项目1.4 三相异步电动机能耗制动控制电路的设计

三相异步电动机的制动控制线路（二）二、能耗制动控制线路1、线路设计思想能耗制动是一种应用广泛的电气制动方法。

该线路的设计思想是在电动机要停车时切除三相电源的同时，将直流电源接入定子绕组，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩，从而达到制动的目的。

由于将直流电源接入定子的两相绕组，绕组中流过直流电流，产生了一个静止不动的直流磁场。

此时电动机的转子由于惯性作用仍按原来的方向旋转，转子导体切割直流磁通，产生感生电流。

在静止磁场和感生电流相互作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力矩，因此电动机转速迅速下降。

当转速降至零时，转子导体与磁场之间无相对运动，感生电流消失，制动力矩变为零，电动机停转，再将直流电源切除，制动结束。

这种制动方法，实质上是把转子原来储存的机械能，转变成电能，又消耗在转子的制动上，所以称做能耗制动。

根据能耗制动时间控制的原则，有采用时间继电器控制与采用速度继电器控制两种形式。

2、典型线路介绍（1）单向能耗制动控制线路图1 为按时间原则控制的单向能耗制动控制线路。

图1 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路。

线路工作原理为：•按起动按钮SB2，接触器KM1得电投入工作，使电动机正常运行，接触器KM2和时间继电器KT不得电。

•需要电动机停止时，按下停止按钮SB1，KM1线圈失电，其主触点断开，电动机脱离三相交流电源。

•此时，KM2与KT线圈相继得电，KM2主触点闭合，将经过整流后的直流电压通过电阻R接至电机两相定子绕组上，使电动机制动。

•当转子的惯性速度接近零时，时间继电器KT的常闭触点延时断开，使接触器KM2线圈和KT 线圈相继失电，切断能耗制动的直流电源，线路停止工作。

•制动作用的强弱与通入的直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。

一般取直流电流为电动机空载电流的3-4倍，过大会使定子过热。

上图中直流电源中串接的可调电阻R，可调节制动电流的大小。

图2 为按速度原则控制的单向能耗制动控制线路。

课程设计说明书作者:hh学号：jj学院:kk专业:pp题目:三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：hh hh目录1、引言 (1)1.1课程研究背景 (1)1.2课程研究的价值 (1)1.3课程设计的任务 (2)2、三项异步电动机的基本结构和工作原理 (2)2.1三项异步电动机的基本结构 (2)2.1.1定子 (2)2.1.2转子 (3)2.2三项异步电动机的工作原理 (4)3、三相异步电动机的能耗制动 (5)3.1能耗制动的原理 (5)3.2能耗制动的设计 (6)3.2.1电器元件的选择 (6)3.2.2计算与校验 (6)3.2.3能耗制动原理图 (7)3.3能耗制动的分析 (7)3.3.1能耗制动特点[9] (7)3.3.2能耗制动控制线路 (8)结论 (8)参考文献： (9)1、引言1.1课程研究背景三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。

随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。

而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。

本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。

梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。

三相异步电动机切断电源后，由于惯性作用，转子需要经过一定时间才能停止旋转，这往往不能满足有些机械设备的工艺要求，造成运动部件的停机位置不准确，同时也影响生产效率的提高，因此必须对电动机采取有效的制动措施。

停机制动方法有两大类，即机械制动和电气制动。

机械制动是采用机械制动装置来强迫电机迅速停止，常用的有电磁抱闸制动和电磁离合器制动等。

电气制动是使电动机产生一个与原来转子转动方向相反的制动转矩而使其迅速停止常用的有反接制动能、耗制动等[2]。

长期以来，能耗制动始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。

淮阴工学院课程设计说明书作者: 成志超学号：1121106105 学院: 机械工程学院专业: 机械电子专业题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计高荣殷永华指导者：目录1 绪论 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2三相异步电动机的工作原理 (2)2.3 三相异步电动机制动方式 (3)3 三相异步电动机的能耗制动方式 (6)3.1 能耗制动的原理 (6)3.2 能耗制动的设计 (6)3.3 能耗制动的分析 (7)结论 (10)心得 (11)参考文献 (12)1 绪论三相异步电机转子结构有笼型和绕线式两种。

