电机的制动方式及注意事项

Answer 1

电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩，使电机迅速停车转动；另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。电机制动方式一般分为：反接制动，能耗制动(直流制动)及再生制动三种方式，下面就这几种制动方式的原理及注意事项做一简单介绍。
一、反接制动：
在电机断开电源后，为了使电机迅速停车，使用控制方法再在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源，此时，电机转子的旋转方向与电机旋转磁场的旋转方向相反，此时电机产生的电磁力矩为制动力矩，加快电机的减速。如下图示，利用开关Q将电枢两端的电压从电网断开，并立即将它接到一个制动电阻RL上，这时，电机内的主磁场保持不变，电枢因由惯性继续转动此时的点此力矩为制动转矩，故使电机转速下降，直到停转。

反接制动有一个最大的缺点，就是：当电机转速为0时，如果不及时撤除反相后的电源，电机会反转。解决此问题的方法有以下两种：1、在电机反相电源的控制回路中，加入一个时间继电器，当反相制动一段时间后，断开反相后的电源，从而避免电机反转。但由于此种方法制动时间难于估算，因而制动效果并不精确。2、在电机反相电源的控制回路中加入一个速度继电器，当传感器检测到电机速度为0时，及时切掉电机的反相电源。由于此种方法速度继电器实时监测电机转速，因而制动效果较上一种方法要好的多。正是由于反接制动有此特点，因此，不允许反转的机械，如一些车床等，制动方法就不能采用反接制动了，而只能采用能耗制动或机械制动。
二、能耗制动：
在定子绕组中通以直流电，从而产生一个固定不变的磁场。此时，转子按旋转方向切割磁力线，从而产生一个制动力矩。由于此制动方法并不是象再生制动那样，把制动时产生的能量回馈给电网，而是单靠电机把动能消耗掉，因此叫能耗制动。又由于是在定子绕组中通以直流电来制动，因而能耗制动又叫直流注入制动。如下图示，利用倒向开关开关Q把点数电压反接到电网，此时的电枢电流将变成复制，且电流大小相当，随之产生很大的制动性质的电机转矩，是电机停转。

能耗制动是单纯依靠电机来消耗动能来达到停车的目的，因而制动效果和精度并不理想。在一些要求制动时间短和制动效果好的场合，一般不使用此制动方法。如起重机械，其运行特点是电机转速低，频繁地起动、停止和正反转，而且拖着所吊重物运行。为了实现准确而又灵活的控制，电机经常处于制动状态，并且要求制动力矩大。而能耗制动则达不到上述要求。故起重机械一般采用反接制动，且要求有机械制动，以防在运行过程中或失电时，重物滑落。
三、再生制动：
再生制动和上述两种制动方法均不同。再生制动只是电机在特殊情况下的一种工作状态，而上述两者是为达到迅速停车的目的，人为在电机上施加的一种方法。再生制动的原理：当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时，转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反，此时，电机处于制动状态。之所以把此时的状态叫再生制动，是因为此时电机处于发电状态，即电机的动能转化成了电能。此时，可以采取一定的措施把产生的电能回馈给电网。达到节能的目的。因此，再生制动也叫发电制动。
再生制动会出现在以下两种场合：1、起重机重物下降时，电机转子在重物重力的手动下，转子的转速有可能超过同步转速，此时，电机处于再生制动状态。这时，电机的制动转矩是阻止重物的下落，直至制动转矩和重力形成的转矩相等时，重物才会停止下落。2、当变频调速时，当变频器把频率降低时，同步转速也随之降低。但转子转速由于负载惯性的作用，不会马上降低，此时，电机也会处于再生制动状态，直至拖动系统的速度也下降为止。