PPT-4三相異步電動機制動控制線路

三相異步電動機的制動

控制線路第一節(jié)機械制動第二節(jié)電力制動2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系1.1電磁抱閘制動器制動

制動：就是給電動機一個與轉動方向相反的轉矩使它迅速停轉（或限制其轉速）。制動的方法一般有兩類：機械制動和電力制動。利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉的方法叫機械制動。機械制動常用的方法有：電磁抱閘制動器制動和電磁離合器制動。電磁鐵是利用電磁吸力來操縱牽引機械裝置，以完成預期的動作，或用于鋼鐵零件的吸持固定、鐵磁物體的起重搬運等，因此它是將電能轉化為機械能的一種低壓電器。電磁鐵主要由鐵心、銜鐵、線圈和工作機構四部分組成。第一節(jié)

機械制動1.電磁鐵2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系按線圈中通過電流的種類，電磁鐵可分為交流電磁鐵和直流電磁鐵。線圈中通過交流電的電磁鐵稱為交流電磁鐵。為減小渦流與磁滯損耗，交流電磁鐵的鐵心和銜鐵用硅鋼片疊壓鉚成，并在鐵心端部裝有短路環(huán)。交流電磁鐵的種類很多，按電流相數分為單相、二相和三相；按線圈額定電壓可分為220V和380V；按功能可分為牽引電磁鐵、制動電磁鐵和起重電磁鐵。制動電磁鐵按銜鐵行程分為長行程（大于10mm）和短行程（小于5mm）兩種。交流短行程制動電磁鐵為轉動式，制動力矩較小，多為單相或兩相結構。（1）交流電磁鐵型號及含義：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系結構如圖4‐1所示。圖4‐1MZDI型制動電磁鐵與制動器a)結構b)電磁鐵的一般符號c)電磁制動器符號d)電磁閥符號1—線圈2—銜鐵3—鐵心4—彈簧5—閘輪6—杠桿7—閘瓦8—軸2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系制動電磁鐵由鐵心、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等部分。閘輪裝在被制動軸上，當線圈通電后，U形銜鐵繞軸轉動吸合，銜鐵克服彈簧拉力，迫使制動杠桿帶動閘瓦向外移動，使閘瓦離開閘輪，閘輪和被制動軸可以自由轉動。而當線圈斷電后，銜鐵會釋放，在彈簧作用下，制動杠桿帶動閘瓦向里運動，使閘瓦緊緊抱住閘輪完成制動。常用電磁鐵的符號如上頁圖4‐1b）、c）、d）所示。線圈中通以直流電的電磁鐵稱為直流電磁鐵。直流長行程制動電磁鐵主要用于閘瓦制動器，其工作原理與交流制動電磁鐵相同。MZZ2—H型電磁鐵的結構如下頁圖4‐2所示。（2）直流電磁鐵

2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系圖4‐2直流長行程制動電磁鐵的結構1—黃銅墊圈2—線圈3—外殼4—導向管5—銜鐵6—法蘭7—油封8—接線板9—蓋10—箱體11—管形電阻12—緩沖彈簧13—鋼蓋型號及含義：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系

1）根據機械負荷的要求選擇電磁鐵的種類和結構形成。

2）根據控制系統(tǒng)電壓選擇電磁鐵線圈電壓。

3）電磁鐵的功率應不小于制動或牽引功率。對于制動電磁鐵，當制動器的型號確定后，應根據規(guī)定正確選配電磁鐵。

1）安裝前應清除灰塵和污垢，并檢查銜鐵有無機械卡阻。

2）電磁鐵要牢固地固定在底座上，并在緊固螺釘下放彈簧墊圈鎖緊。制動電磁鐵要調整好制動電磁鐵與制動器之間的連接關系，保證制動器獲得所需的制動力矩和力。

3）電磁鐵應按接線圖接線，并接通電源，操作數次，檢查銜鐵動作是否正常以及有無噪聲。

4）定期檢查銜鐵行程的大小，該行程在運行過程中由于制動面的磨損而增大。當銜鐵行程達到正常值時，即進行調整，以恢復制動面和轉盤間的最小空隙。不讓行程增加到正常值以上，因為這樣（3）電磁鐵的選用（4）電磁鐵的安裝與使用2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系2.電磁抱閘制動器斷電制動控制線路

