展示与讲述：交流可逆电机和交流电磁制动电机

交流电机具有相同的工作原理，但通过稍微改变其设计，您可以修改其特性以更好地适应某些应用。在上一篇文章中，我重点介绍了用于单向应用的交流感应电机。在本文中，我将解释是什么让交流可逆电机和交流电磁制动电机成为启动/停止、反转或垂直应用的理想选择，并演示如何操作它们。

可逆电机

首先，让我们了解为什么可逆电机被称为可逆电机以消除任何混淆。所有永久分裂电容器型交流电机都是可逆的。  然而，感应电机不能立即反转，因为它们需要先完全停止。可逆电机可以更快地反转方向。  例如，感应电机可以通过切换其引线来反转，但由于与可逆电机提供的5 转超速相比，它有大约 30 转的超速，如果即时反转，它们不是最理想的电机类型。必要的。  

超速是通过测量一旦断电电机停止所需的电机轴转数来计算的。牛顿第一运动定律说，静止的物体保持静止，运动的物体保持运动；除非施加一些外力，例如摩擦。与带制动摩擦的可逆电机相比，感应电机内部唯一产生摩擦的部件是滚珠轴承，因此感应电机的超限运行时间要长得多。

 

可逆电机非常适用于需要比感应电机更短超限运行的启动/停止或可逆应用，例如可逆输送机。它们会产生更多热量，因此建议使用 50% 的占空比（最多连续运行 30 分钟）。

 

与感应电机的设计比较

 

感应电动机的结构	可逆电机结构

除了下面列出的附加摩擦制动组件外，与感应电机相同：

 

感应电机和可逆电机之间的主要设计区别在于增加了摩擦制动器（如上图所示），这使得可逆电机能够大幅减少超速并执行启动/停止和反转操作。弹簧持续将摩擦制动器压在电枢上，并在命令停止时减少电机超速。摩擦制动器产生的保持力矩仅为电机输出力矩的10%左右。这个扭矩可以通过齿轮比来增加，但它是为了减少超速而设计的；不得垂直承载重物。

另一个设计差异是平衡绕组的使用。这意味着初级绕组和次级绕组具有相同的电阻和电感。这允许相等的扭矩，而不管哪一相通电，或者电机旋转的方向。结合摩擦制动器，这 2 个功能允许在飞行中改变方向。

 

由于摩擦制动器不断摩擦电枢，我们使用额定值高于感应电机所用电容器的电容器来增加启动和反转的启动扭矩。由于工作温度升高，我们还将占空比降低至 50%（50% 开启，50% 关闭）。但是，只要您可以将电机外壳温度保持在 100°C 以下，电机就可以持续使用。

 

操作原理

当向定子中的铜绕组供电时，转子周围会以交流振荡的速度产生旋转磁场。根据弗莱明左手定则，移动磁场在钢转子中的铝条（导体）上感应出电流，从而产生自己的反向磁场（楞次定律）。来自转子的磁场随后与来自定子的旋转磁场相互作用，转子开始旋转。  

 

想了解更多交流电机的运行原理？ < >白皮书：交流电机基础知识

 

接线

这是单相可逆电机的接线图（与单相感应电机相同）。  由于三相电机通常与逆变器或 VFD 一起使用以进行连续速度控制，因此三相可逆电机并不常见。  仅供参考，电机的旋转方向是从电机的输出轴侧看时指示的。

虽然操作理论应该与市场上所有单相永久分离电容器型交流电机相同，但引线颜色可能不同。  

对于标准的 3 线电机，引线颜色为白色、红色和黑色。黑色始终连接到中性 (N)。白色和黑色都连接到专用电容器的 2 个端子。当火线 (L) 通过电容器端子连接到黑色或红色时，电机将开始按预期方向旋转。对于接线盒型电机，操作原理是相同的。但是，端子标记为 Z2、U2 和 U1。

电容器

对于单相电机，电容器对其启动操作至关重要。如果没有电容器提供的启动扭矩，您将不得不通过手动旋转轴来帮助启动电机。这有点像老式飞机上的旧螺旋桨。确保不要忘记正确连接电容器。在我担任技术支持工程师期间，这是一个非常常见的故障排除案例。

以下是 4 端子型电容器和单相电机的接线示例。

 

不要被电容器上的端子数量所迷惑。下面的内部接线图显示最近的两个端子在内部连接。在电气方面，这与传统的两端型电容器相同，后者在每一侧仅提供一个端子。

与所有电机一样，不要忘记使用专用的保护性接地端子 (PE) 将电机接地，以避免电击或人员受伤。

 

这是一个演示视频，向您展示标准接线的样子。

< >恒速电机的特点和类型

电磁刹车电机

电磁制动电机与可逆电机类似，是一种带有断电激活电磁制动器的可逆电机。由于基础电机是可逆电机，因此占空比相同，均为 50%（最长连续运行 30 分钟）。不同之处在于电磁制动电机提供更短的超速和更大的保持扭矩。

 

电磁制动电机专为垂直应用而设计，例如载重电梯。断电激活的电磁制动器可产生接近电机额定扭矩，并有助于在运行期间断电时保护负载（和任何人员）的安全。

 

电磁制动器设计用于锁定电机轴，以将负载固定到位。它还将超限从 30 转减少到大约 2 转。对于启动/停止应用，电磁制动器的最大操作周期为 50 次/分钟或更少。对于更高的运行周期，建议使用制动组件、离合器和制动器类型的电机或高效步进电机。

 

电磁制动器使用与电机相同的电压，旨在将负载接合/锁定到位。当电磁线圈通电时，它变成一个电磁铁，克服弹簧的作用力吸引衔铁，从而解除制动器，使电机轴自由转动。当电磁线圈未通电时，弹簧将电枢压到制动轮毂上并将电机轴固定到位。

 

与感应电机和可逆电机相比，电磁制动电机的接线方法稍微复杂一些，因为涉及的组件更多。单相电磁制动电动机也需要电容器。为变速应用提供三相电磁制动电机；由于基本电机是连续负载额定感应电机，而不是负载有限的可逆电机。

如果按照上面的接线图并使用指定的开关，电磁制动器会在电机停止时自动接合，并在电机运行时自动脱离。SW1开关控制电机功率和制动功率，SW2开关控制电机方向。

这是一个演示视频，向您展示正确的接线方式，包括断路器、开关和 CR 电路模块（用于浪涌抑制）。

超限、占空比比较

下面总结了感应电动机、可逆电动机和电磁制动电动机之间的主要区别。

 

电机类型	超限	占空比
感应电机	30~40转	连续的
可逆电机	5~6转	50%
电磁刹车电机	2~3转	50%

 

超程值是针对电机轴的。添加具有高齿轮比的齿轮箱、增加摩擦或减小负载惯量都是有助于减少超速的方法。

上述占空比为推荐值。一般来说，只要将电机外壳温度保持在 100° C 以下，电机就可以正常工作。  

交流可逆电机和交流电磁制动电机就是这样。交流电机转矩-速度特性的帖子敬请期待，记得订阅哦！

 

了解有关 KII 和 KIIS 系列的更多信息  这是一个视频，简要介绍了 KII 和 KIIS 系列交流感应电机、交流可逆电机和交流电磁制动电机及其预期应用。

 

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审核编辑 黄宇