能耗制动控制线路设计优化

用于快速停车的电气制动方法有能耗制动和反接制动等。

能耗制动是在切除三相交流电源之后，定子绕组通入直流电流，在定子、转子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动的转子导体切割该磁场，形成感应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而使电动机迅速停转，并在制动结束后将直流电源切除。其特点是能耗小，需直流电源，设备费用高，制动准确度较高，制动转矩平滑，但制动力较弱，制动转矩与转速成比例减小。能耗制动适用于要求平稳制动、停位准确的场合，如铣床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等。

图5-4-3 所示为手动控制的能耗制动控制电路，按下SB2，KM1 线圈得电并自锁，电动机启动；当进行能耗制动时，手一直按住SB1，KM2线圈得电，将直流电源接入电动机进行能耗制动，延时 2 s 左右，松开SB1，能耗制动结束。

图5-4-3　手动控制的能耗制动控制电路

能耗制动控制动画

图5-4-4　所示为按时间原则控制的能耗制动电路图。

其工作原理如下：

首先合上电源开关QS。

说明：

（1）主电路中的R 用于调节制动电流的大小。

（2）按下SB3 电机运行后按下SB1 电机制动工作原理请自行分析。

图5-4-4　按时间原则控制的能耗制动电路

1.半波整流单向能耗制动控制电路(www.xing528.com)

图5-4-5 所示为半波整流能耗制动控制电路。

图5-4-5　半波整流单向能耗制动控制电路

启动时合上电源开关Q，按下起动按钮SB2，接触器KM 线圈得电吸合，KM 主触头闭合，电动机M 启动运转。

若要使电动机停转，只要按下停止按钮SB1，接触器KM1 线圈断电释放，KM1 主触头断开，电动机M 断电惯性运转，同时接触器KM2 和时间继电器KT 线圈得电吸合，KM2 主触头闭合，电动机M 进行半波能耗制动；能耗制动结束后，KT 常闭触头延时断开，KM2 线圈断电释放，KM2 主触头断开半波整流脉动直流电源。

图5-4-5 中时间继电器KT 瞬时闭合常开触头的作用是保证在制动过程结束时及时切除直流电源。若不串联 KT 的瞬时闭合常开触头，则制动时按下停止按钮SB1，KM2 线圈得电并自锁，电动机进行能耗制动。若此时时间继电器K 线圈断线或出现机械卡阻故障，则其延时断开的常闭触头不会断开，导致KM2 一直得电，则电动机的定子绕组一直通入直流电从而烧坏电动机。

半波整流可逆能耗制动控制电路如图5-4-6 所示。半波整流可逆能耗制动控制电路的工作原理与半波整流单向能耗制动电路相似，这里不再具体介绍。

图5-4-6　半波整流可逆能耗制动控制电路

2.全波整流能耗制动控制电路

用时间继电器控制的全波整流可逆能耗制动控制电路如图5-4-7 所示。

图5-4-7　全波整流单向能耗制动控制电路

接触器KM1、KM2 的主触头用于电动机工作时接通三相电源，并可实现正、反转控制接触器KM3 的主触头用于制动时接通全波整流电路提供的直流电源，电路中的电阻R 起限制和调节直流制动电流以及调节制动强度的作用。若要使电动机停转，只要按下停止按钮SB1，接触器KM1（或KM2）线圈断电释放，KM1（或KM2）主触头断开，电动机M 断电惯性运转；同时接触器KM3 和时间继电器KT 的线圈获电吸合，KM3 主触头闭合，电动机M 定子绕组通入全波整流脉动直流电进行能耗制动。能耗制动结束后，KT 常闭触头延时断开，接触器KM3 线圈断电释放，KM3 主触头断开全波整流脉动直流电源。

能耗制动的制动力矩随惯性转速的下降而下降，因而制动平稳，并且可以准确停车，因此这种制动方法广泛应用于一些金属切削机床中。

从能量角度看，能耗制动是把电动机转子运转所储存的动能转变为电能，且又消耗在电动机转子的制动上，与反接制动相比，能量损耗少，制动停车准确所以，能耗制动适用于电动机容量大、要求制动平稳和启动频繁的场合。但制动速度比反接制动慢一些，能耗制动需要整流电路，不过，随着电力电子技术的迅速发展，半导体整流器件的大量使用，直流电源已成为不难解决的问题了。