扬州大学
专业软件应用综合设计报告
学院级专业
题目异步电动机综合仿真设计四学生学号
指导教师
年月日
目录
1 引言 (3)
2 设计依据及框图 (4)
2.1 设计平台 (4)
2.2 设计思想 (6)
2.3 设计结构框图或流程图 (10)
2.4 各模块功能简介 (11)
3 软件调试分析 (14)
3.1 自然制动 (14)
3.2 能耗制动 (17)
3.3 反接制动 (21)
3.4 回馈制动 (24)
4 结语 (27)
4.1 结论与讨论 (28)
参考文献 (29)
致谢 (29)
异步电机综合仿真设计四
摘要：异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点，在日常生活中得到广泛的使用。目前，电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂，而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件，可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上，应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型；在加入相同的三相电压和转矩的条件下，使用实际电机参数，与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。
本次课程设计对异步电动机的四种制动方式进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。
经分析后，表明模型的搭建是合理的。因此，本设计将结合MATLAB的特点，对三相异步电机进行建模和仿真，并通过实际的电动机参数，对建立的模型进行了验证。
关键字：SIMULINK，异步电机，制动参数，MATLAB
1 引言
由于生产机械的不断更新和发展，对电动机的起动性能也提出了越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。相比之下，三相异步交流电动机拥有延长设备的使用寿命，有强大的降噪能力，操作智能化，维护简便、通用性强等众多特性,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。
1985年，由Depenbrock教授提出的直接转距控制理论将运动控制的发展向前推进了一大步。接着1987年把它又推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术，它无需将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化，不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。它只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，强调对电机的
转距进行直接控制，省掉了矢量旋转变换等复杂的变换与计算。直接转距控制从一诞生，就以新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的静、动态性能受到人们的普遍关注。
系统建模与仿真一直是各领域研究、分析和设计各种复杂系统的有力工具。建模可以超越理想的去模拟复杂的现实物理系统；而仿真则可以对照比较各种控制策略和方案，优化并确定系统参数。长期以来，仿真领域的研究重点是放在仿真模型建立这一环节上，即在系统模型建立以后，设计一种算法，以使系统模型为计算机所接受，然后再将其编制成计算机程序，并在计算机上运行。显然，为达到理想的目的，在这一过程中编制与修改仿真程序十分耗费时间和精力，这也大大阻碍了仿真技术的发展和应用。近年来逐渐被大家认识的Matlab 语言则很好的解决了这个问题。
本实验的目的是通过MATLAB的仿真实验，了解异步电机的运行情况。
1.掌握SIMULINK仿真环境常用模块库和电力系统模块库；
2.对鼠笼式异步电动机自然制动进行仿真设计；
3.对鼠笼式异步电动机能耗制动进行仿真设计；
4.对鼠笼式异步电动机反接制动进行仿真设计；
5.对鼠笼式异步电动机回馈制动进行仿真设计；
2 设计依据及框图
2.1 设计平台
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
本次实验主要使用MATLAB 7.0版本。利用Simulink仿真模块进行异步电机的制动仿真实验。
MATLAB系统可分为五个部分:
MATLAB语言:这是一种高级矩阵语言，其有着控制流程状态，功能，数据结构，输入输出及面向对象编程的特性。它既有“小型编程”的功能，快速建立小型可弃程序，又有“大型编程”的功能，开发一个完整的大型复杂应用程序。
MATLAB的工作环境：这是一套工具和设备方便用户和编程者使用MATLAB。它包含有在你的工作空间进行管理变量及输入和采集数据的设备。同时也有开发，管理，调试，
( profiling M-files， MATLAB’s applications。)的系列工具。
图形操作：这是MATLAB的图形系统。它包含有系列高级命令，其内容包括二维及三维数据可视化，图形处理，动画制作，表现图形。同时它也提供低级命令便于用户完全定制图形界面并在你的MATLAB软件中建立完整的用户图形界面。
MATLAB数据功能库：它拥有庞大的数学运算法则的集合，包含有基本的加，正弦，余弦功能到复杂的求逆矩阵及求矩阵的特征值， Bessel功能和快速傅立叶变换。
MATLAB应用程序编程界面：这是一个允许你在MATLAB界面下编写C和Fortran程序的库。
它方便从MATLAB中调用例程(即动态链接)，使MATLAB成为一个计算器，用于读写
MAT-files。
Simulink概述：Simulink是用于仿真建模及分析动态系统的一组程序包，它支持线形和非线性系统，能在连续时间，离散时间或两者的复合情况下建模。系统也能采用复合速率，也就是用不同的部分用不同的速率来采样和更新。
Simulink提供一个图形化用户界面用于建模，用鼠标拖拉块状图表即可完成建模。在此界面下能像用铅笔在纸上一样画模型。相对于以前的仿真需要用语言和程序来表明不同的方程式而言有了极大的进步。Simulink拥有全面的库，如接收器，信号源，线形及非线形组块和连接器。同时也能自己定义和建立自己的块。模块有等级之分，因此可以由顶层往下的步骤也可以选择从底层往上建模。可以在高层上统观系统，然后双击模块来观看下一层的模型细节。这种途径可以深入了解模型的组织和模块之间的相互作用。
