三相异步电动机制动控制电路方案

机床的主轴等设备往往需要能够做到迅速停车，但由于惯性作用，电动机从断电到完全停转，总是要运转一段时间才能停止转动，这就要求对电动机进行制动，强迫其立即停转。

三相异步电动机的制动方法一般有机械制动和电气制动两种。

1.机械制动

机械制动就是采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法，主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动。两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁心产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁心（电磁离合器的动铁心被吸合，动、静摩擦片分开），克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮，电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力，使电动机断电后立即制动。

（1）电磁抱闸断电制动控制电路

电磁抱闸断电制动控制电路如图7-28所示。合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关，电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁心分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。

图7-28 电磁抱闸断电制动控制电路

（2）电磁抱闸通电制动控制电路

电磁抱闸断电制动时，其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备，就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图7-29所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转时，按下停止按钮SB2，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行，并为KM2线圈得电做好准备。经过一定的行程，SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。

图7-29 电磁抱闸通电制动控制电路

2.电气制动

电气制动实质上是使电动机产生一个与原来转子的转动方向相反的制动转矩来进行制动。常用的电气制动方法有反接制动和能耗制动。

（1）反接制动控制电路

反接制动实质上是改变三相异步电动机定子绕组中三相电源相序，产生一个与转子惯性转动方向相反的制动转矩，在制动转矩作用下，电动机的转速很快降到零。当电动机转速降为零时，应立即切断电源，否则电动机将反转。在控制电路中，常用速度继电器来实现其控制功能。

1）单向起动反接制动控制电路图7-30所示为单向起动反接制动控制电路。其中，KM1为控制电动机正常运行接触器，KM2为控制电动机反接制动接触器，KS为速度继电器，R为主电路反接制动电阻，目的是限制反接制动电流，以减小冲击电流。

图7-30 单向起动反接制动控制电路

单向起动反接制动控制电路工作原理如下所述。

先合上电源开关QS。(www.xing528.com)

①起动控制。按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，KM1主触点闭合，电动机起动运转。当电动机转速升高到一定值（大于120r/min）时，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动接触器KM2接通做准备。

②制动控制。按下停止按钮SB1，其常闭触点断开，常开触点闭合，接触器KM1线圈断电释放，KM1常闭互锁触点闭合，接触器KM2线圈通电吸合并自锁，KM2主触点闭合，串入电阻R进行反接制动，使电动机转速迅速降低。当电动机转速小于100r/min时，速度继电器的常开触点KS断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电，制动结束。

2）可逆运行反接制动控制电路图7-31所示为可逆运行反接制动控制电路。图中，KM1和KM2分别为控制正转和反转的接触器；KS1和KS2为速度继电器，其正反两个方向的常开触点分别串接在正反转控制回路中。

图7-31 可逆运行反接制动控制电路

可逆运行反接控制电路的工作原理如下所述。

先合上电源开关QS。

①正向起动。按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机M正向起动。当电动机转速大于120r/min时，速度继电器常开触点KS2闭合，为反接制动做准备。

②正向反接制动。按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电，电动机M断电并惯性转动。同时，中间继电器KA线圈通电，KA常开触点闭合，KM2线圈通过KA、KS2常开触点（此时已闭合），KM1常闭触点通电吸合，KM2主触点闭合，电动机M反接制动。当电动机转速小于100r/min时，速度继电器的常开触点KS2断开，接触器KM2和KA线圈均断电，电动机停转，正向反接制动结束。

反向起动及反向反接制动工作原理同上。

控制电路中，中间继电器KA的作用是防止手动转动工件或主轴时，转速达到一定值后，造成速度继电器常开触点闭合，使电动机获得电源冲动，造成事故。

反接制动时，由于反向旋转磁场与转子转速的相对速度很大，定子电流也很大，所以制动迅速。但是，制动时冲击大，对传动部件有害，能量消耗也较大。因此，可逆运行反接制动控制电路通常仅适用于不经常起动和制动的10kW以下的小容量电动机。

（2）能耗制动控制电路

三相异步电动机的能耗制动是电动机在切断三相电源的同时，在定子绕组中通入直流电流，产生阻止转子旋转的制动转矩，从而使电动机迅速制动停转。根据直流电源的整流方式，能耗制动分为半波整流能耗制动和全波整流能耗制动。图7-32所示是以时间继电器为原则的能耗制动控制电路。图中，整流装置由整流变压器和整流组件组成，KM1为正常运行接触器、KM2为制动接触器、KT为时间继电器、VC为桥式全波整流电路，其工作原理如下所述。

图7-32 全波整流能耗制动控制电路

先合上电源开关QS。

①起动控制。按下起动按钮SB2，接触器KM1通电并自锁，电动机M起动运转。

②能耗制动。按下停止按钮SB1，KM1线圈断电，电动机M惯性旋转。同时，接触器KM2和时间继电器KT的线圈通电吸合，KM2主触点闭合，KT瞬动常开触点、KM2辅助常开触点闭合保持自锁，电动机定子绕组通入全波整流直流电进行能耗制动。经一定延时转速为零，能耗制动结束，KT常闭延时触点断开，KM2线圈断电释放，KM2主触点断开全波整流脉动直流电源。时间继电器KT的线圈断电，触点复位。

能耗制动的优点是制动准确、平稳、能量消耗小，缺点是需要一套整流设备，故适用于要求制动平稳、准确和起动频繁的容量较大的电动机。