笼型异步电动机能量回馈制动控制

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三相鼠笼异步电机正反转及能耗制动课程设计终稿

三相鼠笼异步电机正反转及能耗制动课程设计终稿

三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统班级学号:2010084030001 姓名:陈国强2010084030002 郭兴2010084030003 谌鸿强一、系统设计方案异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械。

异步电动机的优点是结果简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且适用性强,缺点是功率因数较差。

三相异步电动机启动过程中会出现较大的电流,对电动机本身会有一定的影响。

由于异步电动机不存在换向问题,对不频繁启动的异步电动机来说,短时大电流没什么关系;对频繁启动的异步电动机,频繁出现短时大电流会使电动机内部过热,但是,只要限制每小时最高启动次数,电动机还是能承受的。

因此,只考虑电动机本身,是可以直接启动的。

但下面两种情况下,三相异步电动机直接启动是不可行的:①变压器与电动机容量之比不足够大;②启动转矩不能满足要求。

对于第①种情况,需要减小启动电流,第②种情况需要加大启动转矩。

本设计中不属于以上两种情况且不存在频繁启动的问题,故采用直接启动。

对于鼠笼异步电动机的控制方式有多种,常见的有PLC控制盒传统继电器控制,这里采用PLC控制方式。

主要设计步骤如下:1、主电路设计2、电路参数估算3、根据参数选择元器件4、PLC控制电路设计5、PLC控制编程软件6、调试运行二、电动机主电路设计根据要求,主电路设计如图1。

初始时,机械手停靠在左边,SQ1为ON,当QF闭合时,按下启动开关SB1,则继电器KM1得电,电机正转,机械手向右运动至工位1,触发行程开关SQ2使之转为ON状态,则继电器KM3得电,电机停转,并在该位置停靠6秒,然后再继续前进至工位2,触发行程开关SQ3使之转为ON状态,同样继电器KM3得电,电机停转,并在该位置停靠6秒,然后电机反转,退回至初始位置。

主电路中H1,H2分别为左右极限报警灯,若机械手运动到极限左右位置时,触发极限位置开关,则KM3,KM4,KM5得电,电机停转,并且报警器得电报警。

计算机控制三相笼型异步电动机能耗制动 课程设计

计算机控制三相笼型异步电动机能耗制动   课程设计

沈阳工程学院课程设计设计题目:计算机控制三相笼型异步电动机能耗制动系别班级学生姓名学号指导教师职称讲师起止日期: 2011年12月12日起——至 2011年 12月16日止沈阳工程学院微型计算机控制技术课程设计成绩评定表系(部):班级:学生姓名:课程设计任务书课程设计题目:计算机控制三相笼型异步电动机能耗制动系别班级学生姓名学号指导教师职称讲师课程设计进行地点:实训F202,图书馆任务下达时间: 2011年 12 月 9 日起止日期: 2011年12月12日起——至 2011年 12月16日止教研室主任年月日批准1.设计的原始资料及依据;能耗制动就是在电动机脱离三相交流电源之后,定子绕组上加一个直流电压通入直流电流。

利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。

能耗制动可以由时间继电器控制和由速度继电器控制两种控制线路。

能耗制动比反接制动的能耗的能量小,其制动电流也比反接制动电流小得多,能耗制动的制动效果不及反接制动明显。

一般适用于电动机容量大和起动制动频繁的场合。

2.设计主要内容及要求;图8—1为用时间继电器控制和单向能耗制动控制线路。

当电动机需要停止时,按下停止按钮SB1,电动机由于KM1断电而脱离三相交流电源。

同时接触器KM2吸合,将直流电引入电动机定子绕组,时间继电器KT线圈与接触器KM2线圈同时接通时通电并自锁,电动机进入能耗制动状态。

当转子的速度接近于零时,时间继电器延时打开的常闭触点断开接触器KM2的线圈电路。

由于KM2常开辅助触点复位,时间继电器KT线圈断电,电动机能耗制动结束。

图8—1 以时间为原则控制的单向能耗制动线路3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求;(1)题目、目录、原始数据及技术要求等;(2)具体设计说明,包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形;(3)系统总原理图;(4)元件明细;(5)参考文献。

4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求;(1)课程设计说明书;(2)硬件设计原理图;(3)软件流程图。

三相笼型异步电机的制动控制

三相笼型异步电机的制动控制
I/O分配表:
SB1 SB2 FR KS KM1 KM2 X1 X2 X3 X4 Y1 Y2
参考程序2
单向运行能耗制动的PLC控制 (1)根据图2-17(b)列出PLC的I/O分配表 (2)参考电气控制线路图编程
I/O分配表:
SB1 SB2 FR KM1 KM2 X1 X2 X3 Y1 Y2
三、训练步骤
1、检查元器件 2、按原理图接线,遵循一般接线规律,正确连接
线路
3、自查电路 4、教师检查 5、通电试验,记录试验过程中的现象及出现的问
题Байду номын сангаас
6、完成训练报告
四、教师小结 1、强调注意事项。 2、解答训练中存在的共性问题。
技能训练2:反接制动与能耗制动的 PLC控制
三、训练步骤 1、检查元器件 2、根据实际情况列出PLC的I/O分配表 3、根据控制要求编制PLC程序 4、检查元器件 5、按原理图接线,遵循一般接线规律,正确连接线路 6、自查电路 7、教师检查 8、通电试验,记录试验过程中的现象及出现的问题 9、完成训练报告
参考程序1:
单向反接制动的PLC控制 (1)根据图2-16列出PLC的I/O分配表 (2)参考电气控制线路图编程
三相笼型异步电机的制动控制
2、可逆运行反接制动控制线路(由学生参 考单向运行反接制动控制线路自行设计,并 查阅相关资料验证)
1、单向能耗制动控制线路
(1)按时间原则、速度原则进行的能耗制动主电 路、控制线路
2、可逆运行能耗制动控制线路
(1)按速度原则进行的能耗制动主电路、控 制线路 图2-18
技能训练1:三相异步电动机的反接 制动、能耗制动控制训练
一、训练目的 1、掌握三相异步电动机反接制动、能耗制动