定子由定子铁芯，定子绕组和机座三部分构成。

定子铁芯的作用作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。

铁芯一般采用导磁性良好，比损耗小的0.5mm厚的低硅钢片叠成。

定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势，流过电流。

定子绕组在槽内部分与铁芯间绝缘。

转子由铁芯，转子绕组和转轴构成。

转子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。

转轴起支撑转子铁芯和输出机械转矩的作用。

转子绕组有笼型和绕线式。

本次设计主要用到笼型，重点介绍下笼型。

在转子铁芯均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁芯两端放置两个端环，分别把所有伸出槽外部分与端环连接起来。

如果去掉铁芯剩下的绕组就像一个松鼠笼子。

三相异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它结构简单，运行可靠，制造容易，价格低廉，兼顾耐用，而且有较高的效率和相当好的的工作特性。

但是尚不能较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收之后的无功功率。

在交流电力拖动系统中, 异步电动机既可运行于电动状态, 又可运行于电磁制动状态, 随生产机械的不同要求而定。

三相异步电动机的能耗制动, 是通过将运行在电动状态的异步电机的定子脱离交流电源时, 立即在定子两相绕组通入直流励磁电流的方法, 使定子产生静止磁场的。

当转子由于惯性仍在旋转时, 其导体切割此磁场便感应电流并产生与转子转向相反的电磁制动转矩而实现制动。

三相异步电动机能耗制动控制简介三相异步电动机是常见的工业电机，其广泛应用于各种机械设备中，是工业自动化领域的核心部件。

但是在一些场景下，需要对电机进行能耗控制和制动控制，尤其是在工程机械上，这一需求尤为常见。

本文将简单介绍三相异步电动机的能耗制动控制技术。

能耗制动能耗制动是一种通过将电机回馈电能返回电网以实现制动的方法。

当电机在运行中需要减速或停止时，可以将电机转子接通到直流电源造成一个短路，在这个时候，电机会将其运动动能转化为电能并反向输入到电网中，这样就实现了电机的能耗制动。

根据电机的工作原理，可以将三相异步电机分为彩绘电机和鼠笼电机。

彩绘电机彩绘电机能耗制动的方法比较简单，因为彩绘电机的转子是由绕组转子构成的，所以可以通过给转子加上额外的接线使其转子电路短路，使得电机在停止使用时通过短路将电能回馈到网络中，实现电机的能耗制动。

在实际应用中，还可以使用直接转矩控制，通过调节直流电流实现电机的能耗制动。

鼠笼电机鼠笼电机的转子由短路环和绕组组成，鼠笼电机能耗制动则是通过电网反向给电机供电，在电机转速逐渐降低的过程中，发生电磁感应使得电机的绕组中产生感电势，并产生一定的电流，从而使电机能量得以回馈到电网中。

与彩绘电机相比，鼠笼电机的能耗制动需要注意保护电机，避免因电机突然停止导致电流过大，损坏电机。

电机制动控制电机的制动控制主要包括电阻制动和反电动势制动两种方式。

在彩绘电机中，由于电机转子绕组可以方便地接入外部电阻，因此电阻制动成为一种常见的控制方式。

对于鼠笼电机，其产生的反电动势比较大，可以通过控制电机漏感和截止角来进行制动控制。

电阻制动电阻制动通过在电机强制加上电阻来消耗电机的能量，实现制动的目的。

电阻制动的控制电路简单，但是其能量消耗效率较低。

实际应用中，可以通过控制电阻的值和接入时间优化电机的能耗。

反电动势制动反电动势制动则是通过电机转子所产生的反电动势来制动电机。

反电动势是一种通过电机转子运动所产生的电势，与电机的电磁感应相似，但却与电源的相关性极小，电机速度逐渐降低的过程中，反电动势会随之降低，从而实现电机制动的目的。

（学校名字）《电机与拖动》课程设计三相异步电动机能耗制动控制设计Three-phase asynchronous motor brakingcontrol design学生姓名xxx学院名称xxx专业名称xxx指导教师xxxxx年xx月xx日摘要三相异步电动机是利用电磁感应原理实现电能转换成机械能的电工设备，三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。

