Electric Motors and Control Systems

Cover Page......Page 0
Title Page......Page 3
Copyright Page......Page 4
Preface......Page 9
Acknowledgments......Page 11
About the Author......Page 12
Walkthrough......Page 13
Contents......Page 6
Electrical Shock......Page 16
Personal Protective Equipment......Page 19
Grounding and Bonding......Page 21
Lockout and Tagout......Page 23
Electrical Codes and Standards......Page 25
Motor Symbols .......Page 29
Motor Ladder Diagrams......Page 30
Wiring Diagrams......Page 36
Single-Line Diagrams......Page 38
Motor Classification......Page 39
DC Motor Connections......Page 40
AC Motor Connections......Page 42
NEC Required Nameplate Information......Page 47
Optional Nameplate Information......Page 49
Guide to Motor Terminology......Page 50
Magnetic Starter......Page 52
Transmission Systems......Page 55
Unit Substations......Page 56
Distribution Systems......Page 57
Switchboards and Panelboards......Page 59
Motor Control Centers (MCCs)......Page 62
Transformer Operation......Page 63
Transformer Voltage, Current, and Turns Ratio......Page 64
Transformer Power Rating......Page 66
Single-Phase Transformers......Page 68
Three-Phase Transformers......Page 70
Instrument Transformers......Page 71
Primary and Pilot Control Devices......Page 75
Pushbutton Switches......Page 76
Pilot Lights......Page 79
Drum Switch......Page 80
Limit Switches......Page 81
Temperature Control Devices......Page 83
Pressure Switches......Page 84
Float and Flow Switches......Page 85
Proximity Sensors......Page 86
Photoelectric Sensors......Page 88
Hall Effect Sensors......Page 90
Temperature Sensors......Page 91
Velocity and Position Sensors......Page 93
Flow Measurement......Page 94
Magnetic Flowmeters......Page 95
Solenoids......Page 96
Solenoid Valves......Page 97
Servo Motors......Page 99
Magnetism......Page 102
Motor Rotation......Page 103
Permanent-Magnet DC Motor . .......Page 106
Shunt DC Motor......Page 108
Compound DC Motor......Page 109
Direction of Rotation......Page 110
Motor Counter Electromotive Force (CEMF) .......Page 111
Armature Reaction......Page 112
Varying DC Motor Speed......Page 113
DC Motor Drives......Page 114
Rotating Magnetic Field .......Page 116
Squirrel Cage Induction Motor......Page 118
Three-Phase Synchronous Motor......Page 122
Split-Phase Motor......Page 124
Split-Phase Capacitor Motor......Page 126
Universal Motor......Page 128
Variable-Frequency Drive......Page 129
Inverter Duty Motor......Page 131
Code Letter......Page 132
Frame Size......Page 133
Load Requirements......Page 134
Torque......Page 135
Metric Motors......Page 136
Motor and Load Alignment......Page 138
Motor Bearings......Page 139
Conductor Size......Page 141
Built-in Thermal Protection......Page 142
Motor Maintenance......Page 143
Troubleshooting Motors......Page 144
Part 1 Magnetic Contactor......Page 150
Switching Loads......Page 151
Contactor Enclosures......Page 155
Arc Suppression......Page 157
NEMA Ratings......Page 160
IEC Ratings......Page 161
Solid-State Contactor......Page 162
Magnetic Motor Starters......Page 165
Motor Overcurrent Protection......Page 166
Motor Overload Relays .......Page 167
Relay Operation......Page 174
Relay Styles and Specifications......Page 176
Operation......Page 178
Specifications......Page 179
Switching Methods......Page 180
Part 3 Timing Relays......Page 181
Solid-State Timing Relays......Page 182
Timing Functions......Page 183
Multifunction and PLC Timers......Page 186
Latching Relay Applications......Page 187
Magnetic Latching Relays......Page 188
Alternating Relays......Page 189
Control Circuit Inputs and Outputs......Page 191
NOT Logic Function......Page 192
NOR Logic Function......Page 193
Part 1 NEC Motor Installation Requirements......Page 195
Branch Circuit Motor Protection......Page 196
Disconnecting Means forMotor and Controller......Page 199
Providing a Control Circuit......Page 200
Part 2
 Motor Starting......Page 202
Full-Voltage Starting of A C Induction Motors......Page 203
Reduced-Voltage Starting of Induction Motors......Page 205
DC Motor Starting......Page 211
Reversing of AC Induction Motors......Page 213
Jogging......Page 217
Plugging and Antiplugging......Page 219
Dynamic Braking......Page 220
Electromechanical Friction Brakes......Page 221
Multispeed Motors......Page 222
Wound-Rotor Motors......Page 223
Diode Operation......Page 226
Rectifier Diode......Page 227
Zener Diode......Page 229
Light-Emitting Diode......Page 230
Photodiodes......Page 231
Bipolar Junction Transistor (BJT)......Page 232
Field-Effect Transistor......Page 234
Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor (MOSFET)......Page 235
Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT)......Page 237
Part 3 Thyristors......Page 238
Silicon Controlled Rectifiers (SCRs)......Page 239
Triac......Page 241
Operational Amplifier ICs......Page 244
555 Timer IC......Page 246
Microcontroller......Page 247
Electrical Discharge (ESD)......Page 248
Digital Logic......Page 249
Part 1 AC Motor Drive Fundamentals......Page 252
Variable-Frequency Drives (VFD)......Page 253
Flux Vector Drive......Page 257
Line and Load Reactors......Page 259
Mounting Techniques......Page 260
Electromagnetic Interference......Page 261
Bypass Contactor......Page 262
Braking......Page 263
Ramping......Page 264
Control Inputs and Outputs......Page 265
Motor Nameplate Data......Page 266
Types of Variable-Frequency Drives......Page 268
Parameter Programming......Page 269
Diagnostics and Troubleshooting......Page 270
DC Drives—Principles of Operation......Page 267
Single-Phase Input—DC Drive......Page 272
Three-Phase Input—DC Drive......Page 273
Field Voltage Control......Page 274
Nonregenerative and Regenerative DC Drives......Page 275
Parameter Programming......Page 276
PLC Sections and Configurations......Page 278
Ladder Logic Programming......Page 279
Programming Timers......Page 282
Programming Counters......Page 284
Index......Page 288