第一篇：交流異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的幾種方式附原理案例

交流異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的幾種方式附原理案列

工業(yè)變頻 2009-06-16 16:00:42 閱讀4628 評(píng)論1 字號(hào)：大中小 訂閱

一、再生回饋制動(dòng)

再生回饋制動(dòng)是在外加轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩改變方向成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行狀態(tài)。再生回饋制動(dòng)與反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)不同，再生回饋制動(dòng)不能制動(dòng)到停止?fàn)顟B(tài)。

二、反接制動(dòng)

反接制動(dòng)是在電機(jī)定子三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)而使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩反向產(chǎn)生制動(dòng)，或者在轉(zhuǎn)子電路上串接較大附加電阻使轉(zhuǎn)速反向，而產(chǎn)生制動(dòng)。

三、能耗制動(dòng)

電機(jī)在正常運(yùn)行中，為了迅速停車，在電機(jī)定子線圈中接入直流電源，在定子線圈中通入直流電流，形成磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場(chǎng)，而在轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢(shì)和電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生制動(dòng)作用，最終使電機(jī)停止。于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場(chǎng)，而在轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢(shì)和電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生制動(dòng)作用，最終使電機(jī)停止。

1.能耗制動(dòng)的原理

如果三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組斷開三相電源后，則電機(jī)內(nèi)無磁通勢(shì)。從而電磁轉(zhuǎn)矩

＝0，電動(dòng)機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，自然停車，這是自然制動(dòng)過程。

能耗制動(dòng)的電路原理圖如圖5.22所示，三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組切斷三相交流電源后（1K斷開），同時(shí)，在定子繞組任意兩相上接入直流電流

（也稱直流勵(lì)磁電流)，即接通開，最大幅值為

。在關(guān)2K，從而在電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間位置固定的磁通勢(shì) 三相交流電源切斷后的瞬間，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于機(jī)械慣性其轉(zhuǎn)速 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，直流電流

不能突變，而繼續(xù)維持原

相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子

產(chǎn)生的空間固定不轉(zhuǎn)的磁通勢(shì)

是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)；旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速大小為 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生電流

和電磁轉(zhuǎn)矩

。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子繞組有的方向與磁通勢(shì)，根據(jù)左手定則可知，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的，但與轉(zhuǎn)速 電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，直到轉(zhuǎn)速 的方向相反，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，＝0，＝0，時(shí)，磁通勢(shì)

, 減速過程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了快速制動(dòng)停車。如果負(fù)載是反抗性負(fù)載，則電機(jī)轉(zhuǎn)速 將停車。如果負(fù)載是位能性負(fù)載，則電機(jī)轉(zhuǎn)速

時(shí)必須立即用機(jī)械抱閘，將電機(jī)軸剎住停車。

圖5.22 能耗制動(dòng)接線圖

由于制動(dòng)過程，轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，因此，稱為能耗制動(dòng)。2.能耗制動(dòng)的機(jī)械特性

三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性的推導(dǎo)類似于三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性的推導(dǎo)。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)切斷三相交流電源，接入直流電流

時(shí)的等值電路如圖5.23所示。它是轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)、匝數(shù)、繞組系數(shù)及轉(zhuǎn)子電路的頻率都折合到定子邊界的結(jié)果。

圖5.23 能耗制動(dòng)的等值電路 圖5.24 能耗制動(dòng)的電流關(guān)系 圖中 為能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)差率。當(dāng)直流磁通勢(shì)

于轉(zhuǎn)子之間相對(duì)轉(zhuǎn)速（既轉(zhuǎn)差）不變時(shí)，即，且 的相對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為，則

轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小和頻率為：

圖中 為等值電流，它是通過三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接入直流電流

等效替代直流磁通勢(shì)

換算得到的。利

與 用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì) 的關(guān)系如下：

當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組為ㄚ 形接法時(shí)，有 的辦法，可推導(dǎo)出

當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組為△形接法時(shí)，有

根據(jù)等值電路畫出能耗制動(dòng)時(shí)各電流之間的關(guān)系圖如圖5.24 所示，則

(5.25)忽略勵(lì)磁電阻 的鐵損耗作用，則

(5.26)對(duì)于轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角，有

(5.27)將式（5.26）、（5.27）代入式（5.25），整理各得

則

(5.28)上式為能耗制動(dòng)的機(jī)械特性表達(dá)式。和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性參數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)方法一樣，可導(dǎo)出能耗制動(dòng)時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩

及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率

為

(5.29)根據(jù)式（5.28）畫出三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性如圖 5.25 所示，圖中曲線

圖5.25 能耗制動(dòng)的機(jī)械特性 圖5.26 能耗制動(dòng)過程 1為直流電流為 電阻，轉(zhuǎn)子串入電阻

時(shí)的特性；曲線2為直流電流為

（＞)，轉(zhuǎn)子串入電阻，轉(zhuǎn)子串入

時(shí)的特時(shí)的特性；曲線3為直流電流為

性；曲線4為電機(jī)運(yùn)行的固有特性。3.制動(dòng)過程分析

三相異步電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，采用能耗制動(dòng)停車，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)如圖5.26所示。即 的大小。4.直流電流。改變直流電流 的選擇 的大小而改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，從而改變制動(dòng)時(shí)間對(duì)于三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)取

對(duì)于三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)取

式中 為異步電動(dòng)機(jī)的空載電流，一般取

。能耗制動(dòng)廣泛應(yīng)用于要求平穩(wěn)準(zhǔn)確停車的場(chǎng)合。也可用于起重機(jī)一類帶位能性負(fù)載的機(jī)械限制重物下放的速度，使重物保持勻速下降，只需改變直流電流 的大?。ㄕ{(diào)節(jié)電位器 RP）或改變轉(zhuǎn)子回路串電阻R值，則可達(dá)到目的。5.3.2 反接制動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)分為定子電源反接的反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)兩種 1.定子電源反接的反接制動(dòng)（1）反接制動(dòng)原理

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)處于正常電動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)，如圖5.27電路接線圖中1K斷開，2K閉合則改變了電源相序，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過程。由于電源相序改變，圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向，而轉(zhuǎn)子不可能立即改變轉(zhuǎn)向，因而轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，電流反向，則電磁轉(zhuǎn)矩也反向，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)轉(zhuǎn)速迅速下降，直到轉(zhuǎn)速，電機(jī)將停轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了快速制動(dòng)停車。（2）機(jī)械特性

電動(dòng)機(jī)的固有特性如圖5.28所示的曲線1。當(dāng)定子兩相反接時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變方向，則同步轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)差率，反接制動(dòng)機(jī)械特性變?yōu)榍€2。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)等值電路中表示機(jī)械負(fù)載的附加電阻，則機(jī)械功率為

即負(fù)載向電動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入機(jī)械功率。而定子傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率為

