3.2 電動機正、反轉控制電路
3.2.1 單相異步電動機正、反轉控制電路
（1）電路原理圖 單相異步電動機正、反轉原理如圖3-17～圖3-22所示。
圖3-17 繞組與接線柱上的接線方法
圖3-18 標有正轉和反轉的接法
圖3-19 正轉接法
圖3-20 反轉接法
圖3-21 電容啟動運行及電感啟動電機的另一種接線方式圖
圖3-22 接線柱正、反轉圖
圖3-17表示電容啟動式或電容啟動/電容運轉式單相電動機的內部主繞組、副繞組、離心開關和外部電容在接線柱上的接法。其中主繞組的兩端記為U1、U2，副繞組的兩端記為W1、W2，離心開關K的兩端記為V1、V2。
這種電機的銘牌上標有正轉和反轉的接法，如圖3-18所示。
（2）工作原理 在采用正轉接法時，電路原理如圖3-19所示；在采用反轉接法時，電路原理如圖3-20所示。比較圖3-20和圖3-17可知，正、反轉控制實際上只是改變副繞組的接法：采用正轉接法時，副繞組的W1端通過啟動電容和離心開關接到主繞組的U1端；采用反轉接法時，副繞組的W2端改接到主繞組的U1端。
由于廠家不同，有些電動機的副繞組與離心開關的標號不同，接線方法及接線柱正反轉標志如圖3-21及圖3-22所示。
3.2.2 單相電動機用倒順開關控制單相異步電動機正、反轉控制
（1）電路原理圖 倒順開關控制單相異步電動機正、反轉控制電路如圖3-23、圖3-24所示?，F以六柱倒順開關說明如下：
圖3-23 兩種六柱接線開關
圖3-24 改裝方法
六柱倒順開關有兩種轉換形式。打開盒蓋就能看到廠家標注的代號：第一種如圖3-23所示，左邊一排三個接線柱標L1、L2、L3，右邊三柱標D1、D2、D3。第二種如圖3-24所示，左邊一排標L1、L2、D3，右邊標D1、D3、L3。以第一種六柱倒順開關為例，當手柄在中間位置時，六個接線柱全不通，稱為“空擋”。當手柄撥向左側時，L1和D1、L2和D2、L3和D3兩兩相通；當手柄撥向右側時，L1仍與D1接通，但L2改為連通D3，L3改為連通D2。
圖3-24是一種六柱倒順開關用于控制單相電機正反轉的改造方法。實際上只是在L1和L3端之間增加了一條短接線。AC220V從L1和L2上輸入，D1和L2分別接至U1和U2接線柱，D3接至V1，D2接至W2。
（2）工作原理 當倒順開關的手柄處于中間位置時，D1～D3無電，單相電機不轉。當手柄撥向左側時，L1通過D1連通U1，又通過短接線L3、D3連通V1；L2直接連通U2，又通過D2連通W2。最后形成的電路如圖3-24所示，即正轉接法。當手柄撥向右側時，L1通過D1連通U1，又通過短接線L3、D2連通W2；L2上直接連通U2，又通過D3連通V1。最后形成的電路如圖3-22所示，即反轉接法。
3.2.3 單相電動機用船型開關控制單相異步電動機正、反轉控制
（1）電路原理圖 使用船型開關或波動開關控制如圖3-25所示。
圖3-25 9觸頭船型開關
（2）工作原理 開關控制原理與上例相同，船型開關買回來時，需用短導線按照圖3-25中所示接線方式連接即可安裝使用。
3.2.4 單相電動機用電容運行式單相電機正、反轉控制
（1）電路原理圖 電容運行式單相電機正、反轉控制電路如圖3-26所示。
圖3-26 電容運行式電機
普通電容運行式電機繞組有兩種結構，一種結構主、副繞組匝數及線徑相同；另一種結構主繞組匝數少且線徑粗，副繞組匝數多且線徑細。這兩種電機內的接線方式相同。
