常使得盡可能快速停止機器十分必要。自動控制可以延緩和制動電動機的速度,還在旋轉(zhuǎn)方向相反的時候運用轉(zhuǎn)矩來快速停止。這被稱為“堵”。堵塞只能在如果驅(qū)動機及其
使用負載在電動機轉(zhuǎn)矩的逆轉(zhuǎn)的情況下不會損壞時才能使用。對減速的控制是電動機控制器的重要功能之一。
準(zhǔn)確停止
升降機必須停止在正確的位置,這樣就與地面水平。這種準(zhǔn)確停止可能使用自動設(shè)備聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。
逆轉(zhuǎn)所需的頻率
電機頻繁逆轉(zhuǎn)方向施加巨大的對控制器和電氣配電系統(tǒng)的要求。專用發(fā)動機,特殊的啟動和運行的保護裝置可能被需要來面對頻繁逆轉(zhuǎn)的狀況。一個重型鼓開關(guān)控制器通常是用于此目的。
1.6 電機的速度控制
運行時,速度控制不僅與起動發(fā)動機,而且與維護或控制電動機轉(zhuǎn)速有聯(lián)系??紤]速度控制有許多條件。
等速
恒速電機用于水泵。在所有負載條件下電動機發(fā)電機組的恒速的維護是必不可少的。評級低至 80 rpm 和馬力評級 5000hp 的恒速電機用于直接驅(qū)動單元。改變速度的最簡單的方法是杠桿。使用齒輪,幾乎所有的“預(yù)設(shè)”速度可能是由耦合輸入齒輪軸的鼠籠式感應(yīng)電動機。
變速
吊車和起重機通常首選變速。在這種類型的應(yīng)用程序中,電動機轉(zhuǎn)速隨著負載的增加變慢,速度隨著負載的減少而提高。
調(diào)速
伴隨著調(diào)速控制,操作者可以在電機運行時逐步調(diào)整電機的速度。速度可能被預(yù)設(shè),單一旦調(diào)整,它會保持在任何負載下的本質(zhì)不變。
多速
對于等多速電機,例如在機械工廠里的六角車床上使用的類型,速度可以設(shè)置在兩個或兩個以上一定的速度。一旦發(fā)動機設(shè)置了一定的速度,不管負載怎么變化,速度都會保持實際不變。
1.7 保護功能
每個電動機和控制安裝的特定應(yīng)用程序必須考慮,以確定哪些防護功能需要安裝和維護。
過載保護
運行保護和過載保護指的是同一件事。這種保護可能是發(fā)動機不可分割的一部分或是可分離的。電機過載保護控制器會在允許電機達到它最大可用功率范圍下和溫度條件下保護電機不被燃燒。電機的電機過載可能是由于運行機械的機械過載,低的線電壓,在多相系統(tǒng)中敞開電力線路導(dǎo)致單相操作,例如非常嚴重的磨損軸承,不牢固的終端鏈接,或者電機欠佳的通風(fēng)設(shè)備等電機問題而導(dǎo)致的。
戶外保護
直流并勵和復(fù)繞電機可以防止失磁繼電器場激發(fā)的損失。其他防護安排使用直流和交流同步電動機的起動設(shè)備。一些大小的直流電機可能伴隨激發(fā)領(lǐng)域的丟失形成不安全的全速前進,而其他電機可能由于摩擦力和本身的很小而不會全速前進。
斷相保護
在三相電路中斷相故障可能是由于熔絲熔斷,開放連接,折線或其他原因造成的。如果當(dāng)電機在試圖起動中處于停頓狀態(tài)時,定子電流將上升到一個很高的價值并且一直保持,但電機仍將保持靜止(不轉(zhuǎn)動)。由于在電動機靜止不動時線圈不能適當(dāng)通風(fēng),大電流產(chǎn)生的熱量可能傷害他們。危險的情況也可能在電機運行時發(fā)生。當(dāng)電機運行時并發(fā)生斷相情況時,電機可能繼續(xù)運行。扭力會降低, 可能會達到電機“停轉(zhuǎn)”的結(jié)果;這種情況稱為極限轉(zhuǎn)矩。
反相保護
如果三相感應(yīng)電動機的兩相的供應(yīng)互換(反相),電機將扭轉(zhuǎn)其旋轉(zhuǎn)方向。在升降機運行和工業(yè)應(yīng)用中,這種逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致嚴重損害。斷相和反相繼電器是用于保護電機,機器,還有人避免斷相或反相情況下發(fā)生危險的保護裝置。
超程保護
