国家电气规范(NEC)从安全的角度涵盖了非公用事业电气装置。NEC文章的一个主要焦点是过流保护和相关的概念的安容量。NEC第三章包含了许多预期应用的电导体的尺寸表。这些表的含义是,选择正确的过电流保护装置发生在脱扣额定值。
这些NEC规范适用于大多数电气安装和设备,但电机除外。由于电动机具有特殊的启动特性,因此需要不同类型的过载保护。有一个很长的NEC部分(430条)专门用于设计和安装这些系统。
大多数电子设备在启动时几秒钟的电流比持续运行时的电流要大。这种行为在电动马达的例子中更明显。考虑它的方式是,更多的能量是需要加速旋转转子加上负载的速度比是必要的,以保持它的转速一旦它达到额定速度。在运行过程中,多余的能量以角动量的形式储存起来。
当电机功率下降时,这些能量会返回到电气系统中,或者在旋转的物体失去动量并停止时以其他方式消散。因此,在启动过程中需要异常大的电流。如果过流设备设计时没有考虑到这个大电流,它将在电机达到运行速度之前跳闸。
自然的问题是,如何设计过流保护系统,使这种大电流不危及供电导体。为了应对这一挑战,电气工程师很久以前就发明了一种巧妙的方法,使大型电动机装置能够安全运行。他们有一个独特的两级过流保护系统。
第一阶段是在源,如入口面板或由馈线提供的下游负载中心。在这里,电动机的供电导体按常规方式由断路器或保险丝保护。唯一的区别是,电流额定值允许远高于普通非电机载容量表的规定。其目的是仅提供接地故障和线路间短路保护,而不是过载保护。

过载保护在更远的下游,通常在靠近电机的外壳中。这种过电流保护的额定值是根据第430条后面部分的表格来选择的。在有限的条件下,如果电机没有跳闸而不能达到运行速度,则允许使用更高额定值(灵敏度较低)的设备。
这就是大型电动机的一般接线方式。第430条是冗长和详细的,所以大型电机布线系统的设计应该只与有经验的专业人士进行磋商。
当然,并不是所有的电机都有一个大到足以涵盖在NEC。2011年,研究人员发明了一个单分子大小的电动马达。这种发动机是由周围的电场驱动的,这给“分马力”一词带来了新的含义。
2014年初,一篇论文物理评论快报描述了单个原子的尺寸,一个纳米的电动机精确。小电极在体积的高电磁能量中捕获钙-40离子,这使得离子锥形成形。激光束集中在其每一端。一个加热和另一个冷却,这种差动温度改变了离子的量子特性以产生振动。可以调节激光器,使得振动将与离子的特征频率产生共振,加强效果。
这些电动机是广义上的电能转换为机械运动。那实际的旋转电机呢?令人难以置信的是,自然存在的单细胞具有自由转动甚至可逆的马达。细菌的鞭毛马达嵌在有机体中。能量来自于正的氢离子或钠离子的流动。它存在于细胞质膜上,并通过电化学梯度获得能量。这种生物有一根螺旋丝,它的速度可以达到每秒几百转,比我们的转速额定的马达要快得多。它确实是电力驱动的。
这种不寻常的细菌在20世纪70年代首次被报道,但更完整的描述直到2008年才发展出来。
2015年5月,纳米级该公司发表了一篇论文,描述了一种新型的人造微电机,它是真正的电动旋转电机,尺寸小于1 μm。它可以连续旋转15小时,共旋转24万次。根据对原型机的观察,改进后的模型在80小时的使用寿命中运行了110万次。
这些纳米马达可能最终在战胜癌症方面发挥作用。他们的想法是,它们将为亚微观机器人提供动力,这些机器人可以被引入人体,即使在癌细胞转移后也能摧毁恶性细胞。
《华盛顿邮报》当电机需要过载保护时第一次出现在测试和测量提示.
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了下:测试和测量提示