在定义了一个模型后，就可以进行仿真了，用综合方法的选择或用Simulink的菜单或MATLAB命令窗口的命令键入。菜单的独特性便于交互式工作，当然命令行对于运行仿真的分支是很有用的。使用scopes或其他显示模块就可在模拟运行时看到模拟结果。进一步，可以改变其中的参数同时可以立即看到结果的改变，仿真结果可以放到MATLAB工作空间来做后处理和可视化。
模型分析工具包括线性化工具和微调工具，它们可以从MATLAB命令行直接访问，同时
还有很多MATLAB的toolboxes中的工具。因为MATLAB和Simulink是一体的，所以可以仿真，分析，修改模型在两者中的任一环境中进行。
2.2 设计思想
2.2.1 自然制动
自然制动是指在电机运行过程中，切断电源，不加其他任何控制，电机转速逐渐降低，直至停车的全过程。其耗时长，转速下降慢。
2.2.2能耗制动
能耗制动是指在电机运行过程中，切断定子交流电源，然后外加直流电源。
能耗制动机械特性方程式为
（6-1）式中，m1——转子相数；xu——励磁阻抗；r2’——电阻；v——相对转速；Ω0——转子同步机械角速度；x2’——转子漏抗。
由式子可知，异步电动机能耗制动时的转矩M决定于等效电流，并且是转子相对转速v 与转子电路电阻的函数。
令dm/dv=0，即可求得能耗制动时的最大转矩与产生时的相对转速(或称为临界相对转速) ，即
（6-2）
可得能耗制动机械特性的实用表达公式：
（6-3）根据式（6-3）绘出图6-1所示的能耗制动机械特性曲线。当转子内电阻增加而直流励磁电流不变时，产生最大转矩的转速也增加，但最大转矩保持不变，如图6-1中的曲线1与曲线3所示，曲线3对应于串接电阻较大时的特性。当转子电路的串接电阻不变而直流励磁电流增加时，产生最大转矩的转速不变，但最大转矩增大，如图6-1中的曲线1与曲线2所示，曲线2对应于直流励磁电流较大时的特性。
在能耗制动时，改变转子串接电阻或定子直流励磁电流的大小，均可调节制动转矩的数值。通过能耗制动仿真平台可以清楚地看到这个过程。
图6-1 能耗制动机械特性曲线
由机械特性曲线的形状可见，当电动机转速下降为零时，其制动转矩亦降为零，所以应用能耗制动能使生产机械准确停车。它广泛应用于矿井提升及起重运输等机械设备上。
所谓能耗制动（动力制动）是指，当三相异步电动机与交流电源断开后，立即在定子绕组内通入直流电流，这时电动机的磁场不再随时间变化，是一个恒定的磁通，电动机的转子由于惯性而在原方向上继续转动，转子绕组切割恒定磁通后，产生感应电动势及电流，转子电流与磁通相互作用产生电磁转矩，这个转矩阻止转子转动，起到了制动作用。
由于能耗制动过程涉及模型结构的变化，因此整个仿真过程应该分成两个阶段进行。首先构造制动以前稳态运行模型，Simulink仿真模型如图6-2所示。
图6-2三相异步电动机能耗制动前仿真模型
然后，构造将要制动的新模型，如图6-3所示。该模型就是将三相交流电源去掉，给定子绕组重新加上直流电源。
图6-3三相异步电动机能耗制动后仿真模型
2.2.3反接制动
反接制动是指在电机运行过程中，改变定子交流电源的相序
（1）反接制动原理
三相绕线式异步电动机处于正常电动运行，当改变三相电源的相序时，如图6-5(a)电路接线图中1K断开，2K闭合则改变了电源相序，电动机便进入了反接制动过程。由于电源相序改变，圆形旋转磁场反向，而转子不可能立即改变转向，因而转子感应电动势反向，电流反向，则电磁转矩也反向，电动机处于制动运行状态，电动转速迅速下降，直到转速n=0，电机将停转，从而实现了快速制动停车。
（2）机械特性
电动机的固有特性如图6-5(b)所示的曲线1。当定子两相反接时，旋转磁场改变方向，则同步转速为-n1，转差率s=(-n1-n)/-n1=(n1+n)/n1>1，反接制动机械特性变为曲线2。根据异步电动机等值电路中表示机械负载的附加电阻，(1-s)r2’/s<0则机械功率为
即负载向电动机内输入机械功率。而定子传递到转子的电磁功率为
表明定子仍向电源吸收电功率，再由定子向转子传递电磁功率。由于
表明转子回路的铜损耗来自定子吸收电源的电功率和负载送入的机械功率，这个数值很大。若不在转子回路串入较大的电阻器，转子铜损耗将无法消耗，将导致电机转子绕组过热而损坏，因此，电机转子回路必须串入大电阻R，此时，反接制动的机械特性为曲线3。
（3）制动过程分析
三相绕线式异步电动机工作于电动状态时，开关1K 闭合2K 断开。当电机定子电源反接时，开关1K 断开2K 闭合，同时转子回路串入大电阻，即3K 断开，电动机的运行点以A’->B’->C’，使得电动机快速停车。如果电动机拖动较小的反抗性恒转矩负载或位能性恒转矩负载运行，并采用定子电源反接的反接制动停车，那么必须当电机转速n=0时切断电源并停车，否则电动机将反向起动到D’点。
反接制动原理和机械特性如下图：
图6-5 异步电机反接制动
2.2.4 回馈制动
回馈制动是指在电机运行过程中，负载转矩为负值。
当三相异步电机拖动位能性恒转矩负载，定子电源接成负相序（W,V,U）时，电动机运行于第Ⅳ象限的E点（称为回馈制动运行点），对应的电磁转矩T＞0，转速n＜0，且, 则称为反向回馈制动运行。例如，起重机下放重物（如图6-6所示），电机利用回馈制动下放
重物时，定子两相反接，这时同步转速由起动转矩为（图6-6的C点）。由于转矩, 则,电机将反向加速运行到E点。以的转速使重物匀速下放。下放过程中，重物贮存的位能不断被电机定子绕组吸收，并转换成电能“回馈”到电网中。为防止下降转速过快，转子串电阻R 值不宜太大。
图 6-6 起重机下放重物的回馈制动
同理，正向回馈制动运行是指电动机工作于第Ⅱ象限，且电机转速n>n1,转差率s=(n1-n)/n1<0。电动机输入的机械功率PΩ<0，电磁功率Pm<0，电动机的输入功率Pl<0。即正向回馈制动过程中，转子送出的电磁功率Pm, 除了定子绕组上的铜损耗外，其余的回馈给定子电源了。
2.3 设计结构框图或流程图
自然制动和回馈制动流程图（左图）
能耗制动和反接制动流程图（右图）
2.4各模块功能简介
Simulink内置模型库包含公共模型库和专业模型库。
1.Simulink 的公共模型库
