某些生產(chǎn)機(jī)械，如車床等要求在工作時(shí)頻繁的起動(dòng)與停止；有些工作機(jī)械，如起重機(jī)的吊勾需要準(zhǔn)確定位，這些機(jī)械都要求電動(dòng)機(jī)在斷電后迅速停轉(zhuǎn)，以提高生產(chǎn)效率和保護(hù)安全生產(chǎn)。

電動(dòng)機(jī)斷電后，能使電動(dòng)機(jī)在很短的時(shí)間內(nèi)就停轉(zhuǎn)的方法，稱作制動(dòng)控制。制動(dòng)控制的方法常用的有二類，即機(jī)械制動(dòng)與電力制動(dòng)，下面將這兩種制動(dòng)方法介紹如下。

一、機(jī)械制動(dòng)

機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置，使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法，經(jīng)常采用的機(jī)械制動(dòng)設(shè)備是電磁抱閘，電閘抱閘的外形結(jié)構(gòu)如圖21801所示。  

 

電磁抱閘主要由兩部分構(gòu)成：制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器。 制動(dòng)電磁鐵由鐵芯和線圈組成；線圈有的采用三相電源，有的采用單相電源；閘瓦制動(dòng)器包括：閘瓦，閘輪，杠桿和彈簧等。閘輪與電動(dòng)機(jī)裝在同一根轉(zhuǎn)軸上. 制動(dòng)強(qiáng)度可通過調(diào)整彈簧力來改變。

一）電磁抱閘制動(dòng)控制線路之一

電磁抱閘制動(dòng)控制線路之一如圖21802所示：

 

電磁抱閘制動(dòng)控制線路的工作原理簡述如下:

接通電源開關(guān)QS后，按起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM線圈獲電工作并自鎖。電磁抱閘YB線圈獲電，吸引銜鐵（動(dòng)鐵芯），使動(dòng)、靜鐵芯吸合，動(dòng)鐵芯克服彈簧拉力，迫使制動(dòng)杠桿向上移動(dòng)，從而使制動(dòng)器的閘瓦與閘輪分開，取消對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)；與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)獲電起動(dòng)至正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)需要停車時(shí)，按停止按鈕SB1，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)的電源被切斷的同時(shí)，電磁抱閘的線圈也失電， 銜鐵被釋放，在彈簧拉力的作用下，使閘瓦緊緊抱住閘輪，電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)，迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

電磁抱閘制動(dòng)，在起重機(jī)械上被廣泛應(yīng)用。當(dāng)重物吊到一定高度， 如果線路突然發(fā)生故障或停電時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電，電磁抱閘線圈也斷電， 閘瓦立即抱住閘輪使電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)停轉(zhuǎn)，從而防止了重物突然落下而發(fā)生事故。

二）電磁抱閘制動(dòng)控制線路之二

采用圖21802控制線路，有時(shí)會(huì)因制動(dòng)電磁鐵的延時(shí)釋放，造成制動(dòng)失靈。

造成制動(dòng)電磁鐵延時(shí)的主要原因：制動(dòng)電磁鐵線圈并接在電動(dòng)機(jī)引出線上(參見圖2－71)。電動(dòng)機(jī)電源切斷后，電動(dòng)機(jī)不會(huì)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，它要因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)子剩磁的存在，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，定子繞組的感應(yīng)電勢(shì)加在電磁抱閘YB線圈上。所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)主回路電源被切斷后，YB線圈不會(huì)立即斷電釋放，而是在YB線圈的供電電流小到不能使動(dòng)、靜鐵芯維持吸合時(shí)，才開始釋放。

解決上述問題的簡單方法是；在線圈YB的供電回路中串入接觸器KM的常開觸頭。如果輔助常開觸頭容量不夠時(shí)， 可選用具有五個(gè)主觸頭的接觸器?；蛄硗庠黾右粋€(gè)接觸器，將后增加接觸器的線圈與原接觸器線圈并聯(lián)。將其主觸頭串入YB的線圈回路中。這樣可使電磁抱閘YB的線圈與電動(dòng)機(jī)主回路同時(shí)斷電，消除了YB的延時(shí)釋放。