控制裝置用于磁力起動器電路來管理電動機的起動,停止和逆轉(zhuǎn)的。這些設(shè)備可用于控制常規(guī)機器操作或他們可以作為安全緊急開關(guān),以防止機器異常函 數(shù)。
超速保護
過度的電動機轉(zhuǎn)速可以損害在工業(yè)過程中或電機的從動機、材料??刂圃O(shè)備為紙張和印刷工廠,還有工廠,加工廠,紡織工業(yè)提供超速安全防護。
反向電流保護
直流控制器的電流意外發(fā)轉(zhuǎn)有嚴重的影響。直流控制器使用經(jīng)歷斷相和反相也受制于損壞的三線交流系統(tǒng)。反向電流保護是電池充電和電鍍設(shè)備的一個重要的規(guī)定。
機械保護
一個附件能增加壽命并可能導(dǎo)致電機和控制器的無故障運行。有特殊等級的附件,如通用,防水、防塵、防爆、耐腐蝕用于特定的應(yīng)用程序。所有附件必須符合國家和地方的要求,電氣規(guī)范和建筑規(guī)范。
短路保護
對于大于分馬力評級,短路和接地故障保護的大型電機通常是作為電機隔斷裝置安裝在相同附件。由于短路和接地延時和過度起動電流,過載器件(例如熔斷器和斷路器等)用于保護電動機分支電路導(dǎo)體,電動機控制裝置,和電動機本身來對立持續(xù)的過載電流。
1.8 自動電動機起動控制系統(tǒng)的分類
許多類型的自動啟動和控制系統(tǒng)分為以下分類:限流加速度和時間延遲加速度。
限流加速器
這也被稱為補償時間。它指的是當(dāng)用于電機加速控制器時需要去打開或關(guān)閉磁開關(guān)所需的電流或電壓下降總數(shù)。電流或電壓的漲落決定了主要用于直流電機控制的時間段。限流加速器的類型例子有:
*反電動勢或電壓降加速度
*停擺系列接觸器或繼電器加速度
時間延遲加速器
對于這個分類,定時限繼電器用于現(xiàn)在進行的時間周期。一旦存在,它不會改變不管在電機加速度電流或電壓變化發(fā)生。下面的定時器和計時系統(tǒng)用于為了自動控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖電路。
*單獨的減震器繼電器
*多電路減震器繼電器
*氣動定時器
*感應(yīng)時間限制加速器
*電機驅(qū)動計時器
*電容器定時器
*電子定時器
2. 按鈕和控制站
2.1 按鈕
按鈕站是一個設(shè)備,它提供了通過電動機起動器控制電動機按下一個打開或關(guān)閉按鈕。從與安置數(shù)目相同的地方控制電機是可能的——通過相同的磁控制器。這可以通過使用多個按鈕站。一個電路按鈕站。
通常提供兩組瞬時接觸按鈕,當(dāng)按鈕被按下,一組接觸是開了,另一個設(shè)置是關(guān)閉。這種組合按鈕的使用是簡單的接線圖如圖 3 - 1 所示。按鈕時在其正常位置如圖 3 - 1 所示(一個),電流從 L1 到常閉接觸,通過紅色指示燈(上)L2,形成一個完整的電路,這燈燈。因為電源按鈕常開觸點電路是開放的,綠色指示燈不發(fā)光。注意,這種情況是反推按鈕時,見圖 3 - 1(B)。目前從 L1 現(xiàn)在流動通過推動閉觸點和燈綠色信號燈時完成 L2 的電路。紅色的燈現(xiàn)在的電路,不發(fā)光。然而, 因為按鈕是瞬時接觸(彈簧),我們回到位置如圖 3 - 1 所示(A)當(dāng)按鈕被釋放壓力。因此,通過連接到適當(dāng)?shù)慕佑|,一個常開或常閉的情況。常開、常閉意味著聯(lián)系人在靜止位置,由彈簧張力在這里舉行,不受機械或電氣外部力量。
按鈕式控制站是為了兩種類型的服務(wù)而做:為正常的應(yīng)用程序通過電動機起動器的線圈電流達到 4 的安全標(biāo)準(zhǔn)的責(zé)任站,和重型站,當(dāng)使用按鈕經(jīng)常受困難或粗糙的使用。重型推高按鈕站有更高的觸點容量。
包含聯(lián)系人的按鈕站外殼通常是模制塑料或金屬板制成的。一些有雙斷點的開關(guān)是銅做的。然而,大多數(shù)按鈕,銀與銀接觸表面提供了更好的導(dǎo)電性和更長的壽命。
圖 3 - 1 中的按鈕終端為雙極,雙擲按鈕代表如圖 3 - 2 所示的一半的終端。由于控制按鈕從屬于高瞬時電壓線圈的電感效應(yīng)引起的連接。對地面和操作者的在接觸和絕緣的良好空隙是被提供的。