电机控制系统中的能量回馈技术

电机控制系统中的能量回馈技术

电机控制系统中的能量回馈技术电机控制系统中的能量回馈技术在现代工业自动化领域中起着至关重要的作用。

能量回馈技术是指通过某种方式将电机系统产生的能量进行回馈利用,以达到能效优化、节能减排的目的。

在电机控制系统中,能量回馈技术可以有效降低系统的能耗,提高系统的运行效率,延长设备的使用寿命,是一种非常重要的技术手段。

一、能量回馈技术的工作原理能量回馈技术主要包括能量回馈装置和能量回馈控制系统两部分。

能量回馈装置通过不同的原理将电机系统产生的能量进行回馈利用,如惯性回馈装置、发电回馈装置、机械回馈装置等。

能量回馈控制系统则通过检测和分析能量回馈装置输出的能量状况,对电机控制系统进行智能调控,实现能量的高效利用。

通过这种方式,能量回馈技术可以将电机系统产生的惯性能量、制动能量等在一定程度上回馈到电网中,减少电机系统的能量损耗,提高系统的整体能效。

二、能量回馈技术的应用领域能量回馈技术广泛应用于各种电机控制系统中,包括电梯系统、风力发电系统、电动汽车系统等。

在电梯系统中,能量回馈技术可以将电梯在下行过程中产生的制动能量回馈到电网中,减少了电梯系统的能耗,提高了系统的整体运行效率。

在风力发电系统中,能量回馈技术可以通过智能控制系统将风力发电机产生的多余电能回馈到电网中,实现风力发电系统的能量储存和再利用。

在电动汽车系统中,能量回馈技术可以将电动汽车制动时产生的能量回馈到电池中,延长了电动汽车的续航里程,提高了电动汽车的能效。

三、能量回馈技术的发展趋势随着节能减排的国家政策日益严格,能量回馈技术在电机控制系统中的应用前景十分广阔。

未来,随着智能控制技术的不断发展和完善,能量回馈技术将会变得越来越智能化、高效化。

同时,随着新能源技术和储能技术的不断创新,能量回馈技术将会在电机控制系统中得到更加广泛的应用,并对整个工业自动化领域产生深远的影响。

总的来说,电机控制系统中的能量回馈技术是一种具有重要意义的技术手段,可以有效提高系统的能效,降低系统的能耗,延长设备的使用寿命。

能量回馈制动控制系统

能量回馈制动控制系统

学习任务3 能量回馈制动的回馈方式
问题3:能量回馈所具备的条件有哪些?
电动车用无刷直流电动机驱动系统的能量回馈过程要受到车辆运行状态的限制。能量回馈过 程还要受到制动安全和蓄电池充电安全等条件的限制,包括蓄电池SOC、电动机的回馈能力 和当前转速等,回馈制动控制策略需要与整车制动要求紧密结合。在实际应用中回馈制动应 满足一定的约束条件,并采取相应的控制策略。
学习任务2 能量回馈制动的基本原理
问题2:纯电动汽车制动能量回收系统的工作原理是怎样的? 根据制动能量回收系统的结构以及工作原理,如下图所示,由电机控制器控制逆变器以及整 流电路等开关管导通与断开来实现车辆在爬坡或加速行驶时电池向电机和负载供电以及在减 速制动时电机对电池进行充电。
学习任务2 能量回馈制动的基本原理
学习任务1 能量回馈制动的控制策略
问题2:制动能量回收的影响因素有哪些? 3)行驶工况 制动频率较高的工况,如城市中车辆需频繁起步与停车,此时回收的制动能量较多;而制动 频率较低的工况,如高速公路中车辆很少进行减速制动,故只有较少的能量回收。 4)控制策略 当电机和储能装置确定后,制动能量的回馈量由其控制策略决定,控制策略确定了机械摩擦 制动与电机制动之间的分配关系、确定了储能装置的充电和放电状态,同时也确定了制动过 程中能量的回馈量。
学习任务3 能量回馈制动的回馈方式
问题2:斩波升压回馈方式是怎样实现的? 当车速没有超过基速时的减速过程中,在此过程中电动机处于发电状态,将电动车减速过程 中的部分动能回馈到蓄电池。驱动电动机进入发电工作状态,其发电电压必须高于蓄电池电 压才能输出电功率,所以需要对制动过程进行有效控制。其控制原理为升压斩波控制方式。
学习任务2 能量回馈制动的基本原理
问题1:纯电动汽车制动能量回收系统由哪些组成?

