自強電機 #電工實務自動控制電路班 第20-5/6堂 課程綱要
(第一堂是由 #零基礎逐步到超越電機科系與水電師傅)
圖示解說 #馬達極數，電工技術問答500解 的第七章P.291、298、302：極數通常會寫在馬達上，但有的是寫滿載轉速。
#NFB斷路器 內的雙金屬構造會受周圍溫度影響，所以先進的廠牌，過載與短路都是用線圈的磁力線來跳脫(例如500解P.27緩衝油壺型。
NFB的 #過載保護跳脫測試：演示在變壓器自繞8匝1.6mm漆包線，來讓 10A NFB過載跳脫。
#產生大電流的方法：展示捲繞型鐵心的變壓器用14平方的粗線繞6匝後加在40A的NFB，送電後用鉤表量得230A的電流約1秒跳脫。
Breaker跳掉之後，開關要往後扳到底才會重新入扣，才可再推ON。500解P.167的變壓器圖示
用實物及圖示講解無熔絲開關NFB的構造與原理(兩種跳脫機構)：500解P.26
新式保護的 #自恢復保險絲，交流篇P.1；P.82~88：
功率型做電暖器、熱熔槍；
本書介紹的斷流型，當電流超過保持電流，使其產生的溫度達到居禮溫度時(即轉態溫度，視產品約75℃~200℃)，電阻值就會急速增加形同斷流（實際上會有殘留電流約數mA~數十mA）；
溫度型，電阻與溫度成正比。
註：陶瓷的PTC無法做到大電流，目前300V的最大只做到約0.7A。
PPTC：高分子的正溫度係數熱敏電阻(市面通稱自恢復保險絲)，
目前最高只到250V，可用在AC 110V(波峰值155V)，220V波峰值為310V不能用。
展示圖直流永磁式 #電動機反過來發電，點亮3瓦LED燈泡，但很費力，可見人力有限，能源得之不易，宜節能減碳。
演示水龍頭吹氣發電，水龍頭水一流LED就亮，熱水燈亮紅燈、冷水亮綠燈。
直流電也可產生交流電：介紹 #逆變器 與太陽能市電並聯控制器，要變成接近 #正弦波，要用高級的電子微處理機技術價格不便宜。
演示網路線的 #電場效應，只一條加電，其他7條未加電的，竟然手持 #氖燈都會亮，並非漏電，而是電埸效應的結果。
「#多處控制的補充設計」，講義P.40、61，兩個地方寸動/續動的兩種設計，不管多少樓層，每層間都只要3條線的多處控制的設計，含寸動/續動兩用控制也只要3條線即可。
過載熱動電驛的代號與符號，講義P.55的過載電驛為日本HITACHI的細部分解圖，解說俗稱 #電磁接觸器與電磁開關區分。
RC.A：額定電流(安培)，可以調整。
解說過電流保護與過載保護的不同，馬達、變壓器、延長插座線才會過載，介紹 #延長插座的過載保護構造，500解P.220。
實體及圖解說明Th-RY的構造：
實習板上是三菱電機的手動試過載設計與RESET，展示三種大中小電流過載電驛的設計。
電流較大的是用一般金屬用來間接加熱雙金屬，小電流(1~2HP)的熱量不足，所以會絕緣的金屬線(鐵線)繞多匝的在雙金屬上，才能產生足夠的熱量來跳脫。
電流一定要有迴路，所以三相若過電流，通常最少是兩條電流大(有流出必定要流回，所以不可能只有一相電流大)，所以至少要保護兩相就可以(US、JP經常都會少保護一相，只有兩相是雙金屬片，EU是三相都保護)
熱動元件(Thermal Element)它是當過電流(過載)時加熱讓 #雙金屬片產生彎曲，兩個或三個熱動元件共同推動一組接點c b a，(日本畫圖會把b接點內塗黑)，a接點可接過載警報或過載指示燈。
講義P.54圖3~3，畫主電路時通常都要把Th-RY的熱動元件畫進去。
講義P.45圖2~12A，以後畫這種單線圖即可，電源照理要標示：3ψ 220V 60Hz，因電壓不同電流就不同。
可查電動機規格表(下表額定電流)，例如3ψ 220V，每1HP的滿載電流約3A(其實是3.8A、2HP是6.5A，馬達滿載電流不能超過規定的電流值)
馬力 1/2HP 3/4HP 1HP 2HP 3HP 5HP 7.5HP 10HP 15HP 20HP
額定
電流 2.1A 2.8A 3.8A 6.5A 9A 15A 21A 27A 41A 52A
原則上照額定電流來匹配即可(過載電驛的設計通常尚可±20~30%的調整)，若匹配較小時，負載輕不會跳掉就沒問題，但匹配過大則馬達過載也不會跳脫，形同虛設。