按鈕站可以安裝在控制器的鄰近處或遠處。被按鈕破壞的電流的數(shù)量是小的。因此,控制器的操作幾乎沒有被控制器與遠處的按鈕站之間的導(dǎo)線影響。
按鈕可以用來控制任何或所有電機的許多操作條件,如啟動、停止、前進, 相反,快,慢。按鈕也可以被用作有手動控制器配有潛在差錯或低壓保護的遠程停止按鈕。
2.2 選擇器開關(guān)
選擇器開關(guān)通常是“維護”有三個,有時兩個選擇器的接觸的位置。選擇器開關(guān)位置由旋轉(zhuǎn)操作者把手制造——不是推它。
這些開關(guān)也可能有彈簧返回來實現(xiàn)瞬時接觸操作。
圖 3 - 3(A)顯示了單斷接觸選擇開關(guān)連接到兩個燈。圖 3 - 4(B)顯示了紅燈可能通過切換到紅色位置被選為去發(fā)熱,。電流現(xiàn)在流從 1 號線到所選的紅色位置開關(guān),通過紅色燈行 2,完成電路。請注意這個開關(guān)有一個中心位置。有兩個沒有斷路位置的位置選擇器開關(guān)可用。在這里,無論哪個燈被選上都會持續(xù)燃燒。
圖 3 - 4(A)是一種重載的原理圖。注意紅燈會在雙位開關(guān)位置發(fā)光,綠色指示燈是斷開的,而且沒有“關(guān)”的位置。圖 3 - 4(B)展示了一個三位置選擇開關(guān)包含了一個“關(guān)”的位置。燈都可以使用這個開關(guān)關(guān)閉,但不是在(A)。
附錄二
PART 3 ELECTRIC MOTOR CONTROL
3.1 GENERAL PRINCIPLES OF ELECTRIC MOTOR CONTROL
There are certain conditions that must be considered when selecting, designing, installing, or maintaining electric motor control equipment. The general principles are discussed to help understanding and to motivate students by simplifying the subject of electric motor control.
Motor control was simple problem when motor was used to drive a common line shaft to which several machines were connected. It was simply necessary to start and stop the few times a day. However, with individual drive, the motor is now almost an integral part of the machine and it is necessary to design the motor controller to fit the needs of the machine to which it is connected.
Motor control is a broad term that means anything for a simple toggle switch to a complex system with components such as relays, timers, and switches, the common function of all controls, however, is to control the operation of an electric motor. As a result, when motor control equipment is selected and installed, many factors must be considered to insure that the control will function properly for the motor and the machine for which it is selected.