表明定子仍向電源吸收電功率，再由定子向轉(zhuǎn)子傳遞電磁功率。由于

表明轉(zhuǎn)子回路的銅損耗來自定子吸收電源的電功率和負(fù)載送入的機(jī)械功率，這個(gè)數(shù)值很大。若不在轉(zhuǎn)子回路串入較大的電阻器，轉(zhuǎn)子銅損耗將無法消耗，將導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過熱而損壞，因此，電機(jī)轉(zhuǎn)子回路必須串入大電阻R，此時(shí)，反接制動(dòng)的機(jī)械特性為曲線3。（3）制動(dòng)過程分析

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，開關(guān)1K 閉合2K 斷開。當(dāng)電機(jī)定子電源反接時(shí)，開關(guān)1K 斷開2K 閉合，同時(shí)轉(zhuǎn)子回路串入大電阻，即3K 斷開，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)以，使得電動(dòng)機(jī)快速停車。如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，并采用定子電源反接的反接制動(dòng)停車，那么必須當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速 斷電源并停車，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)到

點(diǎn)。

時(shí)切（4）反接制動(dòng)電阻的計(jì)算

根據(jù)新要求的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行。例5.6 JZR51－8型繞線式異步電動(dòng)機(jī)，A, 大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為

＝22kW, ，V,。如果拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，采用反接制動(dòng)停車，要求制動(dòng)開始時(shí)最，求轉(zhuǎn)子每相串入的制動(dòng)電阻值。

解:電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)子每相電阻

制動(dòng)后瞬間電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率

過制動(dòng)開始點(diǎn)（＝1.964，）的反接制動(dòng)機(jī)械特性的臨界轉(zhuǎn)差率為

固有機(jī)械特性的 為

轉(zhuǎn)子串入反接制動(dòng)電阻為

定子電源反接的反接制動(dòng)廣泛用于要求迅速停車和需要反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械上，多用于三

圖5.27 定子電源反接的反接制動(dòng) 圖5.28 反接制動(dòng)的機(jī)械特性 相繞線式異步電動(dòng)機(jī)中。對(duì)于三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子回路無法串電阻，則反接制動(dòng)只能用于不頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合。2.倒拉反接制動(dòng)

這里僅對(duì)倒拉反接制動(dòng)過程進(jìn)行分析。

倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)指三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路上串入較大電阻，使機(jī)械特性變?yōu)閳D5.29（b）所示的曲線2，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行于第Ⅳ象限的B點(diǎn)。曲線1為電動(dòng)機(jī)的固有特性。

倒拉反接制動(dòng)適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。例如，起重機(jī)將重物保持均勻速度下降時(shí)，使得位能性負(fù)載—重物倒過來拉著電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖5.29（a）所示電動(dòng)機(jī)定子電源斷開時(shí)（既1K斷開2K閉和）。工作運(yùn)行于

點(diǎn)，即轉(zhuǎn)數(shù)，處于停車狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)按提升方向接通，即2K斷開）。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 點(diǎn)加速到

點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩

負(fù)載轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)電源（既1K閉和，并在轉(zhuǎn)子回路串入電阻 矩 ,電機(jī)被重物拖著反轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)由

處于穩(wěn)定的反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，且電機(jī)以 的轉(zhuǎn)速重物勻速下放。

（a）接線原理圖（b）機(jī)械特性

圖5.29 倒拉反接制動(dòng)4.直流電流 的選擇

對(duì)于三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)取

對(duì)于三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)取

式中 為異步電動(dòng)機(jī)的空載電流，一般取。

能耗制動(dòng)廣泛應(yīng)用于要求平穩(wěn)準(zhǔn)確停車的場(chǎng)合。也可用于起重機(jī)一類帶位能性負(fù)載的機(jī)械限制重物下放的速度，使重物保持勻速下降，只需改變直流電流 的大?。ㄕ{(diào)節(jié)電位器 RP）或改變轉(zhuǎn)子回路串電阻R值，則可達(dá)到目的。5.3.3 回饋制動(dòng)

前面所述反接制動(dòng)機(jī)械特性，如圖5.28所示曲線2或曲線3。當(dāng)三相異步電機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，定子電源接成負(fù)相序 制動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)），對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩

時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第Ⅳ象限的，轉(zhuǎn)速，且

點(diǎn)（稱為回饋, 則稱為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。例如，起重機(jī)下放重物（如圖5.30所示），電機(jī)利用回饋制動(dòng)下放重物時(shí)，定子兩相反接，這時(shí)同步轉(zhuǎn)速由

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為

（圖5.28的C點(diǎn)）。由于轉(zhuǎn)矩 , 則 ,電機(jī)將反向加速運(yùn)行到 點(diǎn)。以 的轉(zhuǎn)速使重物勻速下放。下放過程中，重物貯存的位能不斷被電機(jī)定子繞組吸收，并轉(zhuǎn)換成電能“回饋”到電網(wǎng)中。為防止下降轉(zhuǎn)

速過快，轉(zhuǎn)子串電阻 值不宜太大。圖

5.30 起重機(jī)下放重物的回饋制動(dòng)

同理，正向回饋制動(dòng)運(yùn)行是指電動(dòng)機(jī)工作于第Ⅱ象限，且

電機(jī)轉(zhuǎn)速 的機(jī)械功率 功率

功率 , 除了定子繞組上的銅損耗 ,轉(zhuǎn)差率，電磁功率

。電動(dòng)機(jī)輸入，電動(dòng)機(jī)的輸入

。即正向回饋制動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子送出的電磁外，其余的回饋給定子電源了。例如下章敘述的變極或變頻調(diào)速過程，則為正向回饋制動(dòng)過程。

5.3.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài) 和直流電動(dòng)機(jī)一樣，三相異步電動(dòng)機(jī)按其轉(zhuǎn)矩

與轉(zhuǎn)速 的方向的異同，可分為電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。各種運(yùn)行狀態(tài)如圖5.31 所示。1.電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 當(dāng) 與 , 同方向，機(jī)械特性及其穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)在第Ⅰ、Ⅲ象限。若電機(jī)運(yùn)行于第Ⅰ象限，, 稱為正向電動(dòng)狀態(tài)，其穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) ,、稱為正向電動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)；若電機(jī)、稱為反向運(yùn)運(yùn)行于第Ⅲ象限，, 稱為反向電動(dòng)狀態(tài)，其穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

行點(diǎn)。在電動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)通過定子向電網(wǎng)吸收電能，經(jīng)過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。

2.制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 圖5.31 三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài) 當(dāng) 與 反方向，機(jī)械特性及其穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)在第Ⅱ、Ⅳ象限。能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、倒拉反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)點(diǎn)等各種制動(dòng)運(yùn)行過程和狀態(tài)根據(jù)上述分析結(jié)果繪于圖5.31中。例5.7 某起重機(jī)吊鉤由一臺(tái)繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為： , 提升重物 , ,，下放重物

