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1、半波整流能耗制动的设计方法陈文艺异步电动机在脱离三相交流电源后，若在定子绕组上通以直流电流，该直流电流在电动机内空间将产生静止磁场。依惯性按原方向转动的转子中将产生感生电流，感生电流又在磁场中受力形成与转子旋转方向相反的力矩，对转子起制动作用，迫使转子迅速停止转动，通入定子绕组的直流电流越大，制动力矩也就越大， 。但电流过大，将会烧毁定子绕组，或造成机械损伤。一般情况下，通入定子绕驵的直流电流取电动机空载电流的 3-5 倍，或额定电流的 1.5 倍.异步电动机定子绕组是一个电感与电阻的串联组合。采用半波整流供电时，二极管的导通角 随阻抗角 的不同而不同。当 L0 时，负载呈纯阻性，导通角RLt
2、g1180 0，整流电压的平均值为 0.45U；若 R=0 ,负载呈纯感性，=360 0，整流平均电压为零。整流电流的波形如图 1（b）所示。为了求得输出直流电压Ud与阻抗角 的关系，由图 1，在二极管导通时，可列出下列方程： tsinU2RidtL上式的解为 tLR2Ae)tsin()L(RUi 由初始条件 t=0 时 ,i=0 则 ，所以sin)(U2tLR222 esiR)tsin()L(RUi （设二极管的导通角为 ，则 t 时二极管截止，i=0 代入上式得：，整理得： LR222 esinU)sin()(0 （即 ，解得（0esisintg tgesicossin（1）t/cotg显
3、然导通 是阻抗解 的函数， 。)(f图 1(a)原理图 （b）不同 的电流波形图RLUd+-u 0 t2u =0090=90u,i由式（1）解出 后，整流直流电压由下式求得（2）)(fcos12U)cos1(2)t(dsinU20d 可见整流直流电压 Ud是阻抗角 的函数。遗憾的是式（1）是一个超越函数，很难用数学方法求出准确结果。用试探法从式（1）求出 后，代入式（ 2） ，便可求出负载上的平均电压 Ud,而平均电流 。图 2 绘出了 Ud与 的关系曲线，供设计时使用。RId例：一台 Y135S4 型三相异步电动机，P e=5.5KW，U e=380V，I e=11.6A，起动电流倍数 Kl
4、=6 联接方式 ，采用半波整流，能耗制动，试设计电路的有关参数。解：采用交流 220V 经半波整流后供电，加在定子绕组任两端上，如图3 所示。定子绕组相阻抗 46.916380IKUZel（r=(0.25-0.4)Z，取系数为 0.3r=0.39.46=2.84x=(0.91-0.97)Z,取系数为 0.95x=0.959.46=8.99将图 3 等效成图 4，图中，89.1.2rR 9.5.832xX试取 Rad=2.8 =51.94 07.19.5Rtgad查图 2（或表 1）得 ，V27036.oUd A9.168.2.IdId近似等于额定电流的 1.5 倍。即 11.61.5=17.4
5、A在该台电动机上实验，测得的结果为：U d=75V Id=15.5A。和计算结果相比，有一定的误差，这是由于电动机阻抗估计有出入，导线的电阻也未计入等诸多因素引起的。若取 Rad=0，则 ，查表 2 得015.789.tg（900 6003000.450.100.200.300.40图 2Ud 每隔 50，U d 的计算值列于下表 1 00 50 100 150 200 250 300 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100Ud 0.45 0.449 0.447 0.442 0.436 0.429 0.420 350 400 450 500 550 600 650
6、 2150 2200 2260 2310 2380 2440 2520Ud 0.409 0.395 0.381 0.365 0.346 0.323 0.295 700 750 80o 850 900 2600 2710 2840 3040 3600Ud 0.263 0.222 0.170 0.100 0V RadrrrxxxUVW220VXRRad220VV图3图4， ，实际测量，结果为 V520.UdA298.15IdV51UdA26Id由上面分析，计算和实测结果表明，本设计方法可以作为工程计算的依据。必须指出，附加电阻 Rad增加时，整流电压的平均值也要增加，但整流电流的平均值减少。这点在设计时应引起重视。