Simulink 的公共模型库是 Simulink 中最通用的模型库，它可以应用到不同专业，包括 16 个子模块库，例如
（1）Commonly Used Blocks(常用模型库)
新版本的 Simulink 中，为了方便用户使用，专门将常用的 22 种模块放在了常用模型库中。这些常用的模型包括输入模块、输出显示模块、连续（离散）系统积分模块、数学运算模块及信号路由模块等；
（2）Continuous（连续系统模型库）
(3）Discontinuity（不连续环节）等等
2.Simulink 的专业模型库
例如
（1）航空航天模型库（Aerospace Blockset）
（2)控制系统模型库（Control System Toolbox）
面向控制系统的设计和分析，主要提供线性时不变系统的模块。
(3)数字信号处理模型库（DSP Blockset）
模块、DSP 数学函数库、量化器模块、信号管理模块、信号操作模块、统计模块和信号变换模块等。
(4)Simulink 附加模型库（Simulink Extras）
(5)函数示例模型库(S-function demos)等等
本次实验用到以下模块
模块图
Voltage Measurement 用于检测电压，使用时并联在被测电路中
AC Voltage Source 提供一个正弦交流电压源
DC Voltage Source 提供一个直流电压源
Series RLC Branch 串联RLC支路
3-Phase Breaker 三相断路器
Asynchronous Machine SI Units 异步电机（国际单位）模块
Machines Measurement Demux 电机测量单元，将各种电机模型输出的测量信号集分离为单个信号输出
Voltage Measurement 用于检测电压，使用时并联在被测电路中
Constant 常量模块
Out 提供一个输出
Scope 示波器
3 软件调试分析
3.1自然制动
自然制动是指在电机运行过程中，切断电源，不加其他任何控制，电机转速逐渐降低，直至停车的全过程。其耗时长，转速下降慢。
1）仿真模型
2）参数设置
AC Voltage Source: 电压为220V，频率为50赫兹，相位依次为0度，240度， 120度；Constant: 设置其值为 5；
Asynchronous Machine SI Units: Rotor Type为Squirrel-cage，Reference frame为Stationary，Vn(Vrms)为380，fn（Hz）为50；
Machines Measurement Demux: Machine tye选择Asynchronous，依次勾选Rotor currents，Stator currents，Rotor speed，Electronmagntic torque
Gain：设置为30/pi;
3-phase Breaker: Transition times(s)依仿真情况进行合理设置。
3）实验步骤
1.连接好仿真模型并设置好各模块的参数，以及仿真时间；
2.点击仿真开始按钮，观察仿真波形，调节时间获取最好的波形；
3. 使用out模块，并在command命令窗口使用编程绘图制作输出波形。
4）仿真波形
（1）总图
（2）转子电流
（3）定子电流
（4）电机转速
（5）电机转矩
3.2 能耗制动
能耗制动是指在电机运行过程中，切断定子交流电源，然后外加直流电源。
（1）仿真模型
（a）
（b）
（2）参数设置
Series RLC Branch: Inductance设置为0，Capacitance设置为inf；
DC Voltage Source：Amplitude设置为50；
AC Voltage Source，Constant，Asynchronous Machine SI Units，Machines Measurement Demux，Gain设置与自然制动相同。
（3）仿真步骤
1．使用（a）图仿真模型进行仿真，调节时间优化波形；
2. 无误后在simulation/configuration parameter设置中勾选xFinal,再次进行仿
真；
3. 仿真后在2设置菜单中勾选xInitial选项；
4. 在command窗口中输入xInitial=xFinal,并确定；
5. 在（a）仿真模型中去除交流电，按（b）图连接加入直流，并进行仿真。
（4）仿真波形
（1）总图
（2）转子电流
（3）定子电流
（4）电机转速
（5）电机转矩
三相异步电动机常见的制动方法与应用 湖北刘伦富张四平 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示。合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。
(2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之
交流异步电动机制动的几种方式附原理案列 工业变频2009-06-16 16:00:42 阅读4628 评论1 字号：大中小订阅 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。 三、能耗制动 电机在正常运行中，为了迅速停车，在电机定子线圈中接入直流电源，在定子线圈中通入直流电流，形成磁场，转子由于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。 1.能耗制动的原理 如果三相异步电动机定子绕组断开三相电源后，则电机内无磁通势。从而电磁转矩＝0， 电动机在负载转矩作用下，自然停车，这是自然制动过程。 能耗制动的电路原理图如图5.22所示，三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后（1K 断开），同时，在定子绕组任意两相上接入直流电流( 也称直流励磁电流)，即接通开 关2K，从而在电机内形成一个不旋转的空间位置固定的磁通势，最大幅值为。在三相交流电源切断后的瞬间，电动机转子由于机械惯性其转速不能突变，而继续维持原 逆时针方向旋转。此时，直流电流产生的空间固定不转的磁通势相对于旋转的转子是一个旋转磁通势；旋转方向为顺时针，转速大小为。这种相对运动导致了转子绕组有 感应电动势，并产生电流和电磁转矩，根据左手定则可知，的方向与磁通势 相对于转子的旋转方向是一样的，但与转速的方向相反，电动机处于制动运行状态， 电机转速迅速下降，直到转速时，磁通势与转子相对静止，＝0, ＝0, , 减速过程结束，电动机将停转，实现了快速制动停车。如果负载是反抗性负载，则 电机转速将停车。如果负载是位能性负载，则电机转速时必须立即用机械抱
