三相异步电动机能耗制动系统设计知识分享
项目1.4三相异步电动机能耗制动控制电路的设计.ppt
SB1↓→+SB1–→KM1–→+KM1+ →–SB1+→KM2+(自锁)→M+（串R反接制动）→N <40r/min→-KS- → KM2– → M-
Date: 10/10/2024
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三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
这种消耗转子的机械能，并将其转化成电能，从而产生制动力的 制动方法，称为能耗制动法。
Date: 10/10/2024
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三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
按下SB1后，KM2、KT 同时通电，KT延时断 开后，KM2又断开，结 束能耗制动。
a、手动控制的简单能耗制动线路，要停车时按下SB1按钮，到制 动结束放开按钮（KM2无自锁）制电路的设计
对于三相笼型异步电动机，常用的电气制动方法有两种：能耗制 动和反接制动。
一.能耗制动控制线路
切断电动机的三相交流电源后，立即在定子绕组中通入一个直 流电源，以产生一个恒定的磁场，而因惯性旋转的转子绕组则切割 磁力线产生感应电流，继而产生与惯性转动方向相反的电磁转矩， 对转子起到制动作用。当电动机转速降至零时，再切除直流电源。
b、自动控制，简化操作。（时间继电器自动控制切除直流电源） c、图中直流电源中串接可调电阻RP，调节制动电流大小。
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三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
能耗制动特点： a.制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关，在同 样的转速下电流越大制动作用越强。 一般取直流电流为电动机空 载电流的3～4倍，过大会使定子过热。 b.电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减 小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时 尤为突出；另外控制系统需附加直流电源装置。 c.一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待 转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。 b.能耗制动一般用于制动要求平稳准确、电动机容量大和起制 动频繁的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等等。
三相异步电动机能耗制动
能耗制动线路原理
电动机能耗制动控制线路
能耗制动的特点
能耗制动与反接制动相比，由于制 动是利用转子中的储能进行的，因 中KSF和KSR是速度继电器KS的两 组常开触点，正转时KSF闭合，反 转时KSR闭合。此能量损耗小，制 动电流较小，制动准确，适用于要 求平稳制动的场合，但需要整流电 源，制动速度也较反接制动慢一些
负载转矩使电动机反转转动线路
反接制动的特点
由于反接制动电流较大，当电机容量 较大，制动时则需在定子回路中串人 电阻降压以减小制动电流。当电动机 容量不大时，可以不串制动电阻以简 化线路。这时，可以考虑选用比正常 使用大一号的接触器以适应较大的制 动电流。
三相异步电动机能耗制动 能耗制动的概念
能耗制动时，储存在转子中 的动能转变为转子铜耗，以达到 迅速停车的目的，所以这种方式 称为能耗制动。这种制动方式常 用于需要电动机迅速停车时。
改变电源相序的反接制动线路
A B C n B' B n1 A ① 1
3
KMR KMR KMR KMF KMF KMF
C
C' O TL Te
2
M 3~
- n1 b)
a)
图5-1异步电动机改变电源相序的反接制动
a）接线原理图 b）机械特性
反接制动的方法
二、负载转矩使电动机反转 这种制动是由外力使电动机转子的转向改变，而 电源相序不变，这时电磁转矩方向不变，但与转子 实际转向相反，所以电磁转矩为制动转矩，使转子 减速。这种方式主要用于以绕线式异步电动机为动 力的起重机械拖动系统。当起重机械提升重物时， 电机运行在电动机状态，电磁转矩为拖动转矩，重 物开始提升。如需下放重物，保持电源相序与提升 重物时相同，但在转子回路中串入较大电阻，使电 磁转矩小于负载转矩，于是重物拖动电机转子反方 向旋转，电机运行在反接制动状态。
6.1.3-三相异步电动机能耗制动原理及控制电路的识读.