。電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

為工作在固有特性上的轉(zhuǎn)速，低

kW, 的情況是：(1)提升重物，要求有低速、高速二檔，且高速時(shí)轉(zhuǎn)速 速時(shí)轉(zhuǎn)速

路應(yīng)串入的電阻值。

(2)下放重物要求有低速、高速二檔，且高速時(shí)轉(zhuǎn)速，工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速各為多少及轉(zhuǎn)子回

為工作在負(fù)序電源的固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速，低速時(shí)轉(zhuǎn)速，仍然工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子應(yīng)串入的電阻值。說明電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在哪種狀態(tài)。

解:（1）根據(jù)題意畫出該電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)相應(yīng)的機(jī)械特性，見下圖所示。點(diǎn)A、B是提升重物時(shí)的兩個(gè)工作點(diǎn)。

(2)計(jì)算固有機(jī)械特性的有關(guān)數(shù)據(jù)： 額定轉(zhuǎn)差率

固有機(jī)械特性的臨界轉(zhuǎn)差率

額定轉(zhuǎn)矩

1)提升重物轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子回路串入電阻的計(jì)算 提升重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩

高速為

低速時(shí)轉(zhuǎn)子每相串入電阻 低速為

低速時(shí)B點(diǎn)的轉(zhuǎn)差率為 的計(jì)算：

過B點(diǎn)的機(jī)械特性的臨界轉(zhuǎn)差率為

低速時(shí)每相串入電阻，則

2)下放重物兩檔速度及串入電阻的計(jì)算 下放重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩

負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 在固有機(jī)械特性上運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率為

（另一解不合理，舍去）

相應(yīng)轉(zhuǎn)速降落為

負(fù)相序電源高速下放重物時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速為

低速下放重物電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于倒拉反轉(zhuǎn)狀態(tài)。低速下放轉(zhuǎn)速為

相應(yīng)轉(zhuǎn)差率為

過D點(diǎn)的機(jī)械特性的臨界轉(zhuǎn)差率為

低速下放重物時(shí)轉(zhuǎn)子每相串入電阻值為，則

第二篇：變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方法與原理

變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方法與原理

The Electric Brake Method and Principle of AC Motor Based 本文來自2005年第4期“請(qǐng)選擇欄目”上 ,已經(jīng)被閱讀過593次

作 者 ：馬鞍山鋼鐵集團(tuán) 自動(dòng)化部 陸文龍

摘 要 ：本文簡(jiǎn)要介紹了交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理，著重闡述了采用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)的幾種方法與制動(dòng)原理，指出了各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其適應(yīng)場(chǎng)合。

英文摘 要 ：he running principle of AC motor is introduced briefly in this paper, especially some electric brake methods and principle of AC motor based on inverter control are expounded, also the merits and defects of those brake methods and their acclimation are pointed out.關(guān)鍵詞： 變頻器 異步電機(jī)運(yùn)行原理 制動(dòng)方法引言

在通用變頻器、異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速或者拖動(dòng)位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度將高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度。為了使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度與給定速度相符，就必須采取制動(dòng)措施。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有再生發(fā)電制動(dòng)、直流制動(dòng)和機(jī)械抱閘制動(dòng)。而機(jī)械抱閘制動(dòng)直觀，這里不做介紹，只介紹前面兩種電氣制動(dòng)方法。為了便于介紹電氣制動(dòng)的原理與方法，首先回顧一下，異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理。異步電機(jī)運(yùn)行原理

眾所周知，異步電動(dòng)機(jī)的定子上裝有一套在空間上對(duì)稱分布的三相繞組AX、BY、CZ如圖1所示。當(dāng)給這三相繞組通以交流電時(shí), 則在定轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)在任何瞬間都是三相繞組各磁場(chǎng)的總和。通過右手定則對(duì)圖1中不同瞬間電流與磁場(chǎng)方向的關(guān)系可知，合成磁場(chǎng)FΣ的方向與電流為最大值那一相繞組的軸線方向一致。因此隨著電流最大值依次由A相→B相→C相→A相等順序變化，合成磁場(chǎng)的方向也依次指向A相→B相→C相→A相等各相繞組的軸線方向。這就是說，這個(gè)合成磁場(chǎng)是一個(gè)“旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)”。其旋轉(zhuǎn)速度n0(同步轉(zhuǎn)速)與交流電源頻率成正比，而與磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)成反比。

圖1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成

由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)使閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生電流，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中又受到一個(gè)力的作用，這個(gè)作用在導(dǎo)體上的力，將使異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，其某一瞬間情況如圖2所示。根據(jù)右手定則可知轉(zhuǎn)子閉合導(dǎo)體電流的方向。再根據(jù)左手定則可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力方向。此作用力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩XTD將克服阻力矩Mfz，使電機(jī)加速到電動(dòng)力矩等于阻力矩為止。

圖2 旋轉(zhuǎn)力矩形成 電氣制動(dòng)的方法與原理

采用通用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)有直流制動(dòng)與再生發(fā)電制動(dòng)(能耗制動(dòng))兩種?，F(xiàn)就這兩種制動(dòng)方法與制動(dòng)原理分述如下。

3.1 直流制動(dòng)

直流制動(dòng)是使變頻器向異步電動(dòng)機(jī)的定子任意兩相通以直流電，異步電動(dòng)機(jī)便處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。這種情況下變頻器的輸出頻率為零，異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)不再旋轉(zhuǎn)。直流制動(dòng)主要用于準(zhǔn)確停車與防止起動(dòng)前電動(dòng)機(jī)由于外因引起的不規(guī)則自由旋轉(zhuǎn)(如風(fēng)機(jī)類負(fù)載)。當(dāng)直流制動(dòng)用于準(zhǔn)確停車時(shí)，一般都應(yīng)先進(jìn)行再生發(fā)電制動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)減速到較低時(shí)，進(jìn)行直流制動(dòng)。這是因?yàn)楦咚贂r(shí)進(jìn)行直流制動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流的頻率與幅值都很高，轉(zhuǎn)子鐵損很大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，但得到的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻并不太大，另一方面準(zhǔn)確停車也較難保證，而采用先再生發(fā)電制動(dòng),等降頻到fDB再進(jìn)行直流制動(dòng)，只要合理調(diào)整fDB、制動(dòng)時(shí)間tDB、制動(dòng)直流電壓UDB就可確保準(zhǔn)確停車。轉(zhuǎn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)子切割這個(gè)靜止磁場(chǎng)而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如圖3所示。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中。圖3的(a)與(b)還說明這種制動(dòng)與通入直流電的極性無關(guān)。

圖3 直流制動(dòng)原理

3.2 再生發(fā)電制動(dòng)

當(dāng)給定頻率降低時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度降低或位能負(fù)載下放倒拉。此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度將超過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，因此轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)反向，電流反向，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩反向，如圖4，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩(與阻力矩同向)起制動(dòng)作用，使電動(dòng)機(jī)減速。此時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)異步發(fā)電機(jī)，將旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的動(dòng)能或重物下放的位能轉(zhuǎn)換成電能。這部分電能如果不進(jìn)行處理，將引起直流側(cè)過壓，而引起故障跳閘或損壞變頻器，因此必須處理好這部分電能。其處理方法一般有如下三種:

