电拖5章3.doc

摘要：本章介绍了三相异步电动机的机械特性的三个表达式。固有机械特性和人为机械特性，阐述了三相异步电动机的起动、调速和制动的各种方法、特点和应用。 5.3 三相异步电动机的制动（返回顶部） 三相异步电动机的制动是三相异步电动机的起动的逆过程。异步电动机的制动就是使电动机的转矩 与转速 反向，即 起反抗运动的作用。使电动机转速由某一稳定转速迅速降为零的过程或者使电动机产生的转矩与负载转矩相平衡，从而使电动机的下降转速保持恒定。 三相异步电动机的制动方法有能耗制动，反接制动，回馈制动三种，其制动运动状态有能耗制动状态，反接制动状态，回馈制动状态。 本节主要分析和讨论各种制动方法的原理，机械特性及其制动过程，并总结三相异步电动机的各种运行状态。 5.3.1能耗制动（返回顶部） 1.能耗制动的原理 如果三相异步电动机定子绕组断开三相电源后，则电机内无磁通势。从而电磁转矩 ＝0，电动机在负载转矩作用下，自然停车，这是自然制动过程。 能耗制动的电路原理图如图5.22所示，三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后（1K断开），同时，在定子绕组任意两相上接入直流电流 ( 也称直流励磁电流)，即接通开关2K，从而在电机内形成一个不旋转的空间位置固定的磁通势 ，最大幅值为 。在三相交流电源切断后的瞬间，电动机转子由于机械惯性其转速 不能突变，而继续维持原逆时针方向旋转。此时，直流电流 产生的空间固定不转的磁通势 相对于旋转的转子是一个旋转磁通势；旋转方向为顺时针，转速大小为 。这种相对运动导致了转子绕组有感应电动势 ，并产生电流 和电磁转矩 ，根据左手定则可知， 的方向与磁通势 相对于转子的旋转方向是一样的，但与转速 的方向相反，电动机处于制动运行状态，电机转速迅速下降，直到转速 时，磁通势 与转子相对静止， ＝0, ＝0, ?, 减速过程结束，电动机将停转，实现了快速制动停车。如果负载是反抗性负载，则电机转速 将停车。如果负载是位能性负载，则电机转速 时必须立即用机械抱闸，将电机轴刹住停车。 图5.22??? 能耗制动接线图 由于制动过程，转轴的机械能转换成电能消耗在转子回路的电阻上，因此，称为能耗制动。 2.能耗制动的机械特性 三相异步电动机能耗制动的机械特性的推导类似于三相异步电动机固有机械特性的推导。当异步电动机切断三相交流电源，接入直流电流 时的等值电路如图5.23所示。它是转子绕组相数、匝数、绕组系数及转子电路的频率都折合到定子边界的结果。 ????? ?图5.23?? 能耗制动的等值电路???? ???????图5.24 ??能耗制动的电流关系 图中 为能耗制动转差率。当直流磁通势 于转子之间相对转速（既转差）不变时，即 ，且 的相对转子的转速即同步转速为 ，则 转子绕组感应电动势 的大小和频率为： 图中 为等值电流，它是通过三相异步电动机定子绕组接入直流电流 换算得到的。利用三相交流电流产生的旋转磁通势 等效替代直流磁通势 的办法，可推导出 与 的关系如下： 当电动机定子绕组为ㄚ 形接法时，有 当电动机定子绕组为△形接法时，有 根据等值电路画出能耗制动时各电流之间的关系图如图5.24 所示，则 ????? (5.25) 忽略励磁电阻 的铁损耗作用，则 ? ?????????????????(5.26) 对于转子功率因数角 ，有 ?????????????????????????????? ????????(5.27) 将式（5.26）、（5.27）代入式（5.25），整理各得 则 ?????? ??????(5.28) 上式为能耗制动的机械特性表达式。 和电动机运行状态时的机械特性参数表达式推导方法一样，可导出能耗制动时的最大转矩 及相应的转差率 为 ???? ??????????????????????(5.29) 根据式（5.28）画出三相异步电动机能耗制动时的机械特性如图 5.25 所示，图中曲线 ?图5.25? 能耗制动的机械特性???????????????????? 图5.26? 能耗制动过程 1为直流电流为 ，转子串入电阻 时的特性；曲线2为直流电流为 ，转子串入电阻 时的特性；曲线3为直流电流为 ( ＞ )，转子串入电阻 时的特性；曲线4为电机运行的固有特性。 3.制动过程分析?? 三相异步电动机工作于电动运行状态时，采用能耗制动停车，电动机的运行点如图5.26所示。即 。改变直流电流 的大小而改变制动转矩的大小，从而改变制动时间的大小。4.直流电流 的选择 对于三相鼠笼式异步电动机取???????????????????? 对于三相绕线式异步电动机取 式中 为异步电动机的空载电流，一般取 。 能耗制动广泛应用于要求平稳准确停车的场合。也可用于起重机一类带位能性负载的机