3.1.1 Motor Control Installation Considerations
When choosing a specific device for a particular application, it is important to remember that the motor, machine, and motor controller are interrelated and need to be considered as a package.In general, five basic factors influence the selection and installation of a controller.
1. Electrical Service
Establish whether the service is direct (dc) or alternating current (ac). If ac, determine the frequency (hertz) number of phases in addition to voltage.
2. Motor
The motor should be matched to the electrical service, and correctly sized for the machine load in horsepower rating (hp). Other considerations include motor speed
and torque. To select proper protection for the motor, its full load current rating (FLC), service factor (SF), time rating (duty), and other pertinent data——as shown on the motor nameplate─must be used.
3. Operating Characteristics of Controller
The fundamental tasks of a motor controller are to start and stop the motor, and to protect the motor, machine, product and operator. The controller may also be called upon to provide supplementary functions such as reversing, jogging or inching, plugging, operating at several speeds or at reduced levels of current and motor torque.
4. Environment
Controller enclosures serve to provide safety protection for operating personnel by preventing accidental contact with live parts. In certain applications, the controller itself must be protected from a variety of environmental conditions which might include:
■ Water, rain, snow or sleet
■ Dirt or noncombustible dust
■ Cutting oils, coolant or lubricants
Both personnel and property require protection in environments made hazardous by the presence of explosive gases or combustible dusts.
5. Electrical Codes and Standards
Motor control equipment is designed to meet the provisions of the National Electrical Code (NEC). Also, local code requirements must be considered and met when installing motors and control devices. Presently, code sections applying to motors, motor circuits, and controllers, Article 440 on air conditioning and refrigeration equipment, and Article 500 on hazardous locations of the National Code.The 1970 Occupational Safety and Health Act (OSHA) as amended, requires that each
employer furnish employment in an environment free from recognized hazards likely to cause serious harm.
Standards established by the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) assist users in the proper selection of control equipment. NEMA standards provide information concerning the construction, testing, performance, and manufacture of motor control devices such as starters, relays and contactors.
One of the organizations which actually test for conformity to national codes and standards is Underwriter’s Laboratories (UL). Equipment that is tested and approved by UL is listing in an annual publication, which is kept current by means of bimonthly supplements to reflect the latest additions and deletions. A UL listing does not mean that a product is approved by the NEC. It must be acceptable to the local authority having jurisdiction.
3.1.2 Purpose of Controller
Factors to be considered when selecting and installing motor control components for use with particular machines or systems are described in the following paragraphs.
Starting
The motor may be started by connecting it directly across the source of voltage. Slow and gradual starting may be required, not only to protect the machine, but also to insure that the line current inrush on starting is not too great for the power company's system. Some driven machines may be damaged if they are started with a sudden turning effort. The frequency of starting a motor is another factor affecting the controller.
Stopping
Most controllers allow motors to coast to a standstill. Some impose braking action when the machine must stop quickly. Quick stopping is a vital function of the controller for emergency stops. Controllers assist the stopping action by retarding centrifugal motion of machines and lowering operations of crane hoists.
Reversing
Controllers are required to change the direction of rotation of machine automatically or at the command of an operator at a control station. The reversing action of a controller is a continual process in many industrial applications.
Running
The maintaining of desired operational speeds and characteristics is a prime purpose and function of controllers. They protect motors, operators, machines and materials while running.There are many different types of safety circuits and devices to protect people, equipment and industrial production and processes against possible injury that may occur while the machines are running.
Speed Control
Some controllers can maintain very precise speeds for industrial processes. Other controllers can change the speeds of motors either in steps or gradually through a continuous range of speeds.
Safety of Operator
Many mechanical safeguards have been replaced or aided by electrical means of protection.Electrical pilot devices in controllers provide a direct means of protecting machine operators from unsafe conditions.
Protection from Damage
Part of the operation of an automatic machine is to protect the machine itself and the manufactured or processed materials it handles. For example, a certain machine control can reverse, stop, slow, or do whatever is necessary to protect the machine or processed materials.
