三相笼形异步电动机的制动控制电路如何工作

    由于电动机转子及被拖动的生产机械的惯性作用，即使切断电动机的工作电源后，也需要经过一段时间才能停止转动，这样往往不能满足某些生产机械的工艺要求。例如，起重机的吊钩需要准确的停止位置，万能铣床的主轴要求能迅速停转，还有卧式镗床、组合机床等。因此，要求电动机能迅速停转，必须对电动机进行制动控制。制动的方法通常有两大类：机械制动和电气制动。机械制动又分为电磁制动器制动和电磁离合器制动。电气制动一般常用的有反接制动和能耗制动等。

   (1)电磁制动器制动

    电磁制动器主要由电磁铁和制动器两部分组成。电磁铁由铁芯、衔铁和线圈组成，并有单相和三相之分。制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等。闸轮与电动机装在同一根轴上。电磁制动器控制电路如图7-11所示。电路的工作原理为：合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，KM1主触头闭合，使YB线圈通电，闸瓦先松开闸轮，KM1(9、11)常开触头闭合联锁，使接触器KM2线圈通电，电动机才通电运转。

    图7-11    电磁制动器控制电路

    若要停止电动机运转，按下停止按钮SB1，接触器KM1、KM2线圈同时断电释放，此时电磁制动器YB线圈也断电，衔铁释放，在弹簧力的作用下，使闸瓦迅速抱住闸轮，电动机立即停止运转。这种断电制动控制电路在起重机械设备上得到了广泛运用。

   (2)单向运行反接制动

    反接制动是指利用改变电动机定子绕组的电源相序，使定子绕组产生旋转磁场与转子惯性旋转方向相反的制动转矩，在该转矩的作用下，电动机转速迅速下降实现制动的一种方法。

    单向运行反接制动控制电路如图7-12所示。该电路是利用速度继电器SR来实现反接制动的，速度继电器SR与电动机同轴连动。其电路的工作过程为：首先合上电源开关QS。若要启动运行，则按下SB2，KM1线圈通电，KM1(5、7)常开触头闭合自锁，KM1 (13、15)常闭触头断开联锁，KM1主触头闭合，电动机M启动运行。当转速n> 100  r/min时，SR (11、13)常开触头闭合，为反接制动做好准备。

    图7-12    单向运行反接制动控制电路

    若要反接制动，则按下SB1，KM1线圈断电，KM1主触头断开，电动机M断电后惯性旋转。KM1(5、7)常开触头断开自锁，KM1(13、15)常闭触头闭合复位。KM2线圈通电，KM2(3、11)常开触头闭合自锁，KM2 (7、9)常闭触头断开联锁，KM2主触头闭合，电动机M串接限流电阻R反接制动。当转速降到n <100 r/min时，SR (11、13)常开触头断开，KM2线圈断电，KM2 (3、11)常开触头断开自锁，KM2(7、9)常闭触头闭合复位，KM2主触头断开，电动机M断电，制动结束。

    应该注意，反接制动时由于转子与旋转磁场之间的相对转速很大(n1+n)，所以流过定子绕组的反接制动电流也很大，必须在主电路里串接限流电阻，以防定子绕组过热。另外，由于反接制动时转矩很大，对机械设备传动部分有冲击，消耗能量也大，制动准确度不是很高，故它不适合频繁制动的场合。

   (3)可逆运行反接制动

    可逆运行反接制动控制电路如图7-13所示。该图中将速度继电器的两个常开触点SR-1和SR-2分别串接到正、反转控制电路中，作用是为正向（或反向）运转做反接制动准备。另外，电路中的中间继电器KA起到联锁保护作用，以防止因需要人工手动旋转工件或主轴时，若转速达到100 r/min左右，可能造成电动机带动速度继电器SR旋转，而SR常开触点动作闭合，使电动机得电反向冲动，从而发生人身或设备事故现象。

    图7-13    可逆运行反接制动控制电路

    可逆运行反接制动控制电路工作过程为：首先合上电源开关QS。若要正向启动运行，则按下SB2，KM1线圈通电，KM1(7、9)常开触头闭合自锁，KM1 (15、17)常闭触头断开联锁，KM1主触头闭合，电动机M正向启动运行。当转速n> 100 r/min时，SR-2 (13、15)常开触头闭合，为反接制动做好准备。

    若要反接制动，则按下SB1，KM1线圈断电，KM1主触头断开，电动机M断电后惯性旋转，KM1(7、9)常开触头断开自锁，KM1(15、17)常闭触头闭合复位。同时KA线圈通电，KA(5、7)常闭触头断开，KA (3、21)常开触头闭合自锁，KA(3、13)常开触头闭合，KM2线圈通电，KM2(7、15)常开触头闭合自锁，KM2(9、11)常闭触头断开联锁，KM2主触头闭合，电动机M因改变电源相序，而进入正向反接制动状态，当转速降到n< 100 r/min时，SR-2 (13、15)常开触头断开，KM2、KA线圈断电，KM2 (7、15)常开触头断开自锁，KM2(9、11)常闭触头闭合复位，KM2主触头断开，电动机M断电，制动结束。

    当电动机反向启动运行时，其反接制动过程与正向反接制动过程类似，可自行分析。

    (4)单向运行全波整流能耗制动

    能耗制动是指在电动机脱离三相交流电源后，立即在定子绕组加一直流电源，产生一个静止磁场，因转子的感应电流与这一静止磁场所产生的转矩阻碍了转子的转动，从而达到制动的目的。当电动机转速为零时再切除直流电源。

    单向运行全波整流能耗制动控制电路如图7-14所示。该电路的工作原理为：首先合上电源开关QS。若要启动运行，则按下SB2，KM1线圈通电，KM1(5、7)常开触头闭合自锁，KM1 (13、15)常闭触头断开联锁，KM1主触头闭合，电动机M启动运行。

    图7-14    单向运行全波整流能耗制动控制电路

    若要能耗制动，则按下SB1，KM1线圈断电，M1主触头断开，电动机M断电后惯性旋转。KM1(5、7)常开触头断开自锁，KM1(13.15)常闭触头闭合复位。这时KM2. KT线圈通电，KM2(3、11)常开触头闭合自锁，KM2 (7、9)常闭触头断开联锁，KM2主触头闭合，电动机M接入直流电源，而进入能耗制动状态。经KT线圈延时后，KT (11、13)常闭触头延时断开，KM2线圈断电，KM2主触头断开，切除直流电源，制动结束。同时KM2(3、11)常开触头断开自锁，KM2(7、9)常闭触头闭合复位，KT线圈断电，KT (11、13)常闭触头闭合复位，为下一个工作周期做好准备。

   (5)可逆运行全波整流能耗制动控制电路

    可逆运行全波整流能耗制动控制电路如图7-15所示。它只比单向运行电路多了个反向运行部分，其工作过程类似，可自行分析。

    图7-15    可逆运行全波整流能耗制动控制电路