华北电力大学 电机学实验报告 实验名称 系别班级姓名学号同组人姓名实验台号日期教师成绩 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转的方法。 2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、参数的测定方法。 三、实验项目 1、空载实验。 2、堵转实验。 四、实验方法 1、实验设备 屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51、D55－3 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 2、电桥法测定绕组直流电阻 用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥大致平衡的位置。然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。数据记
录于表4-3中。 电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。表4-3 3、空载实验 1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(UN=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表4-4中。 表4-4
三相异步电动机常见的制动方法 作者：骑着乌龟追蚂蚁，2007-5-31 10:47:00 发表于：《变频器与调速论坛》共有11人回复，1096次点击加为好友查看播客发送留言 最近公司在安装大型的行车,原理图上有电动机的几种制动方式,我在网上查了一下,与大家分享一下. 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示.合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。 (2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。 2．电力制动 电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁力矩(制动力矩)使电动迅速停止的方法。最常用的方法有：反接制动和能耗制动。 (1)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。
三相异步电动机的制动 - 电动机控制电路图 三相异步电动机的反转和制动 一、三相异步电动机的反转 二、三相异步电动机的制动 一、三相异步电动机的反转 只要改变旋转磁场的旋转方向，可使三相异步电动机的反转。 三相异步电动机的反转的方法：将三相异步电动机两相绕组与交流电源的接线互相对调，则旋转磁场的旋转方向反向，三相异步电动机反转。 二、三相异步电动机的制动 制动的概念 制动的方法 一）制动的概念 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转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。 二）制动的方法 制动的方法一般有两类： 机械制动 电气制动 （一）机械制动
利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。 常用的方法：电磁抱闸制动。 1、电磁抱闸的结构 2、电磁抱闸制动的特点 1、电磁抱闸的结构： 主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁心、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，闸轮与电动机装在同一根转轴上。断电制动型性能是：当线圈得电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用，当线圈失电是，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。通电制动型的性能是：当线圈得电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用。 2、电磁抱闸制动的特点 优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。 缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。 (二）电气制动 1、能耗制动 2、反接制动 3、回馈制动 4、电容制动 1、能耗制动 能耗制动的原理 能耗制动的特点 1）能耗制动的原理： 电动机切断交流电源后，转子因惯性仍继续旋转，立即在两相定子绕组中通入直流电，在定子中即产生一个静止磁场。转子中的导条就切割这个静止磁场而产生感应电流，在静止磁场中受到电磁力的作用。这个力产生的力矩与转子惯性旋转方向相反，称为制动转矩，它迫使转子转速下降。当转子转速降至0， 转子不再切割磁场，电动机停转，制动结束。此法是利用转子转动的能量切割磁通而产生制动转矩的，实质是将转子的动能消耗在转子回路的电阻上，故称为能耗制动。 2）能耗制动的特点：