《机床电气控制系统运行与维护》
在如图6-19所示线路中，KM2的主触点分两组使用：其中一对用 在变压器的输入端，另两对用在变压器的输出端，这样就使得整流 变压器的原边（交流侧）与副边（直流侧）同时切换，有利于提高 触点的使用寿命。
《机床电气控制系统运行与维护》
小 结：
能耗制动时产生的制动力矩大小，与通入定子绕组中的直流电流大 小、电动机的转速及转子电路中的电阻有关。电流越大，产生的静止 磁场就越强，而转速越高，转子切割磁力线的速度就越大，产生的制 动力矩也就越大。
《机床电气控制系统运行与维护》
2.全波整流
用四只整流二极管构成桥式整流电路，有分立元件的，也有集成元件的。 这种整流电路输出的脉动电压较之半波整流平稳。 由于能耗制动并不要求恒稳电压，所以不需要设置滤波电路和稳压电路。
3.直流电源的选择
能耗制动中，通入电动机的直流电流不能太大，过大会烧坏定子绕组。 因此，能耗制动直流电源的选择有一定的要求
《机床电气控制系统运行与维护》
线路特点：
（1）该电路通过整流变压器TC和桥式全波整流器提供直流电源给电 动机绕组，而整流变压器和可调电阻用来调节直流电流，从而调节制 动强度。 （2）KM2的主触点分两组使用：其中一对用在变压器的输入端，另 两对用在变压器的输出端，这样就使得整流变压器的原边（交流侧） 与副边（直流侧）同时切换，有利于提高触点的使用寿命。
《机床电气控制系统运行与维护》
（四）无变压器单相半波整流双向启动能耗制动控制线路
1. 电路构成
图6-15 无变压器单相半波整流双向启动能耗制动控制电路
《机床电气控制系统运行与维护》
2. 电路工作原理
先合上电源开关QS 正向启动运行：
反转启动运行：
三相异步电动机的能耗制动
三相异步电动机的能耗制动
所谓能耗制动就是将正常运行的电动机的定子绕组的三相交流电源切断，同时给定子绕组的任意两相通入直流电，此时定子中的旋转磁场消失，由直流电产生了恒定磁场。
由于转子在惯性作用下继续转动，转子导体切割恒定磁场，产生转子感应电动势，从而产生感应电流;同时，转子中的感应电流又与磁场相互作用，产生与转速方向相反的电磁转矩，即制动转矩。
因此，转子转速迅速下降，当转速下降至零时，转子中的感应电动势和感应电流均为零，制动过程结束。
制动期间，转子的动能转变为电能消耗在转子回路的电阻上，所以称这种制动为能耗制动。
设电动机原来工作在固有机械特性曲线上的A点，制动瞬间，因转速不能突变，工作点由A点过渡到能耗制动机械特性曲线上(曲线1)的B点，在制动转矩的作用下，电动机开始减速，工作点沿曲线1变化，直到原点(n=0，T=0)，制动结束。
若电动机负载为位能性负载，则当电动机转速为零时，就要实现停车，必须立即采用机械制动的方法将电动机轴刹住，否则电动机将在位能性负载的作用下反转，机械特性曲线将进入第IV象限。
为了限制制动电流，在转子回路中串入了制动电阻RB，制动电阻的选择要适当，不能太大，否则制动效果不好，也不能太小，否则制动电流又太小，影响电动机的可靠性。
能耗制动广泛应用于要求平稳准确停车的场合，也应用于起重机一类位能性负载的机械上，用来限制重物的下降速度，以使重物稳定下放。
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统
三相异步电动机的能耗制动控制系统是利用MEMS材料开发出来的一种新型阀门控制系统，其采用了先进的可编程智能控制方式，能够更精确、更快速地控制电动机的功率消耗。
该系统可以有效地控制电动机的功率，并可以根据实际的应用需要，自适应地进行各种参数调节，从而节能降耗。
该系统包含三大部分组成：传感器、PID控制器、MEMS阀门。
传感器主要用来检测控制电动机内部设置的参数，如功率和电压，并可根据实际应用需要进行相应的控制参数调节；PID控制器使用闭环的PID协议，可以加以调节控制电动机的功率，并且可以根据用户需求设定最佳的PID参数来实现最佳的控制效果；MEMS阀门将根据PID控制器调节后的参数，调节控制电动机的功率。
另外，MEMS阀门也可以用来模拟控制不同种类电动机的扭矩，以达到节能和减少噪声的目的。
三相异步电动机能耗制动控制系统是一种综合技术，其把传感器、PID控制器和MEMS 阀门有机结合起来，完成对电动机的控制，达到节能的目的。
此外，由于这种系统是一种可编程的系统，根据实际应用情况可以灵活调节参数，使电动机达到最佳的能耗性能。
因此，它在电动机能耗控制领域具有重要的意义和价值。
三相异步电动机能耗制动控制
三相异步电动机能耗制动控制简介三相异步电动机是常见的工业电机，其广泛应用于各种机械设备中，是工业自动化领域的核心部件。
但是在一些场景下，需要对电机进行能耗控制和制动控制，尤其是在工程机械上，这一需求尤为常见。
本文将简单介绍三相异步电动机的能耗制动控制技术。
能耗制动能耗制动是一种通过将电机回馈电能返回电网以实现制动的方法。
当电机在运行中需要减速或停止时，可以将电机转子接通到直流电源造成一个短路，在这个时候，电机会将其运动动能转化为电能并反向输入到电网中，这样就实现了电机的能耗制动。
根据电机的工作原理，可以将三相异步电机分为彩绘电机和鼠笼电机。
彩绘电机彩绘电机能耗制动的方法比较简单，因为彩绘电机的转子是由绕组转子构成的，所以可以通过给转子加上额外的接线使其转子电路短路，使得电机在停止使用时通过短路将电能回馈到网络中，实现电机的能耗制动。
在实际应用中，还可以使用直接转矩控制，通过调节直流电流实现电机的能耗制动。
鼠笼电机鼠笼电机的转子由短路环和绕组组成，鼠笼电机能耗制动则是通过电网反向给电机供电，在电机转速逐渐降低的过程中，发生电磁感应使得电机的绕组中产生感电势，并产生一定的电流，从而使电机能量得以回馈到电网中。
与彩绘电机相比，鼠笼电机的能耗制动需要注意保护电机，避免因电机突然停止导致电流过大，损坏电机。
电机制动控制电机的制动控制主要包括电阻制动和反电动势制动两种方式。
在彩绘电机中，由于电机转子绕组可以方便地接入外部电阻，因此电阻制动成为一种常见的控制方式。
对于鼠笼电机，其产生的反电动势比较大，可以通过控制电机漏感和截止角来进行制动控制。
电阻制动电阻制动通过在电机强制加上电阻来消耗电机的能量，实现制动的目的。
电阻制动的控制电路简单，但是其能量消耗效率较低。
实际应用中，可以通过控制电阻的值和接入时间优化电机的能耗。
反电动势制动反电动势制动则是通过电机转子所产生的反电动势来制动电机。
