三相异步电动机的制动

三相异步电动机脱离电源之后， 由于惯性， 电动机要经过一定的时间后才会慢慢停下来, 但有些生产机械要求能迅速而准确地停车， 那么就要求对电动机进行制动控制。 电动机的制动方法可以分为两大类： 机械制动和电气制动。 机械制动一般利用电磁抱闸的方法来实现； 电气制动一般有能耗制动、 反接制动和回馈发电制动三种方法。

1能耗制动

正常运行时， 将QS闭合， 电动机接三相交流电源起动运行。 制动时， 将QS断开， 切断交流电源的连接， 并将直流电源引入电机的V、 W两相， 在电机内部形成固定的磁场。 电动机由于惯性仍然顺时针旋转， 则转子绕阻作切割磁力线的运动， 依据右手螺旋法则， 转子绕组中将产生感应电流， 如图7-22所示。 又根据左手定则可以判断， 电动机的转子将受到一个与其运动方向相反的电磁力的作用， 由于该力矩与运动方向相反， 称为制动力矩， 该力矩使得电动机很快停转。

制动过程中， 电动机的动能全部转化成电能消耗在转子回路中， 会引起电机发热， 所以一般需要在制动回路串联一个大电阻， 以减小制动电流。

这种制动方法的特点是制动平稳， 冲击小， 耗能小， 但需要直流电源， 且制动时间较长， 一般多用于起重提升设备及机床等生产机械中。

2 反接制动

反接制动是指制动时， 改变定子绕组任意两相的相序， 使得电动机的旋转磁场换向， 反向磁场与原来惯性旋转的转子之间相互作用， 产生一个与转子转向相反的电磁转矩， 迫使电动机的转速迅速下降， 当转速接近零时， 切断电机的电源， 如图7-23所示。 显然反接制动比能耗制动所用的时间要短。

正常运行时， 接通KM1， 电动机加顺序电源U—V—W起动运行。 需要制动时， 接通KM2， 从图可以看出， 电动机的定子绕组接逆序电源V—U—W， 该电源产生一个反向的旋转磁场， 由于惯性， 电动机仍然顺时针旋转， 这时转子感应电流的方向按右手螺旋法则可以判断， 再根据左手定则判断转子的受力F。 显然， 转子会受到一个与其运动方向相反， 而与新旋转磁场方向相同的制动力矩， 使得电机的转速迅速降低。 当转速接近零时， 应切断反接电源， 否则， 电动机会反方向起动。

反接制动的优点是制动时间短， 操作简单， 但反接制动时， 由于形成了反向磁场， 所以使得转子的相对转速远大于同步转速， 转差率大大增大， 转子绕组中的感应电流很大， 能耗也较大。 为限制电流， 一般在制动回路中串入大电阻。 另外， 反接制动时， 制动转矩较大， 会对生产机械造成一定的机械冲击， 影响加工精度， 通常用于一些频繁正反转且功率小于10 kW的小型生产机械中。

3 回馈发电制动

回馈发电制动是指电动机转向不变的情况下， 由于某种原因， 使得电动机的转速大于同步转速， 比如在起重机械下放重物、 电动机车下坡时， 都会出现这种情况， 这时重物拖动转子， 转速大于同步转速， 转子相对于旋转磁场改变运动方向， 转子感应电动势及转子电流也反向， 于是转子受到制动力矩， 使得重物匀速下降。 此过程中电动机将势能转换为电能回馈给电网， 所以称为回馈发电制动。