实验一三相异步电动机启停控制实验 一、实验目的： 1．进一步学习和掌握接触器以及其它控制元器件的结构、工作原理和使用方法； 2．通过三相异步电动机的启、停控制电路的实验，进一步学习和掌握接触器控制电路的结构、工作原理。 二、实验内容及步骤： 图1-1为三相异步电动机的基本启停电路。电路的基本工作原理是：首先合上电源开关QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5得电并自锁，主触头闭合，电动机得电运行。按下“停止”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停止。 实验步骤： 1．按图1-1完成控制电路的接线； 2．经老师检查认可后才可进行下面操作！ 3．合上断路器QF5，观察电动机和接触器的工作状态； 4．按下操作控制面板上“启动”按钮，观察接触器和电动机的工作状态； 5．按下操作控制面板上“停止”按钮，观察接触器和电动机的工作状态。 6．当未合上断路器QF5时，进行4和5步操作，观察结果。 图 1-1 三相异步电动机基本启停控制 三．实验说明及注意事项 1．本实验中，主电路电压为380VAC，请注意安全。 四．实验用仪器工具 三相异步电动机 1台 断路器(QF5) 1个 接触器(KM5) 1个 按钮 2个 实验导线若干 五．实验前的准备 预习实验报告，复习教材的相关章节。 六．实验报告要求 1．记录实验中所用异步电动机的名牌数据； 2．弄清QF5型号和功能； 3．比较实验结果和电路工作原理的一致性；
4．说明6步的实验结果并分析原因。 七．思考题 1．控制回路的控制电压是多少？ 2．接触器是交流接触器，还是直流接触器？接触器的工作电压是多少 3．如果将A点的连线改接在B点，电路是否能正常工作？为什么？ 4．控制电路是怎样实现短路保护和过载保护的？ 5．电动机为什么采用直接启动方法？ 实验二三相异步电动机正反转控制实验 一、实验目的： 1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法； 2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤： 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC 的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。 其基本工作原理为：合上QF1、QF5， PLC运行。当按下正向按钮，控制程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。 实验步骤： 1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路 的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）； 2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5 ； 3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图； 4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC； 5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控 制。在PC机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确； 6.记录运行结果。
三相异步电动机切除电源后依靠惯性还要转动一段时间（或距离）才能停下来，而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊篮要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来；升降机在突然停电后需要安全保护和准确定位控制…等。这些都需要对拖动的电动机进行制动，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转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。 （一）机械制动 利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。 常用的方法：电磁抱闸制动。 1、电磁抱闸的结构： 主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。 2、工作原理：电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈也得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关或接触器，电动机失电，同时电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸
轮，电动机被制动而停转。 3、电磁抱闸制动的特点 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。 优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。 4、电动机抱闸间隙的调整方法 ①停机。（机械和电气关闭确认、泄压并动力上锁，并悬挂"正在检修"、"严禁启动"警示牌。） ②卸下扇叶罩； ③取下风扇卡簧,卸下扇叶片； ④检查制动器衬的剩余厚度(制动衬的最小厚度)； ⑤检查防护盘:如果防护盘边缘已经碰到定位销标记时,必须更换制动器盘； ⑥调整制动器的空气间隙：将三个(四个)螺栓拧紧到
三相异步电动机常见的制动方法与应用 电气知识2007-05-31 10:39:48 阅读38 评论0 字号：大中小订阅 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示。合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K 可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。
(2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。
§7 三相异步电动机的制动 与直流电动机制动相同点:转矩、工作象限、能量转换 §7－1 回馈制动 一、 条件：0n n n s ,n .n 0 00<-=> 二、 功率平衡关系：电动机发电运行 Pcus P Fes Pem Pcur=P f P 1P M P0P2转差功率=Pem·s (4-82) 输入有功功率 电磁功率机械功率 轴上输出功率 P0＝Pfv+Ps=风摩损耗＋杂散损耗（含各谐波损耗） 回馈 Er=Es '·· Is ·Im ·Ir '·＋ － 0S < 不计电动机本身损耗P0时，轴上输出的机械功率 0R s s 1I 3P P ' r 2'r M 2<-＝＝ (4-80) 电磁功率0s R I 3P 'r 2'r em <= （4－78） 制动时电机轴上机械能被转化为电能由转子侧传送到定子
