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1、异步电动机2022/5/121三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 三相异步电动机的反转三相异步电动机的反转原理原理 电动机的旋转方向取决于定子旋转磁场的旋转方向。因此电动机的旋转方向取决于定子旋转磁场的旋转方向。因此只要改变旋转磁场的旋转方向，就能使三相异步电动机反转。只要改变旋转磁场的旋转方向，就能使三相异步电动机反转。 方法方法 互换电源的任意两相，就可实现反转。互换电源的任意两相，就可实现反转。接线图接线图正转正转A B CM3电电 源源反转反转M3电电 源源A B C2022/5/122三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动制动的含义制动的含义v在负载转矩为位能性负载转矩的机械
2、设备中（例如起重在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一定的运行速度。定的运行速度。v在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停止。止。制动的方法制动的方法 v机械制动机械制动利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。最常见利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。最常见的是电磁抱闸。的是电磁抱闸。 v电气制动电气制动 使异步电动机所产生的电磁转矩使异步电动机所产生的电磁转矩T T和电动机转子的转速和电动机转子的转速n n的的方向相反
3、。方向相反。 电气制动分为电气制动分为：(1)(1)反接制动。反接制动。(2)(2)能耗制动。能耗制动。(3)(3)回馈制动。回馈制动。2022/5/123 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动1 1、反接制动：电源反接制动和倒拉反接制动。、反接制动：电源反接制动和倒拉反接制动。（a）电源反接制动）电源反接制动方法：方法： 改变电动机定子绕组与电源的联接相序。改变电动机定子绕组与电源的联接相序。 原理：原理： 当电源的相序发生变化，旋转磁场当电源的相序发生变化，旋转磁场n1立即反转，从而使立即反转，从而使转子绕组中的感应电势、电流和电磁转矩都改变方向。因机转子绕组中的感应电势、电流和电磁转
4、矩都改变方向。因机械惯性，转子转向未发生变化，则电磁转矩械惯性，转子转向未发生变化，则电磁转矩T与转子的转速与转子的转速n方向相反，电机进入制动状态，这个制动过程我们称为电源方向相反，电机进入制动状态，这个制动过程我们称为电源反接制动。反接制动。2022/5/124三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动1. 反接制动反接制动(1) 定子反相的反接制动定子反相的反接制动 迅速停车迅速停车3 M 33 M 3Rb制制动动前前的的电电路路制制动动时时的的电电路路 制动原理制动原理2022/5/125TLTL制动前：正向电动状态。制动前：正向电动状态。 制动时：定子相序改变，制动时：定子相序改变，
5、n0 变向。变向。OnT1 n02n0 bs = n0 n n0= n0n n0即即：s 1 (第二象限第二象限)。 同时同时：E2s、I2 反向，反向，T 反向。反向。aca 点点 b 点点(T0，制动开始制动开始)惯性惯性 n c 点点(n = 0，T 0)， 制动结束。制动结束。 到到 c 点时，若未切断电源，点时，若未切断电源， M 将可能反向起动。将可能反向起动。d2022/5/126取决于取决于 Rb 的大小。的大小。 制动效果制动效果aOnT1n02n0bc 制动时的功率制动时的功率 Pe = m1I22 R2Rb s0 PCu2 = m1(R2Rb ) I22 = PePm =
6、 Pe|Pm|0 Pm = (1s ) Pe 三相电能三相电能 电磁功率电磁功率Pe转子转子机械功率机械功率Pm定子定子转子转子电阻电阻消耗消耗掉掉2022/5/127 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动（b）倒拉反接制动）倒拉反接制动 方法：方法： 当绕线式异步电动机拖动位能性负载时，在其转当绕线式异步电动机拖动位能性负载时，在其转子回路中串入很大的电阻。子回路中串入很大的电阻。 原理：原理： 在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率很大的曲线，因机械惯性，工作点向下移。此时电磁很大的曲线，因机械惯性，工作点向下移。此时电磁转矩小于负载转矩，
7、转速下降。当电机减速至转矩小于负载转矩，转速下降。当电机减速至n = 0，电磁转矩仍小于负载转矩，在位能负载的作用下，电电磁转矩仍小于负载转矩，在位能负载的作用下，电动机反转，工作点继续下移。此时因动机反转，工作点继续下移。此时因n0，电机进入，电机进入制动状态，直至电磁转矩等于负载转矩，电机才稳定制动状态，直至电磁转矩等于负载转矩，电机才稳定运行。运行。2022/5/128转子转子倒拉反接制动倒拉反接制动下放重物下放重物On T 1n02bcTLad 制动原理制动原理 定子相序不变，转子定子相序不变，转子 电路串联对称电阻电路串联对称电阻 Rb。a 点点 b 点点(TbTL)， 惯性惯性 n
8、 c 点点 ( n = 0，TcTL ) 在在TL 作用下作用下 M 反向起动反向起动d 点点( nd0，Td = TL ) 制动运制动运 行状态行状态 制动效果制动效果 改变改变 Rb 的大小，的大小， 改变特性改变特性 2 的斜率，的斜率， 改变改变 nd 。3e 低速提低速提 升重物升重物2022/5/129 制动时的功率制动时的功率s =n0nn0第四象限第四象限：1 (n0)Pe = m1I22R2Rb s0 PCu2 = m1(R2Rb ) I22 = PePm = Pe|Pm|0 Pm = (1s ) Pe 定子输入电功率定子输入电功率 轴上输入机械功率轴上输入机械功率 （位能负
