本文探讨了电机启动器的定义特征。这包括构造、配件系列以及采购的挑战。它还涉及接线图的复杂性，并暗示了将设备集成到更大的控制面板中。如果您是电机启动器的新手，您可能需要多次阅读这篇文章，因为电机启动器非常重要且出人意料地复杂。如果电机启动器对您来说是老生常谈，您仍然可能会发现一些有用的信息。
请注意，我们不会探讨反向电机启动器，因为其增加的复杂性需要单独一篇文章来讨论。
关于电机启动器的更多信息
本文是介绍电机启动器并探讨其重要且有时微妙应用的更大作品的一部分。请参考以下相关文章以获取更多信息：
什么是磁性电机启动器？
磁性电机启动器是一个紧凑的组件，包含一个接触器（高功率继电器），用于将电机连接到交流电源，并带有过流检测电路。一个代表性的例子是施耐德电气DPE09系列及其配件，如图1（组装）和图2（拆卸）所示。术语“磁性”指的是主接触器内部的电磁铁。
电机启动器的用途是什么？
三相感应电机通常用于工业环境。它们因其高效率以及长寿命和相对免维护而广受欢迎。虽然这些电机提供了强大的解决方案，但它们对单相事件等故障非常敏感。当三相中的一相丢失或以显著降低的电压存在时（单相电压下降），就会发生这种情况。本文中介绍的电机启动器是保护电机免于自毁的重要安全元件。它提供了一定程度的保护，防止机械过载和电机过热。如果电机出现故障，如绕组缺陷，它还会将电机与电源断开。
图 1 ：施耐德 电气DPE系列电机启动器的组装图片。请注意将A2线圈端子连接到过载块常闭触点的电线。
介绍一款代表性的电机启动器
主要的施耐德电气DPE09BL三相接触器如图2的左下角所示。这是一个相对较小的接触器，作为一个很好的案例研究，因为它代表了大多数电机启动器的特性。
三相接触器
当用作电机启动器应用时，DPE09BL能够为以下设备供电：
- 单相240 VAC系统中的1马力
- 208 VAC三相系统中的2马力
- 480 VAC三相系统中的3马力
- 690 VAC三相系统中的7.5马力
这种广泛的电机马力范围反映了设计最大10 A触点和690VAC电压等级的接触器。我们观察到，对于每种电机/电压组合，电机的电流都在同一范围内。
可调过载块
DPER06可调过载块如图2右下角所示。仔细观察图像可以发现一个拨盘，可用于将电流限制设置在1到1.6 A之间。需要注意的是，许多不同的过载块可以连接到接触器上。施耐德最小的替代品是0.1到0.16的DPER01，而最大的DPER14设计用于7到10 A。在所有情况下，重要的是将过载块与电机匹配。过载块检测设定点必须设置得足够高，以防止误过载，但又足够低，以提供有意义的电机过载保护。
辅助接触块
DPEAN11辅助接触块如图2所示放置在盒子的顶部。这个小块如图1所示连接到接触器的顶部。从这个位置，辅助块触点由接触器的衔铁激活。
感性反冲二极管
图2中显示的最后一部分是LAD4TBDL双向二极管。这个部件随DPE09BL接触器一起提供。然而，我们必须强调这个二极管的重要性，因为我们必须解决接触器打开时产生的感性反冲电压。这是一个引人入胜的话题，在本文中深入探讨了使用中间继电器的必要性。当接触器由具有固态输出的PLC驱动时，这一考虑尤为重要。
图 2 ：施耐德 电气DPE系列电机启动器的分解图。
与电机启动器相关的术语
继电器、接触器和电机启动器这些术语通常用于图1所示的设备。为了清晰起见，我们将这些术语定义如下：
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继电器 ：继电器是一个通用术语，指的是一类具有线圈和一个或多个触点的电磁设备。这个定义可能对某些读者来说过于宽泛。许多人更倾向于将继电器描述为一个连续体，一端是继电器，另一端是接触器。
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接触器 ：接触器是继电器家族的一个子集。接触器通常位于继电器频谱的物理较大端。它们是专门设计用于处理高功率负载的设备。继电器可能具有常开和常闭触点，而接触器的主要触点通常是常开的。
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电机启动器 ：电机启动器是继电器家族中的另一个子集。接触器是电机启动器的基本组件。在这个接触器上，我们添加了用于检测电机故障的组件。通常，检测设计用于软故障，例如单相过热。硬（短路）故障需要外部保险丝或断路器。
购买电机启动器
你会发现每个制造商都有一系列组件，可以组装成电机启动器。每个制造商不是生产专用设备，而是针对广泛的应用，从而降低成本。例如，接触器通常作为独立设备提供。它们适用于包括简单电阻加热器在内的通用负载。根据我们的定义，接触器通过添加设计用于保护特定电机的过载块而成为电机启动器。可以添加其他附件，将接触器组件集成到更大的控制面板中。这包括基于继电器或PLC的控制电路，以及带有开关和指示灯的用户界面。
从 DigiKey 购买电机启动器
