電機控制器

電機控制器是通過主動工作來控制電機按照設定的方向、速度、角度、回響時間進行工作的積體電路。

在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，並將部分剎車能量存儲到動力電池中。它是電動車輛的關鍵零部件之一

CNC可程式步進電機控制器可與步進電機驅動器、步進電機組成一個完善的步進電機控制系統，能控制三台步進電機分時運行本控制器採用計算機式的程式語言，擁有輸入、輸出、計數等多種指令。具有編程靈活、適應範圍廣等特點，可廣泛套用於各種控制的自動化領域。

基本介紹

• 中文名：電機控制器
• 外文名：motor controller
• 種類：直流，交流
• 驅動方式：DTC、VC、V/F
• 套用領域：汽車，家電，工控，軍事

控制器原理

在許多套用都會用到功率低於300 W的小型電機，例如汽車、印表機、複印機、紙張處理機、工廠自動化、太空和軍事載具、測試設備和機器人。整體而言，電機的產量約和其功率大小成反比，這表示小型電機的產量遠超過大型電機。

電機控制器

類型

電動機控制器可以由人工操作，也可以是遙控或是自動操作，可以只包括啟動及停止電動機的功能，也可以包括其他較複雜的功能。

電動機控制器可以用配合電動機的型式來分類，例如驅動永磁同步電動機、伺服電動機、串激或分激直流電動機，或是交流電動機。

電動機控制器會連線到電源，可能是電池或是市電，也會有一些可以輸入或輸出（數位或類比）訊號的電路。

電機起動器

小電動機可以用開關或斷路器接到電源來啟動，大電動機需要配合特殊的切換單元，稱為電動機啟動器或電動機接觸器。當啟動時，線上直接起動（direct on line，簡稱DOL）的啟動器會直接將電動機接到電源。降壓啟動器、Y-Δ切換啟動器或軟啟動器會藉由降電壓的電路將電源接到電動機，之後電壓會逐漸上升或分段上升。較小功率的電動機啟動器是一個人工操作的開關，較大的電動機或是需要遙控或是自動控制的套用，一般會使用磁性接觸器。中壓電源（約數千伏特）會用斷路器作為開關元件。

線上直接起動（direct on line，簡稱DOL）的電動機啟動器會將線電壓全部加到電動機端，這是最簡單的電動機啟動器。線上直接起動的啟動器也可以包括保護元件。小功率的線上直接起動啟動器是用人工操作的，大功率的啟動器會用機電的接觸器（繼電器）來切換電動機電路，也有使用固態電子的線上直接起動啟動器。

若電動機啟動的高突入電流不會造成電源的過多電壓下降，此時就會使用線上直接起動的啟動器。啟動器可以配合的最大電動機功率也會受限於電源的能力。例如一些農村的電力設備可能會要求大於10kw的電動機使用減壓的電動機啟動器。

有時會用線上直接起動來啟動小型的水泵、壓縮機、風扇及輸送帶。像是鼠籠式電動機，電動機若用線上直接起動，加速在全速之前會有高啟動電流，約為滿載額定電流的6至7倍。為了減小突入電流，大電動機會用減速式電動機啟動器或是調速驅動器來減小啟動時電源的電壓下降。

可反向的電動機啟動器可以讓電動機正轉或是反轉。這類啟動器會包括二組線上直接起動的電路，分別針對正轉及反轉，並有機械或電氣上的互鎖，避免二個電路同時動作。三相電動機可以對調二相來達到反轉，單相的交流電動機或直流電動機需要其他的設備來達到反轉。

降壓起動器

可以用二個或是多個接觸器，在電動機啟動時提供較低的電壓。使用自耦變壓器或串聯電感，可以在電動機啟動時在端子輸入較低的電壓，減小啟動轉矩及突入電流，在電動機的速度到達額定轉速的一定比例時，起動器自動將電動機端子切換到正常電壓輸入。因為自耦變壓器及串聯電感只在啟動時有重壓的啟動電流流過，時間可能只有幾秒，因此其額定會比相同電流，連續使用下的額定要小。較低的電壓到正常電壓的切換可以用時間計時來切換，或是配合電流感測器，當電流開始下降時進行切換。Korndörfer自耦變壓器啟動器曾在1908年申請專利。

調速驅動器

調速驅動器（adjustable-speed drive，簡稱ASD）或是變速驅動器 (variable-speed drive，簡稱VSD) 是一個可以調整機械負載工作速度的設備組。調速驅動器包括一個電動機、速度控制器或功率轉換器，再加上輔助的設備或是儀器。不過一般而言，驅動器（drive）只會用來指控制器。許多新型的調速驅動器也可以進行電動機緩起動。

智慧型控制器

智慧型控制器利用微處理器來控制電動機控制中用到的功率元件，也可以監控電動機的負載，將電動機的轉矩和負載相配合，其作法是降低給電動機的交流電電壓，同時降低電流及無效功率，因此若電動機長時間運作在輕載條件下，上述方式可以量測對能源效率的改善程度，此時產生的熱、噪音及振動也隨之降低。

範圍

套用最廣泛的小型電機包括直流電機、無刷直流電機和步進電機。 步進電機、直流電機和無刷直流電機的主要區別在於它們的驅動方式。

套用

每個電動機都會有對應的控制器，控制器的特性及複雜度會隨依電動機需要呈現的性能而不同。

最簡單的控制器是連線電動機及電源的開關，例如小的家電或動力工具等。開關可以以人工方式操作，或是用連線到一些感測器的繼電器或接觸器來自動啟動或停止電動機。開關可以有不同的選擇位置，讓電動機以不同的方式連線到電源，可能包括減低電動機啟動時的電壓，反轉運轉，或是選擇不同的速度。小型的控制器可能會省略過載及過流等保護裝置，此時就靠外在的過流保護線路來避免電流過大，小電動機有些有內建的過載保護，在過載時自動開路避免過載。較大的電動機會有在控制器中加入過載繼電器或溫度感測的繼電器，以及保險絲或斷路器避免過電流。自動的電動機控制器也可能包括極限開關或其他設備以保護機械。

更複雜的電動機控制器可以精確的控制電動機的速度及轉矩，也可能是機械控制位置的閉迴路控制系統中的一部分。例如數控車床需要依事先設定的曲線精確的控制刀具的位置，而且要依負載及外界力量來加以補償，以維持刀具在既定的位置上。