防止電磁抱閘延時(shí)的制動(dòng)控制線路如圖21803所示。

 

二、電力制動(dòng)

常用的電力制動(dòng)有電源反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)兩種。

一）電源反接制動(dòng)

電源反接制動(dòng)是依靠改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序，而迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的一種方法。

（一）單向反接制動(dòng)控制線路

單向運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制線路如圖21804所示。

 

起動(dòng)時(shí)，閉合電源開關(guān)QS，按起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1獲電閉合并自鎖，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)(如100轉(zhuǎn)/分)，速度繼電器KS的常開觸頭閉合，為反接制動(dòng)作好準(zhǔn)備。

停止時(shí)，按停止按鈕SB1(一定要按到底)，按鈕SB1常閉觸頭斷開，接觸器KM1失電釋放，而按鈕SB1的常開觸頭閉合，使接觸器KM2獲電吸合并自鎖，KM2主觸頭閉合，串入電阻RB進(jìn)行反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)反向電磁轉(zhuǎn)矩，即制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至約100轉(zhuǎn)/每分鐘以下時(shí)，速度繼電器KS常開觸頭斷開，接觸器KM2線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷電，防止了反向起動(dòng)。

由于反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對(duì)速度接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速，故反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流很大，定子繞組的電流也隨之很大， 相當(dāng)于全壓直接起動(dòng)時(shí)電流的兩倍。為此，一般在4.5KW以上的電動(dòng)機(jī)采用反接制動(dòng)時(shí)，應(yīng)在主電路中串接一定的電阻器，以限制反接制動(dòng)電流，這個(gè)電阻稱為反接制動(dòng)電阻，用RB表示，反接制動(dòng)電阻器，有三相對(duì)稱和兩相不對(duì)稱兩種聯(lián)結(jié)方法，圖21804為對(duì)稱接法，如某一相不串電阻器，則為二相不對(duì)稱接法。

串接的制動(dòng)電阻ＲRB的阻值可用下式計(jì)算

RRB= KUΦ/Ist(Ω)

式中:ＲRB為反接制動(dòng)電阻器的阻值，單位為歐姆(Ω)；

UΦ為電動(dòng)機(jī)繞組的相電壓，單位為 V ;

Ｉst為電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)電流，單位為 A ;

Ｋ為系數(shù)，如果要求反接制動(dòng)的最大電流等于全壓起動(dòng)電流，Ｋ取0.13；如果要求反接制動(dòng)最大電流為全壓起動(dòng)電流的一半，Ｋ取1.5 。

若反接制動(dòng)時(shí)，僅在兩相的定子繞組中串接制動(dòng)電阻，則選用的制動(dòng)電阻的數(shù)值應(yīng)為上式計(jì)算值的1.5倍。

不頻繁起動(dòng)時(shí)，反接制電阻的功率為:

ＰR＝ 1/4 In 2ＲRB（In為電動(dòng)機(jī)額定電流，其單位為Ａ）

頻繁起動(dòng)時(shí)，反接制動(dòng)電阻的功率為:

ＰR＝（1/3—1/2）In 2ＲRB

例如:一臺(tái)4極鼠籠型電動(dòng)機(jī)，額定功率為20KW，額定電流為38.4A，額定電壓為380V，定子繞組為星接，問采用反接制動(dòng)時(shí)，應(yīng)串聯(lián)ＲRB的阻值和功率為多少？

從機(jī)電產(chǎn)品樣本上查得ＩST為228A(若無產(chǎn)品樣本，則可取      ＩST=(４—７）In，一般取中間值)。

RRB =1.5×220/228=1.4Ω

PR=1/3 In 2 RRP =1/3×38.42×1.4=164W

圖21804控制回路的接線步驟如下：

(1)首先接FU2和FR：由FR常閉接點(diǎn)引出的線為電源1；由另一個(gè)FU2引出的線為電源“2”。

(2)將“1”線分別接在KM1、KM兩線圈上；將線圈的另一端接至“對(duì)方的常閉觸頭”上；KM1的空常閉接點(diǎn)與速度繼電器KS的常開接點(diǎn)相連接，KS的空接點(diǎn)與KM2常開接點(diǎn)連接，并由剛接過線的KM2常開接點(diǎn)引出“KM2的線圈線”接至按鈕SB1右側(cè)常開接點(diǎn)上，從KM2的空常開接點(diǎn)引出兩根線，一根為“KM2的自鎖線”接至按鈕SB1的左側(cè)常閉接點(diǎn)上；另一根接至FU2(即電源線“2”)。

