電動機的制動方式

傳統(tǒng)的鼠籠式異步電動機起、制動控制方式一般有四種，即定子回路串電阻起動，Y/△起動，自耦變壓器起動和延邊三角形起動;制動方式有三種，反接制動，能耗制動和電容制動，其中任何一種起，、制動控制方式的實現(xiàn)通常由繼電器-接觸器控制系統(tǒng)來完成。本設(shè)計采用Y/△起動和反接制動方式。Y/△起動是定子繞組接成三角形的籠形異步電動機在起動時為星形連接，來達到降壓起動以限制起動電流的目的；當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值時，再將定子繞組恢復(fù)三角形連接，電動機進入全壓正常運行狀態(tài)，從而完成電機的起動。反接制動是利用改變?nèi)喈惒诫妱訖C定子繞組上三相電源的相序，使定子產(chǎn)生反相旋轉(zhuǎn)的磁場，從而產(chǎn)生制動力矩的方法。在反接制動時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的兩倍，因此，制動電流大，制動力矩大，制動迅速。但為防止電機反相再起動，必須在反接制動到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于零時，及時切除電機電源。

電動機被停止后還有一定的旋轉(zhuǎn)慣性，在要求停止準確的設(shè)備就要采用制動方式使電機停止后迅速靜止。

較常用的有：

1》能耗制動。

2》反接制動。

3》電磁抱閘制動。

電動機的制動方式主要有機械制動和電氣制動，機械制動是通過機械裝置來卡住電機主軸，使其減速，如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制動器。電氣制動時在應(yīng)用中多采用電氣制動，常用的電氣制動方式有：??

1.?短接制動??

制動時將電機的繞組短接，利用繞組自身的電阻消耗能量。由于繞組的電阻較小，耗能很快，有一定的危險性，可能燒毀電機。??

2.?反接制動??

直流電機制動，將電機的電源正負極反接，改變電樞電流的方向，這樣轉(zhuǎn)矩的方向也改變，使得轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的方向相反。交流電機制動采用改變相序的方法產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，原理類似。反接制動制動力強，制動迅速，控制電路簡單，設(shè)備投資少，但制動準確性差，制動過程中沖擊力強烈，易損壞傳動部件。??

3.?能耗制動??

制動時在電機的繞組中串接電阻，電動機相當(dāng)于發(fā)電機，將擁有的能量轉(zhuǎn)換成電能消耗在所串接電阻上。這種方法在各種電機制動中廣泛應(yīng)用，變頻控制也用到了。從高速到低速（零速），這時電氣的頻率變化很快，但電動機的轉(zhuǎn)子帶著負載（生產(chǎn)機械）有較大的機械慣性，不可能很快的停止，這樣就產(chǎn)生反電勢EU（端電壓）電動機處于發(fā)電狀態(tài)，其產(chǎn)生反向電壓轉(zhuǎn)矩與原電動狀態(tài)轉(zhuǎn)矩相反，而使電動機具有較強的制動力矩，迫使轉(zhuǎn)子較快停下來但由于通常變頻器是交－直－交主電力AC/DC整流電路是不可逆的因此無法回饋到電網(wǎng)上去，結(jié)果造成主電路電容器二端電壓升高，稱泵升電壓，當(dāng)超過設(shè)定上限值電壓時，制動回路導(dǎo)通，這就是制動單元的工作過程，制動電阻流過電源，從而將動能變熱能消耗電壓隨之下降，待到設(shè)定下限值時即斷。這種制動方法屬不可控，制動力矩有波動，制動時間是可人為設(shè)定的。??

制動電阻的選取經(jīng)驗：??

①?電阻值越小，制動力矩越大，流過制動單元的電流越大;??

②?不可以使制動單元的工作電流大于其允許最大電流，否則要損壞器件;??

③?制動時間可人為選擇;??

④?小容量變頻器（≤7.5KW）一般是內(nèi)接制動單元和制動電阻的;??

⑤?當(dāng)在快速制動出現(xiàn)過電壓時說明電阻值過大來不及放電，應(yīng)減少電阻值。??

4.?直流制動??

主要用于變頻控制中。在電動機定子加直流電壓，此時變頻器的輸出頻率為零，這時定子產(chǎn)生靜止的恒定磁場，轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)子切割此磁場產(chǎn)生制動力矩，迫使電動機轉(zhuǎn)子較快的停止，這樣電動機存諸的動能換成電能消耗于步電動機的轉(zhuǎn)子電路中。??

5.?能量回饋制動??

當(dāng)采用有源逆變技術(shù)控制電機時，將制動時再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，并將電能消耗在電網(wǎng)上從而實現(xiàn)制動。能量回饋裝置系統(tǒng)具有的優(yōu)越性遠勝過能耗制動和直流制動所以近年來不少使用單位結(jié)合使用設(shè)備的特點紛紛提出要求配備能量回饋裝置的要求國外也僅有ABB、西門子、富士、安川、芬蘭Vacon等少數(shù)不多的公司能提供產(chǎn)品國內(nèi)幾乎空白。??

6.?并聯(lián)電容制動??

一種電容放電式三相單相伺服電機電制動方法，其特征在于：在旋轉(zhuǎn)的電機需要制動時，將原電源輸入斷開，并同時將充有電能的電容連接在伺服電機繞組上，通過電機繞組放電，在電機內(nèi)產(chǎn)生直流磁場，在直流磁場作用下，使電機轉(zhuǎn)子制動，進行電機制動，同時電容的電能消耗，當(dāng)電機制動后，電容的電能耗盡。其方法能耗溫升小，防止電機燒毀，電機壽命長，制動效果好。該結(jié)構(gòu)便于現(xiàn)場更換，提高電制動效果，提高了電動執(zhí)行器的可靠性?

使旋轉(zhuǎn)中的電動機獲得一個逆旋轉(zhuǎn)方向的力矩，以使其較快地降低轉(zhuǎn)速的過程，稱為電動機的制動。對于傳動生產(chǎn)機械的異步電動機，有時需要很快地使其運動完全停止；有時需要在電動機的運動中加入一個一定的均勻的制動力距，但不要求電動機立即停止，如起重機在提吊的重物下降時，電動機車在下坡時，都需要后一種制動，鼠籠式異步電動機有三種制動方法，即反接制動、發(fā)電制動（再生制動）和動力制動（能耗制動），制動操作的要點如下：

（1）反接制動 通常，電動機斷電后，由于慣性作用，還有一段慣性時間，鼠籠式感應(yīng)電動機的反接制動，是在斷電的同時，把輸入電源的相序變換一下，改變電動機定子旋轉(zhuǎn)磁場的方向，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個逆旋轉(zhuǎn)方向的制動力矩，經(jīng)過短暫的時刻，再把輸入的電源切斷，電動機邊很快就停止轉(zhuǎn)動。

（2）發(fā)電制動（再生制動） 發(fā)電制動是在電動機的轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速時進行的，因為按右手定則，此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，而該電流在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生一個反旋轉(zhuǎn)方向的這個制動力距，電動機便處于發(fā)電制動狀態(tài)。

（3）動力制動（能耗制動） 在供電電源切除后，立即向定子繞組通以直流電流，于是形成一個固定（靜止）的磁場，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍按原方向轉(zhuǎn)動，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，此電流在固定磁場的作用下，產(chǎn)生一個方向，其方向與電動機按慣性轉(zhuǎn)動的方向恰好相反，所以起到制動作用。