三相笼型异步电动机反接制动PLC控制系统设计

三相笼型异步电动机反接制动PLC控制系统设计

PLC讨论课题目:三相笼型异步电动机反接制动PLC控制系统设计小组成员:班级:前言 (3)1.PLC简述 (3)2. 三相异步电动机制动方法 (4)3. 反接制动接触器继电器控制 (4)4. 反接制动的PLC控制 (5)结论 (6)前言PLC在三相异步电动机控制中的应用,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、功能完善等优点。

长期以来,PLC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求。

本文设计了三相异步电动机的PLC反接制动控制电路。

三相异步电动机的应用几乎涵盖了农业生产和人类生活各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。

对于应用于大型工业设备重要场合高压电动机、大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。

在生产过程,科学研究和其他产业领域中,电气控制技术应用十分广泛。

在机械设备的控制中,电气控制也比其他的控制方法使用的更为普遍。

1.PLC简述本系列的控制是采用PLC的编程语言——梯形语言,梯形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。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,它是专为在恶劣工作环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制,定时、计数和算术等操作的指令,并采用数字式、模拟式的输入和输出,控制各种的机械或生产过程。

长期以来,PLC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。

三相笼型异步电动机制动

三相笼型异步电动机制动

动接触器KM2线圈电路接通,电动机接入反相序电源,电动机开始
反接制动,当速度趋近于零时,速度继电器KS2复位断开,切断KM2
的线圈电路,完成正转的反接制动。在反接制动过程中,KM3失电,
所以限流电阻R一直起限制反接制动电流的作用。反转时的反接制动
工作过程与此相似,KS1触点闭合,制动时,接通接触器KM1的线圈
械惯性的作用,转子需要一段时间才能完全停止。而在实
际生产过程中,生产机械往往要求电动机快速、准确地停
车,这就需要对电动机采取有效的制动措施。常用的制动
方式有机械制动和电气制动,其中电气制动包括反接制动
和能耗制动。
【相关知识】
▪ 1.反接制动的原理

所谓反接制动,是指在电动机三相电源被切除后,立即向异步电

(2) 画出单向反接制动、单管能耗制动电路的安装图

(3) 根据原理图、安装图安装单向反接制动、单管能耗制动控制
电路。

(4) 在断开电源的前提下,用万用表的欧姆挡,通过测量电路通、
断的“电阻法”检测电路安装是否正确。

(5) 在教师的指导下做通电试验,看动作是否正常。若动作不正
常,用万用表的交流电压挡,用“电压法”排除电路故障。
触点闭合,KM2、KT线圈同时通电并自锁,KM2主触点将经过二极
管VD整流后的直流电接入电动机定子绕组,电动机能耗制动,此时,
电动机绕组U1U2、V1V2并联后与绕组W1W2串联,其定子绕组的连 接如图7-5所示(假设电动机为星形接法)。电动机的速度迅速降低。 当转速接近零时,时间继电器KT延时时间到,其常闭触点打开,使 KM2、KT线圈相继断电,能耗制动结束。
项目7 三相笼型异步电动机的电气制动

异步电机发电能量回馈系统

异步电机发电能量回馈系统
±5% <4%
功率因数
过载能力
≥0.99
0.95(容性)~1;0.95(感性)~1
150%,1min; 180%,10s; 200%,0.5s
备注
线电压有效值
在此范围内可正常工作 额定功率下,<2.5% 单位功率因数运行时
额定功率下连续调节 间隔10分钟
沈阳欣鹭德成套控制设备有限公司
汽轮机拖动异步机---智能并网发电系统(XLD-PRS1)
XLD-PRS1应用场合
1. 矿山设备:此类设备有一半时间电机处于发电状态,使用XLD-PRS1能量回馈系统可以节 省部分电能 例如:长距离输送带、绞车
2. 提升设备:此类设备有一半时间电机处于发电状态,使用XLD-PRS1能量回馈系统可以节 省部分电能 例如:各类起重机、港机、升降机
3. 高速大惯量设备:设备转动惯量大,要求减速时间短,减速时电机处于发电状态,使用 XLD-PRS1能量回馈系统不仅可以节省电能,同时避免了使用制动电阻产生大量热量,导 致车间温度过高的问题 例如:离心机、大型工业洗衣机
沈阳欣鹭德成套控制设备有限公司
汽轮机拖动异步机---智能并网发电系统(XLD-PRS1) 蒸汽发电方案简析
我公司研制的智能并网发电系统(XLD-PRS1)具备诸多优点:
1、可以实现全转速发电,宽泛的发电转速区间,不拘泥于超速发电。 2、数据可视,通过通讯上传至上位机实时查看,可以显示的参数有发电功率、发电电
机、循环泵的方案已得到了广泛的应用,并通过实践证明可以有效的 减少电能消耗,减少企业的运行成本。 3、汽炉往往会产生多余的蒸汽量,如果没有相应的能量转换系统,这部 份的能量就会被浪费掉。或者有许多小负荷的用电设备不可能逐一配 合离合器实现气动转换。 4、为了解决上述问题,产生了“汽轮机拖动异步机发电”的应用。

三相笼型异步电机的制动控制

三相笼型异步电机的制动控制

知识点二: 知识点二:反接制动控制
3.注意事项 (1)速度继电器可以先安装好,不属于定额时间内。安装 时采用速度继电器的连接头与电动机轴直接连接的方法,应 使两轴线重合;若采用带轮连接的方法,应使两轴中心线保 持平行。 (2)通电校验时,要首先检查能否制动,若按下制动按钮 电动机不仅没有制动,而且继续运转,则主要是由于速度继 电器的两副常开触点的接线接反所致。 (3)试车时,若制动不正常,可检查速度继电器的胶木摆 杆紧固螺钉是否松脱和损坏,或者根据实际转速调节调整螺 钉,是弹簧压力增大或减小,调节后要把固定螺母锁紧。切 忌用外力弯曲其动、静触点,使之变形。
知识点二: 知识点二:反接制动控制
知识点二: 知识点二:反接制动控制
辅常闭触点断开→与KM2互锁 启动:合上电源开关QS→ 按下启动按钮SB2→ KM1继电器KS动作→常开触点闭合→为反接制动做准备
KM1线圈失电→电动机M断电惯性运转 制动:当需要停机时→按下停止按钮SB1→ KM2线圈断电→ KM2辅常闭触点断开→与KM1互锁 KM2辅常开触点闭合→自锁 KM2主触点闭合→串电阻反接制动→电动机转速下降至100r/min→ →KS常开触点断开→KM2线圈断电→反接制动结束→电动机自由停车
三相笼型异步电机的制动控制
王允刚
知识点一: 知识点一:速度继电器
1、速度继电器是当转速达到规定值时触头动作的 继电器。主要用于电动机反接制动控制电路中,当 反接制动的转速下降到接近零时能自动地及时切断 电源。 2 2、速度继电器主要由转子、定子和触头三部分组 成。(图1-9a) 3、速度继电器的符号与主要参数(图1-9b) 4、速度继电器的应用。 使用时,定子固定,转子与被测负载(电机)同 轴,触头动作具有方向性,分别在正转与反转时动 作。