圖4‐3電磁抱閘制動器斷電制動控制的電路圖1—線圈2—銜鐵3—彈簧4—閘輪5—閘瓦6—杠桿

可能引起吸力的顯著下降。

5）檢查連接螺釘的旋緊程度，注意可動部分的機械磨損。電磁抱閘制動器分為斷電制動型和通電制動型兩種。斷電制動型的工作原理：當制動電磁鐵的線圈得電時，制動器的閘瓦與閘輪分開，無制動作用；當線圈失電時，閘瓦緊緊抱住閘輪制動。通電制動型的工作原理：當線圈得電時，閘瓦緊緊抱住閘輪制動；當線圈失電時，閘瓦與閘輪分開，無制動作用。電磁抱閘制動器斷電制動控制的電路如圖4‐3所示。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系線路工作原理如下：先合上電源開關QS。啟動運轉：按下啟動按鈕SB1，接觸器KM線圈得電，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M接通電源，同時電磁抱閘制動器YB線圈得電，銜鐵與鐵心吸合，銜鐵克服彈簧拉力，迫使制動杠桿向上移動，從而使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機正常運轉。制動停轉：按下停止按鈕SB2，接觸器KM的線圈失電，其自鎖觸頭和主觸頭分斷，電動機M失電，同時電磁抱閘制動器線圈YB也失電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下閘瓦緊緊抱住閘輪，使電動機迅速制動而停轉。（三）電磁抱閘制動器通電制動控制線路

電磁抱閘制動器通電制動控制的電路如下頁圖4‐4所示。線路的工作原理如下：先合上電源開關QS。啟動運轉：按下啟動按鈕SB1，接觸器KM1線圈得電，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M啟動運轉。由于接觸器KM1聯鎖觸頭分斷，使接觸器KM2不能得電動作，所以電磁抱閘制動器的線圈無電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下，閘瓦與閘輪分開，電動機不受制動正常運轉。

2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系制動停轉：按下復合按鈕SB2，其常閉觸頭先分斷，使接觸器KM1線圈失電，其自鎖觸頭和主觸頭分斷，電動機M失電，KM1聯鎖觸頭恢復閉合，待SB2常開觸頭閉合后，接觸器KM2線圈得電，KM2主觸頭閉合，電磁抱閘制動器YB線圈得電，鐵心吸合銜鐵，銜鐵克服彈簧拉力，帶動杠桿向下移動，使閘瓦緊抱閘輪，電動機被迅速制動而停轉。KM2聯鎖觸頭分斷對KM1聯鎖。

圖4‐4電磁抱閘制動器通電制動控制的電路圖1—彈簧2—銜鐵3—線圈4—鐵心5—閘輪6—閘瓦7—杠桿2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系1.2電磁離合器制動電磁離合器制動的原理和電磁抱閘制動器的制動原理類似。斷電制動型電磁離合器的結構示意圖如右圖4‐5所示。其結構及制動原理簡述如下：圖4‐5斷電制動型電磁離合器的結構示意圖1—動鐵心2—激勵線圈3—靜鐵心4—靜摩擦片5—動摩擦片6—鍵7—繩輪軸8—法蘭9—制動彈簧

電磁離合器主要由制動電磁鐵（包括動鐵心1、靜鐵心3和激磁線圈2、靜摩擦片4、動摩擦片5以及制動彈簧9等組成。電磁鐵的靜鐵心3靠導向軸（圖中未畫出）連接在電動葫蘆本體上，動鐵心1與靜摩擦片4固定在一起，并只能作軸(1)結構2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系電動機靜止時，激磁線圈2無電，制動彈簧9將靜摩擦片4緊緊地壓在動摩擦片5上，此時電動機通過繩輪軸7被制動。當電動機通電運轉時，激磁線圈2也同時得電，電磁鐵的動鐵心1被靜鐵心3吸合，使靜摩擦片4與動摩擦片5分開，于是動摩擦片5連同繩輪軸7在電動機的帶動下正常啟動運轉。當電動機切斷電源時，激磁線圈2也同時失電，制動彈簧9立即將靜摩擦片4連同鐵心1推向轉動著的動摩擦片5，強大的彈簧張力迫使動、靜摩擦片之間產生足夠大的摩擦力，使電動機斷電后立即受制動停轉。電磁離合器的制動控制線路與圖4‐3所示線路基本相同。讀者可自行畫出并進行分析。(2)制動原理向移動而不能繞軸轉動。動摩擦片5通過連接法蘭8與繩輪軸7（與電動機共軸）由鍵6固定在一起，可隨電動機一起轉動。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系使電動機在切斷電源停轉的過程中，產生一個和電動機實際旋轉方向相反的電磁力矩（制動力矩），迫使電動機迅速制動停轉的方法叫電力制動。電力制動常用的方法：反接制動、能耗制動、電容制動和再生發(fā)電制動等

2.1反接制動依靠改變電動機定子繞組的電源相序來產生制動力矩，迫使電動機迅速停轉的方法叫反接制動。其制動原理如下頁圖4‐6所示。注意：當電動機轉速接近零值時，應立即切斷電動機電源，否則電動機將反轉。第二節(jié)

