授课日期12.19
班级J09507
授课课时 2 授课形式讲授
授课章节
名称
任务2 反接制动控制线路
使用教具______
教学目的1、了解：反接制动的含义;
2、熟悉：各种线路的安装、调试与维修;
3、掌握：电机的反接控制线路的组成及工作原理分析。
教学重点三相异步电动机反接制动控制工作原理分析。教学难点三相异步电动机反接制动控制工作原理分析。
更新、补
充、删节
内容
______
课外作业
习题册
教学后记
本节课学生掌握较好，基本达到教学要求
授课主要内容或板书设计任务2 反接制动控制线路的安装与检修
1、反接制动控制线路的概念
2、反接制动控制线路的特点
3、反接制动控制线路的分类
4、反接制动控制线路的原理
5、反接制动控制线路原理分析
课堂教学安排
教学过
程
主要教学内容及步骤
组织教学
复习提问
新课展示
检查学生出勤率
1、机械制动分类
2、机械制动分类工作原理分析
任务2 反接制动控制线路的安装与检修
1．反接制动
反接制动是将运动中的电动机电源反接（即将任意两根相线接法对调），以改变电动机定子绕组的电源相序，定子绕组产生反向的旋转磁场，从而使转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停转。原理如图5-59所示。
课堂教学安排
教学
主要教学内容及步骤过程
总结
作业工作原理分析：
原理说明：电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接制动作准备。按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。
P191练习册
电工学（第四版）教案 Ⅰ.复习提问 1、行程开关在自动往返控制电路中的作用是什么？ 2、简述自动往返的正反转控制电路的工作过程。 Ⅱ.导入新课 三相异步电动机从切断电源到完全停转，由于惯性的作用，总要经过一段时间。许多生产机械，如铣床、镗床和组合机床都要求迅速停车及准确定位，这就要求对电动机进行强迫停车，即制动。 Ⅲ.讲授新课 §6-6 三相异步电动机的制动控制电路 制动目的：准确、迅速停车；工作安全。 机械制动：机械抱闸 制动分类 电气制动：反接制动、能耗制动、回馈制动等 机械制动：用电磁铁操纵机械机构进行制动（电磁抱闸制动、电磁离合器制动等）。 电气制动：用电气的办法，使电动机产生一个与转子原转动方向相反的力矩进行制动。 一、机械制动（电磁抱闸） 1、电磁抱闸的结构：制动电磁铁、闸瓦制动器 2、机械制动控制电路 1）断电制动控制电路：
特点：断电时制动闸处于“抱住”状态。 适用场合：升降机械 SB2↓—→ KM+ —→ YA+ —→松闸起动 SB1↓—→ KM- —→ YA- —→抱闸制动 2）通电制动控制电路： 特点：断电时制动闸处于“松开”状态。 适用场合：加工机械 SB2↓—→ KM1+———→起动 SB1↓—→ KM1- KM2+ —→ YA+ —→抱闸制动 SB1↑—→ KM2- ——→ YA- —→松闸停止 二、电气制动 原理：制动时使电动机产生与转子原转向相反的制动转矩。 1、能耗制动 原理：制动时，切除定子绕组三相电源的同时接通直流电源，产生静止磁场，使惯性转动的转子在静止磁场的作用下产生制动转矩。 特点：能耗小，需直流电源，设备费用高。 （制动准确度较高，制动转矩平滑，但制动力较弱，制动转矩与转速成比例减小）
模块一 能耗制动的控制线路原理 一、工作任务 分析图2-2工作原理 二、相关实践性知识 （一）元器件认识 教学目标：能分析机床电机能耗制动控制线路原理。 主电路 控制电路 图2-2 机床电机能耗制动电气控制线路（时间原则）
1．时间继电器 当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。 （1）结构（图2-3） （2）时间继电器的符号（图2-4） （3）时间继电器认识 类型认识：电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式 ①直流电磁式时间继电器——用于直流电气控制电路中，只能直流断电延时动作。 优点：结构简单、运行可靠、寿命长；缺点：延时时间短。 ②空气阻尼式时间继电器——利用空气阻尼作用获得延时。 分：通电延时、断电延时两种。 通电延时型 断电延时型 图2-3 空气阻尼式时间继电器 1—线圈 2—铁心 3—衔铁 4—反力弹簧 5—推板 6—活塞杆 7—杠杆 8—塔形弹簧 9—弱弹簧 10—橡皮膜 11—空气室壁 12—活塞 13—调节螺杆 14—进气孔 15、16—微动开关 图2-4 时间继电器电气符号
③电子式时间继电器——分R-C式晶体管和数字式时间继电器。 优点：延时范围宽、精度高、体积小、工作可靠。 晶体管式时间继电器以RC电路电容充电时电容器上的电压逐步上升的原理为基础。电路有单结晶体管电路和场效应管电路两种。 分类：断电延时、通电延时、带瞬动触点延时三种。 结构认识：空气阻尼式时间继电器 组成认识：电磁系统、延时机构、工作触点 动作原理分析：空气阻尼式时间继电器（通电延时型） 当线圈1通电后，衔铁3吸合，微动开关16受压其触点动作无延时，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下，带动活塞12及橡皮膜10向上移动，但由于橡皮膜下方气室的空气稀薄，形成负压，因此活塞杆6只能缓慢地向上移动，其移动的速度视进气孔的大小而定，可通过调节螺杆13进行调整。经过一定的延时后，活塞杆才能移动到最上端。这时通过杠杆7压动微动开关15，使其常闭触头断开，常开触头闭合，起到通电延时作用。 当线圈1断电时，电磁吸力消失，衔铁3在反力弹簧4的作用下释放，并通过活塞杆6将活塞12推向下端，这时橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜10、弱弹簧9和活塞12肩部所形成的单向阀，迅速地从橡皮膜上方的气室缝隙中排掉，微动开关15、16能迅速复位，无延时。 