1.12　三相异步电动机的制动控制

三相异步电动机的制动方法有机械制动和电气制动。其中，电气制动又有3种制动方式：反接制动、能耗制动和再生发电制动。

1.12.1　机械制动

机械制动就是利用机械装置使电动机在断电后迅速停转的一种方法，较常用的就是电磁抱闸。

图1-86所示是机械制动线路，其制动过程是，合上电源开关QS，当SB1按钮按下时，接触器KM1带电，电磁抱闸线圈YA带电，闸瓦松开，接着接触器KM2带电，电动机开始运转。当按下SB2按钮时，KM1和KM2都断电，电磁抱闸的闸瓦在弹力的作用下抱紧闸轮，实施机械制动。

1.12.2　反接制动

（1）电源反接

① 电源反接制动的原理　如果正常运行时异步电动机三相电源的相序突然改变，即电源反接，这就改变了旋转磁场的方向，产生一个反向的电磁转矩使电动机迅速停止。电源反接的制动方式又分为单向反接制动和双向反接制动，本节只介绍单向反接制动。

② 单向反接制动线路　单向反接制动线路如图1-87所示，速度继电器KS和电动机同轴安装，电动机的速度在120r/min时，其触点动作，当电动机的速度在100r/min时，其触点复原。具体制动过程是，合上电源开关QS，当按下按钮SB1时，接触器KM1的线圈得电，KM1的常开触点自锁，电动机正转，速度继电器KS的常开触点闭合，为制动做准备；当按下SB2按钮时，接触器KM1的线圈断电，同时接触器KM2的线圈得电，反向磁场产生一个制动转矩，电动机的速度迅速降低，当转速低于100r/min时，速度继电器的常开触点断开，接触器KM2的线圈断电，反接制动完成，电动机自行停车。

由于反接制动时电流很大，因此笼型电动机常在定子电路中串接电阻；线绕式电动机则在转子电路中串接电阻。反接制动的控制可以不用速度继电器，而改用时间继电器。如何控制请读者自己思考。

③ 反接制动电阻估算　当电源的电压为380V时，若要反接制动电流I_idGenCharOverride-4=1/2I_idGenCharOverride-4，则三相电路中每相应串入的反接制动电阻R_idGenCharOverride-4用如下公式估算：

反接制动电阻的功率用如下公式估算：

P=(1/4～1/3)IR_idGenCharOverride-4(W)

【例1-23】　有一台电动机功率为1.5kW，现要求其反接制动I_idGenCharOverride-4≤1/2I_idGenCharOverride-4，在三相电路中应该串入多大阻值和功率的电阻？

【解】　先估算电动机的额定电流和启动电流。额定电流约为

一般I_idGenCharOverride-4=(4～7)I，可取I_idGenCharOverride-4=5.5I=5.5×3.95=21.7A

P=(1/4～1/3)IR_idGenCharOverride-4=1/3×(0.5×21.7)2×13.8≈542W

（2）倒拉反接制动

倒拉反接制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩的时候。例如，起重机下放重物，为了使下降速度不致太快，就常用这种工作状态。在倒拉反接制动状态下，转子轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同从定子输送来的电磁功率一起消耗在转子电路的电阻上。

1.12.3　能耗制动

异步电动机的反接制动用于准确停车有一定的困难，因为它容易造成反转，而且电能损耗也比较大。反馈制动虽是比较经济的制动方法，但它只能在高于同步转速下使用。能耗制动是比较常用的准确停车方法。

（1）能耗制动的原理

当电动机脱离三相交流电源后，向定子绕组内通入直流电，建立静止磁场，转子以惯性旋转，转子的导体切割定子磁场的磁力线，产生转子感应电动势和感应电流。转子的感应电流和静止磁场的作用产生制动电磁转矩，达到制动的目的。

（2）能耗制动的分类

根据电源的整流方式，能耗制动分为半波整流能耗制动和全波整流能耗制动；根据能耗制动的时间原则，有的能耗控制回路使用时间继电器，有的则用速度继电器。

（3）速度继电器控制单向全波整流能耗制动线路

图1-88所示是速度继电器控制单向全波整流能耗制动线路，其工作过程是，在启动时，先合上电源开关QS，然后按下按钮SB1，接触器KM1的线圈得电吸合，KM1的主触点闭合，电动机转动，当电动机的转速高于120r/min时，速度继电器KS的常开触点闭合，为能耗制动做准备。当按下按钮SB2时，先是KM1的线圈断电释放，KM1的主触点断开，电动机在惯性作用下继续转动。接触器KM2的线圈得电吸合，KM2的主触点闭合，整流器向电动机的定子绕组提供直流电，建立静止磁场，电动机进行全波能耗制动。电动机的速度急剧下降，当电动机的速度低于100r/min时，速度继电器的常开触点断开，KM2的线圈断电，切断能耗制动的电源。

（4）能耗制动的优缺点

能耗制动的优点是制动准确、平稳；其缺点是需要加装附加电源，制动力矩小，低速时制动力矩更小。