在進行主、副繞組及接線端子的判別時，用萬用表（最好用數字表）R×1擋任意測CA、CB、AB阻值，測量中阻值最大的一端為A、B端，另一端為公用端C。當找到C后，測C與另兩端的阻值，阻值小的一組為主繞組，相對應的端子為主繞組端子或接線點；阻值大的一組為副繞組，相對應的端子為副繞組端子或接線點。在測量時如兩繞組的阻值不同，說明此電機有主、副繞組之分；如測量時，兩繞組阻值相同，說明此電機無主、副繞組之分，任一個繞組都可為主，也可為副。
（2）工作原理 正、反轉的控制：對于不分主、副繞組的電機，控制電路如圖3-27所示，C1為運行電容，K可選各種形式的雙投開關；對于有主、副繞組之分的單相電機，實現正、反轉控制，可改變內部副繞組與公共端接線，也可改變定子方向；如需經常改變轉向，則可將內部公用端拆開，參考電容啟動進行電機接線及控制。
圖3-27 電容運轉式電機正、反轉控制電路
3.2.5 三相異步電動機正、反轉電路
（1）電路原理圖 電動機正、反轉電路如圖3-28所示。
圖3-28 異步電動機正、反轉控制電路
（2）工作原理 從圖3-28（b）可知，按下SB2，正向接觸器KM1得電動作，主觸點閉合，使電動機正轉；按停止按鈕SB1，電動機停止；按下SB3，反向接觸器KM2得電動作，其主觸點閉合，使電動機定子繞組與正轉時相序相反，則電動機反轉。
從主回路看，如果KM1、KM2同時通電動作，就會造成主回路短路；如圖3-28（b）所示，如果按了SB2又按了SB3，就會造成上述事故。因此這種線路是不能采用的。如圖3-28（c）所示，把接觸器的動斷輔助觸點互相串聯在對方的控制回路中進行聯鎖控制。這樣當KM1得電時，由于KM1的動作觸點打開，使KM2不能通電。此時即使按下SB3按鈕，也不能造成短路。反之也是一樣。接觸器輔助觸點這種互相制約關系稱為“聯鎖”或“互鎖”。
在機床控制線路中，這種聯鎖關系應用極為廣泛。凡是有相反動作，如工作臺上下、左右移動，機床主軸電動機必須在液壓泵電動機工作后才能啟動，工作臺才能移動等，都需要有類似這種聯鎖控制。
如果現在電動機正在正轉，想要反轉，則必須先按停止按鈕SB1后，再按反向按鈕SB3才能實現，顯然操作不方便。如圖3-28（d）所示利用復合按鈕SB2，就可直接實現由正轉變成反轉。
很顯然采用復合按鈕，還可以起到聯鎖作用，這是由于按下SB2時，只有KM1可得電動作，同時KM2回路被切斷。同理按下SB3時，只有KM2得電，同時KM1回路被切斷。
但只用按鈕進行聯鎖，而不用接觸器動斷觸點之間的聯鎖，是不可靠的。在實際中可能出現這樣的情況：由于負載短路或大電流的長期作用，接觸器的主觸點被強烈的電弧“燒焊”在一起，或者接觸器的機構失靈，使銜鐵卡住總是在吸合狀態。這都可能使觸點不能斷開，這時如果另一接觸器動作，就會造成電源短路事故。
如果用的是接觸器動斷動作，則不論什么原因，只要有一個接觸器是吸合狀態，它的聯鎖動斷觸點就必然將另一接觸器線圈電路切斷，這就能避免事故的發生。
3.2.6 三相異步電動機正、反轉自動循環電路
（1）電路原理圖 正、反轉自動循環電路如圖3-29所示。
圖3-29 行程開關控制的正、反轉電路
機床工作臺往返循環的控制線路，實質上是用行程開關來自動實現電動機正、反轉的。組合機床、龍門刨床、銑床的工作臺常用這種線路實現往返循環。
