感应电机常用电气制动方法.

机电学院机电工程系1第五章异步电动机的电气制动一、概述1、电力拖动系统的制动方式机械制动——用于停车制动；电气制动——用于减速制动、限速制动；2、交流异步电机的电气制动方式发电反馈制动；反接制动；动力制动；§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系2第五章异步电动机的电气制动二、发电反馈制动1、基本原理1）基本原理当nn0时，S0，使F与n方向相反;2）基本方法（1）在重力载荷作用下，使nn0时，产生制动——限速制动；（2）采用调频电源（f↓→n0↓），使nn0=60f/p时，产生制动力（称低频制动）——减速制动；§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系3§5-1异步电动机电气制动的种类二、发电反馈制动第五章异步电动机的电气制动基本原理分析：如图5-1重物下放拖动系统(n-n0)Fnn0制动状态nn0S0机电学院机电工程系4第五章异步电动机的电气制动二、发电反馈制动2、工作特性特性方程主要特点：制动时，nn0，S0，(S为负值)制动特性，位于第2象限；mmmSSSSMM2§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系5第五章异步电动机的电气制动二、发电反馈制动1）在恒频电源下，通过重力负载实现限速制动。主要特点：勿需改变正常接线方式；不增加任何设备;节能效果好——向电网反馈电能;使用条件：——用于重力负载的限速制动，nn0。3、实际应用§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系6第五章异步电动机的电气制动二、发电反馈制动3、实际应用2）采用变频电源，通过调频实现制动；主要特点：采用变频电源；制动力矩可调，制动效果好；但不能向电网反馈电能，只能消耗在电阻中。使用条件：用于减速或限速制动，nn0§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系7第五章异步电动机的电气制动三、反接制动1.制动方式1）两相反接制动;改变φ(n0)方向，M0，n0;2）反转反接制动改变n方向，n0，M0;§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系8第五章异步电动机的电气制动基本原理①改变定子三相电源任意两相相序使n00→S1,M0，产生制动。②在转子绕组中串入电阻进行限流增加,并调节制动力。主要应用：减速制动；三、反接制动1）两相反接制动;改变φ(n0)方向,M0,n0;§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系9第五章异步电动机的电气制动基本原理：①在转子绕组中串入电阻R2，使MML，转速n0,S1;②n与M方向相反，产生制动力。主要应用：限速制动；三、反接制动2）反转反接制动改变n方向,n0,M0;§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系10第五章异步电动机的电气制动三、反接制动2.主要应用1）两相反接制动——减速制动；2）反转反接制动——限速制动；重力提升重力提升重力下放§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系11第五章异步电动机的电气制动三、反接制动3.主要特点优点：方法简单、制动力矩大，能实现减速和限速制动；缺点：S1，能量损耗较大；SMPPrIS02223§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系12第五章异步电动机的电气制动四、动力制动动力制动——也称为能耗制动；主要应用——减速制动和低速限速制动。基本原理制动时，定子接直流电源，使f1=0，n0=0；制动状态(n0-n)=-nFnn0=0当n0=0时，Δn=n0-n0，I20，M0，产生制动；§5-1异步电动机电气制动的种类机电学院机电工程系13第五章异步电动机的电气制动基本原理——将定子的三相交流激磁改成直流激磁，使定子的旋转磁场变成静止磁场，转子在负载力矩作用下进行发电制动。动力制动--需要解决的问题：1）三相交流激磁与直流激磁的等效关系及其接线方式；2）直流励磁方式对动力制动机械特性的影响；§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系14第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系等效关系--需要解决的主要问题：①如何将三相定子绕组与直流电源进行连接？②在定子绕组中应通入多大的直流激磁电流？基本要求：保证三相交流激磁与直流激磁的磁势平衡关系；主要因素：取决于电动机三相定子的连接方式（Y或△连接）；§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系15第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系设：任意时刻t，定子线圈三相绕组的相电流为：三相交流注：表示电流i为正值；表示电流i为负值；abcotIiasin21)32sin(21tIib)32sin(21tIic1）三相交流励磁的变化规律§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系16第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系（1）当t=0瞬时，定子的三相交流电为：tIiasin21)32sin(21tIib)32sin(21tIic=0=-1.23I1=+1.23I1交-直流的等效关系：123.1IId三相交流注：表示电流i为正值；表示电流i为负值；abco0t两相接法注：表示电流i为正值；表示电流i为负值；cbao2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系17第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系（2）当ωt=π/2时，定子的三相交流电为：tIiasin21)32sin(21tIib)32sin(21tIic=+1.41I1=-0.707