反电动势是一种通过电机转子运动所产生的电势，与电机的电磁感应相似，但却与电源的相关性极小，电机速度逐渐降低的过程中，反电动势会随之降低，从而实现电机制动的目的。
简述三相异步电动机能耗制动的原理
简述三相异步电动机能耗制动的原理
三相异步电动机能耗制动是一种常见的电动机制动方式，其原理基于电动机的反电动势和电磁感应现象。
在正常运行时，三相异步电动机通过供电系统提供的电源电压和频率驱动转子旋转。
当需要制动时，通常通过切断电源来停止电机的供电，但这样会导致电机突然停止，可能会对机械设备和电动机本身造成损坏。
为了解决这个问题，使用能耗制动可以将电机的动能转化为电能消耗。
当电机停止供电后，由于转子的旋转惯性，会产生一个反向电动势。
这个反向电动势会导致电流在电机内流动，从而产生电阻力矩，使电机逐渐减速并停止旋转。
具体来说，三相异步电动机在能耗制动时，通常将两个相线短接在一起，而第三个相线则通过一个制动电阻连接到电网上。
这样，当电机停止供电后，旋转的转子会产生一个反向电动势，这个电动势会引起电流在两个短接的相线之间流动。
由于制动电阻的存在，电机产生的电流会通过电阻消耗电能，并逐渐减速直至停止。
需要注意的是，能耗制动时会产生大量的热量，所以需要使用能承受高温的制动电阻，并同时配备适当的散热措施以防止过热。
总之，三相异步电动机能耗制动的原理是利用电机的反电动势和电磁感应现象，将电机的动能转化为电能消耗，通过短接两个相线和连接制动电阻的方式来实现电机的减速和停止。
这种制动方式可以避免电机突然停止带来的损坏，并减少对机械设备的冲击。
三相异步电动机能耗制动控制设计
（学校名字）《电机与拖动》课程设计三相异步电动机能耗制动控制设计Three-phase asynchronous motor brakingcontrol design学生姓名xxx学院名称xxx专业名称xxx指导教师xxxxx年xx月xx日摘要三相异步电动机是利用电磁感应原理实现电能转换成机械能的电工设备，三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。
三相异步电动机的能耗制动主要用于能耗制动的过程——迅速停机和能耗制动的运行——下放重物。
将电机与三相电源断开而与直流电源接通，电动机像发电机一样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中以实现三相异步电动机的能耗制动。
关键词三相异步电动机；能耗；制动；电磁感应AbstractThree-phase asynchronous motor is used to achieve the principle of electromagnetic induction to convert mechanical energy of electrical devices, three-phase asynchronous motor rotor speed below the speed of the rotating magnetic field, the rotor windings and the magnetic field because there is relative movement between the induced electromotive force and current, and interaction of electromagnetic and magnetic torque to achieve energy conversion.Three-phase induction motor is mainly used for dynamic braking braking process - the rapidrun-down and braking - decentralization of weight. Disconnect the motor with three phase power supply with DC power supply connected, the same motor as generator, the drive system's kinetic energy into electrical energy consumption in the motor's internal resistance in order to achieve the three-phase asynchronous motor braking.Keywords Three-phase asynchronous motor Energy consumption Brake Electromagnetic induction目录1 绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 课题的意义 (1)1.3 本课题的主要工作 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2 三相异步电动机的工作原理.............................................................. 错误!未定义书签。
三相异步电动机能耗制动原理
三相异步电动机能耗制动原理
三相异步电动机的能耗制动原理是通过将电动机的转子绕组接入电网，利用电网的能量来制动电动机。
具体原理如下：
1. 异步电动机在运行时，由于电动机的输出功率大于负载的需求功率，电动机会将多余的功率转化为机械能，从而实现驱动负载。
而在能耗制动下，电动机需要将多余的功率转化为电能，通过电网耗散掉。
2. 当电动机进行能耗制动时，将电动机的转子绕组与电网相连。
根据转子绕组的连接方式，能耗制动可分为串联能耗制动和并联能耗制动两种方式。
a. 串联能耗制动方式：将转子绕组串联到电网上，使得电动
机的转子与电网同频运行。
由于电动机的转速略低于同步速度，电机输出的是负功率，将功率传送到电网中。
b. 并联能耗制动方式：将转子绕组并联在电网上，使得电动
机的转子电流与电网电流相位相差180度。
这样电动机的转子失去了能源引起的转动力矩，使其自动停转，电能通过转子绕组流向电网。
3. 通过连续地将多余的能量传送到电网中，电动机的转动速度逐渐减小，直至停止转动。