(3)從KM2空閑常閉接點(diǎn)引出一長一短兩根導(dǎo)線，短線接KM1的常開接點(diǎn)，長線為“KM1線圈線”接至按鈕SB2左側(cè)常開接點(diǎn)；從KM1的空常開接點(diǎn)引出“KM1的自鎖線”，接按鈕SB2右側(cè)常開接點(diǎn)。

（4）按鈕開關(guān)中：將右側(cè)的SB1常閉接點(diǎn)與SB2常開接點(diǎn)用導(dǎo)線相連；將左側(cè)的SB1常開接點(diǎn)與常閉接點(diǎn)用導(dǎo)線連接。

（5）將主回路及控制回路的所有連接線全部仔細(xì)檢查一遍，確認(rèn)無誤后，送電試機(jī)。

（二）可逆起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路

1、電動(dòng)機(jī)可逆起動(dòng)反接制動(dòng)的控制線路之一

電動(dòng)機(jī)可逆起動(dòng)反接制動(dòng)的控制線路之一，如圖21805所示。該控制線路由于主回路中沒有限流電阻RB，所以只能用于容量較小的電動(dòng)機(jī)。

 

圖中KS—1和KS—2分別為速度繼電器正反兩個(gè)方向的兩副常開觸頭，當(dāng)按下SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，速度繼電器的常開觸頭KS—2閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備，當(dāng)按下SB3時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，速度繼電器KS—1閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。中間繼電器KA的作用是：為了防止當(dāng)操作人員因工作需要而用手轉(zhuǎn)動(dòng)工件和主軸時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)速度繼電器KS也旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，速度繼電器的常開觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)獲得反向電源而反向沖動(dòng)，造成工傷事故。

圖21805控制線路的工作原理，簡述如下：

閉合電源開關(guān)QS后按SB2，接觸器KM1獲電閉合并通過其自鎖觸頭自鎖，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于120轉(zhuǎn)/每分鐘 時(shí)，KS—2閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。

當(dāng)需要正轉(zhuǎn)停止時(shí)，按SB1，接觸器KM1斷電釋放而中間繼電器KA獲電吸合并自鎖；KA的常開觸頭斷開，切斷KM2自鎖觸頭的供電回路，使其不能自鎖；KA的常開觸頭接通KM2的線圈回路，使KM2獲電吸合，此時(shí)反接制動(dòng)開始，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降至約100轉(zhuǎn)/每分鐘時(shí)，速度繼電器KS—2斷開，使 KM2斷電釋放，在中間繼電器自鎖回路中的常開觸頭KM2斷開，使中間繼電器KA也失電釋放。

反轉(zhuǎn)的起動(dòng)及反接制動(dòng)的工作原理與上述相似，不再贅述。

可逆起動(dòng)反接制動(dòng)的控制線路之一的參考接線步驟如下：

(1)首先接好電源FU2及熱繼電器FR常閉觸頭，引出控制電源“1”與“2”。

(2)將電源“1”接至三個(gè)線圈的一端。接觸器KM1與KM2的線圈空閑端分別接至對(duì)方的常閉觸頭；從KM1、KM2的兩個(gè)空常閉觸頭各引出一長一短兩根線，其中兩根短線接至對(duì)方的常開觸頭，兩根長線為兩個(gè)接觸器各自的線圈線，其中從KM2常閉引出的長線為“KM1的線圈線”，接至SB2左側(cè)常開接點(diǎn)；從KM2常閉引出的長線為“KM2的線圈線”，接至SB3左側(cè)常開接點(diǎn)。