关于DigiKey，我们必须记住，电机启动器有许多组合和排列。作为证据，考虑DPE09系列的可能性：
- 线圈电压为24、120、230和240 VAC，以及24 VDC
- 11种独特的过载模块，额定电流从0.1到10 A
- 可选的辅助接触模块
通过这个简单的例子，我们可以看到DPE09系列有超过100种电机启动器组合。因此，我们不应期望电机启动器作为一个单元出售。相反，我们必须仔细选择所需的各个组件。最好使用制造商提供的系列数据表来完成此操作。
电机启动器的接线图
电机启动器及附件的接线图包含在图3中。在查看本节时，请参考图1和图2以定位各种组件的物理连接。
主接触器引脚
电源通过A1（正极）和A2（负极）触点提供给接触器的线圈。极性对于这个24 VDC施耐德接触器至关重要。永磁体与电磁体相互作用，提供灵敏的继电器动作，同时节省电力。
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主三相输入标识为L1、L2和L3。
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主接触器具有一个常开触点，标识为端子13和14
过载模块引脚
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过载模块从接触器的T1、T2和T3端子接收电源。
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过载模块检测三相中每一相的电流。这些感应元件在图3中显示为钩状组件。对于热过载模块，这些元件类似于低值电阻（加热器），放置在双金属片附近。随着电流的增加，加热器也会增加。在某个点上，热量足以触发双金属片，从而锁定过载并切换常开和常闭过载模块触点（97到98和95到96）。
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三相输出在端子T1、T2和T3中。
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过载模块包含一对“跳闸”触点。
辅助模块引脚
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辅助模块有一对触点，包括常开触点（53到54）和常闭触点（61到62）。
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这些触点直接连接到主接触器的衔铁。
图 3 ：电机启动器、过载模块和辅助触点模块的接线图。
技术提示 ：接线图是展示电机启动器的一种方式。梯形图是另一种方式。在接线图中，电机启动器及其所有组件都位于一个位置。在梯形图中，线圈和触点根据功能分散到各个梯级中。根据技术人员、装配工和工程师的需求，两者都有其适用之处。在这三类人员中，技术人员应被赋予最高优先级，以便于故障排除和维修。始终记住，设备停机时间非常昂贵。为高效维修设计设备和文档的成本将在设备长达十年的使用寿命中带来回报。
电机启动器电路连接
对安全的全面探讨超出了本文的范围。然而，作为起点，请考虑这篇关于三线启停电路的介绍。它展示了电机启动器最基本的应用之一。
阅读该文章时，请注意线圈与过载模块之间的关系，如图4所示。接触器的线圈与过载模块的常闭触点串联连接。这是一个关键连接，因为它确保过载事件会打开接触器，从而保护电机。
技术提示 ：过载模块不是断路器；图3中的钩状元件不是触点；它们是加热器。相反，电机过载情况会触发（切换）小型过载开关元件，包括常开触点（97到98）和常闭触点（95到96）。在典型应用中，常闭开关（95到96）与主接触器的线圈（A1到A2）串联连接。因此，过载会使主接触器断路，从而切断电机的电源。
图 4 ：使用KiCad开发的3线启动停止电路的接线图。
技术提示 ：在短时间内重复启动电机可能会导致过载模块的感应元件过热并触发电机启动器。回想一下，电机启动时会消耗大量电流，给所有组件（包括热过载模块）带来压力。
在尝试重置热过载模块时请耐心等待，因为元件需要时间冷却。从一个老技术员到另一个老技术员，如果你发现自己处于这种境地，或许休息一下并重新思考你的故障排除策略是个好主意。等你回来时，加热元件将处于室温，你应该能感觉到复位按钮的坚实点击。更重要的是，电机绕组将有机会冷却下来。
结论
三相电机启动器是许多工业环境中常用的组件。正如本文所展示的，电机启动器由一系列组件组装而成，包括接触器、热过载块和辅助触点，以便将设备集成到更大的工业控制面板中。从这一系列组件中，电机启动器组件被选择以匹配给定电机的特定电压和电流范围。与许多工业自动化和控制组件一样，仔细审查和理解系列的数据表是选择适合你应用的组件所必需的。
不幸的是，我们才刚刚开始触及这一重要组件的表面。也许在未来的文章中，我们可以探讨如何将电机启动器与特定电机匹配，将设备集成到更大的控制面板中，然后探讨与安装相关的电气安全方面。