这样就实现了对电动机的耗散制动。
值得注意的是，能耗制动产生的电能需要通过电网耗散掉，因此在实际应用中需要考虑电网的负载能力和电动机的安全性能。
项目14三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
控制电路应采用适当的控制元件 和逻辑控制器，以满足控制要求
并提高控制精度。
控制电路应具备安全保护功能， 如急停控制和安全门控制等，以
确保操作人员和设备的安全。
保护电路设计
保护电路用于监测和控制主电路和控制电路的工作状态，以确保电路的正 常运行。
保护电路应具备过流保护、过压保护、欠压保护和过热保护等功能，以防 止电路故障对电动机造成损坏。
算法程序
人机交互程序
处理实时事件，如定时 器中断、外部事件中断
等。
实现控制算法，如PID控 制、模糊控制等。
实现用户界面，方便用 户进行参数设置和状态
监控。
控制系统的调试与测试
硬件调试
检查硬件电路的连接是否正确 ，确保电源、输入输出等电路
正常工作。
软件调试
通过调试工具对软件程序进行 调试，确保程序逻辑正确、运 行稳定。
详细描述
在选择接触器时，需要考虑其电流、电压、机械寿命等参数，以确保其能够满 足系统需求。同时，还需要根据接触器的参数来计算控制电路中的其他元件参 数。
断路器的选择与计算
总结词
断路器是控制电路中的保护元件，其选 择与计算需要考虑到系统的安全性和可 靠性。
VS
详细描述
在选择断路器时，需要考虑其短路电流、 分断能力等参数，以确保其能够有效地保 护控制电路。同时，还需要根据断路器的 参数来确定其他元件的参，推动该技术的实际 应用和产业化发展。
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项目14三相异步电动机能耗制动 控制电路的设计
目录
• 项目背景与目标 • 能耗制动原理 • 控制电路设计 • 电路元件选择与计算 • 控制系统实现 • 结论与展望
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统.
淮阴工学院课程设计说明书作者: 成志超学号：1121106105 学院: 机械工程学院专业: 机械电子专业题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：高荣殷永华目录1 绪论 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2三相异步电动机的工作原理 (2)2.3 三相异步电动机制动方式 (3)3 三相异步电动机的能耗制动方式 (6)3.1 能耗制动的原理 (6)3.2 能耗制动的设计 (6)3.3 能耗制动的分析 (7)结论 (10)心得 (11)参考文献 (12)1 绪论三相异步电机转子结构有笼型和绕线式两种。
定子由定子铁芯，定子绕组和机座三部分构成。
定子铁芯的作用作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。
铁芯一般采用导磁性良好，比损耗小的0.5mm厚的低硅钢片叠成。
定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势，流过电流。
定子绕组在槽内部分与铁芯间绝缘。
转子由铁芯，转子绕组和转轴构成。
转子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。
转轴起支撑转子铁芯和输出机械转矩的作用。
转子绕组有笼型和绕线式。
本次设计主要用到笼型，重点介绍下笼型。
在转子铁芯均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁芯两端放置两个端环，分别把所有伸出槽外部分与端环连接起来。
如果去掉铁芯剩下的绕组就像一个松鼠笼子。
三相异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它结构简单，运行可靠，制造容易，价格低廉，兼顾耐用，而且有较高的效率和相当好的的工作特性。
但是尚不能较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收之后的无功功率。
在交流电力拖动系统中, 异步电动机既可运行于电动状态, 又可运行于电磁制动状态, 随生产机械的不同要求而定。
三相异步电动机的能耗制动, 是通过将运行在电动状态的异步电机的定子脱离交流电源时, 立即在定子两相绕组通入直流励磁电流的方法, 使定子产生静止磁场的。
当转子由于惯性仍在旋转时, 其导体切割此磁场便感应电流并产生与转子转向相反的电磁制动转矩而实现制动。
三相异步电动机的能耗制动
能耗制动的应用 多用于直流和交流电机车的停车制动。
2 能耗制动
2.2 能耗制动的机械特性
n
TL
TL
nT 制动运行
n T
电动运行
能耗制动特性
n1
c
B 风机型负载
转速n为0时，制 动转矩T也为0
oA
电动特性 T
过程说明
电动机在B点稳定电动运
行时，切断定子三相交流电源， 1
通入直流电。
机械特性转到制动特性的C
《电机拖动与控制》课程
三相异步电动机的能耗制动
2 能耗制动
2.1 能耗制动涵义、特点及其应用
能耗制动的涵义
将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开后， 立即接到直流电源上，转子的惯性动能转变为电能消耗在转 子回路中，转速迅速减小，因此称为能耗制动
能耗制动的特点
能耗制动的制动转矩随转速降低而减小，制动过程比较平稳； 需要专门的直流电源或整流装置； 转速为零后要及时切断直流电源，以免定子绕组发热。
点，制动转矩和负载转矩一起
2
使得电动机减速，制动力也随
着转速n的降低而减小。
当转速接近零时，制动转 矩也变为零，实现平稳停车。
3
即可将直流电源切断，制动结
束。
2 能耗制动
2.3 能耗制动时制动力是怎样产生的？ 定子
F
n
转
F
向
转
子
定子稳恒磁场
将正在运转的交流电动机 的三相定子交流电源切断
通直流电源产生稳恒磁场 N-SFra bibliotekQS FU
KM2
1
2
切交流
将正在运转电动机的三 相交流电源切断。
KM1
6.1.3 三相异步电动机能耗制动原理及控制电路的识读.