(3) 將KM1、KM2剛接過線的常開觸頭的空接點(diǎn)，與KA的常閉觸頭用導(dǎo)線連接，并引出一根長線作為“KM1與KM2的共自鎖線”接到SB2（或SB3），右側(cè)常開接點(diǎn)；從KA常閉接點(diǎn)的空閑端點(diǎn)引出一根長線，接至SB1右側(cè)常閉接點(diǎn)；從KA 線圈的空接點(diǎn)引出兩短一長共三根線，短線分別接KM1、KM2未接過線的常開接點(diǎn)，長線作為“KA的線圈線”接至SB1左側(cè)常開接點(diǎn)，將剛接過線的KM1、KM2的兩個(gè)空常開接點(diǎn)與KA 的常開接點(diǎn)連接，將剛接過線的KA常開空觸頭與另一個(gè)KA常開觸頭連接，并從此點(diǎn)引出一長一短兩根導(dǎo)線，其中短線與電源“2”連接，長線作為“電源線”接至SB1右側(cè)常開（或左側(cè)常閉）接點(diǎn)上。

(4)從剛接過線的KA常開空接點(diǎn)引出一根長線接至速度繼電器KS 的兩個(gè)常開觸頭，將KS-1，KS-2的空接點(diǎn)與KM1、KM2的線圈線連接。此處注意KS-1與KM1線圈線連接，KS-2與KM2線圈線連接。如果KS與按鈕開關(guān)較近，則將KS 的引出線接至按鈕開關(guān)SB2、SB3的左側(cè)常開接點(diǎn)；如果KS與接觸器KM1、KM2較近，則將KS的引出線接至KM1、KM2的常開自鎖觸頭上（與常閉觸頭交叉相連的一端）。

(5)將SB1左側(cè)常閉與右側(cè)常開兩接點(diǎn)相連接；將SB2與SB3右側(cè)常開的兩接點(diǎn)相連接。

(6)檢查所有的接線，確認(rèn)無錯(cuò)漏后，送電試機(jī)。

2、可逆起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路之二

可逆起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路之二如圖21806所示。

 

圖21806這個(gè)控制線路主要由三個(gè)接觸器KM1、KM2、KM3、四個(gè)中間繼電器KA1、KA2、KA3、KA4；速度繼電器KS；反接制動(dòng)電阻RB；正轉(zhuǎn)按鈕SB2；反轉(zhuǎn)按鈕SB3及停止按鈕SB1；電源開關(guān)QS；熔斷器FU1與FU2；熱繼電器FR等組成。

圖21806的工作原理簡述如下:

先合上電源開關(guān)QS，按正轉(zhuǎn)按鈕SB2，KA1獲電吸合并通過KA1-2閉合自鎖，KA1-1斷開，閉鎖了KA2；KA1-4閉合為KM3線圈獲電作準(zhǔn)備；KA1-3閉合使KM1獲電吸合，KM1常閉觸頭斷開，閉鎖了KM2；KM1常開觸頭閉合為KA3獲電作準(zhǔn)備；KM1主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)串電阻RB降壓起動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到使KS-1閉合后，KA3獲電吸合，KA3-1閉合為KM2線圈獲電作準(zhǔn)備;自鎖觸頭KA3-2閉合自鎖；KA3-3閉合使KM3獲電吸合，KM3主觸頭閉合短接了電阻RB，電動(dòng)機(jī)獲全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

需停止時(shí)按SB1：KA1失電釋放，KA1-1及KA1-2均恢復(fù)原始狀態(tài)；KA1-4斷開使KM3斷電釋放，電阻RB解除短接，串入主回路；KA1-3斷開使KM1斷電釋放，使電動(dòng)機(jī)失電作慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)KM1常閉觸頭恢復(fù)閉合，使KM2獲電吸合，其主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)(串電阻RB)， 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低到約每分鐘100轉(zhuǎn)時(shí)，KS-1斷開使KA3斷電釋放，其觸頭均恢復(fù)原始狀態(tài)，其中KA3—1斷開后使KM2斷電釋放，電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)過程結(jié)束。