早期的過載電驛有的為調整電流百分比的旋鈕(75%~125%，但上面會寫電流安培數，箭頭表示切換到多少百分比)，過電流保護調整宜小不宜大。
TRIP跳脫；RESET復歸；-○95○96-常閉接點(b接點，通常有標示NC)；-○97○98-常開接點(a接點，則標示NO)；也有用C接點的型式，所以只有三個螺絲，○95就是其共用點，還沒裝的時候要搞清楚接點位置，一裝到開關箱後，因窄小箱內空間，視角所限就非常不容易看到接點的標示了。
三個接點看不到標示時，要練習自行判斷a、b接點，過載押下去一定有兩點通，那兩點是b接點和共用接點，讓它過載跳脫，本來沒有通的點和哪一點通，那一點就是共用點。桌子上的通常是○上共用、○左b、○右a，直的是B○b、斜的是A○a，本來直的是(共用點通○b)，過載時雙金屬彎曲就推開接點跳到斜的(共用點通○a)。
3ψ380V的電源系統，若只一台馬達，因市售電磁開關的線圈通常是220V居多，若無變壓器而控制電路也想用380V時，若用串電阻的方式加380V，接觸器未吸動前感抗很小，不但不易匹配，且有可能起動不了。可利用電源Y結線的中性點對地的220V來當控制線圈的電源即可。(等Y結線講了再教)
3ψ 380V跟3ψ 220V的馬達額定電流差0.577倍
3ψ 380V和3ψ 220V的差1/√3=0.577倍
桌上板子過載電驛有拉夾子線引出是為方便接線，白色：共用；綠色：跳脫接點(b接點)；黃色(警報)：過載，可接過載指示燈。有接過載指示燈時，共用點不能接錯，若接錯，會造成過載跳掉時b接點已把電源切斷，共用點雖接通指示燈也沒有電源；若沒有接過載燈，b接點與共用點反接也沒關係，因過載時b接點已斷開電源。(要圖示才易清楚)
#比流器(Current Tansformer；電流轉換器，儀器用變流器簡稱CT)：
介紹比流器內部構造(貫通型比流器)
200/5A，捲繞鐵心型。
把大電流變成小電流以方便測量，就可以用小電流的熱動元件來保護大型電動機(因為大馬達的使用量非常少，開發大電流的TH-RY不符成本)。
例如：50/5A、100/5A、150/5A、500/5A，都是變成5A(照比例變電流)。
三相的電路只用兩個CT即可，因兩相的向量和等於第三相。
假設馬達是50HP，125A(馬力愈大功率因數愈高，不會到150A)，匹配的比流器可能要200/5A，則Th-RY買3~4A就可以了(125A大約3A多，Th-RY一般都可以±30%的調整)。
#比壓器(potential transformer；PT)：
比壓器的用途與規格(比壓器二次電壓為三相110V)
概略說明高壓電路，講義後面P.60
講義P. 46、47：
圖2~13A：過載串聯在這邊是不太正常，符號要讓人看得懂即可(代號則可任意編，這邊P代表按鈕)，過載應串聯在-○C-線圈的上或下(因為馬達起動也需要過載保護)，此圖過載串聯的位置是用在起動負載很重的情況，例如「裁紙機、裁鐵板機與軋鋼廠、沖床機等，馬達要帶動幾百公斤的飛輪，甚至是幾噸的飛輪，因起動時就會跳脫。
圖2~15：戸上電機的電路圖，應寫「過載繼電器」，螺絲旁邊有標示號碼，早期號碼不統一，現在已經統一為-○95-共用點、-○96-b接點-○98-a接點。
圖2~16：大馬達經比流器(CT)後才接過載電驛。
圖2~14：畫的是實體圖外行人比較好接線(內行人反而不容易看，以後要畫 #展開線路圖)
無熔絲開關有各種不同形式：500解P.25~28(20-4應該會講)
展示SAFETY BREAKER：IC(Interrupting Capacity) 1000A，能夠切斷的最大短路電流。
緩衝油壺式：是用油的制動來做過載延時動作，短路的大電流產生強磁力造成油壺內部油壓強十倍以上的流速，故可瞬時動作。
#搖晃手電筒：電磁力P.99
內有強力磁鐵＋1000匝線圈＋壓電蜂鳴器＋LED
搖晃發電，往一邊搖是蜂鳴器響，往另一邊搖是LED發亮。
介紹 #電容器(又稱為容電器)，500解P.394、395
電容器用途很廣泛(500解、交流篇與新書都有相當篇幅)
構造：兩個金屬片中間加一層絕緣紙
符號：和常開接點一樣，為了和常開接點區分，經常一邊畫成半圓形，旁邊寫代號C(Condenser；Capacitor)。
