直接在线电机控制基础.ppt

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1、直接在线电机控制基础,IC-21206,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,2,议程和目标:,议程 在什么情况下，电机控制作为NEC 430的一部分使用。 理解各种类型的直接在线电机控制。 什么是手动电机控制器？ 什么是电磁控制器？ 回顾NEMA电机控制器产品 Bulletin 500 型控制器 回顾IEC电机控制器产品,目标 了解为什么需要电机控制器。 了解NEMA和IEC电机控制器的最大不同之处。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,3,必须有： 一种断开方式 断开手柄 支路的短路保护 有保险丝和断路开关的断路开关 电机控制器 接触器 电机运行过流保护 过载

2、继电器,NEC条款430说明?,本教程将研究“电机控制器”，回顾NEMA和IEC产品选型中的“直接在线电机控制器”,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,4,Q. 为什么需要起动器? A. 电机有起动问题！,为什么我们需要在电机上安装起动按钮？ 电机能够产生相当于正常操作电流6倍的浪涌电流 导线和接触器必须能够承受浪涌电流 当电压连接/关断时电机回路会产生剧烈火花 接触器必须能够承受电弧，并且不失传导性 直流电压造成更不利的影响，因为电压连续 “快速动作”减轻电弧 电机应用于关键应用-必须进行可靠的起动和停止 必须为重复操作而设计，并且没有降额 必须能够承受一定程度的故障 电机是

3、无声的-无论接什么负载，它都将尽力运行 必须提供过载保护来满足电气准则 光电开关会正常工作吗？ 典型的光电开关在电机应用中不会持续很久，因为它不能处理浪涌电流。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,5,电机起动器有2个显著功能,电源,L1,L2,L3,T1,T2,T3,电机,控制,线圈,STOP,START,M,O.L.,M,过载触点,W 加热器元件,辅助触点,L1,L2,电源触点,电源侧供给电压进行驱动电机。 控制侧提供电压，激活线圈。在本教程中，我们仅回顾电源侧。,NEMA 500 型电机起动器,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,6,DOL? 直接在线是如

4、何工作的？,在控制电路时，电压施加到接触器或起动器设备的线圈上(bulletin 500 或 100C）。电磁线圈“闭合”电极或“接通”后，三相电压将全部作用于电机。结果：电机将运行在铭牌上所标识的转速（如：1800转/分）,(SCPD) 断路保护设备,M,入口线电压 典型的3相电压,STOP,START,O.L.,M,L1,L2,电压将施加到此处的线圈,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,7,DOL电机控制器分为2类:,IEC - “应用广泛”,NEMA “易于使用的系统尺寸”,两种基本的选择方式，可以简单的描述如下：,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,8,

5、什么是NEMA电机控制?,NEMA 是什么意思？ 国家电气制造商协会 协会成立于1926年 确立为电气设备的美国标准,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,9,什么是 IEC 电机控制?,“IEC”是什么意思？ 国际电工委员会 成立于二十世纪初的委员会 委员会的工作是考虑 “电气设备的机械术语和额定值的标准”等问题。 IEC产品的开发已符合国际标准。 由于它们的尺寸紧凑、组件灵活和安装简易，IEC组件是OEM和仪表板生产商的完美之选。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,10,有两种类型的电机控制器,手动的 手动操作 机械保持 仅限于小型电机 电磁的 通过控制电流

6、进行远程操作 电气保持* -当移除电压时，起动器打开 可用于大型电机尺寸和高电压 *一些永磁的应用,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,什么是手动起动器?,手动起动器是一个带有过载继电器的“OFF-ON” 开关 触点机构是由通过手动按钮或触发器的连接机构所操纵 所有电机起动器的低成本 简化的机械装置 运行安静 能量效率高（无线圈） 不提供低压保护 不能在对操作人员和机器造成危险的地方使用,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,609,609U,600,NEMA -有3种类型的手动电机起动器,Bul 609 单相或三相 Bul 609U 有低压保护 Bul 600

7、小马力开关,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,13,对于小型电机来说，手动起动器是一种经济的方案 Bulletin 600 和 609 都有集成过载保护 能够马上发现起动器可以与多种过载型相匹配 提供多种类型的机壳 不要与混合起动器混淆（断开方式） 对于远程控制应用不实际,手动起动器总结,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,14,Bulletin 500系列的电磁接触器和起动器,与手动起动器功能相似 没有集成过载保护-附件 电磁体使接触器动作 电磁体中的线圈能够进行远程控制;允许设备与线圈串联 按钮 限位开关 压力或浮控开关 PLCs上的输出设备，I/O模块和

