6.1.3-三相异步电动机能耗制动原理及控制电路的识读.
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能耗制动是在切除三相交流电源后，定子绕组通直流电流，在定子、转 子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动的转子导体切割该磁场，形成感 应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而使电动机迅速停转，并在 制动结束后将直流电源切除，其制动原理如图6-11所示。
图6-11 能耗制动原理图
《机床电气控制系统运行与维护》Fra Baidu bibliotek
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》
1．整流电路在能耗制动控制中起什么作用？ 2．半波整流能耗制动与全波整流能耗制动的区别在哪里？
《机床电气控制系统运行与维护》
《机床电气控制系统运行与维护》
以单相桥式整流电路为例，直流电源估算方法和步骤如下：
① 先测量出电动机三相绕组任意两相之间的电阻R0（Ω） ② 测量电动机的空载电流 I0（A） ③ 能耗制动所需的
直流电流IL＝ KI0（A） 直流电压UL＝IL R0（V）
其中K是系数，一般取 3.5～4。若考虑到电动机定子绕组发热情况，并 使制动达到较为满意的效果，对于转速高、惯性大的拖动系统可取上限。
先断开交流电源开关QS1，切断电动机的交流电源，此时转子仍沿原 方向惯性运转，随后立即合上直流电源开关QS2，并将QS1向下合闸，电动 机V、W两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，惯 性运动的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感生电流，其方向可用右 手定则判断出来，上面标记为⊕，下面标记为⊙。
《机床电气控制系统运行与维护》
学习情境六 三相异步电动机的制动控制
6.1 三相异步电动机制动控制的原理 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》
（一）能耗制动原理
能耗制动是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转 的动能来实现制动的。
《机床电气控制系统运行与维护》
《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》
仔细体会反接制动和能耗制动的工作原理，对 比两种制动方式的不同。
《机床电气控制系统运行与维护》
（三）无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制线路
1. 电路构成
图6-12 无变压器单相半波整流单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 单相启动运转：
《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。
转子绕组中一旦产生感生电流，又将立即受到静止磁场的作用而产生 电磁转矩，用左手定则判断可知此转矩的方向正好与电动机的转向相反， 使电动机受制动迅速停转。
由于这种制动方法是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯 性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动，也称为动能制动。
《机床电气控制系统运行与维护》
《机床电气控制系统运行与维护》 能耗制动停转：
图6-18 电动机能耗制动停止的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》
（五）有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制线路
10kW以上容量电动机大多采用有变压器单相全波整流能耗制动
图6-19 有变压器单相全波整流单向启动能耗制 动控制电路
图6-19 有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制电路
图6-13 电动机单向启动的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》 能耗制动停转:
图6-14 电动机能耗制动停止的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》
图6-12中KT的瞬动常开触点除了起自锁作用外，在KT出现 线圈断线或机械卡住等故障时，按下并松开SB2后能使电动机制 动后脱离直流电源（规避KM2自锁不能解除的现象）。
《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：
图6-16 电动机正向启动运行的控制流程
图6-17 电动机反转启动运行的控制流程
《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》
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。
图6-11 能耗制动原理图
《机床电气控制系统运行与维护》Fra Baidu bibliotek
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。
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（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。
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1．整流电路在能耗制动控制中起什么作用？ 2．半波整流能耗制动与全波整流能耗制动的区别在哪里？
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以单相桥式整流电路为例，直流电源估算方法和步骤如下：
① 先测量出电动机三相绕组任意两相之间的电阻R0（Ω） ② 测量电动机的空载电流 I0（A） ③ 能耗制动所需的
直流电流IL＝ KI0（A） 直流电压UL＝IL R0（V）
其中K是系数，一般取 3.5～4。若考虑到电动机定子绕组发热情况，并 使制动达到较为满意的效果，对于转速高、惯性大的拖动系统可取上限。
先断开交流电源开关QS1，切断电动机的交流电源，此时转子仍沿原 方向惯性运转，随后立即合上直流电源开关QS2，并将QS1向下合闸，电动 机V、W两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，惯 性运动的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感生电流，其方向可用右 手定则判断出来，上面标记为⊕，下面标记为⊙。
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学习情境六 三相异步电动机的制动控制
6.1 三相异步电动机制动控制的原理 6.1.3 三相异步电动机能耗制动原理及 控制电路的识读
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（一）能耗制动原理
能耗制动是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转 的动能来实现制动的。
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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》
仔细体会反接制动和能耗制动的工作原理，对 比两种制动方式的不同。
《机床电气控制系统运行与维护》
（三）无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制线路
1. 电路构成
图6-12 无变压器单相半波整流单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 单相启动运转：
《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。
转子绕组中一旦产生感生电流，又将立即受到静止磁场的作用而产生 电磁转矩，用左手定则判断可知此转矩的方向正好与电动机的转向相反， 使电动机受制动迅速停转。
由于这种制动方法是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯 性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动，也称为动能制动。
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《机床电气控制系统运行与维护》 能耗制动停转：
图6-18 电动机能耗制动停止的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》
（五）有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制线路
10kW以上容量电动机大多采用有变压器单相全波整流能耗制动
图6-19 有变压器单相全波整流单向启动能耗制 动控制电路
图6-19 有变压器单相全波整流单向启动能耗制动控制电路
图6-13 电动机单向启动的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》 能耗制动停转:
图6-14 电动机能耗制动停止的控制流程
《机床电气控制系统运行与维护》
图6-12中KT的瞬动常开触点除了起自锁作用外，在KT出现 线圈断线或机械卡住等故障时，按下并松开SB2后能使电动机制 动后脱离直流电源（规避KM2自锁不能解除的现象）。
《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：
图6-16 电动机正向启动运行的控制流程
图6-17 电动机反转启动运行的控制流程
《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》
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。