侧。 Er=Es '··Ir '·Is ·Im ·Us ·jIrXr ·'' Ir ·'Rr/s '-Es ·IsRs ·jIsXs ·Φ r m · φ φs >90o >90o 0 s 0r 'r 'r 'r 'r 'r 2'r 2 'r 'r r 90 90X I j s R I E , 0X )s /R (s /R cos >φ?>φ+=<+= φ??? 0cos I U 3P s s s 1<φ= 由转子侧送定子侧的功率最终回送电网。 三、 机械特性 () ]X X s R R [f 2S R pU 3T 2'r s 2'r s 'r 2s em ++? ?? ? ??+π= (4-93),S<0
n T s 01 回馈制动 电动 n0 S<0 四、 回馈制动的产生 ·变极或变频调速时 n T s 01回馈制动 电动 n0 T L f1或P＝1f2或P＝20 S<0 ·下放位能负载 n T s 0 1回馈制动 反向电动 n0T L T L T M T L T M S<0
三相异步电动机实验操作书 一、实验目的 1．熟悉变频器的基本操作方法。 2．掌握三相异步电动机的变频调速方法。 二、实验内容 1．变频器使用说明 （1）变频器引出端子 主电路 R S T 电源输入三相～220V或单相～220V U V W 输出变频三相～220V PE 接地线 控制电路 5V 直流电源；FIN 频率设定 11-正转/停止指令；12-反转/停止指令 13-两种速度设定；14-四种速度设定 G 控制端地 外控使用 01-输出信号；COM-输出端地 （2）操作盘 A：显示器四位LED 显示内容：输出频率、设定频率、参数号、参数值、异常原因B：键盘 选择显示内容：监视、参数号、参数值 参数号状态下，3S （3）参数设定
按 按 闪亮 参数值或参数号 附四速表 实验中使用参数号 00：0速频率；01：1速频率 02：2速频率；03：3速频率 86：恢复出厂设定 2.实验步骤
电电 图3-2 （1 ）按图3-2接线，三掷开关1S 、2S 先均放到中间位置。 （2）接通电源，开关1 S 放到最左边启动电机，顺时针旋转频率设定电位器 （变频器面板上黑色旋钮），观察现象。 （3）调整电位器使频率为30Hz 左右（变频器出厂设定电位器频率为0速频率）。 （4）开关1S 分别放到左、中、右，观察现象。 （5）1S 放到中间使电机停转，将1号参数修改为40，2号参数修改为20。 （6）1S 放到左边或右边启动电机，2S 分别放到左、中、右，观察现象。 （7）86参数使用：86参数，，，切断电源，等显示完全消失后，显示消失后，接通电源，恢复。 三、注意事项 1．变频器为日本松下变频器，单相或三相电源输入均为～220V ，故接线时先将一根接到三相电源的零线N 上，另一根接到三相电源的任意一根火线L 上，千万不可大意接到两根火线上，否则会损坏变频器！
西安科技大学继续教育学院《电力拖动技术课程设计》报告书 三相异步电动机制动方法及应用 专业：电气自动化 学生姓名： sjcqing 班级：09电气自动化大专班 指导老师： 提交日期： 2012 年 3 月
摘要 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中，更需要有大量的中、小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。电机是现代工农业生产和交通运输的重要设备，与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。电机的控制包括电机的起动、调速和制动。异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。当电机并入电网时，电机转速从静止加速到额定转速的过程称为电机的起动过程。异步电动机的起动性能最重要的是起动电流和起动转矩。因此在电机的起动过程中，如何降低起动电流，增大起动转矩，一直是机电行业的专家们探讨的重要课题。电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。本文是对三相异步电动机做出深入的剖析与设计。三相异步电动机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的电机机种.本设计在介绍三相异步电动机中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律详细的加以说明和介绍。文中主要介绍了几种常用的制动方式的特点，对不同制动方式进行了技术比较，分析了他们各自的实用场所，为实际应用提供了科学的理论依据。 关键词：三相异步电动机结构制动方式 1
扬州大学 专业软件应用综合设计报告 学院级专业 题目异步电动机综合仿真设计四学生学号 指导教师 年月日
目录 1 引言 (3) 2 设计依据及框图 (4) 2.1 设计平台 (4) 2.2 设计思想 (6) 2.3 设计结构框图或流程图 (10) 2.4 各模块功能简介 (11) 3 软件调试分析 (14) 3.1 自然制动 (14) 3.2 能耗制动 (17) 3.3 反接制动 (21) 3.4 回馈制动 (24) 4 结语 (27) 4.1 结论与讨论 (28) 参考文献 (29) 致谢 (29)
