3.4三相异步电动机制动控制

XiamenUniversity电气控制实践训练MOOC课程团队3.4三相异步电动机制动控制2017.3厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队有些生产机械往往要求电动机快速、准确地停车，而电动机脱离电源以后，由于机械惯性的存在，完全停车需要一段时间，会影响生产效率，并造成停机位置不准确，工作不安全。为了缩短辅助工作时间，提高生产效率和获得准确的停机位置，必须对拖动电动机采取有效的制动措施。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队制动分两类:机械制动和电气制动。1、机械制动利用利用机械装置来降低电动机转矩，迫使电动机转速迅速下降。通常采用电磁抱闸制动和电磁离合器制动等方式。优点：制动力矩大、制动迅速、操作方便、安全可靠、停车准确缺点：制动愈快，冲击振动愈大，对机械设备愈不利另外机械闸的闸皮因磨损需经常维修或更换，增加了维护的工作量厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队2、电气制动常用的电气制动：反接制动、能耗制动和软制动给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制反接制动：在电动机三相电源被切断后，立即通上与原相序相反的三相电源，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩使电动机迅速停止转动。转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组当中流过的反接制动电流相当于全压直接起动时电流的两倍。特点：制动迅速，效果好，但冲击大适合于10kW以下的小容量电动机厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制为了减小冲击电流，要求串接一定的电阻以限制反接制动电流。反接制动电阻接法：1、对称接法每一相都串接相同的电阻限制制动转矩和制动电流2、不对称接法在其中的两相串接电阻只限制了制动转矩，未加制动电阻的那一相仍具有较大电流厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制反接制动还要求在电动机转速接近于零时，要及时切断反相序的电源，以防止电动机反方向再起动。关键：电动机电源相序的改变当转速下降到接近于零时，能自动将电源切除因而，采用速度继电器来检测电动机的速度变化。120到3000速度范围内速度继电器的触点动作，当转速低于100时，其触点恢复原位。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制图3.4.1带制动电阻的单向反接制动的控制电路厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制起动的时，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机M通电旋转。电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动做好准备。停车时，按下停止按钮SB1，其常闭触点断开，接触器KM1线圈断电，电动机M脱离电源。此时电动机的惯性转速还很高，KS的常开触点仍然处于闭合状态。当SB1常开触点闭合时，反接制动接触器KM2线圈通电并自锁，其主触点闭合，电动机定子绕组得到与正厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队一、反接制动控制常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入了反接制动状态，电动机转速迅速下降。当电动机转速低于速度继电器动作值，速度继电器常开触点复位，接触器KM2线圈电路被切断，反接制动结束。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制能耗制动：在电动机脱离三相交流电源以后，定子绕组加一个直流电压，即通入直流电流，使定子形成一个固定的静止磁场，利用转子旋转惯性切割磁力线产生的感应电流与定子静止磁场的作用产生制动力矩来制动。从能量的角度看，能耗制动是把电动机转子运转所储备的动能转变成电能，且又消耗在电动机转子的制动上，所以称为'能耗制动'。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制，也可根据能耗制动的速度原则，用速度继电器进行控制。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队图3.4.2按时间原则控制的单向运行能耗制动控制电路二、能耗制动控制1、按时间原则控制的单向运行能耗制动控制电路厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制电动机正常运行的时，按下停止按钮SB1，电动机由于KM1断电释放而脱离三相交流电源，而直流电源则由接触器KM2线圈通电使其主触点闭合加入定子绕组，时间继电器线圈KT与KM2线圈同时通电并自锁，于是电动机进入能耗制动状态。当转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触点断开，切断接触器KM2的线圈通路。由于KM2常开辅助触点的复位，时间继电器线圈KT的电源也被断开，电动机能耗制动结束。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制KT的瞬时常开触点的作用：在KT发生故障后，电动机在按下按钮SB1后仍能迅速制动，使电路具有手动控制能耗制动的能力，即只要使停止按钮处于按下的状态，电动机就能够实现能耗制动。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队图3.4.3速度原则控制的单向运行能耗制动控制电路二、能耗制动控制2、按速度原则控制的单向运行能耗制动控制电路厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制按速度原则控制的单向运行能耗制动控制电路取消了时间继电器KT的线圈及其触点电路，在电动机的轴端安装了速度继电器KS，并且用KS的常开触点取代了时间继电器KT延时打开的常闭触点。在电动机刚刚脱离三相交流电源时，由于电动机转子的惯性速度仍然很高，速度继电器KS的常开触点仍然处于闭合状态，所以接触器KM2线圈能够依靠SB1按钮的按下通电自锁。两相定子绕组获得直流电源，电动机进入能耗制动。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制当电动机转子的惯性速度低于速度继电器KS动作值时，KS常开触点复位，接触器KM2线圈断电释放，能耗制动结束。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制按时间原则控制的能耗制动适用于负载转速比较稳定的生产机械按速度控制原则的能耗制动适用于那些能够通过传动系统来实现负载速度变换或者加工零件经常变动的生产机械厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制能耗制动优点：较反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，具有能量消耗小、制动准确、平稳、不会产生有害的反转、对电网的冲击小等。能耗制动缺点：需要一个专门的直流电源，这使得能耗制动电路变得复杂。另外，能耗制动因制动电流小、制动力小而使制动速度慢，特别是在低速时尤为突出。厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练MOOC课程团队二、能耗制动控制为了弥补转子转速低时制动力小的缺点，能耗制动常常与电磁抱闸制动联合使用，即转子转速低时切除能耗制动，投入电磁抱闸制动，加强制动效果。能耗制动以其独特的优点常用于电动机容量较大和起动、制动频繁的场合。XiamenUniversity电气控制实践训练MOOC课程团队