2.5　三相异步电动机的制动控制

三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转，由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，无论是从提高生产效率，还是从安全及准确停车等方面考虑，都要求电动机能迅速停车，要求对电动机进行制动控制。制动方法一般有两大类：机械制动和电气制动。机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车；电气制动实质上是在电动机停车时，产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。下面我们着重介绍电气制动控制线路，它包括反接制动和能耗制动。

2.5.1　反接制动控制线路

反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。

由于反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍，因此反接制动特点之一是制动迅速，效果好，冲击大，通常仅用于10kW以下的小容量电动机。为了减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，这个电阻称为反接制动电阻。反接制动电阻的接线方法有对称和不对称两种接法，显然采用对称电阻接法可以在限制制动转矩的同时，也限制了制动电流，而采用不对称制动电阻的接法，只是限制了制动转矩，未加制动电阻的那一相，仍具有较大的电流。反接制动的另一要求是在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止反向再启动。

反接制动的关键在于电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。为此采用了速度继电器来检测电动机的速度变化。在120～3000r/min范围内速度继电器触点动作，当转速低于100r/min时，其触点恢复原位。如图2-8所示为反接制动的控制线路。

图2-8　电动机单向反接制动控制线路

启动时，按下启动按钮SB2，接触器KM1通电并自锁，电动机M通电旋转。在电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动做好了准备。停车时，按下停止按钮SB1，其常闭触点断开，接触器KM1线圈断电，电动机M脱离电源，由于此时电动机的惯性还很高，KS的常开触点依然处于闭合状态，所以SB1常开触点闭合时，反接制动接触器KM2的线圈通电并自锁，其主触点闭合，使电动机定子绕组得到与正常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入反接制动状态，使电动机转速迅速下降，当电动机转速接近于零时，速度继电器常开触点复位，接触器KM2线圈电路被切断，反接制动结束。

2.5.2　能耗制动控制线路

所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加上一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制，也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制。

如图2-9所示为时间原则控制的能耗制动控制线路。在电动机正常运行的时候，若按下停止按钮SB1，电动机由于KM1断电释放而脱离三相交流电源，而直流电源则由于接触器KM2线圈通电，KM2主触点闭合而加入定子绕组，时间继电器KT线圈与KM2线圈同时通电并自锁，于是电动机进入能耗制动状态。当其转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触点断开接触器KM2线圈电路。KM2常开辅助触点的作用是为了考虑KT线圈断线或机械卡住故障时，电动机在按下按钮SB1后电动机能迅速制动，两相的定子绕组不致长期接入能耗制动的直流电流。该线路具有手动控制能耗制动的能力，只要使停止按钮SB1处于按下的状态，电动机就能实现能耗制动。

图2-9　时间原则控制的能耗制动控制线路

图2-10所示为速度原则控制的能耗制动控制线路。该线路与图2-9所示的控制线路基本相同，这里仅是控制电路中取消了时间继电器KT的线圈及其触点电路，而在电动机轴端安装了速度继电器KS，并且用KS的常开触点取代了KT延时打开的常闭触点。该线路中的电动机在刚刚脱离三相交流电源时，由于电动机转子的惯性速度仍然很高，速度继电器KS的常开触点仍然处于闭合状态，因此接触器KM2线圈能够依靠SB1按钮的按下通电自锁。于是，两相定子绕组获得直流电源，电动机进入能耗制动。当电动机转子的惯性速度接近零时，KS常开触点复位，接触器KM2线圈断电而释放，能耗制动结束。

图2-10　速度原则控制的能耗制动控制线路