制动控制电路课件

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。

制动控制电路-反接制动控制电路-能耗制动控制电路三相异步电动机从脱离电源开始，由于惯性的作用，转子要经过一段时间才能完全停止旋转，这就不能适应某些生产机械的工艺要求，出现运动部件停位不准、工作不安全等现象，也影响生产效率。

因此，应对电动机进行有效的制动，使其能迅速停车。

停车制动的方式有两大类：机械制动和电气制动。

机械制动是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；电气制动是用电气的方法，使电动机产生一个与转子原来转动方向相反的电磁转矩来实现制动。

常用的电气制动方式有反接制动和能耗制动。

1.反接制动控制电路反接制动的原理是通过改变电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子绕组产生反向旋转磁场，从而形成制动转矩。

反接制动时定子绕组中流过的反接制动电流相当于全压直接起动时电流的两倍，制动电流大，制动转矩大，对设备冲击也大。

因此为了减小冲击电流，通常在电动机定子电路中串入反接制动电阻，既限制了制动电流，又限制了制动转矩。

当反接制动到转子转速接近于零时，必须及时切除反相序电源，以防止反向再起动。

反接制动的特点是制动迅速、效果好、冲击大，通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。

图1所示为使用速度继电器实现反接制动的控制电路。

图1a所示为电动机单向运转的反接制动控制电路。

电动机正常运转时，接触器KM1通电吸合，KM2线圈断电，速度继电器KS常开触点闭合，为反接制动做准备。

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，电动机定子接反相序电源，进入反接制动状态。

电动机转速迅速下降，当电动机转速接近于零时（转速小于100r/min），KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。

图1 反接制动控制电路图1b所示为电动机正反转运行的反接制动控制电路。

电动机正向起动时，按下正向起动按钮SB2，接触器KM1吸合并自锁，电动机正向运转；当电动机正向运转时，速度继电器KS1正向常闭触点断开，正向常开触点闭合，为制动做准备。

实验三十九 反接制动的控制电路1．实验元件代号 名称 型号 规格 数量 备注 QS1 低压断路器 DZ47 5A/3P 1 QS2 低压断路器 DZ47 3A/2P 1 FU1 螺旋式熔断器 RL1-15 配熔体3A2 FU2 瓷插式熔断器 RC1-5A 2A 2KM1～KMR交流接触器CJX2-9/380 AC380V 7 KM1，KM2，KM3，KM4，KM5，KML ，KMR KA 直流接触器 CJX2-D0910 DC220V 1 KT1，KT2 断电延时时间继电器 JS7-3A AC380V2SB1，SB2SB3实验按钮LAY3-113 SB2，SB3绿色，SB1红色M并励直流电动机220V1.1A185W1600r/min 1 RB 起动电阻 BX7D-1/3 180Ω1.3A 1 R 调速电阻 BX7D/1/61800Ω0.41A12．实验电路图L22M-KMR19KML24KM11614QS2+12FU1L1QS1RB KJ 1KMLR KT2KT2SB1SB325KM13457KMRKML6KM3KM2KML 10KMR KM19813KMR KML 2711KAKM1KML KM2KMR KM31517KM2KM3KT1KT2KM5KM421292319KMLKMR图 39-1KAKM4KM1SB2KML KMRFU2直流220V交流380VKMR32-20R230KM5R1实验过程该控制电路的动作原理如下：分别合上直流220V 电源及交流380电源，励磁绕组获电开始励磁。

同时时间继电器KT1和KT2线圈得电吸合，它们的延时闭合的动断触头瞬时断开，接触器KM4和KM5线圈处于断电状态。

时间继电器KT2的延时时间大于KT1的延时时间，此时电路处于准备工作状态。

按下正向按钮SB2，接触器KML线圈得电吸合，其主触头闭合，直流电动机电枢回路串入电阻R1和R2而减压起动。

它的常闭触头（1－19）断开，时间继电器KT1和KT2断电，经过一定时的延时时间后，KT1延时闭合的动断触头先闭合、然后KT2延时闭合的动断触头闭合，接触器KM4和KM5先后得电吸合，先后切除电阻R1和R2，直流电动机进入正常运行。

审核人日期教学过程教师活动学生活动有及时分断，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。

反接制动原理图二、速度继电器速度继电器是一种可以按照被控电动机转速的高低接通或断开控制电路的电器。

其主要作用是与接触器配合使用实现对电动机的反接制动，故又称为反接制动继电器。

（1）型号及含义以JFZ0为例，介绍速度继电器的型号及含义：（2）速度继电器的结构 JY1型速度继电器的外形、结构及符号如图10-3所示。

它主要由转子、定子和触头系统三部分组成。

转子是一个圆柱形永久磁铁，能绕轴转动，且与被控电动机同轴。

定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。

触头系统由两组转换触头组成，分别在转子正转和反转时动作。

对照原理图分析速度继电器动作过程。

对照实物分析讲解。

认真听讲、思考做好记录。

认真听讲、思考，做好记录。

教学过程教师活动学生活动（3）速度继电器的工作原理当电动机旋转时，速度继电器的转子随之转动，从而在转子和定子之间的气隙中产生旋转磁场，在定子绕组上产生感应电流，该电流在永久磁铁的旋转磁场作用下，产生电磁转矩，使定子随永久磁铁转动的方向偏转。