相反方向的起動(dòng)和制動(dòng)的原理與上述相似，不在贅述。

圖21806控制電路中，由于主回路串接了電阻RB，限制了反接制動(dòng)電流，又能限制起動(dòng)電流，所以該線路可以用在電動(dòng)機(jī)功率較大的場所。該線路所用電器較多，造價(jià)較高，但其運(yùn)行確實(shí)安全可靠，操作也非常方便，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如需換向運(yùn)行，只要按動(dòng)相應(yīng)的起動(dòng)按鈕，電路便自動(dòng)完成電動(dòng)機(jī)的斷電→串電阻反接制動(dòng)→電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速近于零→串電阻限流換向起動(dòng)→換向正常運(yùn)行的全部過程。不必先按停止按鈕，這樣即簡化了操作手續(xù)，又提高了電路的反應(yīng)速度，且制動(dòng)力很強(qiáng)，所以是一個(gè)比較完善的電路。該線路也有一些缺點(diǎn)：如所用電器較多，相應(yīng)線路較復(fù)雜，且造價(jià)較高，在制動(dòng)過程中沖擊較大，故此，該線路適用于制動(dòng)要求迅速，系統(tǒng)慣性較大而且制動(dòng)不太頻繁的場所。

二）能耗制動(dòng)

三相鼠籠式異電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)，就是把轉(zhuǎn)子儲(chǔ)存的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子上，使之轉(zhuǎn)化為制動(dòng)力矩的一種方法。

將正在運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)從電源上切除，向定子繞組通入直流電流，便產(chǎn)生靜止的磁場，轉(zhuǎn)子繞組因慣性在靜止磁場中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，該電流與靜止磁場相互作用，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子迅速減速、停轉(zhuǎn)。

這種制動(dòng)所消耗的能量較小，制動(dòng)準(zhǔn)確率較高，制動(dòng)轉(zhuǎn)距平滑，但制動(dòng)力較弱，制動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)速成正比地減小。還需另設(shè)直流電源，費(fèi)用較高。

能耗制動(dòng)適用于要求制動(dòng)平穩(wěn)、停位準(zhǔn)確的場所，如銑床；龍門刨床及組合機(jī)床的主軸定位等。

（一）無變壓器半波整流能耗制動(dòng)

1、無變壓器半波整流能耗制動(dòng)的自動(dòng)控制線路之一

無變壓器半波整流能耗制動(dòng)的自動(dòng)控制線路之一，如圖21807所示：

 

圖21807的工作原理如下：

閉合電源開關(guān)QS，按起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈獲電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。

停止時(shí)，將停止按鈕SB1按到底，使其常開觸頭可靠閉合，其常閉觸頭斷開，使KM2斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷電作慣性旋轉(zhuǎn)。其常開觸頭閉合，使時(shí)間繼電器KT和接觸器KM2獲電吸合并自鎖。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入半波整流能耗制動(dòng)，待過了預(yù)先整定的時(shí)間后(此時(shí)電動(dòng)機(jī)已停轉(zhuǎn))，KT的延時(shí)斷開常閉觸頭斷開，切斷KM2線圈回路，使KM2斷電釋放，KM2斷電后其常開觸頭KM2斷開，使 KT也失電釋放，整個(gè)電路恢復(fù)至原始狀態(tài)。

圖21807的接線較簡單，可直接按接線圖接線。

2、無變壓器半波整流能耗制動(dòng)自動(dòng)控制線路之二

無變壓器半波整流能耗制動(dòng)自動(dòng)控制線路之二如圖21808所示：

 

圖21808電路的主回路與圖21807完全相同，如果需要，請(qǐng)參閱圖21807。圖21808中的KM1是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行用接觸器，KM2為電動(dòng)機(jī)制動(dòng)用接觸器，KT為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，用來控制制動(dòng)時(shí)間。

起動(dòng)時(shí)按SB2，KM1與KT同時(shí)獲電吸合并自鎖，KM1獲電吸合，使電動(dòng)機(jī)獲電運(yùn)轉(zhuǎn)；KT獲電吸合，其常開延時(shí)釋放觸頭瞬間閉合，為KM2獲電作好準(zhǔn)備。