圖4 發(fā)電狀態(tài)

(1)動(dòng)力制動(dòng)

這種方法就是通過與直流回路濾波電容并聯(lián)的放電電阻，將這部分電能消耗掉，因此也稱再生能耗制動(dòng)，如圖5所示，圖5中虛線框內(nèi)為制動(dòng)單元(PW)，它包括內(nèi)部制動(dòng)電阻RB，制動(dòng)用的晶體管VB等，VB的通斷是通過檢測(cè)直流電壓大、小來控制。實(shí)際上電阻中的電流是間歇的，所以西門子公司資料稱“脈沖電阻”(Pulsed Resistor)。此單元實(shí)際上只起消耗電能防止直流側(cè)過電壓的作用。它并不起制動(dòng)作用，但人們習(xí)慣稱此單元為制動(dòng)單元。要提高制動(dòng)的快速性，就要快速消耗掉這部分電能，可以在圖5中H，G兩點(diǎn)間外接制動(dòng)電阻REB，REB阻值與功率應(yīng)符合產(chǎn)品樣本要求。

圖5 動(dòng)力制動(dòng)

(2)再生制動(dòng)

這種方法就是通過與整流器反并聯(lián)的回饋單元，將這部分電能回饋給電網(wǎng)如圖6所示，這種情況整流單元也必須采用晶閘管整流元件，一般采用邏輯無環(huán)流工作方式?；仞亞卧c電網(wǎng)之間應(yīng)串接一臺(tái)自耦變壓器，此種制動(dòng)方法雖然可以把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的能量回饋給電網(wǎng)，但對(duì)供電電網(wǎng)的要求比較高;一是電網(wǎng)電壓波動(dòng)要小，且必須可靠;二是電網(wǎng)短路容量要大，否則在回饋期間，電源電壓偏低或電源被切斷，有源逆變器就會(huì)迅速直通，引起換流失敗，燒壞快速熔斷器及晶閘管元件。因此，對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大(如帶有電爐負(fù)載的電網(wǎng))，或采用接觸式供電(如行車、機(jī)車車輛)的場(chǎng)合以采用動(dòng)力制動(dòng)為好，雖然浪費(fèi)了一點(diǎn)電能，但可靠性大大提高。

圖6 回饋單元

(3)直流公共母線

所謂直流公共母線是用一臺(tái)整流器給多臺(tái)逆變器供電如圖7所示，它利用工作在電動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)吸收工作在發(fā)電狀態(tài)電動(dòng)機(jī)的電能, 但當(dāng)發(fā)電狀態(tài)多于電動(dòng)狀態(tài)時(shí), 吸收能力不足仍將引起直流過電壓，因此還需要有前面兩種方法之一(如圖7中虛線框所示)做后備吸收才較完美。

圖7 直流公共母線 結(jié)束語

通用型變頻器在異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了滿足生產(chǎn)機(jī)械快速制動(dòng)與準(zhǔn)確停車等方面的要求，必須對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，而機(jī)械抱閘閘皮容易磨損，維護(hù)工作量大，而且浪費(fèi)電能，因此一般是先進(jìn)行電氣制動(dòng)，最后才進(jìn)行機(jī)械抱閘以達(dá)到準(zhǔn)確停車的目的。因此本文以交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理為基礎(chǔ)，著重介紹了采用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)的幾種方法與原理，指出了各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)場(chǎng)合，以供從事這方面工作的人員參考。參考文獻(xiàn)

第三篇：變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方法與原理

變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方法與原理 引言

在通用變頻器、異步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速或者拖動(dòng)位能負(fù)載下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度將高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度。為了使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度與給定速度相符，就必須采取制動(dòng)措施。異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有再生發(fā)電制動(dòng)、直流制動(dòng)和機(jī)械抱閘制動(dòng)。而機(jī)械抱閘制動(dòng)直觀，這里不做介紹，只介紹前面兩種電氣制動(dòng)方法。為了便于介紹電氣制動(dòng)的原理與方法，首先回顧一下，異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理。異步電機(jī)運(yùn)行原理

眾所周知，異步電動(dòng)機(jī)的定子上裝有一套在空間上對(duì)稱分布的三相繞組AX、BY、CZ如圖1所示。當(dāng)給這三相繞組通以交流電時(shí), 則在定轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)在任何瞬間都是三相繞組各磁場(chǎng)的總和。通過右手定則對(duì)圖1中不同瞬間電流與磁場(chǎng)方向的關(guān)系可知，合成磁場(chǎng)FΣ的方向與電流為最大值那一相繞組的軸線方向一致。因此隨著電流最大值依次由A相→B相→C相→A相等順序變化，合成磁場(chǎng)的方向也依次指向A相→B相→C相→A相等各相繞組的軸線方向。這就是說，這個(gè)合成磁場(chǎng)是一個(gè)“旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)”。其旋轉(zhuǎn)速度n0(同步轉(zhuǎn)速)與交流電源頻率成正比，而與磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)成反比。

圖1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成

由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)使閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生電流，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中又受到一個(gè)力的作用，這個(gè)作用在導(dǎo)體上的力，將使異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，其某一瞬間情況如圖2所示。根據(jù)右手定則可知轉(zhuǎn)子閉合導(dǎo)體電流的方向。再根據(jù)左手定則可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力方向。此作用力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩XTD將克服阻力矩Mfz，使電機(jī)加速到電動(dòng)力矩等于阻力矩為止。

圖2 旋轉(zhuǎn)力矩形成 電氣制動(dòng)的方法與原理

采用通用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)有直流制動(dòng)與再生發(fā)電制動(dòng)(能耗制動(dòng))兩種?，F(xiàn)就這兩種制動(dòng)方法與制動(dòng)原理分述如下。

3.1 直流制動(dòng)

直流制動(dòng)是使變頻器向異步電動(dòng)機(jī)的定子任意兩相通以直流電，異步電動(dòng)機(jī)便處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。這種情況下變頻器的輸出頻率為零，異步電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)不再旋轉(zhuǎn)。直流制動(dòng)主要用于準(zhǔn)確停車與防止起動(dòng)前電動(dòng)機(jī)由于外因引起的不規(guī)則自由旋轉(zhuǎn)(如風(fēng)機(jī)類負(fù)載)。當(dāng)直流制動(dòng)用于準(zhǔn)確停車時(shí)，一般都應(yīng)先進(jìn)行再生發(fā)電制動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)減速到較低時(shí)，進(jìn)行直流制動(dòng)。這是因?yàn)楦咚贂r(shí)進(jìn)行直流制動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流的頻率與幅值都很高，轉(zhuǎn)子鐵損很大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，但得到的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻并不太大，另一方面準(zhǔn)確停車也較難保證，而采用先再生發(fā)電制動(dòng),等降頻到fDB再進(jìn)行直流制動(dòng)，只要合理調(diào)整fDB、制動(dòng)時(shí)間tDB、制動(dòng)直流電壓UDB就可確保準(zhǔn)確停車。轉(zhuǎn)動(dòng)著的轉(zhuǎn)子切割這個(gè)靜止磁場(chǎng)而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如圖3所示。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中。圖3的(a)與(b)還說明這種制動(dòng)與通入直流電的極性無關(guān)。