2单元 任务7 学习三相笼型异步电动机制动控制电路电子课件 电气控制技术及应用

2单元   任务7 学习三相笼型异步电动机制动控制电路电子课件  电气控制技术及应用

能耗制动 反接制动 回馈制动
一、能耗制动控制电路
1、能耗制动方法
电动机切断交流电源后,立即在定子绕组的任意两相中通入直流电。
断交流、通直流
2、能耗制动原理
n1=0 N F+
n
S
定子绕组通入直流电源 产生一个恒定磁场
转子因机械惯性按原转速方向继续旋转 转子绕组中产生感应电势和电流
转子电流又和恒定磁场相互作用产生电磁转矩T<0
FR
L3
当转速降低到一定 KM1
值时,KS断开

KM2线圈失电,各 触头复位
M 3~
KM2 SB2
KM2
n KS SB1 KM1
FR
KM2
KS
KM1
KM1
KM2
4、电路特点
(1)制动力强,制动时间短。 (2)制动仅是为了迅速停车,则当转速为零或接近零时应立即切断电源,防止 电机反转。 (3)制动电流大,定子绕组要串电阻。 (4)制动准确性差,制动过程中冲击强烈,易损坏传动零件,制动能量损耗大, 不宜经常制动。
三、回馈制动控制电路
3、电路特点
(1)可向电网回馈电能,经济性好。 (2)只能在特定的状态进行限速运行,而不能制停。
谢谢!
KS M 3~
KM2 KM1
KM1 KM2
3、反接制动控制电路(速度原则)
QS FU1
FU2
L1
L2
FR
L3
停: 松开SB2 继续反接制动
KM1 R
KM2 SB2
n KS SB1 KM1
KM2
FR
KS M 3~
KM2 KM1
KM1 KM2
3、反接制动控制电路(速度原则)

城轨车辆用异步牵引电机的能量回馈与回收研究

城轨车辆用异步牵引电机的能量回馈与回收研究

城轨车辆用异步牵引电机的能量回馈与回收研究随着城市的发展和人们对交通的需求不断增加,城轨交通系统迅速发展起来。

城轨车辆作为一种环保、高效的交通工具,得到了广泛应用。

在城轨车辆的设计与运行中,如何实现能源的高效利用一直是一个重要的研究方向。

在此背景下,本文将围绕城轨车辆使用异步牵引电机的能量回馈与回收进行研究。

一、异步牵引电机的基本原理异步牵引电机是城轨车辆中常用的一种电机类型。

其工作原理基于电磁感应的原理,主要由固定部分的定子和旋转部分的转子组成。

当电流通过定子线圈时,产生的磁场会感应到转子上,使得转子开始旋转。

二、能量回馈与回收技术在城轨车辆中的意义城轨车辆在行驶过程中需要消耗大量能量,而能源资源的有限性使得能源的高效利用变得尤为重要。

能量回馈与回收技术可以使得城轨车辆在制动或减速的过程中将再生能量回馈到供电系统,从而实现能量的再利用。

这不仅可以减少能源的消耗,还可以降低运营成本和环境污染。

三、异步牵引电机的能量回馈与回收技术研究现状1. 电阻制动法电阻制动法是一种常见的能量回馈与回收技术,通过将电阻器与异步牵引电机连接,将制动过程中产生的电能通过电阻器转化为热能。

但是,这种方法效率较低,产生的热能无法进行有效利用。

2. 逆变器技术逆变器技术是一种较为成熟的能量回馈与回收技术,通过逆变器将回馈能量转化为交流电并送回供电系统。

逆变器技术能有效提高回馈能量的利用效率,但是其成本较高,对逆变器的稳定性和可靠性要求也较高。

3. 超级电容器技术超级电容器技术是一种新兴的能量回馈与回收技术,在城轨车辆领域得到了广泛关注。

超级电容器具有高能量密度、长寿命和快速充放电等特点,可以在短时间内将大量能量回馈到供电系统,提高能量回收的效率。

四、城轨车辆用异步牵引电机能量回馈与回收研究的挑战虽然城轨车辆用异步牵引电机的能量回馈与回收技术在理论上是可行的,但是在实际应用中还面临一些挑战。

1. 回馈过程中的能量损失在异步牵引电机的能量回馈过程中,由于转换效率问题可能会有能量的损失。

异步电机拖动——制动和四象限运行 反接、能耗、回馈制动和四象限运行[业界荟萃]

异步电机拖动——制动和四象限运行 反接、能耗、回馈制动和四象限运行[业界荟萃]
1、反接制动 2、回馈制动 3、能耗制动
行业知识
4
1、反接制动
1)条件:
转子实际旋转方向与定子磁场旋转方 向相反:n与n0方向相反。
转差率:
s n0 n 1 n0
行业知识
5
3~