停止時(shí)，按SB1，KM1、KT同時(shí)斷電釋放，KM1釋放使電動(dòng)機(jī)失電，電動(dòng)機(jī)憑慣性而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，KT斷電使其常開觸頭KT進(jìn)入延時(shí)釋放時(shí)刻，待過了預(yù)定時(shí)間后(此時(shí)電動(dòng)機(jī)已停轉(zhuǎn))，KT常開觸頭斷開，切斷KM2線圈回路，KM2失電釋放，制動(dòng)過程結(jié)束，整個(gè)電路恢復(fù)至原始狀態(tài)。

圖21808控制線路的接線較簡單，可直接按照接線圖接線。

3、無變壓器半波整流能耗制動(dòng)手動(dòng)控制線路

無變壓器半波整流能耗制動(dòng)手動(dòng)控制線路如圖21809所示。 

 

圖21809的主回路與21806中的主回路完全相同，此處略去。圖中KM1為運(yùn)行用接觸器，KM2為制動(dòng)用接觸器，SB2為起動(dòng)按鈕，SB1為停止兼制動(dòng)按鈕。

起動(dòng)時(shí)，按起動(dòng)按鈕SB2，KM1獲電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。需停止時(shí)，將停止按鈕SB1按到底，且暫不松手，這時(shí)KM1斷電，而KM2獲電，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后，立即松開停止按鈕SB1，制動(dòng)結(jié)束。

圖21809的接線較簡單，可參照其接線圖直接進(jìn)行。

該制動(dòng)線路簡單，所有電器元件少，但其功能較差而且不能準(zhǔn)確定位，如果對(duì)準(zhǔn)確定位要求較嚴(yán)，請(qǐng)采用下面的準(zhǔn)確定位控制線路。

4、半波整流能耗制動(dòng)準(zhǔn)確定位控制線路

半波整流能耗制動(dòng)準(zhǔn)確定位控制線路如圖21810所示。

 

圖21810的主回路部分可參閱圖21807。

圖21810中，KM1控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行；KM2控制電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)；斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT控制制動(dòng)時(shí)間；SQ為限位開關(guān)，控制運(yùn)動(dòng)部件的行程。

起動(dòng)時(shí)，按起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1獲電吸合后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件（如進(jìn)刀機(jī)構(gòu)）運(yùn)動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，觸及限位開關(guān)SQ，其常閉觸頭斷開，接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT均斷電釋放，同時(shí)限位開關(guān)SQ的常開觸頭閉合（此時(shí)KM1的常閉觸頭已恢復(fù)閉合），接通了KM2的線圈回路，使 KM2獲電吸合，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng)。當(dāng)KT到達(dá)預(yù)先整定的時(shí)間時(shí)，其延時(shí)常開觸頭斷開，切斷KM2的線圈回路，使KM2失電釋放，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)結(jié)束，整個(gè)電路恢復(fù)至原始狀態(tài)。

這種控制線路適用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)或其它要求準(zhǔn)確定位的場所。

圖21810的接線較簡單，但是須注意限位開關(guān)SQ，如距離按鈕開關(guān)較近而距離接觸器中的電源較遠(yuǎn)時(shí)按接線圖中的實(shí)線接線，反之則按接線圖中的虛線接線，其余接線步驟省略。

（二）、有變壓器的全波整流能耗制動(dòng)控制線路

有變壓器的全波整流能耗制動(dòng)線路如圖21811所示。

 

圖中：KM1為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行用接觸器；KM2為制動(dòng)用接觸器，它需有四個(gè)主觸頭，如果一個(gè)接觸器的主觸頭數(shù)量不夠，可用兩個(gè)接觸器代替；KT為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，用來控制制動(dòng)時(shí)間；T為降壓變壓器；VC為橋式整流器，由四只二極管組成；RP為滑線式變阻器，用來調(diào)整制動(dòng)電流；FU3為變壓器T的短路保護(hù)熔斷器。