圖3 直流制動(dòng)原理

3.2 再生發(fā)電制動(dòng)

當(dāng)給定頻率降低時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度降低或位能負(fù)載下放倒拉。此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度將超過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，因此轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)反向，電流反向，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩反向，如圖4，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩(與阻力矩同向)起制動(dòng)作用，使電動(dòng)機(jī)減速。此時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)異步發(fā)電機(jī)，將旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的動(dòng)能或重物下放的位能轉(zhuǎn)換成電能。這部分電能如果不進(jìn)行處理，將引起直流側(cè)過壓，而引起故障跳閘或損壞變頻器，因此必須處理好這部分電能。其處理方法一般有如下三種:

圖4 發(fā)電狀態(tài)

(1)動(dòng)力制動(dòng)

這種方法就是通過與直流回路濾波電容并聯(lián)的放電電阻，將這部分電能消耗掉，因此也稱再生能耗制動(dòng)，如圖5所示，圖5中虛線框內(nèi)為制動(dòng)單元(PW)，它包括內(nèi)部制動(dòng)電阻RB，制動(dòng)用的晶體管VB等，VB的通斷是通過檢測(cè)直流電壓大、小來控制。實(shí)際上電阻中的電流是間歇的，所以西門子公司資料稱“脈沖電阻”(Pulsed Resistor)。此單元實(shí)際上只起消耗電能防止直流側(cè)過電壓的作用。它并不起制動(dòng)作用，但人們習(xí)慣稱此單元為制動(dòng)單元。要提高制動(dòng)的快速性，就要快速消耗掉這部分電能，可以在圖5中H，G兩點(diǎn)間外接制動(dòng)電阻REB，REB阻值與功率應(yīng)符合產(chǎn)品樣本要求。

圖5 動(dòng)力制動(dòng)

(2)再生制動(dòng)

這種方法就是通過與整流器反并聯(lián)的回饋單元，將這部分電能回饋給電網(wǎng)如圖6所示，這種情況整流單元也必須采用晶閘管整流元件，一般采用邏輯無環(huán)流工作方式?；仞亞卧c電網(wǎng)之間應(yīng)串接一臺(tái)自耦變壓器，此種制動(dòng)方法雖然可以把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的能量回饋給電網(wǎng)，但對(duì)供電電網(wǎng)的要求比較高;一是電網(wǎng)電壓波動(dòng)要小，且必須可靠;二是電網(wǎng)短路容量要大，否則在回饋期間，電源電壓偏低或電源被切斷，有源逆變器就會(huì)迅速直通，引起換流失敗，燒壞快速熔斷器及晶閘管元件。因此，對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大(如帶有電爐負(fù)載的電網(wǎng))，或采用接觸式供電(如行車、機(jī)車車輛)的場(chǎng)合以采用動(dòng)力制動(dòng)為好，雖然浪費(fèi)了一點(diǎn)電能，但可靠性大大提高。

圖6 回饋單元

(3)直流公共母線

所謂直流公共母線是用一臺(tái)整流器給多臺(tái)逆變器供電如圖7所示，它利用工作在電動(dòng)狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)吸收工作在發(fā)電狀態(tài)電動(dòng)機(jī)的電能, 但當(dāng)發(fā)電狀態(tài)多于電動(dòng)狀態(tài)時(shí), 吸收能力不足仍將引起直流過電壓，因此還需要有前面兩種方法之一(如圖7中虛線框所示)做后備吸收才較完美。

圖7 直流公共母線 結(jié)束語

通用型變頻器在異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了滿足生產(chǎn)機(jī)械快速制動(dòng)與準(zhǔn)確停車等方面的要求，必須對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，而機(jī)械抱閘閘皮容易磨損，維護(hù)工作量大，而且浪費(fèi)電能，因此一般是先進(jìn)行電氣制動(dòng)，最后才進(jìn)行機(jī)械抱閘以達(dá)到準(zhǔn)確停車的目的。因此本文以交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理為基礎(chǔ)，著重介紹了采用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)的幾種方法與原理，指出了各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)場(chǎng)合，以供從事這方面工作的人員參考。

第四篇：三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法及應(yīng)用

西安科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 《電力拖動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)》報(bào)告書

三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法及應(yīng)用

專 業(yè)：電氣自動(dòng)化 學(xué)生姓名： sjcqing 班 級(jí)：09電氣自動(dòng)化大專班 指導(dǎo)老師：

提交日期： 2012 年 3 月

西安工程技術(shù)學(xué)院

摘 要

近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動(dòng)機(jī)。由于這種電動(dòng)機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。電機(jī)是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，與電機(jī)配套的控制設(shè)備的性能已經(jīng)成為用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。電機(jī)的控制包括電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、維修方便、運(yùn)行效率較高、工作特性較好等優(yōu)點(diǎn)，因而在電力拖動(dòng)平臺(tái)上得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其耗電量約占全國(guó)發(fā)電量的40%左右。當(dāng)電機(jī)并入電網(wǎng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)撵o止加速到額定轉(zhuǎn)速的過程稱為電機(jī)的起動(dòng)過程。異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能最重要的是起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此在電機(jī)的起動(dòng)過程中，如何降低起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一直是機(jī)電行業(yè)的專家們探討的重要課題。電動(dòng)機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。本文是對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)做出深入的剖析與設(shè)計(jì)。三相異步電動(dòng)機(jī)是一種具有高效率、低磨損、低噪聲的電機(jī)機(jī)種.本設(shè)計(jì)在介紹三相異步電動(dòng)機(jī)中，關(guān)于相數(shù)、極數(shù)、槽數(shù)及繞組連接方式的選擇方法和應(yīng)遵從的規(guī)律詳細(xì)的加以說明和介紹。文中主要介紹了幾種常用的制動(dòng)方式的特點(diǎn)，對(duì)不同制動(dòng)方式進(jìn)行了技術(shù)比較，分析了他們各自的實(shí)用場(chǎng)所，為實(shí)際應(yīng)用提供了科學(xué)的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 三相異步電動(dòng)機(jī)

結(jié)構(gòu)