電力制動2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系圖4‐6反接制動原理圖1.速度繼電器

速度繼電器是反應轉速和轉向的繼電器，其主要作用是以旋轉速度的快慢為指令信號，與接觸器配合實現對電動機的反接制動控制，故稱為反接制動繼電器。外形如下頁圖4‐7所示。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系

a)JY1

b)JFZ0圖4‐7

速度繼電器外形（1）速度繼電器的型號及含義：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系(2)速度繼電器的結構及工作原理

JYl系列速度繼電器的結構及工作原理如圖4‐8所示。

圖4‐8JY1速度繼電器結構原理圖及符號1‐轉子2‐電動機軸3‐定子4‐繞組5‐定子柄6、7‐靜觸點8、9‐簧片（動觸點）

它主要由定子、轉子和觸點三部分組成。一般情況下，速度繼電器的觸點，在轉速達120r／min時能動作，低于100r／min左右時能恢復正常位置。速度繼電器在電路圖中的符號如圖4‐8所示。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系速度繼電器主要根據所需控制的轉速大小、觸頭的數量和電壓、電流來選用。

1）速度繼電器的轉軸應與電動機同軸連接，使兩軸的中心線重合。速度繼電器的軸可用聯軸器與電動機的軸連接。

2）速度繼電器安裝接線時，應注意正反向觸頭不能接錯，否則不能實現反接制動控制。

3）速度繼電器的金屬外殼應可靠接地。（4）速度繼電器的安裝與使用（3）速度繼電器的選用（5）速度繼電器的常見故障及處理方法速度繼電器的常見故障及處理方法見下頁表4‐1。

2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系表4‐1速度繼電器的常見故障及處理方法故障現象可能原因處理方法反接制動時速度繼電器失效，電動機不制動（1）膠木擺桿斷裂（2）觸頭接觸不良（3）彈性動觸片斷裂或失去彈性（4）籠型繞組開路（1）更換膠木擺桿（2）清洗觸頭表面油污（3）更換彈性動觸片（4）更換籠型繞組電動機不正常制動速度繼電器的彈性動觸片調整不當重新調節(jié)調整螺釘2.單向啟動反接制動控制線路

單向啟動反接制動控制電路如圖4‐9所示。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系工作原理：先合上電源開關QS。單向啟動：圖4‐9單向啟動反接制動控制電路圖

2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系反接制動：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系3.雙向啟動反接制動控制線路

雙向啟動反接制動控制電路如圖4‐10所示。圖4‐10雙向啟動反接制動控制電路圖2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系工作原理：先合上電源開關QS。正轉啟動運轉：反接制動停轉：

2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系反接制動的優(yōu)點：制動力強，制動迅速。缺點：制動準確性差，制動過程中沖擊強烈，易損壞傳動零件，2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系制動能量消耗大，不宜經常制動。一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經常啟動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動控制。2.2能耗制動

圖4‐11能耗制動原理圖當電動機切斷交流電源后，立即在定子繞組的任意兩相中通入直流電，迫使電動機迅速停轉的方法叫能耗制動。制動原理如圖4‐11所示，先斷開電源開關QS1，切斷電動機的交流電源，這時轉子仍沿原方向慣性運轉；隨后立即合上開關QS2，并將2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系QS1向下合閘，電動機V、W兩相定子繞組通入直流電，使定子中產生一個恒定的靜止磁場，這樣作慣性運轉的轉子因切割磁力線而在轉子繞組中產生感生電流，其方向可用右手定則判斷出來，上面應標×，下面應標⊙。轉子繞組中一旦產生了感生電流，又立即受到靜止磁場的作用，產生電磁轉矩，用左手定則判斷，可知此轉矩的方向正好與電動機的轉向相反，使電動機受制動迅速停轉。由于這種制動方法是通過在定子繞組中通入直流電以消耗轉子慣性運轉的動能來進行制動的，所以稱為能耗制動，又稱動能制動。(1)無變壓器單相半波整流能耗制動自動控制線路

無變壓器單相半波整流單向啟動能耗制動自動控制電路如下頁圖4‐12所示。常用于10kW以下小容量電動機，且對制動要求不高的場合。2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系圖4‐12無變壓器單相半波整流單向啟動能耗制動控制電路圖工作原理：先合上電源開關QS。單向啟動運轉：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系能耗制動停轉：2/4/2023棗莊職業(yè)學院機電工程系(2)有變壓器單相橋式整流能耗制動自動控制線路

圖4‐13有變壓器單相橋式整流單向啟動能耗制動