优势供应FAULHABER福尔哈贝电机3042W036C
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江苏邱成机电有限公司

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电机在日常使用中需要正反转，可以说电机的正反转在广泛使用。例如行车、木工用的电刨床、台钻、刻丝机、甩干机和车床等。

最初人们需要某种设备反转需要将电机导线拆换，但这种方法在实际使用中繁琐。后来，有一个聪明的人安装了两个闸刀通过切换闸刀来改变电机的正反转。过了一段时间出现了倒顺开关，这种接线比较简单且体积也减小。由于受到触点的限制，只能在小型的电机上得到广泛使用。见图1：

图1 倒顺开关接线图

图1 倒顺开关接线图

伴随着接触器的诞生，电机的正反转电路也有了进一步的发展。可以更加灵活方便的控制电机的正反转，并且在电路中增加了保护电路—互锁和双重互锁。可以实现低电压和远距离频繁控制。

电机的正反转伴随着电子技术的发展，相继出现了PLC、单片机等也有了进一步的电路改善。并且在实际应用电路中增加了一些接近开关、光电开关等实现了双向自动控制，为工业机器人的发展奠定了基础。 [1] 

为了使电动机能够正转和反转，可采用两只接触器KM1、KM2换接电动机三相电源的相序，但两个接触器不能同时吸合，如果同时吸合将造成电源的短路事故，为了防止这种事故，在电路中应采取可靠的互锁，图1为采用按钮和接触器双重互锁的电动机正、反两方向运行的控制电路。

线路分析编辑 语音

线路分析如下：

一、正向启动：　1、合上空气开关QF接通三相电源　2、按下正向启动按钮SB3，KM1通电吸合并自锁，主触头闭合接通电动机，电动机这时的相序是L1、L2、L3，即正向运行。绕组的一来一去才能组成回路，也就是磁极对数，是成对出现的，极就是磁极的意思，这些绕组当通过电流时会产生磁场，相应的就会有磁极。三相交流电机每组线圈都会产生N、S磁极，每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的，所以电机有2、4、6、8……极之分 [2]  。

若三相交流电的频率为50Hz,则合成磁场的同步转速为50r/s,即3000r/min.如果电动机的旋转磁场不止是一对磁极,进一步分析还可以得到同步转速n

与磁场磁极对数p的关系:n=60f/p.f为频率,单位为Hz.n的单位为r/min.

ns与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数(P)之间有严格的关系

ns=f/P，在中国，电源频率为50HZ，所以二极电机的同步转速为3000转/分，四极电机的同步转速为1500转/分，以此类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在10%以内。由此可知，交流电机（不管是同步还是异步）的转速都受电源频率的制约。因此,交流电机的调速比较困难,好的办法是改变电源的频率，而以往要改变电源频率是比较复杂的。所以70年代以前，在要求调速的场合，多用直流电机。随着电力电子技术的发展，交流电动机的变频调速技术已开始得到实用。

同步电动机的转速=60*频率/ 极对数,

异步电动机转速=（60*频率/ 极对数）×(1-转差率)

另外，同等功率的电动机，转速越大，输出扭距越小

二、反向启动：　1、合上空气开关QF接通三相电源　2、按下反向启动按钮SB2，KM2通电吸合并通过辅助触点自锁，常开主触头闭合换接了电动机三相的电源相序，这时电动机的相序是L1、L3、L2，即反向运行。

三、互锁环节：具有禁止功能在线路中起安全保护作用　1、接触器互锁：KM1线圈回路串入KM2的常闭辅助触点，KM2线圈回路串入KM1的常闭触点。当正转接触器KM1线圈通电动作后，KM1的辅助常闭触点断开了KM2线圈回路，若使KM1得电吸合，必须先使KM2断电释放，其辅助常闭触头复位，这就防止了KM1、KM2同时吸合造成相间短路，这一线路环节称为互锁环节。　2、按钮互锁：在电路中采用了控制按钮操作的正反传控制电路，按钮SB2、SB3都具有一对常开触点，一对常闭触点，这两个触点分别与KM1、KM2线圈回路连接。例如按钮SB2的常开触点与接触器KM2线圈串联，而常闭触点与接触器KM1线圈回路串联。按钮SB3的常开触点与接触器KM1线圈串联，而常闭触点压KM2线圈回路串联。这样当按下SB2时只能有接触器KM2的线圈可以通电而KM1断电，按下SB3时只能有接触器KM1的线圈可以通电而KM2断电，如果同时按下SB2和SB3则两只接触器线圈都不能通电。这样就起到了互锁的作用。

四、电动机正向（或反向）启动运转后，不必先按停止按钮使电动机停止，可以直接按反向（或正向）启动按钮，使电动机变为反方向运行。

五、电动机的过载保护由热继电器FR完成。电机转动时，定子绕组形成的旋转磁场拖动转子旋转，而转子中感应电流所产生的磁场也在定子绕组感应出反电势，也就是我们说的感抗，起到阻止电机定子电流增加的作用。