制動(dòng)方式

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Abstract In recent decades, along with the electric power electronic technology, microelectronic technology and modern control theory, medium, small power motors in industrial and agricultural production and people's daily life are extremely extensive application.Especially in the township enterprises and household appliances, needs to have plenty of medium, small power motor.Due to the development of the motor and the widespread application, its use, maintenance and maintenance work is more important.The motor is a modern industrial and agricultural production and transport of the essential equipment, and machine control equipment performance has become a user focus.Motor control includes a motor starting, speed regulation and braking.Asynchronous motor due to its simple structure, small volume, low cost, reliable operation, convenient repair, high efficiency, good working properties, and thus in the electric drive platform has been widely used.According to statistics, its power consumption accounted for about40% of generating capacity.When the motor is connected with the power grid, the motor speed to accelerate from zero to the rated speed of the process is known as the motor starting process.Asynchronous motor starting performance, the most important is the starting current and starting torque.Therefore in the motor starting process, how to reduce the starting current, increase the starting torque, is a mechanical and electrical industry experts to explore the important subject.Motor machine a wide range of applications, a wide range of different classification methods, properties, also a lot of.This article is on the three-phase asynchronous motor to make deep analysis and design.The three-phase asynchronous motor is a kind of high efficiency, low wear, low noise motor models.The design in the design of the three-phase asynchronous motor, on the phase number, the number of poles, slot number and winding connection mode selection method and the laws that should be obeyed.This paper mainly introduces several common braking characteristics, for different braking modes of technology, analyzes their practical places, for practical applications to provide scientific theoretical basis.Key words: three-phase asynchronous motor structure braking method

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前 言

電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。近幾十年隨著科技的發(fā)展電動(dòng)機(jī)在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動(dòng)機(jī)也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來

與單相電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。而三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法，在其中無疑起到了關(guān)鍵性的作用，其在切斷電源以后，利用電氣原理或機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。其制動(dòng)方法主要分為，電力制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)。電力制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)又可分為若干制動(dòng)方式。其制動(dòng)方法和制動(dòng)原理在第二章會(huì)重點(diǎn)介紹。

在本次課題設(shè)計(jì)中共分為三大章節(jié)，第一章為課題介紹，在其中說明了本課題的設(shè)計(jì)背景、設(shè)計(jì)意義以及本課題的主要工作。第二章則著重于三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法的介紹、分類以及其結(jié)構(gòu)原理。第三章是三相異步電動(dòng)機(jī)的繞組故障分析以及故障處理方法。

此課題在設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法，在查閱相關(guān)資料和老師、同學(xué)的幫助下完成了相關(guān)理論知識(shí)的設(shè)計(jì)，由于個(gè)人設(shè)計(jì)的水平有限，難免有疏漏和欠妥之處，敬請(qǐng)老師和同學(xué)指正，謝謝！

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目錄

前 言.........................................................................3 第1章 課題介紹...............................................................5

1.1 課題背景.............................................................................................................................5 1.2 課題意義.............................................................................................................................5 1.3 本課題主要工作.................................................................................................................5 第2章 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法...............................................6

2.1 何謂三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng).............................................................................................6 2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)介紹.............................................................................................6 2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)步驟.............................................................................................8 2.4 回饋制動(dòng)（又稱發(fā)電制動(dòng)、再生制動(dòng)）.......................................................................16 第3章 三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的故障分析和處理....................................18

3.1 繞組接地.........................................................................................................................18 3.2 繞組短路.........................................................................................................................18 3.3 繞組斷路.........................................................................................................................19 3.4 繞組接錯(cuò).........................................................................................................................20 總 結(jié)......................................................................21 參考文獻(xiàn)......................................................................22 致 謝......................................................................2

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第1章 課題介紹

1.1 課題背景

由于生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能也提出了越來越高的要求。電動(dòng)機(jī)作為重要的動(dòng)力裝置，已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防軍事設(shè)施以及日常生活中。直流電動(dòng)機(jī)其調(diào)速在過去一直占統(tǒng)治地位，但由于本身結(jié)構(gòu)原因，例如換向器的機(jī)械強(qiáng)度不高，電刷易于磨損等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要求。相比之下，三相異步交流電動(dòng)機(jī)擁有延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有強(qiáng)大的降噪能力，操作智能化，維護(hù)簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)等眾多特性，特別是三相線籠式異步電動(dòng)機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉，而且堅(jiān)固耐用，慣量小，運(yùn)行可靠等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用，也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。

三相異步電動(dòng)機(jī)在各種電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用最廣，需求量最大，在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)等電力拖動(dòng)裝置中有很大的比重，這是因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，另外還具有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，能滿足各行業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)要求。

因此三相交流異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)在我國(guó)有極為廣泛的發(fā)展前景。

1.2 課題意義

通過本課題的設(shè)計(jì)，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本自動(dòng)方式，進(jìn)一步了解三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、三相異步電動(dòng)機(jī)的分類及用途、各種制動(dòng)方式和三相異步電動(dòng)機(jī)在應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。本次課程設(shè)計(jì)將對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制方式進(jìn)行分析，進(jìn)一步分別討論了三相異步電動(dòng)機(jī)的幾種制動(dòng)方式特性以及在不同設(shè)備中的應(yīng)用情況。

1.3 本課題主要工作

介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法、控制線路和使用過程中的故障處理。

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第2章 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法

2.1 何謂三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

在切斷電源以后，利用電氣原理或機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)介紹

制動(dòng)的方法一般有兩類：機(jī)械制動(dòng)和電力制動(dòng)。

機(jī)械制動(dòng)：利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法叫機(jī)械制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)常用的方法有：電磁抱閘和電磁離合器制動(dòng)。

電氣制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降。三相交流異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣制動(dòng)方法有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。2.2.1 機(jī)械制動(dòng)

采用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動(dòng)方法。如電磁抱閘、電磁離合離合器等電磁鐵制動(dòng)器。

（1）電磁抱閘斷電制動(dòng)控制電路

電磁抱閘抱閘斷電控制電路如圖1所示。合上電源開關(guān)QS和開關(guān)K,電動(dòng)機(jī)接通電源，同時(shí)電磁抱閘線圈YB得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動(dòng)器的閘瓦與閘輪分開，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斷開開關(guān)，電動(dòng)機(jī)失電，同時(shí)電磁抱閘線圈YB也失電，銜鐵在彈簧拉力作用下與鐵芯分開，并使制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住閘輪，電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)而停轉(zhuǎn)。圖中開關(guān)K可采用倒順開關(guān)、主令控制器、交流接觸器等控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，滿足控制要求。倒順開關(guān)接線示意圖如圖2所示。這種制動(dòng)方法在起重機(jī)械上廣泛應(yīng)用，如行車、卷揚(yáng)機(jī)、電動(dòng)葫蘆(大多采用電磁離合器制動(dòng))等。其優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確定位，可防止電動(dòng)機(jī)突然斷電時(shí)重物自行墜落而造成事故。

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7（2）電磁抱閘通電制動(dòng)控制電路

電磁抱閘斷電制動(dòng)其閘瓦緊緊抱住閘輪，若想手動(dòng)調(diào)整工作是很困難的。因此，對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)后仍想調(diào)整工件的相對(duì)位置的機(jī)床設(shè)備就不能采用斷電制動(dòng)，而應(yīng)采用通電制動(dòng)控制，其電路如圖3所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁抱閘線圈無法得電，閘瓦