M

3~

3~


M

3~


Rb

行业知识
6
2)功率平衡关系:
Pem
3
I
' 2
2
R2' s
0
P2=PM=3
行业知识
10
4)电源反接制动过程——快速停车
①制动过程
制动前:正向电动状态。
n
制动时:定子相序改变, 2
n0 变向。
b
n0
a
1
s
=
-n0 -n -n0
=
n0+n n0
即:s >1 (第II象限)。
-TL
T
c
O TL
同时:E2s、I2 反向,Tem 反向。 a 点 惯性 b 点(T<0,制动开始)
d
行业知识
S2 Rb

IZ
U -
n T与n反向
F
27
2) 能耗制动过程 —— 迅速停车
① 制动过程
2n
b
a1
制动前:特性 1。
制动时:特性 2。
a 点 惯性 b 点 (T<0,制动开始)
O TL
T
n↓ 原点 O (n = 0,T = 0),制动过程结束
② 制动效果
Rb →IZ →Φ →T →制动快。 ③ 制动时的功率

第二节 三相笼型异步电动机制动控制

第二节 三相笼型异步电动机制动控制

第二节三相笼型异步电动机制动控制在实际运用中,有些生产机械往往要求电动机快速,准确地停车,而电动机在脱离电源后由于机械惯性的存在,完全停止需要一段时间,这就要求对电动机采取有效措施进行制动.电动机制动分二大类:机械制动和电气制动.机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用.电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等.一,速度继电器速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制,亦称反接制动继电器.外形结构及符号速度继电器的符号如图2.9所示,其文字符号为KS.图2.9速度继电器的符号它主要由转子,定子和触点三部分组成.转子是一个圆柱形永久磁铁,定子是一个笼型空心圆环,由硅钢片叠成,并装有笼型绕组.动作原理速度继电器的动作原理如图2.10所示.1.转轴2.转子3.定子4.绕子5.摆锤 6,7静触点8,9动触点图2.10速度继电器原理其转轴与电动机的轴相连接,而定子空套在转子上.当电动机转动时,速度继电器的转子(永久磁铁)随之转动,在空间产生旋转磁场,切割定子绕组,而在其中感应出电流.此电流又在旋转的转子磁场作用下产生转矩,使定子随转子转动方向而旋转,和定子装在一起的摆锤推动动触头动作,使常闭触点断开,常开触点闭合.当电动机转速低于某一值时,定子产生的转矩减小,动触头复位.一般速度继电器的动作转速为120r/min,触头的复位转速在100r/min以下,转速在3000—3600r/min以下能可靠工作.3,型号含义常用的速度继电器有JY1型和JFZ0型,其型号及含义如下.J F Z ——速度等级设计序号制动反接继电器二,反接制动控制线路反接制动是在电动机三相电源被切断后,立即通上与原相序相反的三相电源,以形成与原转向相反的电磁力矩,利用这个制动力矩使电动机迅速停止转动.这种制动方式必须在电动机转速降到接近零时切除电源,否则电动机仍有反向力矩可能会反向旋转,造成事故.三相异步电动机单向运转反接制动控制线路如图2.11所示.图2.11三相异步电动机单向运转反接制动控制线路图中主回路中所串电阻R为制动限流电阻,防止反接制动瞬间过大的电流可能会损坏电动机.速度继电器KV与电动机同轴,当电动机转速上升到一定数值时,速度继电器的动合触点闭合,为制动做好准备.制动时转速迅速下降,当其转速下降到接近零时,速度继电器动合触点恢复断开,使接触器KM2线圈断电,防止电动机反转.线路动作原理为:起动:SB2± KM1+自 M+(正转) n2↑ KS+KM2-(互锁)反接制动:SB1± KM1- M-KM2(解除互锁) n2↓ KS- KM2- M- (制动完毕)KM2自+ M+(串R制动)KM1(互锁)图2.12所示为可逆运行反接制动控制线路.图2.12可逆运行反接制动控制线路图中,KM1, KM2为正,反转接触器,KM3为短接电阻接触器,KA1 ,KA2 ,KA3为中间继电器,KS为速度继电器,其中,KS-1为正转闭合触点,KS-2 为反转闭合触点,R 为起动与制动电阻.控制线路动作原理请读者自行分析.反接制动的优点是制动迅速,但制动冲击大,能量消耗也大.故常用于不经常起动和制动的大容量电动机.三,能耗制动控制线路能耗制动是将运转的电动机脱离三相交流电源的同时,给定子绕组加一直流电源,以产生一个静止磁场,利用转子感应电流与静止磁场的作用,产生反向电磁力矩而制动的.能耗制动时制动力矩大小与转速有关,转速越高,制动力矩越大,随转速的降低制动力矩也下降,当转速为零时,制动力矩消失.速度原则控制的能耗制动控制线路速度原则控制的能耗制动控制线路如图2.13所示.图中KM1为交流电源接触器,KM2为直流电源接触器,KS为速度继电器,T为变压器.图2.13 速度原则控制的能耗制动控制线路线路动作原理为:起动:SB2± KM1+自 M+ (起动) n↑ KS+KM2(互锁)能耗制动:SB1± KM1- M-KM2(解除互锁)KM2+ M+(串R制动)n↓ KS- KM2- M-(制动完毕)2,时间原则控制的能耗制动控制线路图2.14时间原则控制的能耗制动控制线路如图2.14所示为时间原则控制的能耗制动控制线路.图中主电路在进行能耗制动时所需的直流电源由四个二极管组成单相桥式整流电路通过接触器KM2引入,交流电源与直流电源的切换是由KM1,KM2来完成,制动时间由时间继电器KT决定. 线路动作原理为:起动:SB2± KM1+自 M+(起动)KM-2(互锁)能耗制动:SB1± KM1- M-(自由停车)KM2+自 M+ (能耗制动)KT+ △t KM2- M-(制动结束)能耗制动的优点是制动准确,平稳,能量消耗小,但需要整流设备.故常用于要求制动平稳,准确和起动频繁的容量较大的电动机.SB1FR相鼠笼型异步电动机的减压启动减压启动虽然减小了启动电流,但是也降低了启动转矩,因此仅适用于空载或轻载启动。

