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三相異步電機制動分析

 痕跡資料庫 2019-11-05
作者: 大蘭油泵電機 2019.7.30

三相異步電動機的制動是三相異步電動機啟動的逆過程。異步電動機的制動就是使電動機的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n反向,即T起反抗運動的作用。使電動機轉(zhuǎn)速由某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速迅速降為零的過程或者使電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相平衡,從而使電動機的下降轉(zhuǎn)速保持恒定。

三相異步電動機的制動方法有回饋制動、反接制動、能耗制動三種,其制動運行狀態(tài)有回饋制動狀態(tài)、反接制動狀態(tài)、能耗制動狀態(tài)。

電動機轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時,電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子的運動方向相反,從而限制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,起到了制動作用。因為當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時,有電能從電動機的定子返回給電源,實際上這時電動機已經(jīng)轉(zhuǎn)入發(fā)電機運行,所以這種制動稱為發(fā)電回饋制動。

礦井提升機下放重物時,若按重物下放方向接通電動機的電源,電動機電磁轉(zhuǎn)矩方向與負載轉(zhuǎn)矩方向一致,電動機會不斷地加速,直至達到同步轉(zhuǎn)速時,電磁轉(zhuǎn)矩為零,但是負載轉(zhuǎn)矩繼續(xù)拖動提升機加速,使電動機轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速,這時電磁轉(zhuǎn)矩反向為制動轉(zhuǎn)矩,電動機向電源回饋電能,當(dāng)電動機加速到電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等時,提升機就勻速下放重物,電動機處于回饋制動運行狀態(tài),將重物下放釋放出來的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞侂娫础?/p>

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異步電動機改變極對數(shù)降速過程中也會出現(xiàn)回饋制動,當(dāng)電動機極對數(shù)突然成倍增加時,同步轉(zhuǎn)速就成倍下降,電動機轉(zhuǎn)速超過下降了的同步轉(zhuǎn)速,電動機向電源回饋電能進行回饋制動。

電動機停車時將三相電源中的任意兩相對調(diào),使電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場改變方向,電磁轉(zhuǎn)矩方向也隨之改變,成為制動轉(zhuǎn)矩。注意當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近為零時,要及時斷開電源防止電動機反轉(zhuǎn)。

其特點是簡單,制動效果好,但由于反接時旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子間的相對運動加快,因而電流較大。大蘭電機廠家提醒大家對于功率較大的電動機制動時必須在定子電路(鼠籠式)或轉(zhuǎn)子電路(繞線式)中接入電阻,用以限制電流。

處于反接制動狀態(tài)的電動機將從電源吸收的電功率和軸上吸收的機械功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子的銅損耗。例如礦井提升機為了使提升的重物在到達終點時快速停車,常采用反接制動的方法,就是改變電源相序,電動機旋轉(zhuǎn)磁場立刻改變方向,電磁轉(zhuǎn)矩改變方向為制動轉(zhuǎn)矩,與負載轉(zhuǎn)矩一起,使提升機快速減速停車。

繞線式異步電動機反接制動時,在轉(zhuǎn)子回路串入較大的電阻,一是限制制動電流不至于過大;二是使串入的電阻消耗掉大部分的轉(zhuǎn)差功率,減輕電動機發(fā)熱;三是增大制動轉(zhuǎn)矩。

倒拉反轉(zhuǎn)運行用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負載,例如繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子回路串入較大的電阻值勻速下放重物。勻速下放重物時,電動機按提升重物的方向接通電源,轉(zhuǎn)子回路串入較大的電阻值,電動機從電源吸收的電功率和重物下放位能減小釋放出來的機械功率全都轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子回路電阻上的轉(zhuǎn)差功率。

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正在運行的三相異步電動機,如果把原來接在電源上的定子接線端迅速接到三相對稱電阻器上能否實現(xiàn)快速停車。

不能實現(xiàn)快速停車。因為三相異步電動機要產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩需要同時具備兩個條件,一是要有旋轉(zhuǎn)磁場;二是旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子有相對切割運動。把原來接在電源上的定子接線端迅速改換接到三相對稱電阻器上就沒有旋轉(zhuǎn)磁場,盡管轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動的,也不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,也就沒有制動轉(zhuǎn)矩,所以不能實現(xiàn)快速停車。

異步電動機能耗制動是在制動時切除定子繞組的交流電源而接通直流電源,產(chǎn)生制動性的電磁轉(zhuǎn)矩,實現(xiàn)快速制動停車。制動時定子繞組要通入直流電源在氣隙中產(chǎn)生直流磁場,轉(zhuǎn)子繞組切割定子直流磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子電流與定子直流磁場作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩,實現(xiàn)制動停車。如果定子繞組沒有通入直流電流,則不會有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生制動作用,只能靠摩擦轉(zhuǎn)矩減速停車。

異步電動機能耗制動的特點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn),但需要額外的直流電源。

三相異步電動機能耗制動時,保持通入定子繞組的直流電流恒定,會在氣隙中產(chǎn)生恒定磁場,在制動過程中轉(zhuǎn)子繞組切割氣隙恒定磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流,若磁路飽和,則轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁場對氣隙恒定磁場有去磁作用,隨著轉(zhuǎn)速的降低,轉(zhuǎn)子磁通變小,去磁作用減弱,氣隙磁通有所增大。若磁路沒有飽和,則在制動過程中氣隙磁通基本不變。

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