偏转角度与电动机的转速成正比。

当定子偏转到一定角度时，带动胶木摆杆推动簧片，使常闭触头断开，常开触头闭合。

当电动机转速低于某一值时，定子产生转矩减小，触头在簧片作用下复位。

三、单向起动反接制动控制电路图利用实物为学生一边讲解一边分析速度继电器的结构和原理以便于学生的掌握。

强调在主电路中的电阻R的作用。

自己动手拆速度继电器来了解其结构和更清晰的掌握其工作原理讨论并分析原理图。

Magotan B8L 电路图编号 33 / 107.2016 防抱死制动系统（ABS）自 2016 年 7 月起这个部分，重点是4个轮速传感器，每个轮速传感器有两根线，连接到ABS电脑=白色=黑色=红色=褐色=绿色=蓝色=灰色=淡紫色=黄色=橘黄色=粉红色ABS 控制单元, 左侧驻车电机J104 - ABS 控制单元N99 - 右前 ABS 进气阀N100 - 右前 ABS 排气阀N101 - 左前 ABS 进气阀N102 - 左前 ABS 排气阀SB1 - 保险丝架 B 上的保险丝 1SB2 - 保险丝架 B 上的保险丝 2SB17 - 保险丝架 B 上的保险丝 17T2kd - 2 芯插头连接 , 黑色T17f - 17 芯插头连接 , 黑色T17n - 17 芯插头连接 , 黑色T46 - 46 芯插头连接TIUR - 车内的下部右侧连接位置V282 - 左侧驻车电机D78- 正极连接 1（30a），在发动机舱导线束中 W49- 连接，在底板导线束中W60- 连接（S），在底板导线束中* - 依汽车装备而定保险丝来的12V17孔的中间插头左侧手刹电机ws=白色sw=黑色ro=红色br=褐色gn=绿色bl=蓝色gr=灰色li=淡紫色ge=黄色or=橘黄色rs=粉红色右前转速传感器, 真空传感器, ABS 控制单元G45 - 右前转速传感器G608 - 真空传感器J104 - ABS 控制单元N225 - 动态行驶控制转换阀 1N226 - 动态行驶控制转换阀 2N227 - 动态行驶控制高压转换阀 1N228 - 动态行驶控制高压转换阀 2T2ng - 2 芯插头连接 , 黑色T3dz - 3 芯插头连接 , 黑色T17 - 17 芯插头连接 , 黑色T17c - 17 芯插头连接 , 蓝色T17h - 17 芯插头连接 , 黑色T17k - 17 芯插头连接 , 蓝色T46 - 46 芯插头连接 , 黑色TIUL - 车内的下部左侧连接位置132- 接地连接 3，在发动机舱导线束中643- 接地点 3，在发动机舱内右侧D51- 正极连接 1（15），在发动机舱导线束中电脑板5V、信号、搭铁轮速传感器是重点ws=白色sw =黑色ro =红色br =褐色gn =绿色bl =蓝色gr =灰色li =淡紫色ge =黄色or =橘黄色rs =粉红色右后转速传感器, 左后转速传感器, ABS 控制单元, 右侧驻车电机 G44 - 右后转速传感器G46 - 左后转速传感器J104 - ABS 控制单元N133 - 右后 ABS 进气阀N134 - 左后 ABS 进气阀N135 - 右后 ABS 排气阀N136 - 左后 ABS 排气阀T2jy - 2 芯插头连接 , 黑色T2kb - 2 芯插头连接 , 黑色T2kg - 2 芯插头连接 , 黑色T17g - 17 芯插头连接 , 棕色T17o - 17 芯插头连接 , 棕色T46 - 46 芯插头连接 , 黑色TIUR - 车内的下部右侧连接位置V283 - 右侧驻车电机100- 接地连接 1，在 ABS 导线束中 B208 - 连接 1（伺服电机），在车内导线束中 B210 - 连接 2（伺服电机），在车内导线束中 J5- 连接 2，在 ABC 导线束中 J7 - 连接 3，在 ABC 导线束中 J8- 连接 4，在 ABC 导线束中*- 截面积视装备而定ws=白色sw=黑色ro=红色br=褐色gn=绿色bl=蓝色gr=灰色li=淡紫色ge=黄色or=橘黄色rs=粉红色左前转速传感器, ABS 控制单元G47 - 左前转速传感器G200 - 横向加速度传感器G201 - 制动压力传感器 1G202 - 偏转率传感器G251 - 纵向加速度传感器J104 - ABS 控制单元T2nk - 2 芯插头连接 , 黑色T17a - 17 芯插头连接 , 棕色T17i - 17 芯插头连接 , 棕色T46 - 46 芯插头连接 , 黑色TIUL - 车内的下部左侧连接位置V64 - ABS 液压泵B663- 连接（底盘传感器 CAN 总线，High），在主导线束中B664- 连接（底盘传感器 CAN 总线，Low），在主导线束中B672-连接 1（底盘/组合仪表 CAN 总线，High），在主导线束中B676- 连接 1（底盘/组合仪表 CAN 总线，Low），在主导线束中 D184- 连接（左前转速传感器 +），在发动机舱导线束中D185- 连接（左前转速传感器 -），在发动机舱导线束中CAN线,网络线，用于电脑板与电脑板之间传递信号ws=白色sw=黑色ro=红色br=褐色gn=绿色bl=蓝色gr=灰色li=淡紫色ge=黄色or=橘黄色rs=粉红色轮胎监控显示按钮, 数据总线诊断接口, 组合仪表E492 - 轮胎监控显示按钮J533 - 数据总线诊断接口KX2 - 组合仪表K47 - ABS 指示灯K118 - 制动系统指示灯K139 - 驻车制动器指示灯K155 - 电子稳定程序和 ASR 指示灯K220 - 轮胎压力监控显示指示灯T10la - 10 芯插头连接T18 - 18 芯插头连接T20e - 20 芯插头连接 , 红色A192- 正极连接 3（15a），在仪表板导线束中B398- 连接 2（舒适 CAN 总线，High），在主导线束中 B407- 连接 2（舒适 CAN 总线，Low），在主导线束中 B506- 连接（舒适/便捷系统，High），在车内导线束中 B507- 连接（舒适/便捷系统，Low），在车内导线束中* - 依汽车装备而定网关ws=白色sw=黑色ro=红色br=褐色gn=绿色bl=蓝色gr=灰色li=淡紫色ge=黄色or=橘黄色rs=粉红色中控台开关模块1 , ASR 和电子稳定程序按钮, 机电式驻车制动器按钮 , 车载电网控制单元EX23 - 中控台开关模块 1E256 - ASR 和电子稳定程序按钮E538 - 机电式驻车制动器按钮E540 - AUTO HOLD 按钮J519 - 车载电网控制单元K213 - 电控机械式驻车制动器指示灯K237 - AUTO HOLD 指示灯L76 - 按钮照明灯泡SC8 - 保险丝架 C 上的保险丝 8SC34 - 保险丝架 C 上的保险丝 34T8ar - 8 芯插头连接 , 黑色T8bx - 8 芯插头连接 , 黑色T10ag - 10 芯插头连接 , 黑色T12p - 12 芯插头连接 , 黑色T73a - 73 芯插头连接 , 黑色T73c - 73 芯插头连接 , 黑色TI - 车内的连接位置278- 接地连接 4，在车内导线束中810- 中部仪表板左侧中央管处的接地点A1- 正极连接（30a），在仪表板导线束中A19- 连接（58d），在仪表板导线束中A38- 正极连接 2（15a），在仪表板导线束中A192- 正极连接 3（15a），在仪表板导线束中X98- 连接（开关照明、对讲机），在选装装备导线束中* - 依汽车装备而定手刹开关。

