三相异步电动机的制动原理与优化

因为电动机的转动部分有惯性，所以把电源切断后，电动机还会继续转动一定时间后停止。为了缩短辅助工时，提高生产机械的生产率，并为了安全起见，往往要求电动机能够迅速停车和反转。这就需要对电动机制动。制动是指断开电动机的电源时，克服转子的惯性作用，迅速而准确地停止转动。对电动机制动，也就是要求它的转矩与转子的转动方向相反。这时的转矩称为制动转矩。

异步电动机常用的制动方法分为机械制动和电气制动两种。

机械制动中最常用的是电磁抱闸。它是利用弹簧的压力使闸瓦紧紧压在电动机转轴的闸轮上来制动的，该制动的制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。但电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。

常用的电气制动有能耗制动、反接制动和回馈制动。

1.能耗制动

如图4-11所示为能耗制动的电路。

停车时，运转的电动机脱离三相交流电源，定子绕组接至直流电源上，产生直流电流。该电流产生一个静止的恒定磁场。由于机械惯性继续旋转的转子导体，因切割静止磁场产生感应电动势和电流，并在恒定磁场下产生电磁转矩，该转矩与转子旋转方向相反，故为制动转矩，使转子迅速停止。这种制动方法把电动机轴上的旋转动能转变为电能，消耗在回路电阻上，故称为能耗制动。在实际中，能耗制动的直流电源一般通过整流设备将交流变为直流获得。

能耗制动的优点：制动较强且平稳准确，无冲击；缺点：需整流设备和限流电阻，低速时制动转矩小。

图4-11　能耗制动

2.反接制动(www.xing528.com)

如图4-12所示为反接制动的电路。

图4-12　反接制动

停车时，将电动机接电源的任意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的。

这种方法制动比较简单，制动效果较好，在某些中型机床主轴的制动中常采用，但能耗较大。

3.回馈制动

如图4-13所示为回馈制动的电路。

图4-13　回馈制动

回馈制动发生在电动机转速n大于旋转磁场转速n0的时候，如当起重机下放重物时，重物拖动转子，使转速n＞n0。这时转子切割定子旋转磁场方向与原电动状态相反，则转子绕组感应电动势和电流方向也随之相反，电磁转矩方向也反了，即由转向同向变为反向，成为制动转矩，使重物受到制动而匀速下降。实际上这台电动机已转入发动机状态，它将重物的势能转变为电能而回馈到电网，故称回馈制动。