第二章-第八節(jié)：三相異步電動機的制動

第八節(jié)：三相異步電動機的制動第二章

三相異步電動機

目錄目錄Content三相異步電機的機械制動01三相異步電機的電氣制動023概述三相異步電動機制動在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往要求電動機能夠迅速停車或者機械設(shè)備能夠準(zhǔn)確定位，因此制動的方法尤為重要。何謂三相異步電動機的制動？在切斷電源以后，利用電氣原理或機械裝置使電動機迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為三相異步電動機的制動。三相異步電動機的制動分類：電氣制動反接制動制動能耗制動機械制動電磁抱閘電磁離合器一、三相異步電動機的機械制動機械制動最常用的裝置是電磁抱閘，它主要由制動電磁鐵和閘瓦制動器兩大部分組成。制動電磁鐵包括鐵心、電磁線圈和銜鐵，閘瓦制動器則包括閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等，如圖2-45所示。斷電制動型電磁抱閘的基本原理是：制動電磁鐵的電磁線圈(有單相和三相)與三相異步電動機的定子繞組相并聯(lián)，閘瓦制動器的轉(zhuǎn)軸與電動機的轉(zhuǎn)軸相連。當(dāng)電動機通電運行時，制動器的電磁線圈也通電，產(chǎn)生電磁力通過杠桿將閘瓦拉開，使電動機的轉(zhuǎn)軸可自由轉(zhuǎn)動。停機時，制動器的電磁線圈與電動機同步斷電，電磁吸力消失，在彈簧的作用下閘瓦將電動機的轉(zhuǎn)軸緊緊抱住，因此稱為電磁“抱閘”。5任務(wù)一三相異步電動機制動控制一、三相異步電動機的機械制動1.電磁抱閘裝置

圖8-1電磁抱閘制動器的結(jié)構(gòu)1—線圈2—銜鐵3—鐵心4—彈簧5—閘輪6—杠桿7—閘瓦8—軸電磁抱閘主要包括：制動電磁鐵和閘瓦制動器。起重機械經(jīng)常使用斷電制動型電磁抱閘，如橋式起重機、提升機、電梯等，這種制動器在平時緊抱制動輪，當(dāng)起重機工作時松開，在停機時保證定位準(zhǔn)確，并避免重物自行下墜而造成事故。6任務(wù)一三相異步電動機制動控制電磁抱閘制動器分為斷電制動型和通電制動型。因此機械制動控制電路也有斷電制動和通電制動兩種。在電梯、起重、卷揚機等升降機械上，通常采用斷電制動。其優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確定位，同時可防止電動機突然斷電或線路出現(xiàn)故障時重物的自行墜落。在機床等生產(chǎn)機械中采用通電制動，以便在電動機未通電時，可以用手扳動主軸以調(diào)整和對刀。電動葫蘆一、三相異步電動機的機械制動7任務(wù)一三相異步電動機制動控制3.擴展閱讀起重機制動器電磁抱閘8三、三相異步電機的電氣制動電氣制動是使電動機產(chǎn)生一個與原來轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向相反的制動轉(zhuǎn)矩來使電動機迅速停車。常用的電氣制動有反接制動和能耗制動兩種。

反接制動的優(yōu)點：制動力強、制動迅速；缺點是制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊力強烈、易損壞傳動零件、制動能量消耗較大。因此反接制動一般用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經(jīng)常起動與制動的場合。

