电磁抱闸的制动原理及应用场景

电动机的电磁转矩方向与转子的转动方向相同的工作状态是最常见的所谓拖动状态。如果其电磁转矩方向与转子转动的方向相反，则电磁转矩变为制动转矩，这种工作状态称为制动状态。为了生产和安全的需要，有时也需要对电动机进行制动，以使转动的电动机迅速停车。常用的制动方法有机械制动和电力制动两大类。

1.机械制动

机械制动是利用机械装置，在电动机切断电源后，依靠外加机械制动闸（一般采用电磁抱闸）作用于电动机轴上，使电动机迅速停止转动。

电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器构成。电磁铁与电动机为同一电源，当电动机通电时，电磁抱闸松闸，电动机开始转动；当切断电动机电源时，电磁抱闸抱闸，电动机被迅速制动而停转。

（1）电路图

电磁抱闸制动控制电路如图6⁃12所示。

（2）工作原理

按下按钮SB₂，接触器KM线圈获电动作，电动机通电。电磁抱闸的线圈YB也通电，铁心吸引衔铁而闭合，同时衔铁克服弹簧拉力，迫使制动杠杆向上移动，从而使制动器的闸瓦与闸轮松开，电动机正常运转。按下停止按钮SB₁之后，接触器KM线圈断电释放，电动机的电源被切断，电磁抱闸的线圈也同时断电，衔铁释放，在弹簧拉力的作用下使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机就迅速被制动停转。这种制动在起重机械上以及要求制动较严格的设备上被广泛采用。

2.电力制动

电力制动是指电动机的电磁转矩方向与电动机的实际旋转方向相反的制动。电力制动的方法有：发电制动（又称再生制动或回馈制动）、反接制动和能耗制动三种方式。

图6-12 电磁抱闸制动控制电路

（1）发电制动

这种制动方法在起重机中有所应用。如高处下放重物时，由于重物迅速下降使电动机的转速大于电动机的同步转速，从而产生制动转矩，如图6-13所示。(www.xing528.com)

（2）能耗制动

将异步电动机定子绕组三相交流电源断开的同时，向定子绕组通入一定的直流电流，可产生制动转矩。还可在转子电路中串入适当的电阻，以调节制动的强弱。

图6-13 发电制动原理

n₁—旋转磁场转向n—转子转向M—当n>n₁时电磁转矩方向

（3）反接制动

反接制动分为电源反接和转速反向两种方式。

1）电源反接的反接制动

电动机有制动要求时，将电源的任意两相对调，就可以立即使电动机的旋转方向改变，转子由于惯性仍保持原来的转动方向。这时转子感应电动势和电流方向改变，因此电磁转矩的方向也随之改变，变为与转子旋转方向相反，起到制动作用，从而使电动机迅速停车。

这种方式常用于笼型电动机，为限制制动转矩和电流，常用定子绕组两相串联电阻的方法。这种方式也适用于绕线转子电动机，在制动时在转子回路串联一定的电阻，可以使得制动迅速且平稳。

这种方式的优点是制动转矩大、制动迅速；其缺点是转速接近于零时应迅速切断电源，否则电动机会反转。为此，可采用速度继电器来控制。当速度接近于零时，继电器动作，使电路断开。对于经常需要正反转的机械采用这种方法较为合适。

2）转速反向的反接制动

这种方法一般用于绕线转子电动机。起重机下放重物时，保持电源相序不变，也就是使旋转磁场和电磁转矩方向仍为提升重物方向。但应加大转子回路电阻，改变其机械特性。当电动机n=0时的转矩小于负载转矩时，电动机在重物的位能下逆转，转速为负，重物下放。当下放速度达到一定时，电磁转矩与负载转矩平衡，转速稳定，以匀速下放重物。改变转子电路所串电阻的大小，就可以改变下放速度，电阻越大，下放速度越快。