电机控制课件-三相异步电动机的回馈制动与控制

电机控制课件-三相异步电动机的回馈制动与控制

二、电容制动制动与控制
电容制动原理:异步电动机在切断电源后,立即在定子绕组的端线上,接入电容 器而实现制动的一种方法。制动时转子因惯性仍在旋转,转子内的剩磁切割定子绕组 产生感应电动势,并向电容充电,其充电电流在定子绕组中形成励磁电流,建立一个 磁场,这个磁场与转子剩磁相互作用,产生一个与旋转方向相反的制动力矩,使电动 机迅速停转,完成制动。
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上式说明,电动机非但没有向电网吸取电能,反而向电网反送电能,回馈制动 的名称正是由此而来。此时电动机的工作状态与发电机相同。
三、异步电动机回馈制动控制
回馈制动常用于起重类设备高速、稳定下降物体。图为建筑工场的起重机,当 物体下放时,为节省时间和提高效率,可采用回馈制动高速下放,但当物体接近地 面时,则应当采用倒拉反接制动等方式低速下放。
三相异步电动机的回馈制动与控制
回馈制动时,电动机的转速超过同步转速,负载转矩对电动 机的运行起到驱动作用,而电磁转矩将阻碍电动机的运行,此时 电动机工作在发电状态。下图为动车从平坦的线路进入坡道时, 电动机工作状态发生变化时的过渡过程变化情况。
一、三相异步电动机的回馈制动举例
当动车在平坦道路止行驶时,其负载由摩擦力引起,是典型的反抗性负载, 其负载特性Tf1所示。电动机以na的速度向前(正转)运行。当驶入坡道时,除摩 擦力产生的反抗性转矩(Tf1)外,重力将产生一个与电动机旋转方向相同的位能 性负载力矩(Tf),此时的负载转矩:Tf2<0,负载特性曲线从第一象限移到第 二象限。电动机的机械特性曲线与负载特性曲线的交点在(b)点,电动机最终将 以nb的速度稳定运行在第二象限。显然在第二象限运行时,转速nb将超过同步转 速n0,而电动机的电磁转矩将由原来的正变为负,即电磁转矩的方向与原方向相 反,电动机进入制动状态。

三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统

三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统

三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统电机拖动课程设计电拖及综合课程设计题目:专业:班级:三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统电气工程及其自动化电气一班第 1 页共 1 页电机拖动课程设计三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统[摘要] 本课题主要是关于用西门子的PLC控制机械手来完成一系列预定动作,其中机械手由三相鼠笼式异步电动机来控制,系统的外部信息由五个行程开关及按钮提供,电动机的制动方式为能耗制动。

本设计主要完成如下任务:1.完成三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动系统主电路设计;2.完成PLC控制系统硬件电路设计;3.设计中用到的所有元器件的选型。

1.系统设计方案:本实验用 Y100L2-4型三相鼠笼式异步电动机驱动机械手来完成如下动作:机械手初始位置时停在左边,位置传感器SQ1 为ON。

当按下起动按钮SB1 后,机械手开始工作,前进到工位1 时工作6s,前进到工位2 时工作6s,然后返回到初始位置。

当按下停止按钮SB2 后,机械手停止工作。

当机械手运动到左(右)极限位置时,报警指示并使机械手停止运动。

机械手的正反转以及停车等由三相鼠笼异步电动机及可编程控制器实现。

左极限位右极限位前进返回位置传感器位置传感器SQ1SQ4暂停6s工位1前进暂停6s 工位2位置传感器SQ2起动按钮SB1停止按钮SB2位置传感器SQ3位置传感器SQ5左极限报警指示右极限报警指示图1:(机械手运动工作示意图)第 2 页共 2 页电机拖动课程设计2.电动机主电路设计:电动机的运动状态分为正转,反转,停止三种,制动形式为能耗制动。

电机选用.Y100L2-4型三相鼠笼式异步电动机.PLC可编程控制器图中QS,FU1,FU2,FR分别为空气开关,熔断器,用于电机的过载,缺相保护等。

电机的正反转互换由改变输入电路的相序来实现。

正转是KM1闭合, KM2断开,反转时KM1断开,KM2闭合,输入电路的相序就由L1-L2-L3变为L3-L2-L1,实现电路的反转。

电工实验指导书:三相鼠笼式异步电动机的能耗制动控制

电工实验指导书:三相鼠笼式异步电动机的能耗制动控制

三相鼠笼式异步电动机的能耗制动控制一、实验目的1.通过实验进一步理解三相鼠笼式异步电动机能耗制动原理。

2.增强实际连接控制电路的能力和操作能力。

二、原理说明1.三相鼠笼电动机实现能耗制动的方法是:在三相定子绕组断开三相交流电源后,在两相定子绕组中通入直流电,以建立一个恒定的磁场,转子的惯性转动切割这个恒定磁场而感应电流,此电流与恒定磁场作用,产生制动转矩使电动机迅速停车。