《机床电气控制系统运行与维护》
④ 单相桥式整流变压器副边绕组电压和电流的有效值分别为
U2=UL/0.9 I2=IL/0.9
变压器计算容量为 S=U2I2 如果制动不频繁，可取变压器实际容量为 S'=（1/3-1/4）S
⑤ 可调电阻R≈2W，功率PR = IL2R，实际选用时，电阻功率也可小些。 ⑥ 整流二极管的额定电压、反向击穿电压和功率等参数要与现场条件吻合。
《机床电气控制系统运行与维护》
在如图6-19所示线路中，KM2的主触点分两组使用：其中一对用 在变压器的输入端，另两对用在变压器的输出端，这样就使得整流 变压器的原边（交流侧）与副边（直流侧）同时切换，有利于提高 触点的使用寿命。
《机床电气控制系统运行与维护》
小 结：
能耗制动时产生的制动力矩大小，与通入定子绕组中的直流电流大 小、电动机的转速及转子电路中的电阻有关。电流越大，产生的静止 磁场就越强，而转速越高，转子切割磁力线的速度就越大，产生的制 动力矩也就越大。
从电动机的机械特性图中可以看出，当电动机的转速下降为 零时，制动转矩也将为零，所以能耗制动能使电动机准确停车。
《机床电气控制系统运行与维护》
（二）直流电源
在能耗制动控制线路中，直流电源一般通过整流环节直接从三相 电源获得。常用的整流环节有半波整流和全波整流。
1.半波整流
半波整流能耗制动一般选用一个整流二极管串接在电动机定子绕组 其中一相电源电路中，利用晶体二极管的单向导通特性，把380V的交流 电压整流为脉动的直流电压。
能耗制动的优点是制动平稳、准确，对机械传动装置的冲击小，而 且能量消耗少；缺点是需要附加直流电源，设备成本较高，制动力较 弱，特别在低速时制动力矩小。
《机床电气控制系统运行与维护》
三相异步电动机能耗制动控制线路工作原理
三相异步电动机能耗制动控制线路的工作原理知识目标1.识记电动机能耗制动的原理2.掌握电动机能耗制动控制线路的工作原理能力目标1.能够分析电动机能耗制动控制线路的工作原理2.掌握电动机能耗制动控制线路特点及适用场合素养目标培养学生严密的逻辑思维和分析能力教学重点电动机能耗制动控制线路的工作原理教学难点电动机能耗制动控制线路的工作原理教学过程一、知识回顾反接制动控制线路的工作原理2.启动合上电源开关QS按下启动按钮KM1线圈得电M启动M启动后KS闭合按下制动按钮KM1线圈失电M制动4.反接制动的特点:制动转矩大，制动迅速，冲击大，易损坏传动零件，制动准确性差，制动能量消耗大，不宜经常制动。
二、新授课（一）能耗制动原理电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，在定子、转子之间的气隙中产生起阻止旋转作用的静止磁场，电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。
（二）能耗制动控制线路原理图分析1.电路结构①主电路②控制电路2.工作原理分析①全压启动电动机正常运转，合上闸刀开关QS，接通电源，按下正常运转启动按钮SB2，SB2的常开触头闭合，电路从1开始，经过FU4，FR,SB1,到已经闭合的SB2,KM2常闭触头，KM1线圈，回到0，形成这样一条回路，使得交流接触器KM1线圈得电，交流接触器KM1的常闭辅助触点断开，它的常开辅助触点闭合形成自锁，KM1的主触头闭合，电动机正常运转。
②能耗制动二电动机要制动时，按下制动按钮SB1，SB1的常闭触头断开，常开触头闭合，此时交流接触器线圈KM1失电，KM1的主触头断开，切除三相电源，与此同时KM1的辅助常闭触头恢复闭合，电路从1开始，经过FU4，FR，到已经闭合的SB1,已经复位的KM1常闭触头，再到KM2线圈，回到0，形成这样一条回路，使得交流接触器KM2线圈得电，KM2的常闭辅助触头断开，KM2的主触头闭合，此时电动机定子绕组加直流电源，在定子、转子之间的气隙中产生起阻止旋转作用的静止磁场，电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。
三相异步电动机能耗制动控制线路
能耗制动控制策略
通过在定子绕组中通入直流电，产生恒定的磁场，使转子在原旋转磁场的作用下 减速。当转速接近零时，切断直流电源，实现准确停车。
电流控制策略
通过控制直流侧的电流，实现对电动机转矩的精确控制，提高系统的动态响应和 稳定性。
编程语言与工具
编程语言
通常使用C或C等高级编程语言进行软件 开发，这些语言具有丰富的库支持和高 效的运行性能。
详细描述：在某电梯的电机控制系统中，采用三相异步电动机能耗制动控制线路，确保了电梯运行的安全性和可靠性。该系 统有效降低了电梯故障率，提高了乘客的乘坐体验。
案例三：某矿山的电机控制系统
总结词：适应性强
详细描述：在某矿山的电机控制系统中，三相异步电动机能耗制动控制线路发挥了重要作用。该系统 能够适应矿山复杂的工作环境，确保电机在各种恶劣条件下稳定运行，提高了采矿作业的效率和安全 性。
06
三相异步电动机能耗制动控制 线路的实际应用案例
案例一：某工厂的电机控制系统
总结词：高效稳定
详细描述：某工厂采用三相异步电动机能耗制动控制线路，实现了电机的快速制 动和稳定运行。该系统在生产线上广泛应用于传送带、包装机等设备，提高了生 产效率和产品质量。
案例二：某电梯的电机控制系统
总结词：安全可靠
三相异步电动机能耗制动控 制线路
汇报人： 2023-12-24
目录