能耗制動的優(yōu)點：制動力較強，能耗少，制動較平穩(wěn)，對電網(wǎng)沖擊小；缺點是低速時制動力矩也隨之減小，不易制停，需要直流電源。能耗制動常用與機床設(shè)備中。1.三相異步電動機的反接制動(1)電源反接制動電動機在停機后因機械慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時如果和控制電動機反轉(zhuǎn)一樣改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍妱訖C的旋轉(zhuǎn)磁場隨即反向，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機的旋轉(zhuǎn)方向相反，為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機很快停下來，這就是反接制動。在異步電動機的幾種電氣制動方法中，反接制動簡單易行，制動轉(zhuǎn)矩大、效果好。問題是，在開始制動的瞬間，轉(zhuǎn)差率s>1,電動機的轉(zhuǎn)子電流比起動時還要大，為限制電流的沖擊，往往在定子繞組中串入限流電阻R。三、三相異步電機的電氣制動1.三相異步電動機的反接制動此外，在電動機轉(zhuǎn)速接近降為零時，若不及時切斷電源，電動機就會反向起動而達(dá)不到制動的目的。其原理電路如圖2-46所示。制動時先斷開開關(guān)S1,再合上開關(guān)S2。在操作時絕對不能在未斷開S1時合上S2。反接制動在制動時仍需從電源吸收電能，故經(jīng)濟性能差，但能很快使電動機停轉(zhuǎn)，故制動性能較好。1.三相異步電動機的反接制動（2）倒拉反轉(zhuǎn)制動若電動機拖動的是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(如起重機械)TL,在提升時電動機工作在如圖2-47所示機械特性曲線1的a點，現(xiàn)在轉(zhuǎn)子中串入電阻使電動機工作的機械特性曲線變?yōu)?,由于拖動轉(zhuǎn)矩不變，則電動機的工作點由a點過渡到b點，電動機轉(zhuǎn)速下降，但依然在提升重物，為電動機工作狀態(tài)。若轉(zhuǎn)子串入的電阻足夠大，使機械特性曲線變?yōu)?,則在電動機轉(zhuǎn)速下降到零時電動機產(chǎn)生的拖動轉(zhuǎn)矩(對應(yīng)于圖中d點的轉(zhuǎn)矩)仍小于位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩T。此時在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的拖動下使電動機反轉(zhuǎn)，直到c點，此時電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與TL相平衡，則機組穩(wěn)速(nc)反向轉(zhuǎn)動，即起重機將重物以一個平穩(wěn)的低速緩慢下放。這種制動狀態(tài)，電動機電磁轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動起制動作用，但轉(zhuǎn)子仍反轉(zhuǎn)，故稱為倒拉反轉(zhuǎn)制動運行狀態(tài)。改變串入轉(zhuǎn)子的電阻值，可調(diào)節(jié)工作點c,即調(diào)節(jié)機組的轉(zhuǎn)速。2.三相異步電動機的能耗制動三相異步電動機的能耗制動就是在斷開電動機三相電源的同時接通直流電源，此時直流電流流入定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，切割定子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力作用，其方向與電動機轉(zhuǎn)動方向相反，因而起到制動作用。制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)。直流電流一般為電動機額定電流的0.5～1倍。其整個過程如圖2-48所示。3.三相異步電動機的再生制動(回饋制動)當(dāng)異步電動機在電動狀態(tài)下運行時，由于某種原因，使電動機的轉(zhuǎn)速n超過了旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n;(此時s<0)則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機運行狀態(tài)時相反，從而使轉(zhuǎn)子電流及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩改變方向，成為與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的制動轉(zhuǎn)矩，電機即在制動狀態(tài)下運行，這種制動稱為再生制動。此時電機變成一臺與電網(wǎng)并聯(lián)的發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)變成電能反送回電網(wǎng)，因此又稱回饋制動。在生產(chǎn)實踐中，出現(xiàn)異步電動機轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速一般有以下兩種情況：一種是出現(xiàn)在位能負(fù)載下放時，例如起重機在下放重物時或電傳動機車車輛在下圾運行時，此時重物作用于電動機上的外加轉(zhuǎn)矩與電動機的電磁轉(zhuǎn)矩方向相同，使電動機轉(zhuǎn)速很快即超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速mi。另一種出現(xiàn)在電動機變極調(diào)速(或變頻調(diào)速)的過程中，如三相變極多速異步電動機，當(dāng)2p=