2.在自动控制系统中,通常采用时间继电器,按时间原则进行制动过程的控制。

可根据所需的制动停车时间来调整时间继电器的时延,以使电动机刚一制动停车,就使接触器释放,切断直流电源。

3. 能耗制动过程的强弱与进程,与通入直流电流大小和电动机转速有关,在同样的转速下,电流越大,制动作用就越强烈,一般直流电流取为空载电流的3~5倍为宜。

三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 三相交流电源220V 12 三相鼠笼式异步电动机DJ24 13 交流接触器JZC4-40 2 D61-24 时间继电器ST3PA-B 1 D61-25 整流变压器220V/26V,6.3V 1 D61-26 整流桥堆 1 D61-27 制动电阻10Ω/25W 1 D61-28 按钮 2 D61-29 万用电表 1 自备四、实验内容1.鼠笼式电动机接成Δ接法,实验线路电源端接三相自耦调压器输出(U、V、W),供电线电压为220V。

初步整定时间继电器的时延,可先设置得大一些(约5~10秒)。

本实验中,能耗制动电阻R T为10Ω/25W。

2.开启控制屏电源总开关,按启动按钮,调节调压器输出,使输出线电压为220V,按停止按钮,切断三相交流电源。

A图323.按图32 接线,并用万用电表检查线路连接是否正确。

4.自由停车操作先断开整流电源(如拔去接在V相上的整流电源线),按SB1,使电动机起动运转,待电动机运转稳定后,按SB2,用秒表记录电动机自由停车时间。

5.制动停车操作接上整流电源(即插回接通V相的整流电源线)a.按SB1,使电动机起动运转,待运转稳定后,按SB2,观察并记录电动机从按下SB2起至电动机停止运转的能耗制动时间t Z及时间继电器延时释放时间t F,一般应使t F>t Z。

鼠笼式异步电动机的几种制动办法

鼠笼式异步电动机的几种制动办法

鼠笼式异步电动机的几种制动办法使旋转中的电动机取得一个逆旋转方向的力矩,以使其较快地降低转速的进程,称为电动机的制动。

关于传动出产机械的异步电动机,有时需求很快地使其运动彻底间断;有时需求在电动机的运动中参加一个必定的均匀的制动力距,但不恳求电动机当即间断,如起重机在提吊的重物降低时,电动机车鄙人坡时,都需求后一种制动,鼠笼式异步电动机有三种制动办法,即反接制动、发电制动(再生制动)和动力制动(能耗制动),制动操作的要害如下:(1)反接制动一般,电动机断电后,因为惯性效果,还有一段惯性时间,鼠笼式感应电动机的反接制动,是在断电的一同,把输入电源的相序改换一下,改动电动机定子旋转磁场的方向,使转子发作一个逆旋转方向的制动力矩,通过期刻短的时间,再把输入的电源堵截,电动机边很快就间断翻滚。

(2)发电制动(再生制动)发电制动是在电动机的转速高于旋转磁场同步转速时进行的,因为按右手定则,此刻转子导体发作感应电流,而该电流在旋转磁场的效果下,发作一个反旋转方向的这个制动力距,电动机便处于发电制动状况。

(3)动力制动(能耗制动)在供电电源切除后,当即向定子绕组通以直流电流,所以构成一个固定(间断)的磁场,而转子因为惯性仍按原方向翻滚,依据左手定则,转子中会发作感应电流,
此电流在固定磁场的效果下,发作一个方向,其方向与电动机按惯性翻滚的方向刚好相反,所以起到制动效果。

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收稿日期:1997205204笼型异步电动机能量回馈制动控制徐国忠 诸 静(浙江大学,杭州 310027)涂筱烈(安徽医科大学)徐惠国(合肥第二十六中学)【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。

实验结果验证了该方法的正确性和有效性。

【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制1 引 言近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。

当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。

特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。

对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。

前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。

本文提出了一种新颖的能量回馈控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。

2 能量回馈控制策略和能量回馈电路设计211 能量回馈控制策略带能量回馈电路的变频器主电路结构如图1所示。

能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8和六只晶闸管等组成能量回图1 带能量回馈电路变频器主电路结构图馈电路,制动时,控制GTR T 1~T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。

对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换相点实现逆变,则其逆变角的选择应使Β>30°,否则,就有可能会逆变失败,而Β>30°回馈电网能量大为减少,无法抑制泵升电压的快速上升,不能实现快速制动的目的,同时也使制动结束时直流侧电压小于平均整流电压。

本文提出一种新型逆变换流控制(强迫通断控制)的方法,运用串联在直流馈线上的T 7、T 8(参见图1),按一定时序控制其通断状态,从而可使晶闸管逆变桥处于逆变或关断状态,即在自然换相点处发出T 7、T 8关断信号,并在晶闸管逆变桥再次触发前先发出T 7、T 8导通信号,使其导通,当晶闸管逆变桥被触发时,如果满足逆变条件,则把能量回馈电网,能量回馈控制示意图如图2所示(I (t )为回馈电流)。

它的特点是可选择Β<0°进行逆变,实验交流线电压等于或略大于直流侧图2 能量回馈控制示意图图3 GTR 晶闸管触发信号时序图平均整流电压U d 时进行逆变,能量回馈率高,又杜绝单独使用逆变桥控制时,可能会发生的逆变失败现象,且硬件控制电路结构简单。

本文中交流侧线电压为电网电压降压后的220伏,经整流、滤波后直流侧平均电压为U d ≈2134×127≈297伏,选用固定逆变角Β=-1315°时,该时刻电源交流侧瞬时线电压为311×sin (60°+1315°)=298伏,当电机处于电动状态时,对应于触发时刻即使有误触发信号,晶闸管也不可能导通(功率器件导通管压降的作用);而当电动机处于制动状态时,晶闸管导通时间较长,能量回馈较多,确保了直流侧电压不会上升过高,且制动结束时,直流侧电压略高于297伏(功率器件管压降的影响)。