• 能耗制动控制线路概述 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的工作原理 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的硬件配置 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的软件设计
目录
• 三相异步电动机能耗制动控制 线路的优化与改进
• 三相异步电动机能耗制动控制 线路的实际应用案例
三相异步电机能耗制动系统设计
目录1 摘要................................... 错误!未定义书签。
2 绪论................................... 错误!未定义书签。
2.1能耗制动的基本原理 (3)2.1.1 能耗制动的电路设计 (6)3 电机的选择 (10)参考文献 (13)附录 (14)附录1 (14)附录2 (14)摘要本文介绍了基于三相异步电动机的一种制动的方法——能耗制动，运用继电器逻辑达到控制的目的。
同时为了尽量节省开发资源和时间，本设计采用Multisim作为硬件仿真平台，对继电器逻辑及其设计能耗制动参数进行校正；为了更直观的了解三相异步电动机的机械特性曲线以及能耗制动特性曲线，本设计中同时采用了MATLAB进行函数绘图，并予以校正。
关键词：三相异步电机能耗制动继电器逻辑Multisim MATLAB1绪论1.1课题意义与直流电动机相比，三相异步电的动机具有更加经济实惠的优点。
按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。
笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量的轻、价格便宜，得到了广泛的应用。
绕的线式三相异步电动机的转子和定子的一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷的与外部的变阻器连接。
由的于异步电动机比直流电机更具有以上的优势，故异步电动机有取代三直流电机的前景，于是我们就不得不对异步电机有更深一步的了解，而相对于绕线式异步电机来说，笼式异步电机以其简单的结构而占据大部分市场，所以笼式异步电机将是我们研究的重点。
在制动方面，和直三流电机一样具有具有：能耗制动、反接制动、转子反向的制动以及回馈制动。
而这几类制动方式中能耗制动最易实现，原理及其简单。
后面篇章全是对于笼式三相异步电机的能耗制动进行分的析的。
课程设计的的目的和任务：全面熟练掌握电力阿斯顿发拖动技术，使学生掌的握小型电力拖动应用系统设计的步骤，通过设计的过程对进一步锻炼和培养学生的动手能力。
三相异步电动机能耗制动控制系统
摘要与直流电动机相比，三相异步电动机更具有经济实惠的优点。
按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式这两种。
笼式转子的异步电动机结构简单，运行可靠，重量较轻，价格便宜，得到了广泛的应用。
绕线式三相异步电动机的转子和定子的一样也设置了三相绕组并通过滑环，电刷的与外部的变阻器连接。
由于异步电动机比直流电动机更具有以上优势，所以异步电动机有取代直流电机的前景，于是我们就不得不对异步电动机要求更深一步的了解，而相对于绕线式异步电机来说，笼式异步电机以其简单的结构而占据大部分市场，所以笼式异步电动机将会是我们研究的重点。
三相异步电动机在制动方面和直流电机一样具有：能耗制动，反接制动，转子反向的制动以及回馈制动。
而这几类制动方式中能耗制动最易实现，原理简单。
关键词：转子结构；能耗制动；反接制动目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 设计思路 (1)1.1.1能耗制动的过程 (1)1.1.2能耗制动的特点 (1)1.1.3能耗制动的四个方面 (1)2 能耗制动的主电路 (2)2.1 电路图 (2)2.2电动机型号 (2)2.3电路元器件 (3)2.3.1 参数 (3)2.3.2元器件工作特性 (4)3整流电路 (5)3.1电路图 (5)3.2元器件的选取 (5)3.3整流电路工作原理 (6)4控制电路 (7)4.1控制电路 (7)4.2.1控制线路分析 (7)4.2.2控制过程分析 (7)5能耗制动 (8)5.1能耗制动特性曲线 (8)5.2能耗制动判定 (8)5.3能耗制动过程 (8)6设计参数 (9)结论 (10)心得 (11)参考文献 (12)1 绪论1.1 设计思路1.1.1能耗制动的过程切断电动机的三相电源后，立即在定子绕组中通入一个直流电源，以产生一个恒定的磁场，而因惯性旋转地转子绕组则切割磁力线产生感应电流，继而产生与惯性转动方向相反的电磁转矩，对转子起到制动作用。
当电动机转速降至零时，再切段直流电源。
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三相异步电动机能耗制动系统设计课程设计说明书作者: hh 学号：jj学院: kk专业: pp题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：hh hh目录1、引言 (1)1.1课程研究背景 (1)1.2课程研究的价值 (1)1.3课程设计的任务 (2)2、三项异步电动机的基本结构和工作原理 (2)2.1三项异步电动机的基本结构 (2)2.1.1定子 (2)2.1.2转子 (3)2.2三项异步电动机的工作原理 (4)3、三相异步电动机的能耗制动 (5)3.1能耗制动的原理 (5)3.2能耗制动的设计 (6)3.2.1电器元件的选择 (6)3.2.2计算与校验 (6)3.2.3能耗制动原理图 (7)3.3能耗制动的分析 (7)3.3.1能耗制动特点[9] (7)3.3.2能耗制动控制线路 (8)结论 (8)参考文献： (9)1、引言1.1课程研究背景三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。
