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三相异步电动机的制动
课程内容
能耗制动、反接制动和回馈制动的原理和机械特性分析
三相异步电动机的制动方法
01
02
要求电动机迅速停车或机械设备准确定位。
停 车
课题引入
电动机运行时,电磁转矩和转速的方向相反的工作状态，产生制动转矩使电机停止或减速。
制 动
电动机制动的方法
机械制动
电气制动
电磁抱闸
电磁离合器
能耗制动
反接制动
回馈制动
一、电动机的制动
二、机械制动
利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法称为机械制动。
机械制动
电磁抱闸
电磁离合器
三、电气制动
使电动机在切断电源后产生一个与旋转方向相反的电磁力矩，迫使电动机迅速停止转动。
电气制动
01 能耗制动
电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场的作用以达到制动目的,称为能耗制动。
L1 L2 L3
QF
FU1
KM1
FR
VC
TC
KM2
KM2
R
S
N
T
n
F
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
2
3
01、能耗制动
能耗制动机械特性曲线图
机械特性制动过程分析
在制动前，电机运行在原红色机械特性曲线A点
反抗性负载：转速N=0，转矩T=0，反抗性负载,系统可靠停车，制动结束
1号线:制动后的机械特性曲线
2号线:增大直流电流来增大初始制动转矩的机械特性曲线
3号线：对于绕线式电机增大转子回路电阻来增大初始制动转矩的机械特性曲线
1
B
制动时，点由A点跳到B点,产生制动力矩- T
在制动力矩作用下，工作点就沿着1号曲线开始减速到0点
能动性负载，当到达零点时，必须采取机械制动方法，将电机轴刹住，否则在负载的重力作用电机就会反转，使机械特性进入第四象限。
C
D
02、反接制动
可分为电源反接制动和倒拉反接制动
反 接 制 动
电源反接制动
U
V
W
~
~
U
V
W
QF
FU1
KM1
FR
KM2
L1 L2 L3
电源反接制动：通过改变运行中电动机的电源相序来实现的，即将定子绕组任意两相对调。
S
N
T
n
F
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
电源反接制动机械特性曲线图
B
C
-n0
2
3
1
02、反接制动
机械特性制动过程分析
在制动前，电机运行在原红色机械特性曲线A点
制动时，点由A点跳到B点,产生制动力矩- T
在制动力矩作用下，工作点就沿着曲线2开始减速到C点
反抗性负载:应立即切断电源，n=0，制动结束。
能动性负载:制动力距与负载力矩方向一致，共同作用下，电机会反向启动进入第三象限，并加速超过反向同步转速进入第四象限，但不能稳定运行在第三象限。
n<0， T <0 ，电机反向加速到D点时， T =TL稳定运行在D点。
D
- T不等于0，T< TL，电极会堵转，启动不起来，电极电流会过大。
如果T> TL,电机会反向启动，进入第三象限。
02、反接制动
优点：
电路比较简单，制动转距比较大，停机迅速。
缺点：
(1) 制动瞬间电流较大，电能消耗也比较大，机械冲击强烈，易损坏机械部件。
(2)容易反向，因此当n=0时，及时切断反相电源，防止反向启动
电源反接制动
KM1
U
V
W
~
~
U
V
W
QF
FU1
FR
KM2
L1 L2 L3
02、反接制动
在绕线式异步电动机转子回路串入适当电阻R
倒 拉 反 接
电源反接制动
倒拉反接制动：倒接反接制动状态主要出现在起重拖动中，在位能性负载转矩的作用下，将电动机倒拉旋转，使转子转向与旋转磁场的旋转方向相反。
S
N
T
n
F
~
~
KM
FR
QF
FU1
KM1
R
L1 L2 L3
G
v
TL
0
T
TL
TB
n0
A
n
倒拉反接械特性曲线图
B
C
D
TC
nD
02、反接制动
机械特性制动过程分析
在制动前，以曲线1的A点转速稳速提升
1
2
制动时，重物串入电阻R后，机械特性变为斜率比较大的曲线2，工作点由A点过度的到曲线2的B点,此时TB工作点沿着曲线2开始减速到C点，n=0,TCn<0,开始下放重物，而T>0，成为制动力矩。在重力作用下，而负载力矩TL成为驱动力矩， TL > T，下放速度沿曲线2不断升高到D点时， TL = T，系统以D点转速稳速下方重物
03、回馈制动
是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。
回馈制动
G
v
TL
正向电动状态
~
~
KM
FR
QF
FU1
KM1
R
L1 L2 L3
T
n
n1
回馈制动
重 物 下 放
反向回馈制动
变频或变极调速
正向回馈制动
03、回馈制动
G
v
TL
a正向电动状态
~
~
KM
FR
QF
FU1
KM1
R
L1 L2 L3
T
n
n0
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
机械特性曲线图
B
C
-n0
2
1
同步转速n0>0
电磁转矩T>0
转速n>0
反向回馈制动
03、回馈制动
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
机械特性曲线图
B
C
-n0
2
1
G
v
TL
b反接制动状态
~
~
T
n
L1 L2 L3
同步转速n0<0
电磁转矩T<0
转速n>0并减小
n0
KM
FR
QF
FU1
R
KM1
反向回馈制动
03、回馈制动
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
机械特性曲线图
B
C
-n0
2
1
同步转速n0<0
电磁转矩T<0
转速n<0并减小
G
v
TL
c反向启动并加速
~
~
KM
FR
QF
FU1
KM1
R
L1 L2 L3
T
n
n0
同步转速n0<0
电磁转矩T<0
转速n=0
反向回馈制动
03、回馈制动
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
机械特性曲线图
B
C
-n0
2
1
D
G
v
TL
d反向回馈制动
~
~
T
n
L1 L2 L3
n0
KM
FR
QF
FU1
KM1
R
同步转速n0<0
电磁转矩T>0
转速n<0 并n>n0
当T=TL时,重物获得稳定的高速下放，电动机处于稳定反向回馈制动状态运行。
反向回馈制动
0
T
-Tm
TL
-TL
n0
A
n
正向回馈制动械特性曲线图
B
C
机械特性制动过程分析
在制动前，稳速运行在机械特性曲线1的A点
1
2
n'0
正向回馈制动
电机采用变极或变频调速，机械特性变为曲线2,同步转速变为n’0，同步转速减小
转子转速工作点由A点跳到曲线2的B点，电磁转距T<0,转速n大于同步转速n’0 ，电机处于回馈制动状态。
03、回馈制动
总结
电动机的电磁转矩方向T与旋转方向n相反
制动的概念
能耗制动:当切断交流电源后，立即在定子绕组的任意
二相中通入直流电，迫使电动机迅速停转的方法。
反接制动：一是通过改变定子绕组中电源的相序产生
制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法。二是在负载
转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动。
回馈制动：是在外加转矩的作用下，转子转速超过同
步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。
电气制动的主要方法

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