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2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)步驟 2.3.1反接制動(dòng)的方法

異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)有兩種，一種是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)，這種方法不能準(zhǔn)確停車。另一種是依靠改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組中三相電源的相序產(chǎn)生制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法。

反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅速。缺點(diǎn)是：制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過程中沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)零件，制動(dòng)能量消耗大，不宜經(jīng)常制動(dòng)。因此反接制動(dòng)一般適用于制動(dòng)要求迅速、系統(tǒng)慣性較大，不經(jīng)常啟動(dòng)與制動(dòng)的場(chǎng)合。（1）速度繼電器（文字符號(hào)KS）

速度繼電器是依靠速度大小使繼電器動(dòng)作與否的信號(hào)，配合接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，故速度繼電器又稱為反接制動(dòng)繼電器。

感應(yīng)式速度繼電器是靠電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)觸頭動(dòng)作的。從結(jié)構(gòu)上看，與交流電機(jī)類似，速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸頭三部分組成。定子的結(jié)構(gòu)與籠型異步電動(dòng)機(jī)相似，是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，有硅鋼片沖壓而成，并裝有籠型繞組。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵。

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速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖

速度繼電器的符號(hào)

速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接。轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，繞組切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，此電流和永久磁鐵的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，通過定子柄撥動(dòng)觸頭，使常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小，定子柄在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸頭也復(fù)原。常用的感應(yīng)式速度繼電器有JY1和JFZ0系列。JY1系列能在3000r/min的轉(zhuǎn)速下可靠工作。JFZ0型觸頭動(dòng)作速度不受定子柄偏轉(zhuǎn)快慢的影響，觸頭改用微動(dòng)開關(guān)。一般情況下，速度繼電器的觸頭在轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min以上時(shí)能動(dòng)作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min左右時(shí)觸頭復(fù)位。

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（2）反接制動(dòng)的控制線路

單向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制線路

當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需制動(dòng)時(shí)，將三相電源相序切換，然后在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)將電源及時(shí)切掉。控制電路是采用速度繼電器來判斷電動(dòng)機(jī)的零速點(diǎn)并及時(shí)切斷三相電源的。速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)的軸相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的常開觸頭閉合，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，KS的常開觸頭斷開，切斷接觸器的線圈電路。

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3）反接制動(dòng)控制線路工作原理分析（A）單向啟動(dòng)

（a）單向啟動(dòng)原理示意圖

（西安工程技術(shù)學(xué)院）反接制動(dòng)

(B

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（b）反接制動(dòng)原理示意圖

2.3.2 能耗制動(dòng)的方法

當(dāng)電動(dòng)機(jī)切斷交流電源后，立即在定子繞組的任意二相中通入直流電，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法叫能耗制動(dòng)。

（1）能耗制動(dòng)的方法

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先斷開電源開關(guān)，切斷電動(dòng)機(jī)的交流電源，這時(shí)轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運(yùn)轉(zhuǎn)；隨后向電動(dòng)機(jī)兩相定子繞組通入直流電，使定子中產(chǎn)生一個(gè)恒定的靜止磁場(chǎng)，這樣作慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因受到靜止磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，正好與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，使電動(dòng)機(jī)受制動(dòng)迅速停轉(zhuǎn)。由于這種制動(dòng)方法是在定子繞組中通入直流電以消耗轉(zhuǎn)子慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能來進(jìn)行制動(dòng)的，所以稱為能耗制動(dòng)。

能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，且能量消耗較小。缺點(diǎn)是需附加直流電源裝置，設(shè)備費(fèi)用較高，制動(dòng)力較弱，在低速時(shí)制動(dòng)力矩小。所以，能耗制動(dòng)一般用于要求制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場(chǎng)合。

（2）能耗制動(dòng)控制線路

對(duì)于10KW以上容量較大的電動(dòng)機(jī)，多采用有變壓器全波整流能耗制動(dòng)控制線路。如圖2-74所示為有變壓器全波整流單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制線路，該線路利用時(shí)間繼電器來進(jìn)行自動(dòng)控制。其中直流電源由單相橋式整流器VC供給，TC是整流變壓器，電阻R是用來調(diào)節(jié)直流電流的，從而調(diào)節(jié)制動(dòng)強(qiáng)度。

單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制線路

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(3)線路工作原理分析如下

（A）單向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)

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（B）雙向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)

2.4 回饋制動(dòng)（又稱發(fā)電制動(dòng)、再生制動(dòng)）

這種制動(dòng)方法主要用在起重機(jī)械和多速異步電動(dòng)機(jī)上。

當(dāng)起重機(jī)在高處開始下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n小于同步轉(zhuǎn)速n1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，但由于重力的作用，在重物的下放過程中，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割磁力線的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變，其轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向都與電動(dòng)運(yùn)行時(shí)相反，電磁力矩變?yōu)橹苿?dòng)力矩，從而限制了重物的下降速度，不致于重物下降得過快，保證了設(shè)備和人身安全。

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對(duì)多速電動(dòng)機(jī)變速時(shí)，如使電動(dòng)機(jī)由二級(jí)變?yōu)樗募?jí)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n1由3000轉(zhuǎn)／分變?yōu)?500轉(zhuǎn)／分，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍以原來的轉(zhuǎn)速n(接近3000轉(zhuǎn)／分)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)n>n1，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)作用。

發(fā)電制動(dòng)是一種比較經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)方法。制動(dòng)時(shí)不需改變線路即可從電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)地轉(zhuǎn)入發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能再回饋到電網(wǎng)，節(jié)能效果顯著。缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍較窄，僅當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)才能實(shí)現(xiàn)發(fā)電制動(dòng)。

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第3章 三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的故障分析和處理

繞組是電動(dòng)機(jī)的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會(huì)造成對(duì)繞組的傷害,電機(jī)過載、欠電壓、過電壓,缺相運(yùn)行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯(cuò)誤?，F(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法。

3.1 繞組接地

指繞組與鐵心或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。

3.1.1 故障現(xiàn)象

機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱,致使電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。3.1.2 產(chǎn)生原因

繞組受潮使絕緣電阻下降；電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載運(yùn)行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣；重繞定子繞組時(shí)絕緣損壞碰觸鐵心；繞組端部碰觸端蓋機(jī)座；定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。

3.1.3 處理方法

(1)繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干,當(dāng)冷卻到60——70℃左右時(shí),澆上絕緣漆后再烘干。

(2)繞組端部絕緣損壞時(shí),在接地處重新進(jìn)行絕緣處理,涂漆,再烘干。(3)繞組接地點(diǎn)在槽內(nèi)時(shí),應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。

3.2 繞組短路

由于電動(dòng)機(jī)電流過大、電源電壓變動(dòng)過大、單向運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。3.2.1 故障現(xiàn)象

