第七章电机控制系统。
前面章节主要讨论了电机的类型和结构特点。本章将概述几种用于电机的功率控制系统。
7.1 控制符号。
熟悉那些通常应用于电机控制系统的电气符号是很有必要的，一些常用的电机控制符号如图7.1所示。
7.2 用开关来控制电机（电机的开关控制）
电机控制的一个重要类型是通过开关器件来控制。许多类型的开关可以用于控制电机，开关的功能是闭合和断开一个电路，然而，还可以实现很多复杂的功能。
7.2.1 闸刀开关（toggle switch）
闸刀开关是最简单的开关类型之一，几种闸刀开关的电气符号如图7.2所示。注意这些符号用于表示多种类型的闸刀开关。
7.2.2 按钮开关（pushbutton switch）
按钮开关广泛应用于电机控制。许多电机应用场合使用按钮开关作为控制电机起动、停止和反转的途径。按钮由手工操作实现电机控制电路的断开与闭合。
用于控制电机的按钮有多种类型。按钮通常安装在被称为电机控制台的机壳上。
通常，按钮要么是常闭型、要么是常开型，然而，在实际应用中会有一些变化。一个常闭型按钮是闭合的，直到其被手动按下，当其被按下时，将会断开一个电路；常开型按钮是断开的，直到其被手动按下，一旦被按下，将会闭合一个电路。电机控制台的“起动”按钮是常开型的，而“停止”按钮是常闭型的。
7.2.3 旋转开关（rotary switch）
另一种常用的开关是旋转开关，通过采用旋转开关可以将许多不同的开关组合连接起来。旋转开关的轴上安装有一组可动触点，当转轴被旋转到不同位置时，这些可动触点与安装在瓷片上的不同静止触点相结合，在任何一个位置处，转轴可以锁定位置。旋转开关通常通过手动顺时针或反时针旋转转轴进行控制。
通常在转轴的末端安装一个手柄，用于更容易地转动转轴。
7.2.4 限位开关（limit switch）
限位开关仅仅是一个开通/关断的开关装置，其通过机械运动改变电气控制电路的运行。机械运动产生的电气控制电流用于限制机床的运动，或改变器运行顺序。在工业上，限位开关常被用于顺序、行程、分类和计数等操作，它们常常被用于液压和气动控制、电气继电器或其他电机驱动的机床，例如钻床、车床或传送系统。
其最基本形式是，限位开关将机械运动转变为一个电气控制电流。注意凸轮机构，其为通常安装在机床上的一个外部零件。凸轮施加外力到限位开关的执行机构上。
执行机构是限位开关的一个部件，使内部常开或常闭触点改变状态。执行机构运行要么归因于凸轮机构的直线运动，要么归因于凸轮机构的旋转运动，这些运动施加力到限位开关。与限位开关相关的其他专业术语有：
预行程和过行程。预行程是改变限位开关的常开或常闭触点状态之前，执行机构必须运动的一段距离。过行程是状态改变后执行机构运动的一段距离。
在限位开关使用的机器装置中，预行程和过行程是很重要的参数。
7.2.5 温控开关（temperature switch）
温控开关是控制装置中常用的一种开关。温控开关的控制元件由一定数量的液体组成。当温度升高时，这些液体的体积增大。
因而，温度上的变化可以用于改变温控开关机壳内的一组触点位置。在一定温度设定范围内，温控开关是可调的。
7.2.6 压力开关（pressure switch）
另一种电气控制元件是压力开关。压力开关有一组电气触点，其状态的改变归因于空气、流体、水或其他媒介的压力变化。一些压力开关是薄膜驱动的，依赖于媒介，例如空气，的吸入和排出，其动作发生在机壳内的薄膜机构上。
另一种类型的压力开关采用活塞机构，触发开关触点的断开或闭合，在这种方式下，活塞的运动受媒介（空气、水、等）压力控制。
7.2.7 脚踏开关（foot switch）
脚踏开关是一种由脚踏板控制的开关，该类开关用于机床操作人员在机床运行过程中双手被占用的场合下。脚踏开关为机床的运行提供了一个额外的控制位置，例如双手不能使用的场合。
7.3 电机的控制设备。
几种机电设备被用于电机控制，控制设备的选择影响系统的运行效率和机床的性能。为每种电机控制应用场合选择合适的控制设备是很重要的。本节将讨论几种用于电机控制的设备。
7.3.1 电机起动控制。
一个电机起动装置是一类电机控制设备，用于将电机从“停止”状态加速到正常运行速度。在电机起动设计中有多种变化，最简单是手动操作串联在一根或多根电源线上的开关进行起动。该类型的起动通常用于小型电机，其不会产生过大的起动电流。
一种类型的电机起动装置是磁起动器，利用电磁原理断开或闭合电机的电源电路。通常，电机的起动装置和起动控制设备组合在一起用于控制附近的电机，这些组合的起动器和相关控制设备称之为功率控制中心。由于控制中心结构紧凑、并且控制设备没有大面积分散，所以很容易连接到电源系统。
几种电机起动器用于电机的控制，起动器的功能根据复杂程度而变化；然而，通常需要完成一种或几种如下的功能：①开通、断开控制；②加速；③过载保护；④反向旋转。
一些起动器通过直接连接电源线的方式控制电机，另一些起动器降低起动时施加到电机上的电压水平，从而降低了起动电流。通常，电机过载保护也包含在电机起动器的机壳内。
典型的电机接触器电路如图7.3所示。几种驱动电机的起动器采用接触器作为主要的控制元件。
按下图7.3中所示的起动按钮，闭合了接触器线圈的低电流通路，接触器线圈产生吸引电枢的电磁场，电枢的机械运动通过一系列触点闭合了电源和电机之间的电气通路。但这些动作发生时，电机开始它的运行周期。
电枢左侧的线圈触点在同一电枢运动下结合在一起，结果，此时释放起动按钮不会使接触器线圈失电，通向线圈电源的通路是闭合的，其通过了停止按钮和电枢上的线圈触点，因此，只要有电，电机就继续运行，用作此项功能的触点成为保持触点（自锁触点）。
通过按下停止按钮实现接触器控制电机的停止运行，该动作断开了接触器线圈的电源，致使电枢退出吸合位置，与电机串联的接触器触点断开，使电机失电，电机通路断开则电机立即停止。
电机接触器的继电器动作设计成具有自锁功能，一旦上电则保持其操作，在电机控制应用中，这个条件是必须的。另外，接触器也能以一个特定顺序来执行一系列操作。电机接触器运行原理的电路图和简要解释如图7.