（2）工作原理 ST1、ST2、ST3、ST4為行程開關，按要求安裝在固定的位置上，當撞塊壓下行程開關時，其動合觸點閉合，動斷觸點打開。其實這是按一定的行程用撞塊壓行程開關，代替了人按按鈕。
按下正向啟動按鈕SB2，接觸器KM1得電動作并自鎖，電動機正轉使工作臺前進。當運行到ST2位置時，撞塊壓下ST2，ST2動斷觸點使KM1斷電，但ST2的動合觸點使KM2得電動作自鎖，電動機反轉使工作臺后退。當撞塊又壓下ST1時，使KM2斷電，KM1又得電動作，電動機又正轉使工作臺前進，這樣可一直循環下去。
SB1為停止按鈕。SB2與SB3為不同方向的復合啟動按鈕。之所以用復合按鈕，是為了滿足改變工作臺方向時，不按停止按鈕可直接操作。限位開關ST2與ST4安裝在極限位置，當由于某種故障，工作臺到達ST1（或ST2）位置時，未能切斷KM2（或KM3）時，工作臺將繼續移動到極限位置，壓下ST3（或ST4），此時最終把控制回路斷開，使ST3、ST4起限位保護作用。
上述這種用行程開關按照機床運動部件的位置或機件的位置變化所進行的控制，稱作按行程原則的自動控制，或稱行程控制。行程控制是機床和生產自動線應用最為廣泛的控制方式之一。
3.2.7 三相異步電動機用行程開關構成的正、反轉限位控制電路
圖3-30所示是由行程開關構成的電動機正、反轉限位控制電路。
圖3-30 由行程開關構成的正、反轉限位控制電路
（1）電路組成 圖3-30所示電路是在接觸器聯鎖正、反轉控制電路的基礎上，增加了正、反轉運轉限位開關SQ1、SQ2。這兩個常閉開關分別串接在正、反轉交流接觸器線圈KM1與KM2的供電回路中，且安裝在預定的位置上，用于控制這兩個接觸器的供電。一旦限位開關被斷開，則電動機也就隨之斷電停止運轉。
（2）工作原理 圖3-30所示電路的工作原理可從正轉限位與反轉限位兩個方面來進行說明。
①正轉限位 按下正轉啟動按鈕開關SB2，KM1交流接觸器線圈得電動作，電動機啟動進行正向運行，帶動運動部件運轉。當運行到設定的位置時，安裝在運動物體上的擋塊碰撞行程開關SQ1使其常閉觸點斷開，就會使KM1線圈的供電被切斷，電動機斷電使帶動的部件也停止運行。此時，即使按SB2，交流接觸器KM1線圈也不會得電，由此可保證運動部件不會越過SQ1所在的位置。
②反轉限位 按下反轉啟動按鈕開關SB3，電動機反轉，運動部件向后運動，一旦運動到行程開關SQ2后，運動部件也會自動停止運行。
在電動機正轉或反轉帶動運動物體移動時，若中間需停車，則只要按下停止按鈕開關SB1即可。
3.2.8 三相異步電動機用聯鎖按鈕開關構成的正、反轉控制電路
圖3-31所示是由聯鎖按鈕開關構成的電動機正、反轉控制電路。
圖3-31 由聯鎖按鈕開關構成的正、反轉控制電路
（1）電路組成 在如圖3-31所示電路中，SB2是正轉按鈕開關，其常開觸點控制正轉交流接觸器KM1線圈電源接通，常閉觸點控制KM2線圈斷電；SB3是反轉按鈕開關，其常開觸點控制反轉交流接觸器KM2線圈電源接通，常閉觸點控制KM1線圈斷電。
KM1、KM2是正、反轉控制交流接觸器，各有四組常開觸點，一組用于自鎖，另三組用于電動機的正、反轉控制。
（2）工作原理 圖3-31所示電路的工作原理可從電動機正轉控制與反轉控制兩個方面來介紹。
①電動機正轉控制 按下正轉按鈕開關SB2時，其常開觸點SB2-1閉合，常閉觸點SB2-2斷開。當常開觸點閉合后，使KM1線圈得電吸合，其常開觸點KM1-1閉合使電路進行自鎖，同時常開觸點KM1-2～KM1-4閉合，使電動機得電正轉。