总结：时间继电器的触点动作情况 通电延时型——当吸引线圈通电后，其瞬动触点立即动作；其延时触点经过一定延时再动作。 当吸引线圈断电后，所有触点立即复位。 断电延时型——当吸引线圈通电后，所有触点立即动作。 当吸引线圈断电后，其瞬动触点立即复位；其延时触点经过一定 延时再复位。 （二）能耗制动的工作原理 能耗制动：电动机脱离三相交流电源后，定子绕组加一直流电压，即定子绕组通以直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动目的。 能耗制动控制方式又分： 时间原则控制——利用时间继电器控制 速度原则控制——利用速度继电器控制 1．识图：（见图2-2） （1）电路组成：主电路、控制电路 （2）主要元器件：转换开关、熔断器、交流接触器、热继电器、电源变压器、按钮、时间继电器、二极管整流桥 （3）原理分析： 主回路：合上QS→主电路和控制线路接通电源→变压器需经KM2的主触头接入电源（原边）和定子线圈（副边） 控制回路：
《三相异步电动机能耗制动控制线路的安装》“理实一体化” 课堂教学案例 电气工程系郝玉英 一、概述 （一）课程概述 《电机维修与控制》课程是根据农村电气化、电子电器应用与维修专业工作过程的实际需要来设计。三相异步电动机在各种电动机的应用中最广，需求量最大，在工业生产，农业机械化交通运输，国防工业等电力拖动装置中占有很大的比重，这是因为三相异步电动机具有结构简单，制造方便，价格低廉运行可靠等一系列优点，另外还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的转动要求。因此，三相异步电动机的技术在我国有极为广泛的发展前景。 本课程是电气专业的核心课程。主要内容有“常用低压电器的拆装与检测”、“三相异步电动机启动控制”、“三相异步电动机制动、调速控制”、“典型机床电气控制电路适读与检修”、“单相异步电动机的启动与调速控制”共五个项目的学习。每一个项目学习以典型的工作任务为基础，按照企业工作流程进行，包括接受工作任务——信息收集（知识补充）——制定计划——实施过程——任务评价五个环节，使学生既掌握了知识和技能，又实现了学生职业能力的培养，最终达到本课程的教学目的。 （二）本次学习任务简介 通过本节课的学习，使学生了解能耗制动的有关知识，知道能耗制动的优点和缺点，以及能耗制动在生产、生活中的应用。学会设计三相异步电动机能耗制动的控制电路安装，并且对此电路进行研究。了解能耗制动在社会生产过程中以及生活中的应用。对学生将来从事电气维修工作具有重大意义。 二、“理实一体化”教学设计思路 （一）设计理念 《三相异步电动机能耗制动控制线路的安装》运用行动导向教学的理念，遵循理实一体化的教学要求，通过查阅电工维修手册确认操作标准，严格遵循企业实际的工作流程标准，突出实践教学，始终贯穿以学生为主体、教师为主导的教学思想。通过电工维修手册和教师根据实训室情况自行拍摄的视频，融知识的学习为解决实操过程的问题，为实训提供理论依据和有效分工。通过理论与实践一体化的学习，学生在实际操作中变知识的学习为运用知识解决实际工作问题，达到学以致用的学习效果。 （二）设计思路
电机控制线路图大全 Y-△（星三角）降压启动控制线路-接触器应用接线图 Y-△降压启动适用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。由于方法简便且经济，所以使用较普遍，但启动转矩只有全压启动的三分之…，故只适用于空载或轻载启动。 Y-△启动器有OX3-13、Qx3—30、、Qx3—55、QX3—125型等。OX3后丽的数字系指额定电压为380V时，启动器可控制电动机的最大功率值(以kW计)。 OX3—13型Y-△自动启动器的控制线路如图11—11所示。（https://www.doczj.com/doc/7313725268.html,） 合上电源开关Qs后，按下启动按钮SB2，接触器KM和KMl线圈同时获电吸合，KM和KMl 主触头闭合，电动机接成Y降压启动，与此同时，时间继电器KT的线圈同时获电，I 星形—三角形降压起动控制线路
星形——三角形降压起动控制线路 星形——三角形（ Y —△）降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。 Y —△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。 １．按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路 图 2.19 （ a ）为按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路。线路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ， KM1 、 KM2 得电吸合， KM1 自锁，电动机星形起动，待电动机转速接近额定转速时，按下 SB2 ， KM2 断电、 KM3 得电并自锁，电动机转换成三角形全压运行。 ２．时间继电器控制 Y —△降压起动控制线路 图 2.19 （ b ）为时间继电器自动控制 Y —△降压起动控制线路，电路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ， KM1 、 KM2 得电吸合，电动机星形起动，同时 KT 也得电，经延时后时间继电器 KT 常闭触头打开，使得 KM2 断电，常开触头闭合，使得 KM3 得电闭合并自锁，电动机由星形切换成三角形正常运行。 图2定子串电阻降压起动控制线路
1.10 三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 1.反接制动控制 三相交流异步电动机的反接制动是通过改变定子绕 组中的电流相序，使其产生一个与转子旋转方向相 反的电磁力矩来实现的。对于单方向旋转的电动机， 当转速下降到零时，应迅速切断电动机电源，否则 电动机将反向转动。因此，在控制线路中应有检测 速度的元件。在反接制动时，电动机定子绕组流过 的电流相当于全压直接起动的两倍，因此在制动过 程中在定子线路中串入电阻以降低制动电流。