離子的磁場(chǎng)分布不均,三相電流不平衡而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲加劇,嚴(yán)重時(shí)

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電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng),而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流,導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。3.2.2 產(chǎn)生原因

電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載,使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時(shí)造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時(shí)損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部和油污過多。3.2.3 短路處理方法

(1)短路點(diǎn)在端部?？捎媒^緣材料將短路點(diǎn)隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。

(2)短路在線槽內(nèi)。將其軟化后,找出短路點(diǎn)修復(fù),重新放入線槽后,再上漆烘干。(3)對(duì)短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時(shí)切斷全部短路線,將導(dǎo)通部分連接,形成閉合回路,供應(yīng)急使用。

(4)繞組短路點(diǎn)匝數(shù)超過1/12時(shí),要全部拆除重繞。

3.3 繞組斷路

由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑,焊接后又未清除干凈,就可能造成壺焊或松脫；受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時(shí)線圈短路，短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀。在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時(shí)，另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間斷路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷路。3.3.1 故障現(xiàn)象

電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng),三相電流不平衡,有異常噪聲或振動(dòng)大,溫升超過允許值或冒煙。

3.3.2 產(chǎn)生原因

(1)在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)碰斷或因制造質(zhì)量問題。

(2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長(zhǎng)期運(yùn)行過熱脫焊。

(3)受機(jī)械力和電磁場(chǎng)力使繞組損傷或拉斷。

(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?.3.3 斷路處理方法

(1)斷路在端部時(shí),連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。(2)繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新

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繞組。

(3)對(duì)斷路點(diǎn)在槽內(nèi)的,屬少量斷點(diǎn)的做應(yīng)急處理,采用分組淘汰法找出斷點(diǎn),并在繞組端斷部將其連接好并絕緣合格后使用。

(4)對(duì)籠形轉(zhuǎn)子斷路的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。

3.4 繞組接錯(cuò)

繞組接錯(cuò)造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),致使啟動(dòng)困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀,嚴(yán)重時(shí)若不及時(shí)處理會(huì)燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯(cuò)；極(相)組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯(cuò)；“△”型、“Y”型接法錯(cuò)誤。3.4.1 故障現(xiàn)象

電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動(dòng)并有很大的噪聲、燒斷保險(xiǎn)絲等現(xiàn)象。3.4.2 產(chǎn)生原因

誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時(shí)三相繞組有一相首尾接反；減壓?jiǎn)?dòng)是觸頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯(cuò)誤；新電機(jī)在下線時(shí),繞組連接錯(cuò)誤；舊電機(jī)觸頭判斷不對(duì)。3.4.3 處理方法

(1)一個(gè)線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應(yīng)進(jìn)廠返修。(2)引出線錯(cuò)誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。

(3)減壓?jiǎn)?dòng)接錯(cuò)的應(yīng)對(duì)照接線圖或原理圖,認(rèn)真校對(duì)重新接線。(4)新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯(cuò)誤的,應(yīng)送廠返修。

(5)定子繞組一相接反時(shí),接反的一相電流特別大,可根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)查找故障并進(jìn)行維修。

(6)把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應(yīng)及時(shí)更正。怎樣測(cè)量三相異步電動(dòng)機(jī)六股引出線的相同端頭用干電池和萬用表判別。

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總 結(jié)

實(shí)踐證明，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)實(shí)際需要，科學(xué)地選用三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法可以提高生產(chǎn)效率，收到很好的經(jīng)濟(jì)效益。在運(yùn)行中對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)，使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于非常好的技術(shù)狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命，提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率是非常有必要的。電動(dòng)機(jī)從發(fā)展至今，一代代的產(chǎn)品問世，都是圍繞著基本的工作原理而開發(fā)的，如何去運(yùn)行和維護(hù)電動(dòng)機(jī)是我們目前主要工作的重中之重。它在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)當(dāng)著重要的角色。電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工、電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。未來電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更加靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。

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參考文獻(xiàn)

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致 謝

經(jīng)過一個(gè)多月的時(shí)間，在各位老師、同學(xué)的幫助下，在我的不斷努力下，我的課程設(shè)計(jì)終于要完成了。從設(shè)計(jì)中我學(xué)到許多知識(shí)，也理解了做任何事都要細(xì)心的道理。知識(shí)的積累是一點(diǎn)一滴的，在設(shè)計(jì)中我也感受頗深。在此我要真誠(chéng)的感謝老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過程中老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問題和困難，在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中都給予我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次課程設(shè)計(jì)，也讓我在這次課程設(shè)計(jì)中受益匪淺，在此謹(jǐn)向老師致以深切的謝意！

在這次課程設(shè)計(jì)中我也遇到了許多困難，且得到了學(xué)校里其他老師的幫助和指導(dǎo)，我也要感謝我的母校西安工程技術(shù)學(xué)院，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的三年大學(xué)生活豐富多彩，為我的人生留下精彩的一筆。

感謝評(píng)閱和閱讀本設(shè)計(jì)論文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！

在此還要感謝西安工程技術(shù)學(xué)院的全體老師，感謝他們對(duì)我的培養(yǎng)！最后祝愿各位老師：合家歡樂！工作順利！身體健康！

第五篇：三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式教案

教案

課題：三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式

一、教學(xué)目的：掌握:三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)三種控制方式的工作原理。

了解:三種控制方式的組成以及應(yīng)用。

重點(diǎn):自鎖控制的工作原理以及線路設(shè)計(jì)。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：要求學(xué)生掌握自鎖的概念以及作用并會(huì)根據(jù)題目要求設(shè)

計(jì)線路。

三、教學(xué)方法：1采用講授法。

2多媒體演示輔助教學(xué)。

四、課時(shí)安排：1課時(shí)

五、教學(xué)步驟：1對(duì)本堂課涉及的已學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行回顧，導(dǎo)出新課

2介紹三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)三種典型方式（原理圖、工作原理、應(yīng)用、保護(hù)環(huán)節(jié)）.3通過連續(xù)啟動(dòng)控制的原理圖引出本節(jié)課重點(diǎn)：接觸器的自鎖控

制

4對(duì)啟動(dòng)方式進(jìn)行仿真，讓同學(xué)更能對(duì)原理有更清晰的認(rèn)識(shí)5總結(jié)本堂課講解的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容

6留作業(yè)（通過本堂課講解的內(nèi)容，經(jīng)行擴(kuò)展的作業(yè)）

六、板書設(shè)計(jì)：

黑板最左面黑板中間知識(shí)回顧：三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制

接觸器（KM）三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式分為兩種：直接啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng) 熔斷器（FU）1點(diǎn)動(dòng)直接啟動(dòng)：

熱繼電器（FR）1）原理圖

2）工作原理

3）保護(hù)環(huán)節(jié)

4）應(yīng)用范圍

2連續(xù)控制直接啟動(dòng)：

※ 接觸器的自鎖

3混合控制

根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路