I1=-0.707I1交-直流的等效关系：三相交流注：表示电流i为正值；表示电流i为负值；abco2t三相接法注：表示电流i为正值；表示电流i为负值；abco141.1IId2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系18第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系设：三相绕组的相电流为：aiaibcbicicaiabibctIiabsin21)32sin(21tIibc)32sin(21tIica电源线电流与绕组相电流的关系)6sin(231tIia)632sin(231tIib)632sin(231tIic1）三相交流励磁的变化规律§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系19第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系（1）当ωt=π/2时，电源三相线电流：aiaibcbic1112.223IIia1112.223IIib0ciaiaibcbic=0交-直流励磁的等效关系：112.2IId2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系20第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系（2）当ωt=π/3时，电源三相线电流：aiaibcbic交-直流励磁的等效关系：145.221Iia145.2Iib145.221IicaiaId/2IdibcbId145.2IId2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系21第五章异步电动机的电气制动一、交-直流励磁电流的等效关系各种接线方式与等效电流的关系如表5-1§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系22第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路等值电路——将转子回路的电源参数（I2、E2）和电路参数（R2、X2）按一定的等效折算原则，折算到定子一侧的电路。r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路基本定义：§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系23第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路等值电路的实际意义：可利用电路原理及其计算方法，对异步电机的定子与转子工作参数进行定量计算和分析，并得出电机在动力制动状态下的机械特性方程和特性。§5-2动力制动的工作原理机电学院机电工程系24第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路等值电路的等效折算关系r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路1、定子磁势与转子磁势的平衡关系2、转子回路的电势平衡关系102211WIWIWI§5-2动力制动的工作原理)(22222LjRIE3、定子回路的电势平衡关系11111()UEIRjx机电学院机电工程系25第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路1、定子磁势与转子磁势的平衡关系102211WIWIWI02101221IIIIWWII/§5-2动力制动的工作原理—称定子的励磁电流——称转子等效电流—01222IWWII/机电学院机电工程系26第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路1、定子磁势与转子磁势的平衡关系1）电动机状态下021III/1211110444kRWfURWI.当U1一定，φ恒定；I1随I/2变化；§5-2动力制动的工作原理r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路机电学院机电工程系27第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路1、定子磁势与转子磁势的平衡关系2）动力制动状态下021III/定子磁势W1I1——恒定（直流励磁）合成气隙磁通φ，随I2变化。§5-2动力制动的工作原理r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路102211WIWIWI机电学院机电工程系28第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路2、转子回路的电势平衡关系)(2222jxRIE)(2022202xjSRIESE)(202220jxSRIE（5-21）§5-2动力制动的工作原理202SEE202Sxx其中r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路机电学院机电工程系29第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路2、转子回路的电势平衡关系)(2222jxRIE§5-2动力制动的工作原理r1U1x1x2r2I1E1E2I2定子与转子的电路原理图r1x1x/2I1RmI/2U1I0r/2/sE1xm电机T形等效电路)(/22220jxSRIE（5-21）)(202220jxSRIE（5-21）机电学院机电工程系30第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路2、转子回路的电势平衡关系)(2222jxRIE§5-2动力制动的工作原理)(/22220jxSRIE（5-21）)(202220jxSRIE（5-21）各参数的等效关系212/2)(IWWI2021/20)(EWWE2221/2)(RWWR2221/2)(xWWx磁势平衡等效原则视在功率不变铜耗不变无功功率不变机电学院机电工程系31第五章异步电动机的电气制动二、交流异步电机的等效电路2、转子回路的电势平衡关系§5-2动力制动的工作原理转子回路的等效过程c