1.10 三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 右图为三相交流异 步电动机单向反接制 动控制线路。合上电 源开关QS，按下起动 按钮SB2，接触器 KM1线圈通电并自锁， 电动机起动，当转速 达到120r/min以上时， 速度继电器KV的常开 触点闭合，为制动做 好准备。
1.10 三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 需要停机时，按下停止复合按钮SB1，KM1断电其 主触点打开，KM2通电并自锁其主触点通过反接制 动电阻R，使电动机得到反相序电源，形成反接制 动。当转速下降至100r/min以下时KV的常开触点打 开，切断KM2线圈支路，使电动机断电，制动过程 结束。图中KM1和KM2之间有电气互锁。
1.10 三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 下图为三相交流异步电动机双向反接制动控制线路。 图中R既是反接制动电阻，也是起动限流电阻。KV1 和KV2分别是速度继电器KV的正转和反转常开触点。 合上电源开关QS，按下正转起动按钮SB2，中间继 电器K3得电并自锁，其常闭触点断开，K4线圈不能 得电，K3常开触点闭合，KM1线圈得电，KM1主触 点闭合，电动机串电阻降压起动。当电动机转速达到 一定值时，KV1闭合，K1得电自锁。这时由于K1、 K3的常开触点闭合，KM3得电，KM3主触点闭合，
任务五 三相异步电动机反接制动控制线路 远志精密五金加工厂的铣床原来采用电磁离合器制动，停车时间短，对设备的冲击较大，生产主管要求维修电工班改进现有的铣床制动系统，维修电工班接到任务后，查阅资料，研究新的制动方式。 1．熟悉三相异步电动机反接制动的工作原理。 2．理解速度继电器的结构和工作原理。 3．能识别和选用元器件，进行外观检查器件的好坏，核查其型号与规格是否符合任务书要求。掌握常见低压电器的图形符号、文字符号、组成结构；控制器件的动作过程、控制原理。 4．能识读电气原理图，正确分析工作原理和过程。 5．能识读安装图、接线图，明确安装要求，确定元器件、电动机等安装位置，确保正确连接线路。按图纸、工艺要求、安全规范和设备要求，安装元器件，按图接线，实现控制线路的正确连接。 6．能正确使用仪表进行测试检查，验证电路安装的正确性，并能修正装接的错误点。按照安全操作规程正确通电试车。 7. 客观地进行考核评价，选出优秀的安装方案和优秀协作团队。 8．按照实训室管理规定，整理工具，清理施工现场。 学习情境一 三相异步电动机反接制动控制线路的认识 1． 能通过阅读工作任务单, 明确工作内容、工时和工艺等要求。 2． 了解速度继电器的的结构组成、工作原理。 3． 能识读三相异步电动机反接制动控制线路的电气控制原理图，并分析工作原理。 学习目标 任务描述 学习目标
维修电工班成员研究发现对于铣床这一类的机床主轴制动控制，其制动要求迅速， 且系统惯性较大，可以采用反接制动。 一、反接制动原理 在电动机断开电源停车时，若迅速将三相电源线任意两相对调，就会使得旋转磁场反向， 转矩方向亦随之改变，但转子由于惯性仍按原方向转动，所以电动机因转矩方向与旋转方向相反而处于制动状态，这种制动称为反接制动。图5-1-1所示线路为反接制动原理图。 PE QS 正转运行反接制动 L1 L2 L3 M 3~N S n F F n1 a) b) -电动机原转向 -旋 转磁场方向n n1U V W 图5-1-1 反接制动原理图 线路工作原理分析：图5-1-1（a ）中QS 为倒顺开关，当QS 向上投合时，通入定子绕组的电源相序为L1—U 、L2—V 、L3—W 相, 电动机单向正常运行；当电动机需停车时，先拉开关QS ，使电动机的三相电源断开，随后，将开关QS 迅速向下投合，通过开关对调电源线为L1—V 、L2—U 相，此时旋转磁场方向因电源相序改变而反向，转子因惯性而仍按原方向旋转，此时产生的转矩方向与电动机原转子转动方向相反，对电动机起制动作用，电动机速度迅速减慢直至为零值。但如果开关在反接制动位置停留时间过长而没有及时分断，则电动机又将进入反转状态。为了避免这种现象，在实用电路中，一般都采用速度继电器进行反接制动的自动控制。 二、自动控制的反接制动工作原理 1. 动作流程图 知识准备 合上电源开关 按下启动按钮 按下停止按钮 电机制动 制动结束
机械制动的优点就是简单，实用，电制动一般都是反向制动。 机械制动一般采用电磁抱闸制动，体积大，占用一定空间，抱闸阻力材料容易磨损。选用能耗制动效果较佳，制动晨间极短。 能耗制动与反接制动都属于电动机快速停车的电气制动方法，它们都是当电动机停止时，在电动机上外接一个电源，产生一个与原转动方向相反的电磁制动转矩，迫使电动机迅速停转。 区别： （1）定义：能耗制动是在切除三相交流电源之后，定子绕组通入直流电流，在定转子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动导体切割该磁场，形成感应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而制动。制动结束后将直流电源切除。 反接制动靠改变定子绕组中三相电源的相序，产生一个与转子惯性转动方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停下来，制动到接近零转速时，再将反相序电源切除。 （2）优缺点： 反接制动制动转矩大，制动效果显著，但制动时有冲击，制动不平稳，而且能量损耗大。 能耗制动与反接制动相比，制动平稳，准确，能量消耗小，但制动力矩较弱，特别在低速时制动效果差，并且还需要提供直流电源。 太原煤炭气化公司是一个大型煤化工企业，移动的生产设备使用的比