Maintenance of Starting Requirements
Once properly installed and adjusted, motor starters will provide reliable operation of starting time, voltages, current, and torque for the benefit of the driven machine and the power system. The National Electrical Code, supplemented by local codes, governs the selection of the proper sizes of conductors, starting fuses, circuit breakers, and disconnect switches for specific system requirements.
3.1.3 Manual Control
A manual control is one whose operation is accomplished by mechanical means. The effort required to actuate the mechanism is usually provided by a human operator. The motor may be controlled manually using any one of the following devices.
Toggle Switch
A toggle switch is a manually operated electric switch. Many small motors are started with toggle switches. This means the motor may be started directly without the use of magnetic switches or auxiliary equipment. Motor started with toggle switches is protected by the branch circuit fuse or circuit breaker. These motors generally drive fans, blowers, or other light loads.
Safety Switch
In some cases it is permissible to start a motor directly across the full line voltage if an externally- operated safety switch is used. The motor receives starting and running protection from dual-element, time-delay fuses. The use of a safety switch requires manual operation. A safety switch, therefore, has the same limitations common to most manual starters.
Drum Controller
Drum controllers are rotary, manual switching devices which are often used to reverse motors and to control the speeds of ac and dc motors, They are used particularly where frequent start, stop or reverse operation is required. These controllers may be used without other control components in small motors, generally those with fractional horsepower ratings. Drum controllers are used with magnetic starters in large motors.
Faceplate Control
Face controllers have been in use for many years to start do motors. They are also used for ac induction motor speed control. The faceplate control has multiple switching contacts mounted near selector arm on the front of an insulated plate.
Additional resistors are mounted on the rear to form a complete unit. The use of faceplate starters offers advantages and features not abstained with other manual controllers. They are also cheaper to purchase than automatic controls.
3.1.4 Remote and Automatic Control
The motor may be controlled by remote control using push buttons, when push button remote control is used or when automatic devices do not have the electrical capacity to carry the motor starting and running currents, magnetic switches must by included. Magnetic switch control is one whose operation is accomplished by electromagnetic means. The effort required to actuate the electromagnet is supplied by electrical energy rather then by the human operator. If themotor is to be automatically controlled, the following two wire pilot devices may be used.
Float switch
The raising or lowering of a float which is mechanically attached to electrical contacts may start motor-driven pumps to empty or fill tanks. Float switches are also used to open or close piping solenoid valves to control fluids.
Pressure Switch
Pressure switches are used to control the pressure of liquids and gases (including air) within desired range. Air compressors, for example, are started directly or indirectly on a call for more air by a pressure switch.
Time Clock
Time clock can be used when a definite “on and off” period is required and adjustments are not necessary for long periods of time. A typical requirement is a motor that must start every morning at the same time and shut off every night at the same time, or switches the floodlights on and off.
Thermostat
In addition to pilot devices sensitive to liquid levels, gas pressures, and time of day, thermostats sensitive to temperature changes are widely used. Thermostats indirectly control large motors in air conditioning systems and in many industrial applications to maintain the desired temperature range of air, gases, liquids, or solids. There are many types of thermostats and temperature-actuated switches.
Limit Switch
Limit switches designed to pass an electrical signal only when a predetermined limit is reached. The limit may be a specific position for a machine part or a piece of work, or a certain rotating speed. These devices take the place of a human operator to be
present or to efficiently direct the machine.Limit switches are used most frequently as overtravel stops for machines, equipment, and products in process. These devices are used in the control circuits of magnetic starters to govern the starting, stopping, or reversal of electric motors.
Electrical or Mechanical Interlock and Sequence Control
Many electrical control devices described in this unit can be connected in an interlocking system so that the final operation of one or more motors depends upon the electrical position of each individual control device. For example, a float switch may call for more liquid but will not be satisfied until the prior approval of a pressure switch or time clock is obtained. To design, install, and maintain electrical controls in any electrical or mechanical interlocking system, theelectrical technician must understand the total operational system and the function of the
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