
介绍
电动机控制器是一种设备或一组设备,用于以某种预定方式控制电动机的性能。
电动机控制器包括用于启动或停止电动机的手动或自动装置,选择前向或反向旋转,选择和调节速度,调节或限制扭矩并保护过载和故障。
在短工业电机控制中对于电动机的操作至关重要。
控制电路和电源电路
在电动机控制中,我们正在处理两种类型的电路,即控制电路和电源电路。
- 控制电路 - 控制控制操作的电路 诸如磁性接触器,按钮,过载中继,限位开关,保护装置等辅助触点等元件。
- 电源电路 - 这是直接控制从源到负载的电能流的电路。
控制电路和电源电路彼此完全独立,它们都可以安装在一个具有不同电压的应用中。有些行业使用440 VAC作为电动机的电源电压,同时使用24 VDC来提供控制电路。
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图1.控制电路和电源电路 |
上图描述了控制电路和电源电路彼此相互作用。
- 在该图中,当开关S关闭时,它将激励与该开关串联连接的继电器线圈。
- 实际上,由于继电器的线圈的磁动作,辅助触头M1也将接近。
- 显然,与480 VAC供应平行连接的电机也将是通电的。
给定的示例使用了一种方法,其中控制电路和电源电路具有相同的电压供应,该电源是480伏的AC。
现在想象一下,开关和继电器线圈所采取的路径由另一个源提供,是可能的吗?答案是肯定的,我们要做的就是改变中继线圈的规格,以便从480 Vac中使用480 VAC到新电源电压I. 24 VDC或110 VAC。
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图2.电源电路和控制电路具有不同的电源电压 |
图2中的电路描述了控制电路和电源电路具有不同电源电压的某些情况。电机控制设计人员在选择所需的方法时具有不同的视图。为方便和实用性,一些工程师选择两个电路具有相似的供应,而其他电路相反,因为它们避免了由于向接触器提供交流电压而避免嗡嗡作用的风险。后者使用直流电源,当然是直流电压接触器。
电机控制器的类型
1.全电压启动
最常见的电机启动器是全电压启动器,有些人称这种方法称为直线或直线(DOL)电机启动器。
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图3.全电压电机启动器 |
这用于控制一个方向上的电动机,并且在使用这方面,启动电流将高达600%的完全负载电流。
例子:
一个3相20 HP电机,连接到80%PF的220 Vac的电源电压。找到启动电流,当它连接到全电压启动器时。 (使用80%PF和85%的效率)
解决方案:
- I fl =(20 hp x 746)/ [sqrt(3)x 220 x 0.8 x 0.85)] = 58安培
- 启动电流= i fl * 600% = 345 Amperes
- 这个起动当前将持续 3-5 seconds
这种启动方法便宜且易于安装,但在大于10 HP的电机中使用时具有不利影响。这种类型的起动器通常用于小型输送机,泵和空调单元。
2.全电压启动器反转
通常称为前逆转,该电机启动器类似地使用全电压起动方法,但它可以在两个方向上控制电机。
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图3.前逆转(照片:www.pdhengineer.com) |
- 在这种情况下,有两个磁性接触器,前进接触器F和反向接触器R.
- 反转电机方向的键是 在R接触器激活的时间内交换线L1和L3。
- 分别在f和r rsg串联连接的两个常闭触点 电互锁。 这是为了防止2个梯级的同时激活,如果发生可能会对设备造成严重损坏。
与非反转的全电压启动器类似,当用于低于10 HP的电机时,这是实用的。由于它正在逆转,这通常用于需要逆转动作的应用,例如Dumb服务员,开销起重机,逆转输送机等。
如何确定联系人大小?