较多。例如3座焦炉就有14台大型电机车，且走行机构均为双电机进行，由于生产工艺的要求，这些生产设备均需要制动迅速、对位准确，但现行的停车手段有机械制动和电气制动，以后者居多，却只有电磁抱闸和反接制动，实际生产中制动的效果与工艺的要求存在着差距，有必要对电气制动进行研究改进。 制动方式的比较分析 机械制动：机械制动的优点是它的安全性和可靠性较高，不会因电网电源的中断或电气线路的故障而影响到制动;缺点是制动装置的体积比较大，要求制动时间愈短，冲击振动就愈大，停位准确性低。反接制动：反接制动的优点是没有抱闸机构，制动转矩大且迅速，实现制动比较容易;缺点是制动时冲击大，对机构的传动部件损坏大，且制动电流是电机额定电流的3-5倍，对定子绕组、接触器主触头和配电线路的危害很大，增加维护量并严重缩短电器设备使用寿命，频繁制动对位时能量损耗也相当大。 能耗制动：能耗制动的优点是制动转矩平滑，能随时改变制动转矩，可以使生产机械可靠停止，最适合用于经常起动、频繁逆转并要求迅速停车的生产机械;缺点是能量不能回馈电网，还需增加一直流电源。 据测试结果，电动机能耗制动过程的电能损耗仅为反接制动过程的三分之一左右，对于起制动频繁的异步电机，如果采用反接制动时会发热严重，甚至能烧毁电机，而能耗制动和机械制动能保证电机在正常运转时的发热在允许范围之内。综合比较后知道，能耗制动具有机械
三相异步电动机的制动控制线路（一） 许多机床，如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，都要求能迅速停车和准确定位。三相异步电动机从切断电源到安全停止旋转，由于惯性的关系总要经过一段时间，这样就使得非生产时间拖长，影响了劳动生产率，不能适应某些生产机械的工艺要求。在实际生产中，为了保证工作设备的可靠性和人身安全，为了实现快速，准确停车，缩短辅助时间，提高生产机械效率，对要求停转的电动机采取措施，强迫其迅速停车，这就叫“制动”。制动停车的方式有两大类:即机械制动和电气制动。机械制动有电磁抱闸制动、电磁离合器制动等；电气制动有反接制动、能耗制动、回馈制动等,它实质是使电动机产生一个与原来转子的转动方向相反的制动转矩。机床中经常应用的电气制动是反接制动和能耗制动。 一、机械制动控制线路 1、电磁抱闸制动线路 电磁抱闸制动是机械制动，其设计思想是利用外加的机械作用力，使电动机迅速停止转动。由于这个外加的机械作用力，是靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制动轮来产生的，所以叫做电磁抱闸制动。电磁抱闸制动又分为两种，即断电电磁抱闸制动和通电电磁抱闸制动。 （1） 断电电磁抱闸制动 制动闸平时一直处于“抱住”状态。 图1 断电电磁抱闸制动控制线路 图1是断电电磁抱闸制动的控制线路原理图。图中1是电磁铁，2是制动闸，3是制动轮，4是弹簧。制动轮通过联轴器直接或间接与电动机主轴相连，电动机转动时，制动轮也跟着同轴转动。
线路工作原理为： ?合上电源开关QS。 ?按下起动按钮SB，接触器KM1得电吸合，电磁铁绕组接入电源，电磁铁芯向上移动，抬起制动闸，松开制动轮。 ?KM1得电后，KM2顺序得电，吸合，电动机接入电源，起动运转。 ?按下停止按钮SB1，接触器KM1、KM2失电释放，电动机和电磁铁绕组均断电，制动闸在弹簧作用下紧压在制动轮上，依靠磨擦力使电动机快速停车。 ?由于在电路设计时是使接触器KM1和KM2顺序得电，使得电磁铁线圈YA先通电，待制动闸松开后，电动机才接通电源。这就避免了电动机在起动前瞬时出现的“电动机定子绕组通电而转 子被掣住不转的短路运行状态”。这种断电抱闸制动的结构形式，在电磁铁线圈一旦断电或 未按通时电动机都处于制动状态，故称为断电抱闸制动方式。 ?这种控制线路不会因网络电源中断或电气线路故障而使制动的安全性和可靠性受影响。但电动机制动时，其转轴不能转动，也不便调整；而当电机正常运转时，KM1和电磁线圈长期通电。 （2）通电电磁抱闸制动 制动闸平时一直处于“松开”状态。图2是通电电磁抱闸制动控制线路原理图。 图2通电电磁抱闸制动控制线路 线路工作原理为： ?按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，电动机起动运行。 ?按停止按钮SB1，接触器KM1失电复位，电动机脱离电源。 ?接触器KM2线圈得电吸合，电磁铁线圈通电，铁芯向下移动，使制动闸紧紧抱住制动轮，同时时间继电器KT得电。 ?当电动机惯性转速下降至零时，时间继电器KT的常闭触点经延时断开，使KM2和KT线圈先后失电，从而使电磁铁绕组断电，制动闸又恢复了“松开”状态。 电磁抱闸制动的优点是制动力矩大，制动迅速，安全可靠，停车准确。其缺点是制动愈快，冲击振动就愈大，对机械设备不利。由于这种制动方法较简单，操作方便，所以在生产现场得到广泛应用，电磁抱闸制动装置体积大，对于空间位置比较紧凑的机床一类的机械设备来说，由于安装困难，故采用较少。至
反接制动 图 制动问题 在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。 实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。 电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。 现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。 电机反接制动 (1)电压反接制动 电动机拖动恒转矩负载运行。 通过反接闸刀把电源突然反接，同时在电枢支路串入限流电阻R，限制并消耗由于制动产生的大电流。 n=-UN/(CeΦN)-(Ra+R)T/(CeCTΦN2) 如图所示，工作点A→B→C,在C点时，n=0。这时应将电源切掉。在B→C 的过程中转速为正，电磁转矩为负，起制动作用。 如果在C点时，电动机的转矩大于负载转矩(绝对值)而没有切除电源，则电动机在电磁转矩作用下将反向起动，作为反转的电动机运行。如图中的D点。 对于频繁正反转的电力拖动系统，常采用这种先反接制动停车，再反向起动的运行方式，达到迅速制动并反转的目的。对于要求准确停车的系统，采用能耗制动较为方便。