②電動機反轉控制 當電動機處于正轉時，如需改為反轉，可以不按停止按鈕SB1直接按反轉按鈕開關SB3。
當按下反轉的按鈕開關SB3以后，首先是使接在正轉控制線路中的常閉觸點SB3-1斷開，使正轉交流接觸器KM1線圈斷電釋放，KM1-1～KM1-4常開觸點均復位斷開，使電動機斷電做慣性運動，緊接著SB3的常開觸點SB3-2閉合，使反轉交流接觸器KM2線圈得電吸合，其常開觸點KM2-1閉合進行自鎖，同時常開觸點KM2-2～KM2-4閉合使電動機立即啟動反轉。
上述控制方式既保證了正、反轉交流接觸器KM1與KM2線圈不會同時通電，又可以不用按停止按鈕開關SB1而直接按反轉按鈕開關SB3進行反轉啟動。同樣道理，當由反轉運行換為正向運行時，直接按正轉按鈕開關即可。
此電路當KM1-2～KM1-4主觸點出現粘連時，若按反轉按鈕開關SB3換向，則會發生短路故障。因此可采用由按鈕與接觸器聯鎖構成的正、反轉控制電路。
圖3-32所示是由按鈕與接觸器聯鎖構成的電動機正、反轉控制電路。
圖3-32 由按鈕與接觸器聯鎖構成的電動機正、反轉控制電路
圖3-32所示電路是將按鈕聯鎖與接觸器聯鎖兩種控制線路結合在一起的，以取它們各自的優點并消除各自的不足，主要由KM1、KM2為核心構成。該電路在電動機正轉或反轉切換到另一個轉向時不用按停止按鈕。
3.2.9 三相異步電動機用三只交流接觸器構成的正、反轉電路
圖3-33所示是由三只交流接觸器構成的電動機正、反轉控制電路。
圖3-33 由三只交流接觸器構成的正、反轉電路
（1）電路組成 圖3-33所示電路主要以三只交流接觸器為主構成。其中：SB1為停止按鈕開關；SB3為正轉啟動按鈕開關；SB2為反轉啟動按鈕開關；KM2為正轉控制交流接觸器，KM2-1常開觸點用于自鎖，KM2-2常開觸點用于控制KM1交流接觸器線圈的供電，KM2-3常閉觸點用于控制KM3交流接觸器線圈的供電，KM2-4～KM2-6常開觸點用于控制電動機正向運轉；KM3為反轉控制交流接觸器，其KM3-1常開觸點用于控制KM1交流接觸器線圈的供電，KM3-2常開觸點用于控制KM3線圈的供電，KM3-3～KM3-5常開觸點用于控制電動機反轉，KM3-6常閉觸點用于控制KM2線圈的供電；KM1為電動機供電交流接觸器，其KM1-1～KM1-3常開觸點用于控制電動機的三相電源。
（2）工作原理 圖3-33所示電路的工作原理可從正轉控制與反轉控制兩個方面進行說明。
①正轉控制 按下SB3正轉啟動開關，其常開觸點SB3-1閉合，KM2線圈得電吸合，其KM2-1常開觸點閉合后自鎖；KM2-2常開觸點閉合后使KM1線圈得電吸合，使KM1-1～KM1-3常開主觸點閉合為電動機提供三相供電；KM2-3常閉觸點斷開，切斷了KM3交流接觸器線圈的供電通路，以防KM3誤與KM2同時通電；KM2-4～KM2-6三組常開觸點閉合后，為電動機提供正轉工作電源，使其正向運轉。
②反轉控制 按下SB2反轉啟動開關，其常開觸點SB2-2閉合，KM3線圈得電吸合，其KM3-2常開觸點閉合后自鎖；KM3-1常開觸點閉合后使KM1線圈得電，其KM1-1～KM1-3常開觸點閉合后為電動機提供三相供電；KM3-3～KM3-5三組常開觸點閉合后為電動機提供反轉工作電源，使其反向運轉；KM3-6常閉觸點斷開后，切斷了KM2線圈的電源通路，使其不會與KM3線圈同時工作。需要停機時，按下SB1停止按鈕開關即可。
