能耗制动机理及其局限性分析

异步电动机的能耗制动接线如图3-18（a）所示。设电动机原来处于电动运行状态，转速为n，制动时断开开关S1，将电动机从电网中断开，同时闭合开关S2，电动机就进入能耗制动状态。

能耗制动时直流电流流过定子绕组，于是定子绕组产生一个恒定磁场，转子因惯性而继续旋转并切割该恒定磁场，转子导体中便产生感应电动势及感应电流。由图3-18（b）可以判定，转子感应电流与恒定磁场作用产生的电磁转矩与电机转向相反，为制动转矩，因此转速迅速下降，当转速下降至零时，转子感应电动势和感应电流均为零，制动结束。制动期间，转子的动能转变为电能消耗在转子回路的电阻上，所以称为能耗制动。

图3-18　三相异步电动机的能耗制动

（a）接线图；（b）制动原理

能耗制动过程可分析如下：设电动机正向运行时工作在固有机械特性曲线上的A点（见图3-19），在制动瞬间，因转速不突变，工作点便由A点平移到能耗制动特性（如曲线1）的B点，在制动转矩的作用下，电动机开始减速，工作点沿曲线1变化，直到原点，n=0，Tem=0，如果拖动的是反抗性负载，则电动机便停转，实现了快速制动停车；如果是位能性负载，当转速过零时，若要停车，必须立即用机械抱闸将电动机轴刹住，否则电动机将在位能性负载转矩的倒拉下反转，直到进入第四象限中的C点（Tem=TL），系统处于稳定的能耗制动运行状态，这时重物保持匀速下降。

图3-19　能耗制动机械特性曲线(www.xing528.com)

绕线式异步电动机采用能耗制动时，按照最大制动转矩为（1.25～2.2）TN的要求，可以用以下式计算直流励磁电流和转子所串电阻的大小

式中：I0为异步电动机的空载电流。

由以上分析可知，三相异步电动机的能耗制动有以下特点：

（1）能够使反抗性负载准确停车。

（2）制动平稳，但制动至转速较低时，制动转矩较小，制动效果不理想。

（3）由于制动时不从电网吸收交流电能，只吸收少量直流电能，因此制动比较经济。