課堂上主要是用「無極性電容器」，以免接錯極性爆了嚇壞。
用指針表量歐姆值是無限大，介紹指針表表面刻度，實測無限大是平趟的8。指針表於Ω檔時黑棒是電池的正電，可用來充電。證明電容器可以蓄電但能量很小用途不大。建議會用Ω×1、×10、×100、×K檔裡面是3V，Ω×10K檔是12V來充電。再用電壓檔來量電壓(要對調紅黑棒來測)。
容量單位是法拉(F)，計算公式時應以法拉為單位，實用單位是微法拉(μF)，實用的電容器有小至皮法拉(pF)、奈法拉(nF)的。
225J：22+5個0(pF)＝2.2(μF)，J代表誤差±5%(K代表誤差±10%)
自強的鉤表有電容測量檔(測量時會自動變換nf、μF的單位)，通常容量會做比規格大一點點居多。
475：47+5個0(pF)＝4.7(μF)，實測5.12(μF)
474：47+4個0(pF)＝0.47(μF)，實測465(nF)
容量比較大的是「電解質電容器」，又稱為「有極性電容器」。
有(＋)(－)之分，有長短腳之分(短腳會標示 － 負電)，只能加直流電不能加交流電會爆。
冷氣機、電風扇、冰箱的馬達都有無極性電容器，印刷電路板的直流電，其大容量電容器通常是有極性電容器。
交流電容器加交流電時有電流流動但不會耗電。
電容器的 #功率因數＝0(power factor)，講解500解P.274圖148-D.1~3。
講解電容器電壓和電流波形差90°，指揮的人和工作的人不同步，所以電容器沒有做到工作。
電容性的電流IC是超前電壓90°
電感線圈的電流IL(電感性的電流)是落後電壓90° ，電阻性則同歩。
介紹有用的公式：電容器的直流電阻無限大，但加交流電後會有交流電阻稱為容抗。
容抗Xc=1/2πfC=1/(2×3.14×60×0.0000047F)=(1×〖10〗^6)/(377×4.7μF)=564(Ω)
加交流電後會有電流流通：110V/564Ω≅(0.22A)0.195，電容器每個半波是不停充電(充到電容器)和放電(流回電力公司)，電流並沒有流過絕緣紙。
電容器消耗的虛功率：110V×0.22A＝24.2VAR(R代表無效)，VA是24.2，小體積若達24.2瓦特會燙的不能摸。
馬達的電流IL是落後電壓相當的角度，所以馬達會有落後的無效電流，並聯相當的電容器是超前的無效電流，就可以抵銷，使線路的總電流減小，即為「改善功率因數」。500解P.423
工業用負載大部分是電感性負載
講解 #電磁開關 好像有欠相保護的特殊接法，參講義P.54。
過載接點為什麼畫打叉的解說：手動復歸型接點
保持接點經過主電路：馬達欠相可能會燒掉(電流變單相增加1.73倍而過載)
保持接點的通路壞掉，○MC竟然沒有跳掉，沒有達到欠相保護的功能。
多在另一相並聯一個b接點也可保護該相的欠相。但用途不大，目的要做故障判斷與檢修。
今日實習：電磁開關的特殊接線&「故障判斷」(9條線)
接線應選近的相接
故障判斷：每次測一種
按ON拉過載
拆CH下螺絲→按ON只是寸動
拆Cb上螺絲→不吸，但強押自保(ON按鈕有問題也同樣效果)
拆U，按ON會跳躍(自殺)
產生DC：
用小型永磁式電動機，不需要磁場線圈，只要轉動轉部電樞(armature)，就可反過來可當發電機。
大的直流馬達要用另外一個線圈來產生磁場(field)，就不用永久磁鐵。
大型「直流發電機」因為碳刷(內有碳粉)會磨損，若不加保養可能造成絕緣不良，所以現在很少用。(現在都是交流經過整流即可)
因為講到直流發電機，∴順便提一下110V的「電鑽」(不是小型的手電鑽，不是Li電池的電鑽，Li電池的是永久磁鐵的電鑽)，它其實是直流「串激電動機」，果汁機也是用這種，可以交直流兩用，稱為普用電動機。(正反轉那堂再講)
之後講講義P.99(電動機正反轉)時，講如何改變電動機轉向還會再講一次。改變磁場或電樞兩端，就可改變轉，如果兩者一起對調則不改變轉向，電鑽的串激電動機就是如此。
直流串激電動機的優點是起動力量很強，因加電未轉時，電流很大磁場強所以起動力量很強。直流電動機的轉速可無限制，目前的吸塵機有的可以到整萬轉。
#手機充電器不怕過載與短路(電子線路都會做保護，且很易達成)。