4所示。①按下起动按钮，电路闭合，电流从电压源出发，流经常闭停止按钮、起动按钮、接触器线圈，回到电源另一侧，使得线圈得电，而所有触点闭合；
触点闭合，电机开始旋转，因为ac电压通过触点施加到电机上，在起动按钮释放后，自锁触点保持了通向线圈的电流通路的完整；
电机旋转；按下停止按钮，打开常闭停止按钮的瞬间，电流通路也就断开了，线圈失电，使得触点断开；
电机将停转。
7.3.2 继电器。
继电器是广泛使用的控制装置，具有一个含有静止铁心的电磁铁，靠近铁心的一端安装一个由铁磁性材料制成的可动部件，称之为电枢。当铁心上电时，在铁心附近产生一个电磁场，电枢被吸向铁芯；当线圈失电时，电枢在弹簧的作用下回到原始位置。图7.
5所示为继电器用于控制电机的简图。
通常，继电器电枢被设计成：电气触点响应电枢的运动。继电器线圈得电导致触点根据继电器设计要求进行“闭合”或“断开”，一个继电器被看作是一个电磁开关机构，有多种专用继电器和开关组合用于电机控制。
继电器用一个小电流建立一个足够强的磁场以吸引电枢，当电枢被吸引时，要么断开触点，要么闭合触点，则这些触点要么断开、要么闭合一个大电流通路。流过继电器线圈的用于建立足够强磁场吸引电枢的最小电流称之为吸动电流；流过继电器线圈的所产生的磁场不足以吸引电枢的最大电流称之为开断电流；
大多数继电中有两种类型的触点：常开和常闭。常开触点**圈失电时保持常开，而当线圈得电时闭合；常闭触点**圈是失电时保持常闭，而当线圈得电时断开。
7.3.3 螺线管。
螺线管如图7.6所示，是一个带有可动铁心的电磁线圈，可动铁心由磁性材料构成。有时，铁心或活塞连在一个外部弹簧上，该弹簧使活塞保持在固定位置，直到活塞被流过线圈电流所产生的磁场驱动，当线圈掉电时，外部弹簧使活塞或铁心回到原始位置。
螺线管被用于多种控制场合，许多燃气炉或燃油炉采用螺线管阀门，根据实际需要以打开或关闭燃料**；大多数洗碗机采用一个或多个螺线管阀门以控制水流。
7.3.4 专用继电器。
在电机控制中，有许多专用继电器，通用继电器是应用于低功率场合的一类继电器，它们相对便宜而尺寸较小，许多小型通用继电器常常安装在八脚插座内。自锁继电器是另一种类型的继电器，它具有自锁机构，能够在电源从线圈移除后，继续保持触点的位置。固态继电器是电动的，用于必须提高可靠性或操作快速型的场合，一般电磁继电器长期使用后会损坏，因而必须定期更换；固态继电器具有较长的寿命，而且对冲击、振动、灰尘、潮湿或腐蚀不敏感。
延时继电器用于在一段时间之后打开或关断负载，常用的一类延时继电器是气动式的，气动式延时继电器的运行取决于腔体内空气的运动，空气运动受可调小孔的控制，该孔用于调节通过腔体的空气运动速度，气流速度决定了膜片或活塞机构的运动速度，这些机构与继电器的触点相连，因此，调节小孔控制气流速度，而气流速度决定了从继电器活动到连接其上的负载接通或断开的时间长短。也有另外几种类型的延时继电器，例如固态的、温控的、充油式、阻尼式、和电机驱动式定时器等。延时继电器对于循序操作很有用，各个操作之间需要一定的时间延迟。
一个典型的应用如下：①按下起动按钮；②延时继电器激活；③10秒钟延时后，电机开始运行；
7.4 电机起动系统。
电机起动系统，尤其是对于大功率电机来说，在电机的高效运行方面起着重要的作用。几种系统被用于电机起动，所使用的起动控制设备被置于电源和电机之间。在起动过程中，电机流过的电流大于正常运行时所流过的电流，电机起动设备常用于减小起动电流到电源系统能够处理的水平。
7.4.1 全压起动（直接起动）
一种起动方法称为全压起动，该方法是最便宜而且最易于安装的，因为全部电源电压一开始就被施加到电机上，所以产生最大的力矩和最小的加速时间，然而电源系统必须能够承受电机所流过的起动电流。
专业英语 2第5章 参考译文
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专业英语 2第6章 参考译文
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