圖21811中的控制部分原理及接線與圖21807相同，請(qǐng)參閱圖21807各有關(guān)說明。

能耗制動(dòng)所需要的直流電壓Uz和直流電流Iz可分別用下列兩個(gè)公式計(jì)算：

Uz==Iz.R （單位：Uz為V；Iz為A；R為 Ω）

Iz==（3.5—4）I0  或 Iz==1.5In

式中：Uz—-直流電壓（V）；

Iz——直流電流（A）；

      R—-直流電壓所加定子繞組兩端的冷態(tài)電阻，即溫度為15C0時(shí)的電阻（Ω）

      I0—電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的線電流（A）；

      In—電動(dòng)機(jī)的額定電流。

單向橋式全波整流時(shí)，能耗制動(dòng)所需要的電源變壓器二次交流電壓Uz和電流Iz為：

U==1.11Uz   ;  Iz==1.11Iz

變壓器所需的容量S（伏安）為：S==Iz×Uz

例如，一臺(tái)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為13千瓦，額定電壓為380V，額定電流為25A.空載電流為9.7A，定子繞組為星形，用電橋測得二相定子繞組的電阻為0.64Ω，求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)采用全波整流能耗制動(dòng)時(shí)所需的直流電壓、直流電流，變壓器的二次電壓及容量各為多少？

解：Iz=(3.5—4)I0   取: Iz=4I0=4×9.7=38.8A

    Uz=IzR=38.8 × 0.64≈25V

變壓器的次級(jí)電壓為：U2=1.11Uz=1.11×25≈28V

變壓器的次級(jí)電流為：I2=1.11Iz=1.11×38.8≈43A

變壓器的容量為：

S=I2U2=43×28≈1200VA

在設(shè)計(jì)或選用整流變壓器時(shí)，可選用在10%處有抽頭的變壓器，以利調(diào)整。

能耗制動(dòng)較反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)、能量消耗少；缺點(diǎn)是需附加直流電源裝置，制動(dòng)力較弱，在低速時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)距小。能耗制動(dòng)一般用于制動(dòng)要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確的場所，如磨床、龍門刨床等控制線路中。  

（三）短接制動(dòng)控制線路

短接制動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的供電電源斷開的同時(shí)，將定子繞組自行短接，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子因慣性仍在旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子存在剩磁，形成了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，此磁場切割定子繞組，在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因定子繞組此時(shí)已被KM2（或KM1常閉觸頭）短接，所以在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)距，迫使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

1、短接制動(dòng)控制線路之一

短接制動(dòng)控制線路之一如圖21812所示：

 

 

在制動(dòng)過程中，由于定子繞組短接，所以繞組端電壓為零。在短接的瞬間產(chǎn)生瞬間短路電流。短路電流的大小取決于剩磁電動(dòng)勢(shì)和短路回路的阻抗。雖然瞬間短路電流很大，但電流呈感性，對(duì)轉(zhuǎn)子剩磁起去磁作用，使剩磁電勢(shì)迅速下降，所以短路電流持續(xù)時(shí)間很短。另外，瞬時(shí)短路電流的有功分量很小，故制動(dòng)作用不太強(qiáng)。所以，這種制動(dòng)方法只限于小容量的高速異步電動(dòng)機(jī)以及制動(dòng)要求不高的場所。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)的容量較小時(shí)，可采用圖中虛線所示電路，即用KM1的常閉輔助觸頭取代接觸器KM2，此時(shí)的控制線路改用圖20402中的控制線路。

2、短接制動(dòng)控制線路之二

短接制動(dòng)控制線路之二如圖21813所示：

 

圖21813所示的控制線路適用于正常運(yùn)行為三角形接法的電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)三相定子繞組中每相串接一個(gè)整流二極管。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，接觸器KM1、KM2都獲電吸合，KM2觸頭短接二極管。當(dāng)需要停車時(shí)，按停止按鈕SB1，KM1和KM2均斷電釋放，二極管串入繞組工作。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有剩磁，且在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子剩磁磁場切割定子繞組，產(chǎn)生定向的感應(yīng)電流。定子感應(yīng)電流與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

圖21812及圖21813中，請(qǐng)讀者自補(bǔ)接線圖。這兩個(gè)圖非常簡單，也可以不畫接線圖，按照原理圖直接連接。

短接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行，無需特殊的控制設(shè)備。制動(dòng)時(shí)，定子的感應(yīng)電流比電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)時(shí)的電流要小。