随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。
而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。
本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。
梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。
三相异步电动机切断电源后，由于惯性作用，转子需要经过一定时间才能停止旋转，这往往不能满足有些机械设备的工艺要求，造成运动部件的停机位置不准确，同时也影响生产效率的提高，因此必须对电动机采取有效的制动措施。
停机制动方法有两大类，即机械制动和电气制动。
机械制动是采用机械制动装置来强迫电机迅速停止，常用的有电磁抱闸制动和电磁离合器制动等。
电气制动是使电动机产生一个与原来转子转动方向相反的制动转矩而使其迅速停止常用的有反接制动能、耗制动等[2]。
长期以来，能耗制动始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
由于能耗制动综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超出其出现时的技术水平。
它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制[10]。
1.2课程研究的价值特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩大了能耗制动的功能，使其具有很强的的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业，不管是农业还是工业，都有着举足轻重的作用。
随着科学技术的发展与不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展快速的改变着我国的工业基础整体面貌。
与此同时，该技术的不断发展，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用，它正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。
1.3课程设计的任务1.设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件2.根据所选电气元件，设计能耗制动主回路及其控制回路3.要求三相异步电动机停机后迅速切除电源2、三项异步电动机的基本结构和工作原理2.1三项异步电动机的基本结构三项异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是静止不动的部分，转子是旋转的部分，在定子与转子之间有一定的空隙，如图4.1所示[7]。
2.1.1定子定子由铁芯绕组及机座组成。
定子铁芯是磁路的一部分，它由0.5毫米的硅钢片叠压而成一个整体固定于机座上，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。
定子铁芯的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈如图4.2所示[7]。
定子绕组是电动机的电路部分。
三相电动机的定子绕组分为3个部分对称地分布在定子铁芯上，称为三相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中A、B、C 称为首端，X、Y、Z称为末端，三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁芯中产生旋转磁场。
机座主要用来固定与支撑定子铁芯。
中小心型异步电动机一般采用铸铁机座。
根据不同的冷却方式采用不同的机座。
2.1.2转子转子由铁芯和绕组组成。
转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成为一个整体装在转轴上。
转子铁芯的内圆冲有转子槽，槽中安放线圈如图4.2所示。
异步电动机转子多采用绕线式和鼠笼式两种形式。
因此异步电动机按绕组形式的不同分为绕线异步电动机和笼型异步电动机两种。
绕线电动机和笼形电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。
转子的作用是产生转子电流及产生电磁转矩。
绕线异步电动机转子绕组是由线圈组成，三相绕组对称放入转子铁芯槽内。
转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，如图4.3所示[7]。
笼型异步电动机转子绕组是在转子铁芯槽里插入铜条，再将全部同条两端焊在两个同端环上组成，如图4.4所示。
小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇铸而成，转子铁芯如图4.5所示[7]。
