电动机的制动方式

传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，Y/△起动，自耦变压器起动和延边三角形起动;制动方式有三种，反接制动，能耗制动和电容制动，其中任何一种起，、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。本设计采用Y/△起动和反接制动方式。Y/△起动是定子绕组接成三角形的笼形异步电动机在起动时为星形连接，来达到降压起动以限制起动电流的目的；当转速上升到一定值时，再将定子绕组恢复三角形连接，电动机进入全压正常运行状态，从而完成电机的起动。反接制动是利用改变三相异步电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子产生反相旋转的磁场，从而产生制动力矩的方法。在反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近转子转速的两倍，因此，制动电流大，制动力矩大，制动迅速。但为防止电机反相再起动，必须在反接制动到转子转速接近于零时，及时切除电机电源。

电动机被停止后还有一定的旋转惯性，在要求停止准确的设备就要采用制动方式使电机停止后迅速静止。

较常用的有：

1》能耗制动。

2》反接制动。

3》电磁抱闸制动。

电动机的制动方式主要有机械制动和电气制动，机械制动是通过机械装置来卡住电机主轴，使其减速，如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。电气制动时在应用中多采用电气制动，常用的电气制动方式有：  

1. 短接制动  

制动时将电机的绕组短接，利用绕组自身的电阻消耗能量。由于绕组的电阻较小，耗能很快，有一定的危险性，可能烧毁电机。  

2. 反接制动  

直流电机制动，将电机的电源正负极反接，改变电枢电流的方向，这样转矩的方向也改变，使得转速与转矩的方向相反。交流电机制动采用改变相序的方法产生反向转矩，原理类似。反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。  

3. 能耗制动  

制动时在电机的绕组中串接电阻，电动机相当于发电机，将拥有的能量转换成电能消耗在所串接电阻上。这种方法在各种电机制动中广泛应用，变频控制也用到了。从高速到低速（零速），这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势EU（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来但由于通常变频器是交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的因此无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当超过设定上限值电压时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗电压随之下降，待到设定下限值时即断。这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的。  

制动电阻的选取经验：  

① 电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大;  

② 不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件;  

③ 制动时间可人为选择;  

④ 小容量变频器（≤7.5KW）一般是内接制动单元和制动电阻的;  

⑤ 当在快速制动出现过电压时说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值。  

4. 直流制动  

主要用于变频控制中。在电动机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。  

5. 能量回馈制动  

当采用有源逆变技术控制电机时，将制动时再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，并将电能消耗在电网上从而实现制动。能量回馈装置系统具有的优越性远胜过能耗制动和直流制动所以近年来不少使用单位结合使用设备的特点纷纷提出要求配备能量回馈装置的要求国外也仅有ABB、西门子、富士、安川、芬兰Vacon等少数不多的公司能提供产品国内几乎空白。  

6. 并联电容制动  

一种电容放电式三相单相伺服电机电制动方法，其特征在于：在旋转的电机需要制动时，将原电源输入断开，并同时将充有电能的电容连接在伺服电机绕组上，通过电机绕组放电，在电机内产生直流磁场，在直流磁场作用下，使电机转子制动，进行电机制动，同时电容的电能消耗，当电机制动后，电容的电能耗尽。其方法能耗温升小，防止电机烧毁，电机寿命长，制动效果好。该结构便于现场更换，提高电制动效果，提高了电动执行器的可靠性 

使旋转中的电动机获得一个逆旋转方向的力矩，以使其较快地降低转速的过程，称为电动机的制动。对于传动生产机械的异步电动机，有时需要很快地使其运动完全停止；有时需要在电动机的运动中加入一个一定的均匀的制动力距，但不要求电动机立即停止，如起重机在提吊的重物下降时，电动机车在下坡时，都需要后一种制动，鼠笼式异步电动机有三种制动方法，即反接制动、发电制动（再生制动）和动力制动（能耗制动），制动操作的要点如下：

（1）反接制动 通常，电动机断电后，由于惯性作用，还有一段惯性时间，鼠笼式感应电动机的反接制动，是在断电的同时，把输入电源的相序变换一下，改变电动机定子旋转磁场的方向，使转子产生一个逆旋转方向的制动力矩，经过短暂的时刻，再把输入的电源切断，电动机边很快就停止转动。

（2）发电制动（再生制动） 发电制动是在电动机的转速高于旋转磁场同步转速时进行的，因为按右手定则，此时转子导体产生感应电流，而该电流在旋转磁场的作用下，产生一个反旋转方向的这个制动力距，电动机便处于发电制动状态。

（3）动力制动（能耗制动） 在供电电源切除后，立即向定子绕组通以直流电流，于是形成一个固定（静止）的磁场，而转子由于惯性仍按原方向转动，根据左手定则，转子中会产生感应电流，此电流在固定磁场的作用下，产生一个方向，其方向与电动机按惯性转动的方向恰好相反，所以起到制动作用。