8、其他的电子设备 绝大多数 Bulletin 500 产品都是基于Bulletin 500 接触器的 * 除500LG 和 500LC 照明接触器外,Bulletin 500,Bulletin 500F,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,Bulletin 500 接触器的特性,三个电极(典型的) 可以对2个极进行配置 顶部接线或底部接线 电磁石操作 不考虑重力-（仅垂直操作） 可替换的线圈 电压色码 多种可用电压 可见的 ON/OFF 指示器 各种不同机壳 多种附件 不同马力的规格,Bulletin 500,Bulletin 500F,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留

9、所有权力,16,各种Bulletin 500 接触器,Bulletin 500F (引线) 负载连接在底部而不是顶部 与 Bulletin 500 相比具有小尺寸范围 Bulletin 500L (照明) 专为照明负载而设计 也抗热，通常不用于电机 保持触点不标准 通过连续电流(不是马力) 选择接触器规格 Bulletin 500FL (引线照明) Bulletin 500L在底部与负载连接 Bulletin 500LP (照明-永久磁铁) 永久磁铁不需要持续供能线圈 能量耗完后灯又重打开,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,17,接触器用于打开和关断具有以下负载的电路，如灯、

10、电机、加热器和变压器。 起动器是一个带有过载继电器接触器，此继电器为电机提供过载保护。,接触器和起动器的不同之处,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,NEMA 规格 00-5,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,NEMA 规格 6-9,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,Bulletin 509 起动器,Bull. 509 = Bull. 500F + 过载继电器 满电压非反向起动器 高达 NEMA规格9 (1600A 480V) 额定值的单位为马力 (和安培相比) 多种外壳选项 不是所有的外壳都适用于所有尺寸 过载继电器 易熔标准-无附加费用

11、不包含加热器元件 电子过载保护需附加费用 有1或2极配置 只能用于小规格,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,Bulletin 505 反向起动器,两个接触器 - 一个过载继电器 高达NEMA规格 9 三相模件上包含了预接线的反相跳线 多种外壳选项 不是所有的外壳都适用于所有尺寸 过载继电器 易熔标准-无附加费用 不包含加热器元件 电子过载保护需附加费用 三相或者单相,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,Bulletin 520 多速起动器,两个接触器-两个过载继电器 多种配置都具有预接线 多种外壳选项 不是所有的外壳都适用于所有尺寸 过载继电器 (2套) 易熔

12、标准-无附加费用 不包含加热器元件 电子过载保护需附加费用 配置适用于： 恒定或可变转矩电机 恒定马力电机 单独的线圈或极,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,通用的选项,辅助触点 指示起动器的ON/OFF状态 正常接通或正常关断 每个起动器多达8个触点 所有电机额定的接触器和起动器均带一个触点 浪涌抑制器 减少控制回路的瞬时现象（噪音） 当连到固态组件时很有用 用2个浪涌抑制器来实现反向和多种速度,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,24,为什么客户购买 NEMA?,生产力增加 NEMA 的电气寿命长（一百万次操作)。 降低更换成本 寿命由线圈决定 触点可更换

13、 选择简单 根据马力选择标准规格，这样意味着易于选择。 NEMA 0 9 100,000 A 故障额定值 UL认证 ：类型2的协调 定义-短路时接触器不会对人或临近的安装部件造成危险，并且短路后还可以继续工作。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,25,现在让我们谈论一下 IEC 产品,从标准 “现货供应”组件到电机控制和保护解决方案都可以应用以下器件进行简单配置： 接触器 过载继电器 手动电机起动器/保护器 面板系统适配器 配线工具箱 附件,IEC 组件的协调设计使起动器组件选择和装配更加容易。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,26,100-C 接触器,1

14、00-C09 100-C12 100-C16 100-C23,100-C30 100-C37,100-C43,100-C60 100-C72 100-C85,45mm (1-3/4”) 15 HP/11 kW 923A,45mm (1-3/4”) 25 HP/18.5 kW 30 & 37A,54mm (2-1/8”) 30 HP/22 kW 43A,72mm (2-15/16”) 60 HP/ 45 kW 6085A,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,27,紧凑尺寸 45毫米宽，高达25马力 通用附件 相似的附件用于所有规格的接触器 线圈端子可逆 允许紧凑型起动器使用过载继

15、电器或者 MPCB 过载保护的选择 电子的 双金属的 环境友好 无镉触点 可循环使用的包装和组件材料,Bulletin 100-C 主要优点,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,28,100-D 接触器,100-D95 100-D95 100-D210 100-D630 100-D110 100-D110 100-D250 100-D860 100-D140 100-D140 100-D300 100-D180 100-D180 100-D420 传统的 带“EI” 接口 带“EI” 接口 带“EI” 接口 的电子式 的电子式 的电子式,结构尺寸 4,结构尺寸5,结构尺寸6,1