2.2三项异步电动机的工作原理三项异步电动机的工作原理，基于定子旋转磁场（定子绕组内三项电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。
如图4.13（a）所示。
当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
如图4.13（b）所示[7]。
3、三相异步电动机的能耗制动3.1能耗制动的原理异步电动机能耗制动的电路原理图一般如图4.45（a）所示。
进行能耗制动时，首先将定子绕组从三相交流电源断开（KM1断开），接着立即将一低压直流电源接入定子绕组（KM2闭合）。
直流电流通过定子绕组后，在电动机内部建立一个固定不变的磁场，由于转子在运动系统储存的机械能作用下继续旋转，转子导体内就会产生感应电动势和电流，该电流与恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的制动转矩。
在它的作用下，电动机转速迅速下降，此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能后消耗在转子电路的电阻中。
能耗制动时的机械特性如图4.45（b）所示。
制动时系统运行点从特性曲线1的a点平移至特性曲线2的b点，在制动转矩和负载转矩的共同作用下，沿特性曲线2迅速减速。
直到n等于0为止，当n等于0时，T等于0。
所以，能耗制动能准确停车，不像电源反接制动那样，如不及时切断电源会使电动机反转，不过当电动机停止后不应再接通直流电源，因为那样将会烧坏电子绕组[8]。
另外，制动的后阶段随着转速的降低能耗制动转矩也很快减小，所以制动较平稳，但制动效果比电源反接制动差。
可以用改变定子励磁电流I f或转子电路串接附加电阻绕线异步电动机的大小来调节制动转矩，从而调节制动的强弱，由于制动时间很短，所以通过定子的直流电流I f可以大于电动机的电子额定电流，一般取I f=（2～3）I1N[7]3.2能耗制动的设计3.2.1电器元件的选择1.三相异步电动机2.接触器FR3.热继电器FU4.开关SB5.时间继电器KT6.滑动变阻器 R7.整流装置8.变压装置9.继电器KM10.二极管11.热敏电阻PTC设计要求电动机自选，其主要参数为：3.2.2计算与校验能耗制动的强弱与通入直流电的大小和电动机转速有关系。
在同样转速下，直流越大制动作用越强，一般直流电为电动机空载电流的3-4倍。
电机的空载电流按不同磁极有所不同的，空载电流与额定电流之比有一定的关系：2极：20～30% 6极：35～50% 4极：30～45% 8极：35～60% [4]所以先根据电机磁极数和额定电流计算出空载电流I,然后算出电机两相之间的电阻R，根据欧姆定律，即可计算出直流电压：U=3IR。
知道了电机两相电阻，和直流电压，可以根据自己的需要来选择限流电阻了，想要直流电流为，则=U/（R+)，和U,R已知，就可以计算出了。
已知技术参数和条件，根据电机数据可得：P=60f/n0=3，确定电机是6极的。
额定定子线电流为=12.8A，所以取空载电流I=×40%=5.12A。
制动时的直流电流为3I=15.36A。
再算电机定子相电阻。
由=(-)/Ns=0.04,R=0.95/,所以可以算出R=0.65Ω。
再确定经整流后的电压。
因为采用的是桥式整流，任意两相电流电压=220V，整流电路输出电压平均值U=0.9=198V。
制动时的电流由上面可知为15.36A。
所以选的可调电阻最小=(U/3I)-R=12.24Ω。
故可调阻>12.24Ω。
因为异步电动机制动直流电流为15.36A，故桥式电路中所选二极管流过的电流为0.5×15.36=7.68A,其所能承受的电压为×198=225.8V。
二极管应选承受的最大电流大于7.68A,最大电压大于226V。
交流继电器和时间继电器应该是能受的最大电压大于130V。
直流电压为：U=3IR=9.984V。
根据经验，取定时器（1.5-2s）/kw，所以定时器取TON,T37，设置参数45 3.2.3能耗制动原理图能耗制动原理图[5]如下：由于延时继电器在延时所设置的时间后便自动断开主触点，所以不用担心电机转速为零时依然接入直流电源的问题。
3.3能耗制动的分析3.3.1能耗制动特点[9]制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。
一般取直流电流为电动机空载电流的3～4倍，过大会使定子过热。
电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时尤为突出；另外控制系统需附加直流电源装置。
一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。
能耗制动一般用于制动要求平稳准确、电动机容量大和起制动频繁的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等等。
3.3.2能耗制动控制线路切断电动机的三相交流电源后，立即在定子绕组中通入一个直流电源，以产生一个恒定的磁场，而因惯性旋转的转子绕组则切割磁力线产生感应电流，继而产生与惯性转动方向相反的电磁转矩，对转子起到制动作用。
当电动机转速降至零时，再切除直流电源。
这种消耗转子的机械能，并将其转化成电能，从而产生制动力的制动方法，称为能耗制动法[4]。
启动控制：按下SB2→KM1线圈得电→制动控制：需停时间KT延时断开常闭触点断开KM2线圈断电→结论本次课程设计主意为：设计一个三相异步电动机能耗制动的主电路和控制电路。