1、學習情境六 三相異步電動機的制動控制6.1 三相異步電動機制動控制的原理 6.1.3 三相異步電動機能耗制動原理及 控制電路的識讀第1頁，共23頁。 能耗制動是通過在定子繞組中通入直流電以消耗轉子慣性運轉的動能來實現制動的。（一）能耗制動原理第2頁，共23頁。 能耗制動是在切除三相交流電源后，定子繞組通直流電流，在定子、轉子之間的氣隙中產生靜止磁場，慣性轉動的轉子導體切割該磁場，形成感應電流，產生與慣性轉動方向相反的電磁力矩而使電動機迅速停轉，并在制動結束后將直流電源切除，其制動原理如圖6-11所示。圖6-11 能耗制動原理圖第3頁，共23頁。 先斷開交流電源開關QS1，切斷電動機的交流電源，

2、此時轉子仍沿原方向慣性運轉，隨后立即合上直流電源開關QS2，并將QS1向下合閘，電動機V、W兩相定子繞組通入直流電，使定子中產生一個恒定的靜止磁場，慣性運動的轉子因切割磁力線而在轉子繞組中產生感生電流，其方向可用右手定則判斷出來，上面標記為，下面標記為。 轉子繞組中一旦產生感生電流，又將立即受到靜止磁場的作用而產生電磁轉矩，用左手定則判斷可知此轉矩的方向正好與電動機的轉向相反，使電動機受制動迅速停轉。 由于這種制動方法是通過在定子繞組中通入直流電以消耗轉子慣性運轉的動能來進行制動的，所以稱為能耗制動，也稱為動能制動。第4頁，共23頁。小提示 從電動機的機械特性圖中可以看出，當電動機的轉速下降為

3、零時，制動轉矩也將為零，所以能耗制動能使電動機準確停車。第5頁，共23頁。 在能耗制動控制線路中，直流電源一般通過整流環節直接從三相電源獲得。常用的整流環節有半波整流和全波整流。（二）直流電源1.半波整流 半波整流能耗制動一般選用一個整流二極管串接在電動機定子繞組其中一相電源電路中，利用晶體二極管的單向導通特性，把380V的交流電壓整流為脈動的直流電壓。第6頁，共23頁。2.全波整流用四只整流二極管構成橋式整流電路，有分立元件的，也有集成元件的。 這種整流電路輸出的脈動電壓較之半波整流平穩。由于能耗制動并不要求恒穩電壓，所以不需要設置濾波電路和穩壓電路。3.直流電源的選擇 能耗制動中，通入電動

4、機的直流電流不能太大，過大會燒壞定子繞組。因此，能耗制動直流電源的選擇有一定的要求第7頁，共23頁。以單相橋式整流電路為例，直流電源估算方法和步驟如下： 先測量出電動機三相繞組任意兩相之間的電阻R0（） 測量電動機的空載電流 I0（A） 能耗制動所需的 直流電流IL KI0（A） 直流電壓ULIL R0（V）其中K是系數，一般取 3.54。若考慮到電動機定子繞組發熱情況，并使制動達到較為滿意的效果，對于轉速高、慣性大的拖動系統可取上限。第8頁，共23頁。 單相橋式整流變壓器副邊繞組電壓和電流的有效值分別為U2=UL/0.9I2=IL/0.9變壓器計算容量為S=U2I2如果制動不頻繁，可取變壓器

5、實際容量為S=（1/3-1/4）S 可調電阻R2W，功率PR = IL2R，實際選用時，電阻功率也可小些。 整流二極管的額定電壓、反向擊穿電壓和功率等參數要與現場條件吻合。第9頁，共23頁。思考并討論 仔細體會反接制動和能耗制動的工作原理，對比兩種制動方式的不同。第10頁，共23頁。（三）無變壓器單相半波整流單向啟動能耗制動控制線路1. 電路構成圖6-12 無變壓器單相半波整流單向啟動能耗制動控制電路第11頁，共23頁。2. 電路工作原理先合上電源開關QS 單相啟動運轉：圖6-13 電動機單向啟動的控制流程第12頁，共23頁。能耗制動停轉:圖6-14 電動機能耗制動停止的控制流程第13頁，共2

6、3頁。小提示 圖6-12中KT的瞬動常開觸點除了起自鎖作用外，在KT出現線圈斷線或機械卡住等故障時，按下并松開SB2后能使電動機制動后脫離直流電源（規避KM2自鎖不能解除的現象）。第14頁，共23頁。（四）無變壓器單相半波整流雙向啟動能耗制動控制線路1. 電路構成圖6-15 無變壓器單相半波整流雙向啟動能耗制動控制電路第15頁，共23頁。2. 電路工作原理先合上電源開關QS正向啟動運行：反轉啟動運行：圖6-16 電動機正向啟動運行的控制流程圖6-17 電動機反轉啟動運行的控制流程第16頁，共23頁。能耗制動停轉：圖6-18 電動機能耗制動停止的控制流程第17頁，共23頁。（五）有變壓器單相全波

7、整流單向啟動能耗制動控制線路10kW以上容量電動機大多采用有變壓器單相全波整流能耗制動 圖6-19 有變壓器單相全波整流單向啟動能耗制動控制電路圖6-19 有變壓器單相全波整流單向啟動能耗制動控制電路第18頁，共23頁。（1）該電路通過整流變壓器TC和橋式全波整流器提供直流電源給電動機繞組，而整流變壓器和可調電阻用來調節直流電流，從而調節制動強度。 （2）KM2的主觸點分兩組使用：其中一對用在變壓器的輸入端，另兩對用在變壓器的輸出端，這樣就使得整流變壓器的原邊（交流側）與副邊（直流側）同時切換，有利于提高觸點的使用壽命。線路特點：第19頁，共23頁。小提示 在如圖6-19所示線路中，KM2的主觸點分兩組使用：其中一對用在變壓器的輸入端，另兩對用在變壓器的輸出端，這樣就使得整流變壓器的原邊（交流側）與副邊（直流側）同時切換，有利于提高觸點的使用壽命。第20頁，共23頁。小 結： 能耗制動時產生的制動力矩大小，與通入定子繞組中的直流電流大小、電動機的轉速及轉子電路中的電阻有關。電流越大，產生的靜止磁場就越強，而轉速越高，轉子切割磁力線的速度就越大，產生的制動力矩也就越大。 能耗制動的優點是制動平穩、準確，對機械傳動裝置的沖擊小，而且能量消耗少；缺點是需要附