如果电机堵转了，上述反电势也没有了，电机就像接在电源中的一个电感元件，只有其自身的电阻和电感，自然电流会大大增加。电机运行时会产生反电动势，这是消耗电压的主要部分。堵转时反电势为零，所有电压都加载在绕组上，所以电流很大。根据电机容量的大小和加工工艺不同，电机堵转电流一般为电机额定电流的5-12倍

电机三相电的a相电流形状

电机三相电的a相电流形状

注意：电机是由逆变器控制的，输出的电流波形是一个跟随角度变化的正弦波，当电机被堵转的时候，转速为0，反馈的角度保持不变，电流波形由正弦电流变为直流。如果改变时，电流恰巧处于波峰，则电流将维持在这个值处，电流很大，很容易烧坏电机。极数反映出电动机的同步转速，2极同步转速是3000r/min，4极同步转速是1500r/min，6极同步转速是1000r/min,8极同步转速是

电动机控制器可以由人工操作，也可以是遥控或是自动操作，可以只包括启动及停止电动机的功能，也可以包括其他较复杂的功能。

电动机控制器可以用配合电动机的型式来分类，例如驱动永磁同步电动机、伺服电动机、串激或分激直流电动机，或是交流电动机。

电动机控制器会连接到电源，

可能是电池或是市电，也会有一些可以输入或输出（数位或类比）讯号的电路。

电机起动器

小电动机可以用开关或断路器接到电源来启动，大电动机需要配合特殊的切换单元，称为电动机启动器或电动机接触器。当启动时，在线直接起动（direct on line，简称DOL）的启动器会直接将电动机接到电源。降压启动器、Y-Δ切换启动器或软启动器会借由降电压的电路将电源接到电动机，之后电压会逐渐上升或分段上升。较小功率的电动机启动器是一个人工操作的开关，较大的电动机或是需要遥控或是自动控制的应用，一般会使用磁性接触器。中压电源（约数千伏特）会用断路器作为开关元件。

在线直接起动（direct on line，简称DOL）的电动机启动器会将线电压全部加到电动机端，这是简单的电动机启动器。在线直接起动的启动器也可以包括保护元件。小功率的在线直接起动启动器是用人工操作的，大功率的启动器会用机电的接触器（继电器）来切换电动机电路，也有使用固态电子的在线直接起动启动器。

若电动机启动的高突入电流不会造成电源的过多电压下降，此时就会使用在线直接起动的启动器。启动器可以配合的电动机功率也会受限于电源的能力。例如一些农村的电力设备可能会要求大于10kw的电动机使用减压的电动机启动器。

有时会用在线直接起动来启动小型的水泵、压缩机、风扇及输送带。像是鼠笼式电动机，电动机若用在线直接起动，加速在全速之前会有高启动电流，约为满载额定电流的6至7倍。为了减小突入电流，大电动机会用减速式电动机启动器或是调速驱动器来减小启动时电源的电压下降。

可反向的电动机启动器可以让电动机正转或是反转。这类启动器会包括二组在线直接起动的电路，分别针对正转及反转，并有机械或电气上的互锁，避免二个电路同时动作。三相电动机可以对调二相来达到反转，单相的交流电动机或直流电动机需要其他的设备来达到反转。

降压起动器

可以用二个或是多个接触器，在电动机启动时提供较低的电压。使用自耦变压器或串联电感，可以在电动机启动时在端子输入较低的电压，减小启动转矩及突入电流，在电动机的速度到达额定转速的一定比例时，起动器自动将电动机端子切换到正常电压输入。因为自耦变压器及串联电感只在启动时有重压的启动电流流过，时间可能只有几秒，因此其额定会比相同电流，连续使用下的额定要小。较低的电压到正常电压的切换可以用时间计时来切换，或是配合电流感测器，当电流开始下降时进行切换。Korndörfer自耦变压器启动器曾在1908年申请利。

调速驱动器

调速驱动器（adjustable-speed drive，简称ASD）或是变速驱动器 (variable-speed drive，简称VSD) 是一个可以调整机械负载工作速度的设备组。调速驱动器包括一个电动机、速度控制器或功率转换器，再加上辅助的设备或是仪器。不过一般而言，驱动器（drive）只会用来指控制器。许多新型的调速驱动器也可以进行电动机缓起动。

智能控制器

智能控制器利用微处理器来控制电动机控制中用到的功率元件，也可以监控电动机的负载，将电动机的转矩和负载相配合，其作法是降低给电动机的交流电电压，同时降低电流及无效功率，因此若电动机长时间运作在轻载条件下，上述方式可以量测对能源效率的改善程度，此时产生的热、噪音及振动也随之降低

极数编辑 语音

八极电机就是转子有8个磁极，2p=8,即此电机有4对磁极。一般汽轮发电机多为隐极式电机，极对数很少，一般为1、2对，而n=60f/p,所以他的转速很高，可达3000转（工频），而水轮发电机的极数相当多，转子结构为凸极式，工艺比较复杂，由于他的极数很多，所以它的转速很低，可能只有每分几转！

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