异步电机综合仿真设计四 摘要：异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点，在日常生活中得到广泛的使用。目前，电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂，而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件，可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上，应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型；在加入相同的三相电压和转矩的条件下，使用实际电机参数，与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。 本次课程设计对异步电动机的四种制动方式进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。 经分析后，表明模型的搭建是合理的。因此，本设计将结合MATLAB的特点，对三相异步电机进行建模和仿真，并通过实际的电动机参数，对建立的模型进行了验证。 关键字：SIMULINK，异步电机，制动参数，MATLAB 1 引言 由于生产机械的不断更新和发展，对电动机的起动性能也提出了越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。相比之下，三相异步交流电动机拥有延长设备的使用寿命，有强大的降噪能力，操作智能化，维护简便、通用性强等众多特性,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。 1985年，由Depenbrock教授提出的直接转距控制理论将运动控制的发展向前推进了一大步。接着1987年把它又推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术，它无需将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化，不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。它只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，强调对电机的
《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
三相异步电动机的三种制动方式 最经济:回馈制动 最迅速:反接制动 能制停:能耗制动 时间:2010-04-27 16:47来源:作者:点击:次 三相异步电动机与直流电动机一样，也有再生回馈制动、反接制动和能耗制动三种方式。它们的共同点是电动机的转矩M与转速n的方向相反，以实现制动。此时电动机由轴上吸收机械能，并转换成电能。 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。 以下是再生回馈制动存在： （1）当电网的频率突然下降或者电机的极数突然增高，电机可能工作在发电状态，此时的电机将机械能转变成电能回馈给电网。如图1，当电机在电动状 点，在突然变极或者变频时，电机的工作特性会突然在a 态下运行时工作于P 1 线段部分（蓝线部分），电机的转矩突然变负，其制动作用，直到最后重新稳定工作于P 点为止，电机又回到电动状态。 2 图1 （2）当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，使其转速n高于同
步转速n ，此时，电机的输出转矩变负，电机由轴上吸收机械能，当电机的转 点），矩（制动转矩）与负载的位能转矩相平衡时，电机既稳定运行（如图2中P 3 此时电机以高于同步转速的速度运行。在转子电路中串入不同的电阻，可得到不同的人为机械特性，并可得到不同的稳定速度，串入的电阻越大，稳定速度越高，一般在回馈制动时不串入电阻，以免转速过高。 图2 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。 （1）电源两相反接的反接制动： 点稳定运行，为使电机停转，将定子三根电源线如图3所示，电机原在P 1 中的任意两根对调，使旋转磁场反向，电机的转矩反向，起制动作用，电机运行在a线段。当电机制动停止时，应及时将电机与电网分离，否则电机会反转。 电源两相反接反接制动的优点是制动效果强，缺点是能量损耗大，制动准确度差。
电机的制动方式及原 理
三相异步电动机切除电源后依靠惯性还要转动一段时间（或距离）才能停下来，而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊篮要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来；升降机在突然停电后需要安全保护和准确定位控制…等。这些都需要对拖动的电动机进行制动，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转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。 （一）机械制动 利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。 常用的方法：电磁抱闸制动。 1、电磁抱闸的结构： 主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。 2、工作原理：电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈也得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关或接触器，电动机失电，同时电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。 3、电磁抱闸制动的特点 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱
闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。 优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。 缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。 4、电动机抱闸间隙的调整方法 ①停机。（机械和电气关闭确认、泄压并动力上锁，并悬挂"正在检修"、"严禁启动"警示牌。） ②卸下扇叶罩； ③取下风扇卡簧,卸下扇叶片； ④检查制动器衬的剩余厚度(制动衬的最小厚度)； ⑤检查防护盘:如果防护盘边缘已经碰到定位销标记时,必须更换制动器盘； ⑥调整制动器的空气间隙：将三个(四个)螺栓拧紧到空气间隙为零,再将螺栓反向拧松角度为120°,用塞尺检查制动器的间隙(至少检查三个点),应该均匀且符合规定值;不对请重新调整；（注：抱闸的型号不同，其反向拧松的角度、制动器的间隙也不一样）。 ⑦手动运行，制动器动作声音清脆、停止位置准确、有效。 ⑧现场6S标准清扫。 (二）电气制动 1、能耗制动 1）能耗制动的原理：