电磁离合(制动)器控制电路电磁离合(制动)器线圈供电均为直流电源,其容量应大于相应规格离合(制动)器线圈消耗的功率(PH),并保证离合(制动)器线圈两端的工作电压为相应规格的额定电压UH。

当无法从电网获取电能时，可用蓄电池组作为离合（制动）器的供电电源。

<一> 基本控制电路1、离合（制动）器控制电路（图1）及离合制动器总成控制电路（图2）B-变压器Z-整流器K、K1、K2-转换开关、按钮或接触器触点DL-离合器线圈DZ-制动器线圈RO-电阻D-二极管电阻Ro与二极管Do是用来保护励磁线圈的，即在断电时感应过电压不致击穿线圈绝缘而设置的。

电阻Ro的取值一般为离合（制动）器线圈电阻值（R=UH 2/PH）的（4～10）倍，二极管Do为离合（制动）器线圈励磁电流（I=PH /UH）的（0.5～1）倍，反向电压在200V以上。

2、失电制动器基本控制电路（图3）Rf-分压电阻C-电容J.J1～J5-接触器触点D1～D5整流二极管RX-限流电阻B-变压器Do-二极管Ro-电阻电阻Ro值一般取制动器线圈电阻（R=UH2/PH）的（4～10）倍，二极管Do为制动器线圈励磁电流（I=PH/UH）的（0.5～1）倍，反向电压在300V以上。

如果制动器线圈额定电压不等于99V（或170V），可以采用变压器通过整流达到所需的电压值。

也可参照图1的控制方式。

<二> 特殊控制电路1、电磁离合（制动）器在使用时，要求接通时间短，就必须对电磁离合（制动）器励磁线圈采用快速励磁电路（图4），以提高电流的上升速度。

Rf-分压电阻C-电容J.J1～J5-接触器触点D1～D5整流二极管R X -限流电阻B-变压器Do-二极管Ro-电阻图4（a ）、（b ）、（c ）三种控制方式，在回路中均串入了电阻Rf ，减小了回路时间常数τ值。

从而缩短了离合（制动）器的接通时间。

电源电压U 一般取（2～4）倍的离合（制动）器额定电压UH 值或更高，视接通时间的要求来决定。