我们可以通过冷杉确定全电压启动器的接触器尺寸
t 确定电机连续电流。连续安培评级应始终超过额定电流或全负载电流。
我们可以基于电机的设计导出最大连续电流。一些NEMA交流电机具有1.35的服务因子。这意味着允许电机(通过设计)运行超过其完全负载容量而不会损坏。例如,具有1.35的服务因子的10 HP可以提供高达13.5 HP的负载而不会受到损坏。因此,我们可以将联系人的联系人归结为服务因素,以期望这样的电机将提供过载。
例子:
一个3相20 HP电机,连接到80%PF的220 Vac的电源电压。如果该电机具有1.35的服务因子,请找到最大连续安培等级。 (使用80%PF和85%的效率)
解决方案:
- I fl =(20 hp x 746)/ [sqrt(3)x 220 x 0.8 x 0.85)] = 58安培
- 应用服务因子= 1.35 x 58安培 = 78.3 Amperes
因此,我们可以将最大连续电流设置为78.3安培。在获得最大安培评级后,请选中下表进行接触器的右侧NEMA尺寸,以用于该负载。
尼玛 接触器大小
每个电压类别的最大HP额定值
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尼玛
尺寸
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连续放大器。评分
| 单相
| 三阶段
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115 V
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230 V
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208 V
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240 V
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480 V
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600 V
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00
|
9
|
1/3
|
1
|
1-1/2
|
1-1/2
|
2
|
2
|
0
|
18
|
1
|
2
|
3
|
3
|
5
|
5
|
1
|
27
|
2
|
7-1/2
|
7-1/2
|
7-1/2
|
10
|
10
|
2
|
45
|
|
|
10
|
15
|
25
|
25
|
3
|
90
|
|
|
25
|
30
|
50
|
50
|
4
|
135
|
|
|
40
|
50
|
100
|
100
|
5
|
270
|
|
|
75
|
100
|
200
|
200
|
6
|
540
|
|
|
150
|
200
|
400
|
400
|
7
|
810
|
|
|
200
|
300
|
600
|
600
|
8
|
1215
|
|
|
400
|
450
|
900
|
900
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表1. NEMA接触器尺寸
3.减少电压:WYE-DELTA
Wye-delta.或Star-Delta电机启动方法是一种减少电压
启动方法,其中3相电动机首先连接到Wye或Star然后3-5秒后,它将连接到Delta。这可以通过磁性接触器中的动作来实现。
在启动时段期间线电压 提供电动机仍然是相同的,但电动机线圈的每个相两相的电压减小。因此,
- 启动降压=线电压/ SQRT(3)
- 例如,电动机额定440V具有440V / 1.73 = 254伏的三相电动机的每个线圈的起始电压交叉。
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图4. Wye-Delta控制电路(照片:www.pdhengineer.com) |
- 当启动按钮按下主线圈M1时,激活定时器TD和启动线圈S1(WYE)。
- 辅助触头M1被锁定,因此电路通电,直到止动按钮被压力。
- 从定时器TD激活时,它将自动计数,直到它到达其预定值I.E. 3-5秒。
- 定时器TD的辅助触点将在达到预定的时间后改变其初始状态。
- 例如,预定时间是3秒,然后在此期间TD的常闭接触将打开,同时TD的常开接触将关闭。这是在运行线圈M2(Delta)被激活时将停用起动线圈S1(WYE)的时间。
- 一旦止动按钮被按下或右边的过载触点,整个电路将关闭,或者右侧的过载触点由于过载状态将打开。
开始方法比较
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方法
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%电压在开始期间开始
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%满载启动扭矩
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%全负荷额定电流
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全电压
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100
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100
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600
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Wye-delta.
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58
|
33
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200
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表2.开始方法的比较
实际上,负载额定安培也将减少,因为施加在线圈上的电压也降低,因此
- 启动Current = Full Load Ampere x 200%
- 如果我们有电机有 52安培的FLA,然后src = 52 x 200%= 104安培
- 104安培在使用完全电压启动时比较为308安培。
因此,扭矩的减小大致等于电机绕组两端电压降低的平方,因此
- 启动Toque Reaxing =%V ^ 2 = .58 ^ 2 =满载扭矩的33%
4.减少电压:自动变压器
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图5.自动变压器原理图图 |
自动变压器有点变压器,只有一个绕组。 自动变压器将一个电路的电压电平降低到另一个电路的电压水平。不同的水龙头具有从初级和次级的共同末端测量的不同电压值。
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图5.启动自动变压器方法 |
汽车 -变压器电机启动器使用自动变压器来抑制高启动电流的效果。自动变压器具有常用三个龙头设置:全电压的50%,65%和80%。以下设置的结果如下:
% 电压
| %扭矩
| %额定电流
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50
|
45
|
300
|
65
|
76
|
390
|
80
|
115
|
480
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桌子 3。自动变压器启动的影响(罗克韦尔自动化)
自动变压器的控制序列几乎类似于WYE-DELTA,但自动变压器比Wye-Delta更灵活。 WYE-DELTA标记为58%的启动电流,而自动变压器根据要求灵活。
优势在Wye-Delta:
- 自动变压器仅需要3个导致操作,建议在潜水泵中的安装,其中电机至少100英尺。来自MCC。 WYE-DELTA用于潜水泵操作 是不利的,因为它需要至少6个导致操作。因此,我们可以减少50%的导体在Wye-delta上选择自动变压器的成本。
- 自动变压器是灵活的,因为它可以设定为50%,65%或80%,而另一方面则标记为58%。
缺点在Wye-delta:
- 自动变压器与Wye-Delta Starter比较昂贵。