16、00-D产品线有3种结构尺寸。结构尺寸4包含4种接触器，从95到180A，带有传统的或电子式线圈。结构尺寸5有从210到420A不同电流范围的4种接触器。结构尺寸6是一种崭新的设计，它有2种尺寸，630A 和860A.。结构尺寸5和6仅带有电子线圈.,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,29,紧凑尺寸 120毫米宽，高达150马力 通用附件 相似附件可用于所有尺寸的接触器 线圈设计的选择 传统的 可选范围从 95A 到180A 电子的 低能耗 “EI” 电子接口 高级的过载保护 环境友好的原料,Bulletin 100-D 主要优点,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所

17、有权力,30,电子线圈的好处,非常低的线圈损耗 电压范围宽 例如, 208277VAC 50/60 Hz 目录号减少 75% 较低的电源惯性跨越 200ms 50% 线圈电源 (SEMI) 集成的 PLC “EI” 接口 集成的线圈保护 抑制浪涌 无干扰磁系统-实用的直流 符合100% EMC 标准,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,31,侧向或前向安装辅助触点 机械连接或镜像触点特性 100D只提供侧向安装 (不增加接触器的宽度) 机械型或电子型互锁装置 是反向、双速或者WY-Delta 应用的需要 节省空间的线圈安装附件 浪涌抑制器、电子定时器和直流接口 终端块或接线片

18、(100D) 保护手指的终端护罩 (100D),通用附件,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,32,通用附件：定时器,安装到100C设计的前面。 提供一系列辅助触点，当触发或关断触发这些接触器后，将延迟一段时间后才改变状态。 定时器可用于开通延时和关断延时。 标准配置提供了一个常开和常闭输出触点。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,33,通用附件-浪涌抑制器,过压是由流入接触器线圈的电流断开引起的。这会影响电路中的其他电子组件。 RC 变阻器 二极管,MCS 接触器和控制继电器的新型特征是具备一套新型的线圈嵌入式附件。嵌入式附件在配线上可以节约时间，在装配过程

19、可以减少花费。RC中的浪涌抑制器和变阻器类型的电压范围为12到575V。 DC二极管型号为12250VDC。浪涌抑制器的单范围可用于接触器和控制继电器的全部范围。.,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,34,通用附件 机械锁,机械锁防止接触器在断电后返回到其静止态。 机械锁模块集成了一个解锁磁铁允许接触器断开。这是由一个电压脉冲或手动完成。 当接触器需要长期保持能量时或者当电压断开时接触器不能改变状态时 ，机械锁被用来存储控制回路中的能量。,典型应用 照明电路,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,35,安装IEC电机起动器时哪种选择是可用的？,母线安装 标准安装

20、模块 ISO 安装模块 DIN 导轨或螺杆安装 为DIN导轨或螺杆安装提供相同模块,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,36,什么是母线安装系统？,标准母线安装 模块是一个架构 电源线直接与模块连接 当卸下起动器时，母线裸露在外 绝大多数的母线安装是经济的 节省面板上的多种电机起动器的配线时间,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,37,所选的 IEC 电机控制取决于应用,机械使用寿命 制动操作在无负载情况下执行。它由设备的各机械部件的摩擦力决定。 电气使用寿命 由开关操作量决定，它能在接触器老化（接触材料被腐蚀）前运行。接触器腐蚀的程度基于开关的功能和电压。 使

21、用种类 定义了接触器的预期应用 识别具体应用的使用种类 交流接触器最常用的使用种类被列于下表：,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,38,一旦确定了所选的使用种类-就能够决定控制器的接触器寿命,注 在一些情况下，为了在应用中得到期望的接触器寿命，必须选择比按照额定值表而选择的接触器大一、两个规格的接触器。 查阅工业控制目录册的2-134页，获取更详细的参考资料。 选择适当的图表，其图表为最相近应用中的使用类型。 通过在水平轴上的应用运行电流，确定适当的接触器寿命-负载曲线交点。 在上百万操作中，沿纵轴来估计接触器的寿命。,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,39

22、,使用种类AC-3的负载/寿命曲线例子,Bulletin 100 接触器安培额定值是:,1,000,000 operations,版权 2007 罗克韦尔自动化公司. 保留所有权力,40,总结,条款NEC430 指出电机分支电路需要一个电机控制器。 提供多种直接在线电机控制解决方案-手动或电磁控制器。 NEMA 或 IEC有电磁选项。 NEMA电机控制器的规格取决于马力。可用于标准 NEMA 规格(00-9)。 NEMA 电气寿命长 一千万次操作 可更换的元件 线圈，触点 IEC 电机控制器的规格取决于应用。 与IEC设备实现相近的使用寿命，只需要理解应用要求。根据使用类型(AC1,AC3)和客户应用所需要的设备寿命，确定正确的设备尺寸。 组件紧凑 独特安装系统所提供的灵活性 DIN 导轨或母线,