3.2.10 三相異步電動機用兩只交流接觸器構成的全壓啟動正、反轉聯鎖電路
圖3-34所示是由兩只交流接觸器構成的異步電動機全壓啟動正、反轉聯鎖控制電路。
圖3-34 由兩只交流接觸器構成的全壓啟動正、反轉聯鎖電路
（1）電路組成 圖3-34所示電路中的QS為組合開關，用于控制整個電路的三相供電，SB2為正轉控制按鈕開關，用于控制電動機的正向運轉；SB3為反轉控制按鈕開關，用于控制電動機的反向運轉；SB1為停止按鈕開關，用于控制電動機停止工作；KM1為控制正轉的交流接觸器線圈，有KM1-1～KM1-5共四組常開觸點，一組常閉觸點，KM2為控制反轉的交流接觸器線圈，有KM2-1～KM2-5共四組常開觸點，一組常閉觸點；FU1～FU5為熔斷器。當接觸器KM1的KM1-2～KM1-4三組主觸點接通時，三相電源的相序按L1、L2、L3接入電動機。而當KM2接觸器KM2-2～KM2-4三組主觸點接通時，三相電源的相序按L3、L2、L1接入電動機，電動機的旋轉方向與上相反。
線路要求交流接觸器KM1與KM2不能同時通電，否則它們的主觸頭將同時閉合，進而會導致L1、L3兩相電源短路。為此，在KM1和KM2線圈各自支路中相互串聯了對方的一組動、斷輔助觸頭，用于保證交流接觸器KM1和KM2不會同時通電。KM1和KM2這兩組動、斷輔助觸點KM1-1、KM2-1在線路中所起的作用就是聯鎖作用（又稱為互鎖作用）。這兩組常開觸點就稱為聯鎖觸頭。
（2）工作原理 圖3-34所示電路的工作原理可從正轉控制過程與反轉控制過程兩個方面進行說明。
①正轉控制過程 當按下SB2按鈕后，KM1繼電器線圈得電吸合，其KM1-2～KM1-4三組常開觸點閉合后，為電動機M提供三相交流電源，使M得電運轉；KM1-5常開觸點閉合后進行自鎖，以使SB2按鈕開關被松開后，KM1交流接觸器線圈仍保持通電，維持電動機繼續運轉；KM1-1常閉觸點被斷開后，切斷了KM2交流接觸器線圈的回路，以防止KM1與KM2同時通電而造成事故。
②反轉控制過程 當要進行反轉時，先按下SB1按鈕開關，使KM1交流接觸器線圈斷電釋放，其自鎖觸頭KM1-5和主觸點KM1-2～KM1-4均斷開，KM1-1連鎖觸點閉合，電動機斷電。
再按SB3按鈕開關，KM2交流接觸器線圈得電吸合，其KM2-2～KM2-4主觸點閉合后使電動機得電進行反轉；KM2-5常開觸點閉合后進行自鎖，以使SB3按鈕開關被松開以后，KM2線圈電源仍保持接通狀態，維持電動機繼續運轉；KM2-1常閉觸點斷開后，切斷了KM1線圈的回路，以防止KM2與KM1同時通電。
3.2.11 三相、繞線轉子異步電動機的正、反轉控制電路
（1）電路原理圖 繞線轉子異步電動機的正、反轉及調速控制電路如圖3-35所示。圖3-35中凸輪控制器共有九對常開觸頭，其中四對觸頭用來控制電動機的正、反轉，另外五對觸頭與轉子電路中所串的電阻相接，控制電動機的轉速，凸輪控制的手輪除“0”位置外，其左、右各有五個位置，當手輪處在各個位置時，相應各對觸頭接通。
圖3-35 繞線轉子電動機的正、反轉及調速控制電路
（2）工作原理 手輪由“0”位置向右轉到“1”位置時，由圖3-35可知，電動機M通入U、V、W的相序開始正轉，啟動電阻全部接入轉子回路，如手輪反轉，即由“0”位置向左轉到“1”位置時，從圖中可看出電源改變相序，電機反轉。