(2)电势反接制动（倒拉反转运行） 他励电动机拖动位能性恒转矩负载运行。 电枢支路突然串入较大的电阻，则工作点A→B→C→D，D点位于第iv 象限，转速为负，电磁转矩为正，属于制动运行。 在C点后，负载转矩大于电磁转矩，转速反向，感应电势也反向，所以称为电势反接制动。 这种运行方式通常用在起重设备低速下放物体的场合。电动机的电磁转矩起制动作用，限制了重物的下放速度。 三相异步电机反接制动 在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。反接制动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动电源，否则电动机会反转。实际控制中采用速度继电器来自动切除制动电源。 反接制动控制电路如图所示。其主电路和正反转电路相同。由于反接制动时转子与旋转磁场的相对转速较高，约为启动时的2倍，致使定子、转子中的电流会很大，大约是额定值的10倍。因此反接制动电路增加了限流电阻R。KM1为运转接触器，KM2为反接制动接触器，KV为速度继电器，其与电动机联轴，当电动机的转速上升到约为100转／分的动作值时．KV 常开触头闭合为制动作好准备。 反接制动分析：停车时按下停止按钮SB2，复合按钮SB2的常闭先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为反接制动作好准备，后接通KM2线圈(KV常开触头在正常运转时已经闭合)，其主触头闭合，电动机改变相序进入反接制动状态，辅助触头闭合自锁持续制动，当电动机的转速下降到设定的释放值时，KV触头释放，切断KM2线圈，反接制动结束。 一般地，速度继电器的释放值调整到90转／分左右，如释放值调整得太大，反接制动不充分；调整得太小，又不能及时断开电源而造成短时反转现象。 反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。因此适用于l0kw以下小容量的电动机制动要求迅速、系统惯性大，不经常启动与制动的设备，如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动控制。
技工学校生产实习课教案纸（首页）共14页第 1 页 课题电动机反接制动控制线路审阅签名审阅日期 授课日期 年月日至年月日 第周星期第节至第周星期第节 授课时数18学时 教学目的1.让学生了解什么是制动、为什么要制动、制动的场合要求；； 1.让学生了解速度继电器的结构、动作特点及应用； 2.使学生掌握电动机反接制动控制线路的安装与调试。 教学方法讲授法、演示法、练习法教学重点电路安装与调试 教学难点速度继电器的动作与应用特点 预习 及 课后作业 预习《电力拖动控制线路与技能训练第四版》P175～P193 小题分析实习电路的工作原理，思考：P192习题2-6<1、2> 课前准备内容图 样 电动机双向反接制动控制线路原理图 器 材 电力拖动控制板（每个学生一套）、BV-1/1.13线、电动机、低压电器备件 工 量 具 万用表、测电笔、旋具、钳子
技工学校生产实习课教案纸（次页） 第2 页教学环节内容要点时间 组织教学 检查学生出勤、佩戴校卡、教室卫生情况；检查实习器材、工具仪表准备情况； 安全用电教育。 全程 入门指导 讲 解 要 点 1.电动机制动的应用场合 2.电动机制动方式及原理分析 3.反接制动与能耗制动的比较 4.反接制动的特点分析 5.速度继电器的构造、原理及使用 6.实习电路及安装要求 3学时 演 示 模拟速度继电器触头的动作，反接制动的过程10min 布置 练习 见教案P135min 巡回指导1.布线与接线工艺。 2.速度继电器的电路接入点。 3.线路检查方法。 4.通电操作监护及指导。 14学时 结束指导书面作业及实操作业质量分析1学时
技工学校生产实习课教案纸（续页）第3 页 时间分配 及备注 入门指导内容及步骤 复习、总结：10min 新课课前提问：10min 新课引入：2min 举例说明制动应用场合：5min 复习： 时间继电器自动控制Y--△降压启动线路 总结：Y--△降压启动线路的要点 新课：课堂提问：电动机为什么要采取制动？ 引入： 三相异步电动机切断电源后，由于惯性，总要经过一段时间才能完全停止。为缩短时间，提高生产效率和加工精度，要求生产机械能迅速准确地停车。采取一定措施使三相异步电动机在切断电源后迅速准确地停车的过程，称为三相异步电动机制动。三相异步电动机的制动方法分为机械制动和电气制动两大类. 一、电动机制动的应用场合 电机制动是电机控制中经常遇到的问题，一般电机制动会出现在两种不同的场合，一是为了达到迅速停车的目的，以各种方法使电机旋转磁场的旋转方向和转子旋转方向相反，从而产生一个电磁制动转矩，使电机迅速停车转动；另一是在某些场合，当转子转速超过旋转磁场转速时，电机也处于制动状态。
电动机反接制动
他励直流电动机反接制动仿真 一、工作原理 直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动和倒拉反接制动。电压反向反接制动作用用于电动机的快速停机，而倒拉反接制动用于低速下放位能负载。反接制动就是通过调换电动机电枢电压方向以改变电枢电流方向，从而使电动机的电磁转矩方向发生改变，最终实现电动机制动。 当电动机在电动运转状态下以稳定的转速n 运行时候，如图1-1所示，为了使工作机构迅速停车，可在维持励磁电流不变的情况下，突然改变电枢两端外施电压的极性，并同时串入电阻，如图1-2所示。由于电枢反接这样操作，制动作用会更加强烈，制动更快。电机反接制动时候，电网供给的能量和生产机械的动能都消耗在电阻Ra+Rb 上面。 E Uf ( a )电动状态 图1-1 制动前的电路图