T 7、T 8和晶闸管逆变桥的触发时序如图4所示。

在自然换相点处发出T 7、T 8关断信号,并在晶闸管再次触发前的一个时钟周期(大约8313Λs 由12kH z 时钟产生)开通T 7、T 8使逆变电路与直流侧连通,当晶闸管被触发时,如果满足逆变条件,则把能量回馈电网。

212 能量回馈电路参数的选择设逆变器直流侧最大允许电压值为U C m ax ,系统最大回馈功率为P e ,回馈电流I(t )的最大值为I m ax ,为使制动过程中直流侧电压U C (t )不超过U C m ax ,必须满足:60°+Β60°I m ax U C m ax ΕP e(1)I m ax ΕP e 60°U C m ax 60°+Β(2)交流电抗器电感量(一相)为:L =U C m ax -U V 2(2Π 6f ) I m ax =U C m ax -U v24Πf I m ax(3)U V 为处于自然换相点时刻交流线电压的瞬时值,f =50H z 。

由于在实际系统中各种发热和转换损耗不可避免,且电动机的回馈功率随其转速下降而减少,因此只要保证(1)式成立,就可使制动过程中直流侧电压等于或小于U C m ax ,系统安全可靠地工作。

3 实验验证为了验证本文能量回馈控制方案,在一・65・《电工电能新技术》套电压型矢量控制交流变频调速系统做了各种试验。

异步电动机功率为11k W,异步机—直流发电机组转动惯量为1176kg m2。

制动时,用记忆示波器记录了电动机转速和泵升电压变化波形。

证实本文的方案正确性和表明了所设计的电路性能良好。

图4(a)(b)给(图片中 上条曲线:直流侧电压波形下条曲线:电动机转速波形)图4 电动机起制动时转速及泵升电压变化波形出机组在最大制动转矩时,不同转速下的制动波形。

电压标尺:50V D I V,时间标尺: 500m s D I V,速度标尺:500rpm D I V。

机组从1000rpm、1500rpm制动到零时的制动时间分别为450m s、670m s,直流侧泵升电压分别为35V、75V。

4 结 论本文提出了一种新颖的固定逆变角(Β=-1315°)晶体管一晶闸管混合控制能量回馈控制方法,该方法具有变流效率高,响应速度快,不易发生逆变失败等优点,有效地抑制了制动时直流侧泵升电压,且制动结束时直流侧电压基本不变,有利于电动机再次迅速电动运行。

该研究成果在工程上具有较大的实用价值。

参 考 文 献1 佟纯厚.近代交流调速.冶金工业出版社,1995;5 2 涂从欢.电力拖动系统中能量回馈控制的设计.电气传动,1996;(3)3 张晓光等.直流脉宽调速系统中回馈能量的研究及泵升电路设计.电工技术学报,1996;(1)4 Keiju M atsui,T subo i and Soburo M uto.Pow er R egenerative Contro l by U tilizing T hyristo r R ectifier of V o ltage Source Inverter.IEEE T rans.Ind.A pp licati on,1992;28(4):ENERG Y FEED BACK BRAK ING CONTROL OF AS Y NCHRONOUS MOT ORXU Guozhong ZHU J ing(Zhejiang U n iversity,H angzhou310027)TU X iao lie(A nhu iM edical U n iversity) XU H u iguo(H efei26th M iddle Schoo l)【Abstract】T he pap er analyses the b rake p rinci p le of the m o to r pow ered by the inverter and(下转第69页)体的结构和形状特征;(2)k与B m、H m和(B H)m有明确的关系,据此利用k可以确定磁路的参数,并进行磁路的设计;(3)从性能价格比最优考虑,结构系数k 应大于k m ax,其成本基本不变,而径向尺寸减小;(4)本设计方法也可用于其他类型的钕铁硼磁路。

参 考 文 献1 林其禾,赵佑民.磁路设计原理.北京:机械工业出版社,1987.112 王以真.实用磁路设计.天津:天津科学技术出版社,1992.113 周惠兴,王先逵等.内燃机异型活塞型面的高速数控车削.见:先进制造技术论文集.北京,1996。

9,北京:机械工业出版社,1996.12STRUCTURE COEFF I C IENT D ESIGN ING M ETHODFOR NdFeB M AGNET I C C IRCU ITW AN G X ianku i ZHOU H u ix ing(In stitu te of M anufactu ring Engineering,T singhua U n iversity,B eijing100084)【Abstract】B ased on basic V C M m agnetic circu it,a structu re coefficien t design ing m ethod fo r N dFeB m agnetic circu it is p resen ted.D ifferen t from traditi onal design ing p rocedu re,it com b ines the m agnetic circu it w o rk ing po in t w ith the structu re coeffcien t and easily gets the h igh perfo r m ance circu it and low est m anufactu ring co st.T he m agnetic w o rk ing po in t get from th is m ethod is u sually no t on the po in t of m ax i m um m agnetic energy and op ti m ized m agnetic structu re coefficien t k is greater than k m ax.Som e m agnetic design ing exam p les and their data fo r linear driving m o to r are given in th is p aper.T he linear m o to r designed by th is m ethod has been u sed in CN C lathe fo r O.P.p iston s,w h ich show s the effectiveness of th is m ethod.【Keywords】m agnetic circu it design ing,N dFeB,V C M(上接自第57页)p ropo ses a novel m ethod of energy feedback con tro l and a circu it.T he m ethod has m any fea2 tu res such as h igh energy feedback efficiency,easy con tro l and no converting failu re etc.It li m its the pum p vo ltage of dc link effectively.Exp eri m en tal resu lts p rove that the m ethod is co rrect and effective.【Keywords】V F SR,asynch ronou s m o to r,feedback b rake,p um p vo ltage li m itati on,energy con tro l。

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