9、载的位能）（位能负载的位能） 电功率与机械功率均电功率与机械功率均 消耗在转子电路中。消耗在转子电路中。第第 十十 章章 异步电动机的电力拖动异步电动机的电力拖动2022/5/12102 2、能耗制动、能耗制动方法：方法： 将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后，立即接到直流电源上。源上断开后，立即接到直流电源上。原理：原理： 当定子绕组通入直流电源，将在电机中将产生一个当定子绕组通入直流电源，将在电机中将产生一个恒定磁场。当转子因机械惯性按原转速方向继续旋转恒定磁场。当转子因机械惯性按原转速方向继续旋转时，转子导体会切割这一恒定磁场，从
10、而在转子绕组时，转子导体会切割这一恒定磁场，从而在转子绕组中产生感应电势和电流。转子电流又和恒定磁场相互中产生感应电势和电流。转子电流又和恒定磁场相互作用产生电磁转矩作用产生电磁转矩T T，根据右手定则可以判断电磁转矩，根据右手定则可以判断电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，则的方向与转子转动的方向相反，则T T为一制动转矩。在为一制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速将迅速下降，当制动转矩作用下，转子转速将迅速下降，当n n = = 0 0时，时，T = 0T = 0，制动过程结束。转子的动能变为电能，消耗在，制动过程结束。转子的动能变为电能，消耗在转子回路电阻上。转子回路电阻上。2022/5
11、/1211M 33S1能耗制动能耗制动 (1) 制动原理制动原理 制动前制动前 S1 合上，合上，S2 断开，断开， M 为电动状态。为电动状态。 制动时制动时 S1 断开，断开，S2 合上。合上。 定子定子: U I1 转子转子: n E2 I2 M 为制动状态。为制动状态。n U S2 RbI1FFT T2022/5/1212(2) 能耗制动时的机械特性能耗制动时的机械特性OnT特点：特点： 因因T 与与 n 方向相反，方向相反， nT 曲线在第二、曲线在第二、 四象限。四象限。 因因 n = 0 时，时， T = 0， nT 曲线过原点。曲线过原点。 制动电流增大时，制动电流增大时， 制
12、动转矩也增大；制动转矩也增大； 产生最大转矩的转速不变。产生最大转矩的转速不变。I1I12022/5/1213(3) 能耗制动过程能耗制动过程 迅速停车迅速停车TLOnT12 制动原理制动原理 制动前：特性制动前：特性 1。 制动时：特性制动时：特性 2。原点原点 O (n = 0，T = 0)，a 点点 b 点点惯性惯性 ab(T0，制动开始制动开始)n制动过程结束。制动过程结束。 制动效果制动效果 Rb I1 T 制动快。制动快。 制动时的功率制动时的功率 定子输入：定子输入：P1 = 0，轴上输出：轴上输出：P2 = T0 。 动能动能 P2 转子电路的电能转子电路的电能 PCu2消耗掉
13、。消耗掉。2022/5/1214(4) 能耗制动运行能耗制动运行 下放重物下放重物TLOnT12a a 点点 b 点点 惯性惯性 (T0，制动开始制动开始)bn 原点原点 O (n = 0，T = 0),在在TL作用下作用下 n 反向增加反向增加 cc 点点(T = TL), 制动运制动运行状态行状态以速度以速度 nc 稳定下放重物。稳定下放重物。 制动效果：制动效果： 由制动回路的电阻决定。由制动回路的电阻决定。2022/5/1215能耗制动能耗制动 n特点：特点：v能耗制动的优点是制动力强，制动较平稳。能耗制动的优点是制动力强，制动较平稳。v缺点是需要一套专门的直流电源供制动用。缺点是需要
14、一套专门的直流电源供制动用。 2022/5/12163 3、回馈制动、回馈制动方法：方法：电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，使电动机的转速超过旋转磁场的同步转速。使电动机的转速超过旋转磁场的同步转速。原理：原理：起重机下放重物。在下放开始时，起重机下放重物。在下放开始时，n n n n1 1，电动机处于电动状态。在位能性转矩的作，电动机处于电动状态。在位能性转矩的作用下，电动机的转速大于同步转速时，转子用下，电动机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，电磁转矩方向与转子转向相反，成
15、为制化，电磁转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电动机将机械能转变为电能馈动转矩。此时电动机将机械能转变为电能馈送电网，所以称回馈制动。送电网，所以称回馈制动。2022/5/12173. 回馈制动回馈制动 特点：特点：| n | | n0 |，s0。 电机处于发电机状态。电机处于发电机状态。 (1) 调速过程中的回馈制动调速过程中的回馈制动4.5 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 TnOf1 f1f1 f1TLabcdTnOYYYTLabcd? 回馈制动回馈制动2022/5/1218OnTTLn0n0(2) 下放重物时的回馈制动下放重物时的回馈制动GRb T3 M 3TnTLba
16、c正向电动正向电动反接制动反接制动dn回馈制动回馈制动反向电动反向电动第第 十十 章章 异步电动机的电力拖动异步电动机的电力拖动2022/5/1219 0 (nn0) 0 定子发出电功率，向电源回馈电能。定子发出电功率，向电源回馈电能。 0 轴上输入机械功率轴上输入机械功率(位能负载的位能位能负载的位能)。 PCu2 = PePm |Pe | = |Pm|PCu2 机械能转换成电能机械能转换成电能(减去转子铜损耗等减去转子铜损耗等)。 制动时的功率制动时的功率s =n0n n0=n0nn0第四象限第四象限：Pe = m1I22 R2Rb sPm= (1s ) Pe2022/5/1220 制动效果制动效果 Rb 下放速度下放速度 。 为了避免危险的高速，为了避免危险的高速， 一般不串联一般不串联 Rb。OnTTLn0n02022/5/1221