E Uf (b)制动状态 图1-2 制动后的电路图 同时也可以用机械特性来说明制动过程。电动状态的机械特性如下图三的特性1 n 与T 的关系为 T C C R C U C I R U C E n I R U E I C T n C T E a E a E a a a E a a a a T E 2 E Φ-Φ=Φ-=Φ= -=Φ=Φ= 电压反向反接制动时，n 与T 的关系为 其机械特性如图1-3中的特性2。设电动机拖动反抗性恒转矩负载，负载特性如图1-3中的特性3。 )(2 T C C R R C U n T E b a E a Φ+-Φ-=
T T L n 231 b a c o n o T L 图1-3 反接制动迅速停机过程 制动前，系统工作在机械特性1与负载特性3的交点a 上，制动瞬间，工作点平移到特性2上的b 点，T 反向，成为制动转矩，制动过程开始。在T 和L T 的共同作用下，转速n 迅速下降，工作点沿特性2由b 移至c 点，这是0=n ，应立即断开电源，使制动过程结束。否则电动机将反向起动，到d 点去反向稳定运行。 电压反向反接制动的效果与制动电阻b R 的大小有关，b R 小，制动过程短，停机快，但制动过程中的但制动过程中的最大电枢电流，即工作于b 点时的电枢电流ab I 不得超过aN a I I )0.25.1(max -=。由图1-3可知，只考虑绝对值时 b ab I R R E U a b a ++= 式中，E b =E a 。由此求得电压反接制动的制动电阻为 a a b a b R I E U R -+≥ max
三相异步电动机的制动控制线路 某些生产机械，如车床等要求在工作时频繁的起动与停止；有些工作机械，如起重机的吊勾需要准确定位，这些机械都要求电动机在断电后迅速停转，以提高生产效率和保护安全生产。电动机断电后，能使电动机在很短的时间内就停转的方法，称作制动控制。制动控制的方法常用的有二类，即机械制动与电力制动，下面将这两种制动方法介绍如下。 一、机械制动 机械制动是利用机械装置，使电动机迅速停转的方法，经常采用的机械制动设备是电磁抱闸，电闸抱闸的外形结构如图21801所示。 电磁抱闸主要由两部分构成：制动电磁铁和闸瓦制动器。制动电磁铁由铁芯和线圈组成；线圈有的采用三相电源，有的采用单相电源；闸瓦制动器包括：闸瓦，闸轮，杠杆和弹簧等。闸轮与电动机装在同一根转轴上.制动强度可通过调整弹簧力来改变。 一）电磁抱闸制动控制线路之一 电磁抱闸制动控制线路之一如图21802所示： 电磁抱闸制动控制线路的工作原理简述如下: 接通电源开关QS后，按起动按钮SB2，接触器KM线圈获电工作并自
锁。电磁抱闸YB线圈获电，吸引衔铁（动铁芯），使动、静铁芯吸合，动铁芯克服弹簧拉力，迫使制动杠杆向上移动，从而使制动器的闸瓦与闸轮分开，取消对电动机的制动；与此同时，电动机获电起动至正常运转。当需要停车时，按停止按钮SB1，接触器KM断电释放，电动机的电源被切断的同时，电磁抱闸的线圈也失电，衔铁被释放，在弹簧拉力的作用下，使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动，迅速停止转动。 电磁抱闸制动，在起重机械上被广泛应用。当重物吊到一定高度，如果线路突然发生故障或停电时，电动机断电，电磁抱闸线圈也断电，闸瓦立即抱住闸轮使电动机迅速制动停转，从而防止了重物突然落下而发生事故。 二）电磁抱闸制动控制线路之二 采用图21802控制线路，有时会因制动电磁铁的延时释放，造成制动失灵。 造成制动电磁铁延时的主要原因：制动电磁铁线圈并接在电动机引出线上(参见图2－71)。电动机电源切断后，电动机不会立即停止转动，它要因惯性而继续转动。由于转子剩磁的存在，使电动机处于发电运行状态，定子绕组的感应电势加在电磁抱闸YB线圈上。所以当电动机主回路电源被切断后，YB线圈不会立即断电释放，而是在YB线圈的供电电流小到不能使动、静铁芯维持吸合时，才开始释放。 解决上述问题的简单方法是；在线圈YB的供电回路中串入接触器KM
教案首页 系别数控汽车教师肖振兴班级G12机电课型一体化课时 2 周次 2 日期2016.2.29 地点G12教室/电工实验室课题（章）第二单元电动机的基本控制线路及其安装、调适与维修 子课题（节）课题12 三相笼型异步电动机的机械制动控制线路 教学目标掌握电磁抱闸制动器的构成、工作原理，并能正确熟练地进行安装、调试与维修 教学重点及 难点1、重点：三相笼型异步电动机机械制动的工作原理。 2、难点：三相笼型异步电动机机械制动控制线路安装、调试及故障检修 教学方法讲授、演示、实操 教学器材及设 备低压电器原件（熔断器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、按钮、），常用电工工具，导线，万用表 课后小结 审核人：日期：
【新课引入】（时间：2分） 同学们观看图片资料，结合日常生活和实际生产活动展开新课 【新课讲授】（时间：30分） 三相笼型异步电动机的机械制动控制线路 所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停止转动（或限速），一般采用的方法有电力制动与机械制动两种。 一、电磁抱闸制动 1、电磁抱闸制动器 电磁抱闸制动器 MZD1系列交流单相制动电磁铁 TJ2系列闸瓦制动器 电磁抱闸制动器结构示意图 1－线圈 2－衔铁 3－铁心 4－弹簧 5－闸轮 6－杠杆 7－闸瓦 8－轴教师 活动 讲授 演示 具体 讲述 电气 原理 图工 作原 理 学生 活动 提问 认真 做好 相关 笔记
电磁铁和制动器的型号及其含义： 制动电磁铁由铁芯、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等部分。电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。断电制动型的工作原理是：当制动电磁铁的线圈得电时，制动器的闸瓦与闸轮分开，无制动作用；当线圈失电时，制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮制动。通电制动型的工作原理是：当制动电磁铁的线圈得电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，制动器的闸瓦与闸轮分开，无制动作用。 2、电磁抱闸制动器断电制动控制线路 电磁抱闸制动器工作原理示意图 1－弹簧 2－衔铁 3－线圈 4－铁心 5－闸轮 6－闸瓦 7－杠杆教师 活动 讲授 演示 学生 活动 认真 做好 相关 笔记
