異步電動機的幾種制動方式的優缺點

在某些機械設備上,要求其中某個由異步電動機驅動的部件。當切斷電動機電源後,迅速停止運轉。以節約時間,提高效率。這就是所謂的制動,常用制動方式有二類。

一,電氣制動

1,反接制動

a,部件只有一種方向運行的制動,這種方式是利用電機短時作反向旋轉而使電機迅速停止下來。實現制動。

其實現控制電路筒單、可靠,只需在停止按鈕上加上個常開觸點來接通控制電機反向運轉的接觸器,成本較低。適用3KW以下的電機,在3KW以上的電機,需加裝限流電阻。

早期普通車床、立臥銑床就是採用此種方式制動。

缺點:按下停止按鈕時間不易過長,一旦過長(2秒左右),不但電機起不到制動效果,而且電機會反向旋轉。

b,電機有正反轉的反接制動,大多采用機械式速度繼電器。它有兩對常閉常開觸點。正轉一對、反轉一對。速度繼電器通過皮帶輪、皮帶與電機軸皮帶輪相連。當電機正轉時啟動速度達到120轉/分時(出廠吋已調整好的),速度繼電器的正轉一對觸點常開變常閉;常閉變常開,對反轉制動做準備。在電機正轉切斷電源後,此時反轉控制接通,電機反轉制動,正轉速度迅速下降低於120轉/分時,速度繼電器正轉的一對觸點復位,切斷了電機反轉控制,從而切斷了電機電源,電機在2妙左右迅速停止運轉。實現了制動。反轉時同上。

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

速度繼電器結構示意圖

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

速度繼電器內部圖

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

速度繼電器外形圖

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

圖為中捷82年產的T68鏜床

早期T68臥鏜、銑床採用了此方式制動。

缺點:控制線路較繁瑣。

3,能耗制動

此種制動方式也是常用之一,原理是在電機的兩相繞組加入直流,產生恆定、方向不變的磁場,旋轉的的轉了切割磁力線產生電動勢,由此電動勢在轉回路中形成電流,通電導體在磁場中會受到力的作用,其力矩方向原先旋轉方向相反,很快使電機停止旋轉,達到制動效果。這種制動方式控制電路簡單、可靠。平均制動力矩小,但停車準確。

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

能耗制動主電路

缺點:需要一臺變壓器和整流裝置,其變壓器容量隨電機功率增加而增加。

變壓器次級電壓要根據電機的直流內阻和額定電流來觸定。假設電機是3KW、星形接法、額定電流6A(通常選擇區間是70%~90%)、單相繞組電阻3Ω。制動電流的大小是根據制動時間來定,越短制動電流越大。如要求在1秒停止轉動,則選擇額定電流的90%為宜。

變壓器次數電壓=6x90%x(3×2)≈32V

變壓器容量=32x6×90%≈163W

變壓器選標準型號:380V/36V200VA

4,再生制動(回饋制動)

再生制動發生在異步電機調頻或變頻時的大幅度減速過程。因理想空載轉速為60f/p,隨著f減小或p的增加而大幅度減小。而電機轉速由於機械慣性而尚未變化時,轉子導體切割磁力線的方向反向,電機轉矩也隨之反向,對旋轉的電機起制動作。在制動過程中,電機轉子輸出電能,再通過定子回饋到電網。

此制動方式存在於異步電機的變頻調速的電氣裝置中。

缺點:異步電機調頻或變頻調速的制動時間不能設置太短,太短回饋的電流會很大,易損壞調頻機構、變頻器和電機。

5,電機自身結構所形成的制動

行車、起吊機所使用的電機,大多數是錐形電動機,制動器是風輪、剎皮、轉子、轉子中蝶簧等組成。在通電時,電機不僅產生旋轉轉矩,還產生軸向推力,此推力推動轉子移動,使轉子上的制動器離開電機端蓋,電機旋轉。斷電後,轉子失去軸向推力,在蝶簧作用下復位,風輪及上面的剎皮回到電機端蓋面,產生巨大的磨擦力,使電機很快停下來,實現了制動。

缺點:風輪上的剎皮易摩損,需定期更換,制動成度要適當,過分制動會使電機軸易斷,過輕制動效果不好。特別在吊重物時會下滑,易發生事故。

二,電氣與機械配合制動

早期利用牽引電磁鐵配合抱剎結構實現制動,現今用的最多的是直流電磁剎車離合器抱剎結構。其控制電路簡單、可靠,

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

牽引電磁鐵

T68鏜床利用牽引電磁鐵配合抱剎結構實現制動如

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

T68鏜床電氣原理圖

而如今數控機床的垂直軸用的伺服電機內部就自帶有直流電磁剎車離合器式的制動器。

異步電動機的幾種制動方式的優缺點

電磁剎車離合器

缺點:牽引電磁鐵易損壞,在電機內部制動電磁剎車離合器損壞時更換不方便。

不管是反接制動、能耗制動,現今機械設備上已很少採用,代替它們的是制動電磁剎車離合器。在電機制動上已廣泛使用。


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