6.1.3-三相异步电动机能耗制动原理及控制电路的识读.

《机床电气控制系统运行与维护》学习情境六三相异步电动机的制动控制6.1三相异步电动机制动控制的原理6.1.3三相异步电动机能耗制动原理及控制电路的识读《机床电气控制系统运行与维护》能耗制动是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转的动能来实现制动的。（一）能耗制动原理《机床电气控制系统运行与维护》能耗制动是在切除三相交流电源后，定子绕组通直流电流，在定子、转子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动的转子导体切割该磁场，形成感应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而使电动机迅速停转，并在制动结束后将直流电源切除，其制动原理如图6-11所示。图6-11能耗制动原理图《机床电气控制系统运行与维护》先断开交流电源开关QS1，切断电动机的交流电源，此时转子仍沿原方向惯性运转，随后立即合上直流电源开关QS2，并将QS1向下合闸，电动机V、W两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，惯性运动的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感生电流，其方向可用右手定则判断出来，上面标记为⊕，下面标记为⊙。转子绕组中一旦产生感生电流，又将立即受到静止磁场的作用而产生电磁转矩，用左手定则判断可知此转矩的方向正好与电动机的转向相反，使电动机受制动迅速停转。由于这种制动方法是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动，也称为动能制动。《机床电气控制系统运行与维护》从电动机的机械特性图中可以看出，当电动机的转速下降为零时，制动转矩也将为零，所以能耗制动能使电动机准确停车。《机床电气控制系统运行与维护》在能耗制动控制线路中，直流电源一般通过整流环节直接从三相电源获得。常用的整流环节有半波整流和全波整流。（二）直流电源1.半波整流半波整流能耗制动一般选用一个整流二极管串接在电动机定子绕组其中一相电源电路中，利用晶体二极管的单向导通特性，把380V的交流电压整流为脉动的直流电压。《机床电气控制系统运行与维护》2.全波整流用四只整流二极管构成桥式整流电路，有分立元件的，也有集成元件的。这种整流电路输出的脉动电压较之半波整流平稳。由于能耗制动并不要求恒稳电压，所以不需要设置滤波电路和稳压电路。3.直流电源的选择能耗制动中，通入电动机的直流电流不能太大，过大会烧坏定子绕组。因此，能耗制动直流电源的选择有一定的要求《机床电气控制系统运行与维护》以单相桥式整流电路为例，直流电源估算方法和步骤如下：①先测量出电动机三相绕组任意两相之间的电阻R0（Ω）②测量电动机的空载电流I0（A）③能耗制动所需的直流电流IL＝KI0（A）直流电压UL＝ILR0（V）其中K是系数，一般取3.5～4。若考虑到电动机定子绕组发热情况，并使制动达到较为满意的效果，对于转速高、惯性大的拖动系统可取上限。《机床电气控制系统运行与维护》④单相桥式整流变压器副边绕组电压和电流的有效值分别为U2=UL/0.9I2=IL/0.9变压器计算容量为S=U2I2如果制动不频繁，可取变压器实际容量为S'=（1/3-1/4）S⑤可调电阻R≈2W，功率PR=IL2R，实际选用时，电阻功率也可小些。⑥整流二极管的额定电压、反向击穿电压和功率等参数要与现场条件吻合。《机床电气控制系统运行与维护》仔细体会反接制动和能耗制动的工作原理，对比两种制动方式的不同。《机床电气控制系统运行与维护》（三）无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制线路1.电路构成图6-12无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制电路《机床电气控制系统运行与维护》2.电路工作原理先合上电源开关QS单相启动运转：图6-13电动机单向启动的控制流程《机床电气控制系统运行与维护》能耗制动停转:图6-14电动机能耗制动停止的控制流程《机床电气控制系统运行与维护》图6-12中KT的瞬动常开触点除了起自锁作用外，在KT出现线圈断线或机械卡住等故障时，按下并松开SB2后能使电动机制动后脱离直流电源（规避KM2自锁不能解除的现象）。《机床电气控制系统运行与维护》（四）无变压器单相半波整流双向启动能耗制动控制线路1.电路构成图6-15无变压器单相半波整流双向启动能耗制动控制电路《机床电气控制系统运行与维护》2.电路工作原理先合上电源开关QS正向启动运行：反转启动运行：图6-16电动机正向启动运行的控制流程图6-17电动机反转启动运行的控制流程《机床电气控制系统运行与维护》能耗制动停转：图6-18电动机能耗制动停止的控制流程《机床电气控制系统运行与维护》（五）有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制线路10kW以上容量电动机大多采用有变压器单相全波整流能耗制动图6-19有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制电路图6-19有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制电路《机床电气控制系统运行与维护》（1）该电路通过整流变压器TC和桥式全波整流器提供直流电源给电动机绕组，而整流变压器和可调电阻用来调节直流电流，从而调节制动强度。（2）KM2的主触点分两组使用：其中一对用在变压器的输入端，另两对用在变压器的输出端，这样就使得整流变压器的原边（交流侧）与副边（直流侧）同时切换，有利于提高触点的使用寿命。线路特点：《机床电气控制系统运行与维护》在如图6-19所示线路中，KM2的主触点分两组使用：其中一对用在变压器的输入端，另两对用在变压器的输出端，这样就使得整流变压器的原边（交流侧）与副边（直流侧）同时切换，有利于提高触点的使用寿命。《机床电气控制系统运行与维护》小结：能耗制动时产生的制动力矩大小，与通入定子绕组中的直流电流大小、电动机的转速及转子电路中的电阻有关。电流越大，产生的静止磁场就越强，而转速越高，转子切割磁力线的速度就越大，产生的制动力矩也就越大。能耗制动的优点是制动平稳、准确，对机械传动装置的冲击小，而且能量消耗少；缺点是需要附加直流电源，设备成本较高，制动力较弱，特别在低速时制动力矩小。《机床电气控制系统运行与维护》1．整流电路在能耗制动控制中起什么作用？2．半波整流能耗制动与全波整流能耗制动的区别在哪里？《机床电气控制系统运行与维护》