变频器电路中的制动控制电路 一、为嘛要采用制动电路？ 因惯性或某种原因，导致负载电机的转速大于变频器的输出转速时，此时电机由“电动”状态进入“动电”状态，使电动机暂时变成了发电机。一些特殊机械，如矿用提升机、卷扬机、高速电梯等，风机等,当电动机减速、制动或者下放负载重物时，因机械系统的位能和势能作用，会使电动机的实际转速有可能超过变频器的给定转速，电机转子绕组中的感生电流的相位超前于感生电压，并由互感作用，使定子绕组中出现感生电流——容性电流，而变频器逆变回路IGBT两端并联的二极管和直流回路的储能电容器，恰恰提供了这一容性电流的通路。电动机因有了容性励磁电流，进而产生励磁磁动势，电动机自励发电，向供电电源回馈能量。这是一个电动机将机械势能转变为电能回馈回电网的过程。 此再生能量由变频器的逆变电路所并联的二极管整流，馈入变频器的直流回路，使直流回路的电压由530V左右上升到六、七百伏，甚至更高。尤其在大惯性负载需减速停车的过程中，更是频繁发生。这种急剧上升的电压，有可能对变频器主电路的储能电容和逆变模块，造成较大的电压和电流冲击甚至损坏。因而制动单元与制动电阻（又称刹车单元和刹车电阻）常成为变频器的必备件或首选辅助件。在小功率变频器中，制动单元往往集成于功率模块内，制动电阻也安装于机体内。但较大功率的变频器，直接从直流回路引出P、N端子，由用户则根据负载运行情况选配制动单元和制动电阻。 一例维修实例： 一台东元7300PA 75kW变频器，因IGBT模块炸裂送修。检查U、V相模块俱已损坏，驱动电路受强电冲击也有损坏元件。将模块和驱动电路修复后，带7.5kW电机试机，运行正常。即交付用户安装使用了。 运行约一个月时间，用户又因模块炸裂。检查又为两相模块损坏。这下不敢大意了，询问用户又说不大清楚。到用户生产现场，算是弄明白了损坏的原因。原来变频器的负载为负机，因工艺要求，运行三分钟，又需在30秒内停机。采用自由停车方式，现场做了个试验，因风机为大惯性负荷，电机完全停住需接近20分钟。为快速停车，用户将控制参数设置为减速停车，将减速时间设置为30秒。在减速停车过程中，电机的再生电能回馈，使变频器直流回路电压异常升高，有时即跳出过电压故障而停机。用户往往实施故障复位后，又强制开机。正是这种回馈电能，使直流回路电压异常升高，超出了IGBT的安全工作范围，而炸裂了。
教学过程与内容要点： （一）复习 讲评作业 （二）新课讲授 一、能耗制动原理 当电动机切断电源后，立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，迫使电动机立即停转的方法叫能耗制动。 制动原理： 能耗制动原理图如下所示。 当电动机停转后，立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，惯性运转的电动机转子切割直流电产生的静止磁场的磁力线而在转子绕组中产生感应电流，感应电流与静止磁场相互作用产生与电动机转动方向相反的电磁力矩，使电动机受制动迅速停转。 二、能耗制动特点 能耗制动虽然制动准确、平稳，且能量消耗较小，但需附加直流电源装置，制动力较弱，在低速时制动力矩小。能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合。 三、单向启动能耗制动控制电路 1、无变压器单相半波整流控制电路
电路组成：电路图如下所示。 工作原理： 1）启动原理：（由学生分析）。 2）制动原理：（学生分析后老师归纳）。 按下停止按钮，常闭先分断，KM1失电触头复位，电动机断电惯性运行。常开后闭合，KM2、KT得电，KM2常开触头与主触头闭合，KT瞬时动作常开触头闭合，电动机能耗制动迅速停转。制动结束后，KT延时分断常闭触头延时分断，切断能耗制动直流电源。 无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制电路 KT常开触头的作用：KT出现线圈断线或机械卡住不会动作时，能使电动机制动结束后脱离直流电源。（强调） （2）有变压器单向桥式整流控制电路 电路性能特点：制动力矩比半波整流平稳，且大小可在一定范围内调节，
整流变压器的一次侧与直流侧同时切换，有利于提高触头的使用寿命。 课堂练习： 1、设计单向启动能耗制动控制线路（不能看书抄） 2、课堂问答相关知识 1）简述能耗制动与反接制动的区别与联系 联系：能耗制动与反接制动都属于电动机快速停车的电气制动方法，它们都是当电动机停止时，在电动机上外接一个电源，产生一个与原转动方向相反的电磁制动转矩，迫使电动机迅速停转。 区别： （1）定义：能耗制动是在切除三相交流电源之后，定子绕组通入直流电流，在定转子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动导体切割该磁场，形成感 应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而制动。制动结束后将直流电源 切除。 反接制动靠改变定子绕组中三相电源的相序，产生一个与转子惯性转动方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停下来，制动到接近零转速时，再将反相 序电源切除。 （2）优缺点： 能耗制动制动平稳，并且可以准确停车，应用广泛。反接制动的优点是制动转矩大，制动效果显著，但制动不平稳，而且能量损耗大。 课堂小结：归纳能耗制动原理及实现方法、适用场合、制动特点。
