電機不同制動方式的原理及運用場合

　　電機的制動方式及注意事項

　　電動制動是電機控制中經(jīng)常遇到的問題，一般電機制動會出現(xiàn)在兩種不同的場合，一是為了達到迅速停車的目的，以各種方法使電機旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，從而產(chǎn)生一個電磁制動轉(zhuǎn)矩，使電機迅速停車轉(zhuǎn)動；另一是在某些場合，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速時，電機也處于制動狀態(tài)。

　　電機制動方式一般分為：反接制動，能耗制動（直流制動）及再生制動三種方式，下面就這幾種制動方式的原理及注意事項做一簡單介紹。

　　一、反接制動

　　反接制動原理：在電機斷開電源后，為了使電機迅速停車，使用控制方法再在電機的電源上加上與正常運行電源反相的電源，此時，電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與電機旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反，此時電機產(chǎn)生的電磁力矩為制動力矩，加快電機的減速。

　　反接制動有一個最大的缺點，就是：當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為0時，如果不及時撤除反相后的電源，電機會反轉(zhuǎn)。解決此問題的方法有以下兩種：

　　1、在電機反相電源的控制回路中，加入一個時間繼電器，當(dāng)反相制動一段時間后，斷開反相后的電源，從而避免電機反轉(zhuǎn)。但由于此種方法制動時間難于估算，因而制動效果并不精確。

　　2、在電機反相電源的控制回路中加入一個速度繼電器，當(dāng)傳感器檢測到電機速度為0時，及時切掉電機的反相電源。由于此種方法速度繼電器實時監(jiān)測電機一轉(zhuǎn)速，因而制動效果較上一種方法要好的多。

　　正是由于反接制動有此特點，因此，不允許反轉(zhuǎn)的機械，如一些車床等，制動方法就不能采用反接制動了，而只能采用能耗制動或機械制動。

　　二、能耗制動

　　能耗制動的原理：在定子繞組中通以直流電，從而產(chǎn)生一個固定不變的磁場。此時，轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)方向切割磁力線，從而產(chǎn)生一個制動力矩。由于此制動方法并不是象再生制動那樣，把制動時產(chǎn)生的能量回饋給電網(wǎng)，而是單靠電機把動能消耗掉，因此叫能耗制動。又由于是在定子繞組中通以直流電來制動，因而能耗制動又叫直流注入制動。

　　能耗制動是單純依靠電機來消耗動能來達到停車的目的，因而制動效果和精度并不理想。在一些要求制動時間短和制動效果好的場合，一般不使用此制動方法。如起重機械，其運行特點是電機轉(zhuǎn)速低，頻繁地起動、停止和正反轉(zhuǎn)，而且拖著所吊重物運行。為了實現(xiàn)準確而又靈活的控制，電機經(jīng)常處于制動狀態(tài)，并且要求制動力矩大。而能耗制動則達不到上述要求。

　　三、再生制動

　　需要首先說明的是，再生制動和上述兩種制動方法均不同。再生制動只是電機在特殊情況下的一種工作狀態(tài)，而上述兩者是為達到迅速停車的目的，人為在電機上施加的一種方法。

　　再生制動的原理：當(dāng)電機的轉(zhuǎn)子速度超過電機同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時，轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，此時，電機處于制動狀態(tài)。之所以把此時的狀態(tài)叫再生制動，是因為此時電機處于發(fā)電狀態(tài)，即電機的動能轉(zhuǎn)化成了電能。此時，可以采取一定的措施把產(chǎn)生的電能回饋給電網(wǎng)。達到節(jié)能的目的。因此，再生制動也叫發(fā)電制動。

　　再生制動會出現(xiàn)在以下兩種場合：

　　1、起重機重物下降時，電機轉(zhuǎn)子在重物重力的手動下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有可能超過同步轉(zhuǎn)速，此時，電機處于再生制動狀態(tài)。這時，電機的制動轉(zhuǎn)矩是阻止重物的下落，直至制動轉(zhuǎn)矩和重力形成的轉(zhuǎn)矩相等時，重物才會停止下落。

　　2、當(dāng)變頻調(diào)速時，當(dāng)變頻器把頻率降低時，同步轉(zhuǎn)速也隨之降低。但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由于負載慣性的作用，不會馬上降低，此時，電機也會處于再生制動狀態(tài)，直至拖動系統(tǒng)的速度也下降為止。