三相异步电动机常见的制动方法与应用 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示。合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。 图1 电磁抱闸断电制动控制电路
图2 (2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮 SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通 KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 图3 电磁抱闸通电制动控制电路 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是
电机学实验报告 实验三三相异步电动机参数及工作特性 一、实验目的 1．掌握三相异步电动机空载、堵转实验及参数计算的方法； 2．用实验的方法测定三相异步电动机的工作特性。 二、实验内容 1．三相异步电动机空载实验； 2．三相异步电动机堵转实验； 3．三相异步电动机负载实验。 三、实验接线图 下图3-1为三相异步电动机参数及工作特性实验的两种接线图，分别对应不同的实验台。本组所使用的7号实验台有磁粉制动器，所以实验实际所用的为图b的接线方式。 图3-1 三相异步电动机接线图 四、实验设备 1．T三相感应调压器额定容量10kVA，额定输入电压380V，额定输出电压0~430V，额定输出电流； 2． M绕线转子三相异步电动机 P N=3kW(R1=2Ω) U N=380V I N=7.1A n N=1390r/min； 3．G直流发电机 3kW (或ZJ转矩传感器50N?m，CZ磁粉制动器50N?m)； 4．R L单相变阻器108Ω 2/25A； 5．交流电压表 500V； 6．交流电流表 10A； 7．功率表500V 10A； 8．直流电压表 400V； 9．直流电流表 30A； 10．直流电流表 4A； 11．张力控制器；
12．转矩转速显示仪。 五、实验数据 1．三相异步电动机空载实验： 0AB AB CA 0A B C 0???为三相输入功率 2．三相异步电动机堵转实验：
50 5 0AB AB CA k A B C0??? 为三相输入功率3．三相异步电动机负载实验： 序号 I(A)P(W)T2 (N ·m) N (r/ min) I A I B I C I1P I P II P1 125 07 1 400 39 07 220 39 1 068 31 07 319 89 8 80 28 69 413 74 4 27 18 01 510 90 2 19 13 09 663 6 - 292 34 4 1A B C1??? 为负载时三相输入功率 六、特性曲线、参数计算及问题分析 1．根据空载实验数据绘出空载特性曲线U0=f(I0)、p0=f(U0)、cosφ0=f(U0)。其中，空载功率因数为cosφ0 = ：
三相异步电动机常见的制动方法 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示.合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB 也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。 (2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，
而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。 2．电力制动 电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁力矩(制动力矩)使电动迅速停止的方法。最常用的方法有：反接制动和能耗制动。 (1)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4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
三相异步电动机的三种制动方式 王海涛 贺继荣 三相异步电动机与直流电动机一样，也有再生回馈制动、反接制动和能耗制动三种方式。它们的共同点是电动机的转矩M与转速n的方向相反，以实现制动。此时电动机由轴上吸收机械能，并转换成电能。 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。 以下是再生回馈制动存在： （1）当电网的频率突然下降或者电机的极数突然增高，电机可能工作在发电状态，此时的电机将机械能转变成电能回馈给电网。如图1，当电机在电动状态下运行时工作于P1点，在突然变极或者变频时，电机的工作特性会突然在a线段部分（蓝线部分），电机的转矩突然变负，其制动作用，直到最后重新稳定工作于P2点为止，电机又回到电动状态。 图1 （2）当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，使其转速n高于同步转速n0，此时，电机的输 出转矩变负，电机由轴上吸收机械能，当电机的转矩（制动转矩）与负载的位能转矩相平衡时，电机既稳定运行（如图2中P3点），此时电机以高于同步转速的速度运行。在转子电路中串入不同的电阻，可得到 不同的人为机械特性，并可得到不同的稳定速度，串入的电阻越大，稳定速度越高，一般在回馈制动时不串入电阻，以免转速过高。
图2 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。 （1）电源两相反接的反接制动： 如图3所示，电机原在P1点稳定运行，为使电机停转，将定子三根电源线中的任意两根对调，使旋转磁场反向，电机的转矩反向，起制动作用，电机运行在a线段。当电机制动停止时，应及时将电机与电网分离，否则电机会反转。 电源两相反接反接制动的优点是制动效果强，缺点是能量损耗大，制动准确度差。 图3 （2）转速反向的反接制动 当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，在电机的转子电路中串入较大电阻时，此时负载拉着电机在与转矩相反的方向旋转，电机起制动作用，电机能稳定运行在P2点。如图4