电动机全波能耗制动控制电路（附图）电动机全波能耗制动控制电路原理图 很多生产机械都希望在停车时有适当的制动作用，使运动部件迅速停车。停车制动有机械制动和电气制动等多种方法。能耗制动是一种应用很广泛的一种电气制动方法。 能耗制动就是将运行中的电动机，从交流电源上切除并立即接通直流电源，在定子绕组接通直流电源时，直流电流会在定子内产生一个静止的直流磁场，转子因惯性在磁场内旋转，并在转子导体中产生感应电势有感应电流流过。并与恒定磁场相互作用消耗电动机转子惯性能量产生制动力矩，使电动机迅速减速，最后停止转动。 1、合上空气开关QF接通三电源 2、按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，主触头闭合电动机接入三相电源而启动运行。 3、当需要停止时，按下停止按钮SB1，KM1线圈断电，其主触头全部释放电动机脱离电源。 4、此时，接触器KM2和时间继电器KT线圈通电并自锁，KT开始计时KM2主触点闭合将直流电源接入电动机定子绕组，电动机在能耗制动下迅速停车。 另外，时间继电器KT的常闭触点延时断开时接触器KM2线圈断电，KM2常开触点断开直流电源，脱离电源及脱离定子绕组，能耗制动及时结束，保证了停止准确。 5、该电路的过载保护由热继电器完成 6、互锁环节： ⑴KM2常闭触点与KM1线圈回路串联，KM1常闭触点与KM2线圈回路串联。
保证了KM1与KM2线圈不可能同时通电，也就是在电动机没脱离三相交流电源时，直流电源不可能接入定子绕组。 ⑵按纽SB1的常闭触点接入KM1线圈回路，SB1的常开触点接入KM2线圈回路，这是按纽互锁也保证了KM 1、KM2不可能同时通电，与上面的互锁触点起到同样作用。 7、直流电源采用二极管单相桥式整流电路，电阻R用来调节制动电流大小，改变制动力的大小。 电动机全波能耗制动控制接线示意图
《机床电气线路安装与维修》电子教案（项目六） 【项目名称】 三相异步电动机制动控制电路的安装与调试 【教学目标与要求】 一、知识目标 1．了解速度继电器的结构，理解其工作原理； 2. 理解三相异步电动机制动控制电路工作原理； 3．掌握制动概念。 二、能力目标 1．能够识别、选择、安装、使用速度继电器； 2．三相异步电动机反接制动控制电路线路安装与调试； 3. 电路一般故障排除 三、素质目标 1. 培养学生解决实际问题的工作能力； 2. 具备安全生产和环保意识等职业素养。 四、教学要求 学会三相异步电动机制动控制电路安装、调试及一般故障排除。 【教学重点】 速度继电器的文字和图形符号、使用及故障检测方法，制动的概念，三相异步电动机制动控制电路安装、调试及一般故障排除。 【难点分析】 三相异步电动机制动控制电路分析，故障原因及排除。 【分析学生】 1．具备识读电路图的能力和基本操作技能； 1
2．能熟练使用电工常用仪器仪表和工具； 3．学生对低压电器比较熟悉，但还需要通过电路安装、调试来进一步熟悉低压电器。【教学设计思路】 教学方法：演示法、讲练法、归纳法；做中教、做中学、做中评。 【教学资源】 常用低压电器、常用电工仪器仪表、常用电工工具；维修电工实训装置。 【教学安排】 利用6学时完成本项目 教学步骤：教师演示常用电工仪器仪表、常用电工工具使用方法，讲解常用低压电器工作原理及使用方法；讲解三相异步电动机制动控制电路工作原理；学生分组进行线路的安装、调试，独立完成故障排除，教师指导安装、调试、排故并评定学生成绩。 【教学过程】 一、复习旧课 已学的低压电器；常用电工仪器仪表及电工工具的使用方法；电路安装、调试、故障排除的方法；元器件安装、线路布线及检查的方法。 二、导入新课 当电动机需要停机时，就要断开电源，但是由于电动机转子转动的惯性作用，电动机不会马上停止转动，而是需要转动一段时间才会完全停下来。这种情况对于那些需要电动机立即停止的生产机械是不适宜的，比如万能铣床需要立即停转、起重机吊钩需要准确定位等，另外停车需要的时间长也会使生产效率下降。为了满足生产机械的即时停车和提高生产效率，就需要对电动机进行制动。本项目学习三相异步电动机制动控制电路的安装、调试、运行及故障排除。 三、新课教学 1．元器件的认识、安装与使用 掌握速度继电器的文字符号和图形符号，了解其工作原理，学会安装与使用方法。 2
可编程序控制器 课程设计报告 学校：哈尔滨理工大学荣成学院院系：电气信息系 专业班级 学号： 姓名：
电动机可逆运行反接制动的控制电路的 PLC 程序设计 一、任务要求 1、 分析电动机可逆运行、反接制动的控制电路，做出程序框图，根 据电气控制原理图做出I/O 地址分配图，做出PLC 硬件接线图。 2、 将电气控制电动机的可逆运行、反接制动的控制电路改造成 PLC 控制，用S7— 200编写可你运行、反接制动PLC 程序梯形图。 3、 按照电路图接好PLC 控制电动机可逆运行、反接制动的控制电路 的电路板。 4、利用实验室现有可编程控制器进行模拟实验 】、系统总体方案 1、工作原理图: 图1 电气控制电动机的可逆运行、反接制动的控制线路 v V 0 甲 电子开发社区 https://www.doczj.com/doc/7313725268.html,
2、线路工作原理: 1）正向起动控制过程 按下起动按钮SB2中间继电器KA3线圈通电动做并自锁，K3的动合触点闭合使接触器KM1线圈通电，KM1的主触点闭合，电动机在定子绕组串电阻R环境降降压起动。当转速上升到必定值时，速率继电器KS动做，动合触点KS1闭合，中间继电器KA1线圈通电动做并自锁，KA1的动合触点闭合，KM3线圈通电动做，KM3的动合主触点闭合，切除电阻R电动机在全电压下正转运行。 2）停机控制过程 按停机按钮SB1, KA3及KM1线圈相继断电，触点复位，电动机正向 电源被断开，因为电动机转速还较高，速率继电器KS1的动合触点KS1仍闭合，中央继电器KA1线圈保持通电状态。KM1断电后，动断触电的闭合使反转接触器KM2线圈通电，接通电动机反向电源，进行反接制动。同时，因为中央继电器KA3线圈断电，接触器KM3断电，电阻R被串进主电路，限定了反接制动电流。电动机转速迅速下降，当转速降到小于100r/min时，KS1的动合触点KS1断开复位，KA1线圈断电，KM2线圈也断电，反接制动完毕。 3）反向启动控制过程 按反背起动按钮SB3其起动过程和停机过程和正转时相似。 三、PLC型号选择及其PLC元器件分布 1、PLC型号选择CPU224