短接制動(dòng)的缺點(diǎn)是：制動(dòng)作用不強(qiáng)，定位不準(zhǔn)確，且僅適用于小容量的高速電動(dòng)機(jī)。

(四)電容制動(dòng)

電容制動(dòng)是將工作著的異步電動(dòng)機(jī)在切斷電源后，立即在定子繞組的端線上，接入電容器而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的一種方法。

電容制動(dòng)控制線路如圖21814所示：

 

 

三組電容器可以接成星形或三角形，與電動(dòng)機(jī)定子出線端形成閉合回路。當(dāng)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)斷開電源時(shí)，轉(zhuǎn)子內(nèi)的剩磁切割定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并向電容充電，其充電電流在定子繞組中形成勵(lì)磁電流，建立一個(gè)磁場，這個(gè)磁場與轉(zhuǎn)子剩磁相互作用，產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，完成制動(dòng)。

電容制動(dòng)控制線路的工作原理如下：

起動(dòng)過程，閉合電源開關(guān)QS并按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1獲電吸合并經(jīng)KM1-1常開觸頭自鎖，KM1-2常閉觸頭斷開，閉鎖了KM2；接觸器KM1的主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)獲電運(yùn)轉(zhuǎn)；KM1-3閉合使時(shí)間繼電器KT獲電吸合，KT的延時(shí)斷開常開觸頭瞬間閉合，為KM2獲電作準(zhǔn)備。需要停車時(shí)，按下停止按鈕SB1使接觸器KM1斷電釋放，KM1主觸頭、常開觸頭KM1-1 KM1-3、常閉觸頭KM1-2、均恢復(fù)至原始狀態(tài)。其中KM1-2聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合時(shí)，接觸器KM2獲電吸合，KM2主觸頭閉合，將三相制動(dòng)電容器及電阻R1、R2接入定子繞組，電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)，直至停轉(zhuǎn)；同時(shí)，KM1-3的斷開使時(shí)間繼電器KT失電釋放，其延時(shí)斷開常開觸頭延時(shí)至電動(dòng)機(jī)停止后，自動(dòng)斷開，切斷接觸器KM2線圈回路，使接觸器KM2失電釋放。至此，全部電器均恢復(fù)至原始狀態(tài)。

控制線路中的電阻R1是調(diào)節(jié)電阻，用以調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩的大小，電阻R2為放電電阻。對(duì)于380伏、50赫茲的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每千瓦每相大約需150微法的制動(dòng)電容，電容的工作電壓應(yīng)不小于電動(dòng)機(jī)的額定電壓。

電容制動(dòng)的方法對(duì)高速、低速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)均能迅速制動(dòng)，能量損耗小，設(shè)備簡單，一般用于10千瓦以下的小容量電動(dòng)機(jī)，并且可用于制動(dòng)較頻繁的場所。

(五)發(fā)電制動(dòng)

發(fā)電制動(dòng)又稱為再生制動(dòng)或回饋制動(dòng)。

在電動(dòng)機(jī)工作過程中，由于外力的作用，如起重機(jī)在高處下降重物時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度n2超過定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1。現(xiàn)假定旋轉(zhuǎn)磁場不動(dòng)，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將以n2減n1的轉(zhuǎn)速切割磁力線，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)運(yùn)行。將重物的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伣o電網(wǎng)，所以這種制動(dòng)方法稱為發(fā)電制動(dòng)。

發(fā)電制動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益好，可將負(fù)載的機(jī)械能量變換成電能反送到電網(wǎng)上，發(fā)電制動(dòng)的不足之處是應(yīng)用范圍窄，僅當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)才能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。發(fā)電制動(dòng)常用于起重機(jī)械和多速異步電動(dòng)機(jī)。如使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由二級(jí)變?yōu)樗募?jí)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速由每分鐘3000轉(zhuǎn)，變?yōu)槊糠昼?500轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子由于慣性，仍以原來的大約每分鐘2900轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，此時(shí) n 大于 n1 ，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)作用。

有關(guān)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，我們已介紹了兩大類，十多種控制線路。讀者在今后的實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)工作現(xiàn)場的實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)條件等因素，靈活地選用這些制動(dòng)控制線路。