三相异步电动机的能耗制动主要用于能耗制动的过程——迅速停机和能耗制动的运行——下放重物。

将电机与三相电源断开而与直流电源接通，电动机像发电机一样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中以实现三相异步电动机的能耗制动。

关键词三相异步电动机；能耗；制动；电磁感应AbstractThree-phase asynchronous motor is used to achieve the principle of electromagnetic induction to convert mechanical energy of electrical devices, three-phase asynchronous motor rotor speed below the speed of the rotating magnetic field, the rotor windings and the magnetic field because there is relative movement between the induced electromotive force and current, and interaction of electromagnetic and magnetic torque to achieve energy conversion.Three-phase induction motor is mainly used for dynamic braking braking process - the rapidrun-down and braking - decentralization of weight. Disconnect the motor with three phase power supply with DC power supply connected, the same motor as generator, the drive system's kinetic energy into electrical energy consumption in the motor's internal resistance in order to achieve the three-phase asynchronous motor braking.Keywords Three-phase asynchronous motor Energy consumption Brake Electromagnetic induction目录1 绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 课题的意义 (1)1.3 本课题的主要工作 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2 三相异步电动机的工作原理.............................................................. 错误!未定义书签。

目录1 摘要................................... 错误!未定义书签。

2 绪论................................... 错误!未定义书签。

2.1能耗制动的基本原理 (3)2.1.1 能耗制动的电路设计 (6)3 电机的选择 (10)参考文献 (13)附录 (14)附录1 (14)附录2 (14)摘要本文介绍了基于三相异步电动机的一种制动的方法——能耗制动，运用继电器逻辑达到控制的目的。

同时为了尽量节省开发资源和时间，本设计采用Multisim作为硬件仿真平台，对继电器逻辑及其设计能耗制动参数进行校正；为了更直观的了解三相异步电动机的机械特性曲线以及能耗制动特性曲线，本设计中同时采用了MATLAB进行函数绘图，并予以校正。

关键词：三相异步电机能耗制动继电器逻辑Multisim MATLAB1绪论1.1课题意义与直流电动机相比，三相异步电的动机具有更加经济实惠的优点。

按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。

笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量的轻、价格便宜，得到了广泛的应用。

绕的线式三相异步电动机的转子和定子的一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷的与外部的变阻器连接。

由的于异步电动机比直流电机更具有以上的优势，故异步电动机有取代三直流电机的前景，于是我们就不得不对异步电机有更深一步的了解，而相对于绕线式异步电机来说，笼式异步电机以其简单的结构而占据大部分市场，所以笼式异步电机将是我们研究的重点。

在制动方面，和直三流电机一样具有具有：能耗制动、反接制动、转子反向的制动以及回馈制动。

而这几类制动方式中能耗制动最易实现，原理及其简单。

后面篇章全是对于笼式三相异步电机的能耗制动进行分的析的。

课程设计的的目的和任务：全面熟练掌握电力阿斯顿发拖动技术，使学生掌的握小型电力拖动应用系统设计的步骤，通过设计的过程对进一步锻炼和培养学生的动手能力。

江苏科技大学苏州理工学院20 届毕业设计（论文）三相异步电动机能耗制动控制系部：电子信息系专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：作者:指导教师:二零年六月江苏科技大学苏州理工学院本科毕业论文三相异步电动机能耗制动控制Three phase asynchronous motor energy consumption brakecontrol摘要近几十年来，伴随着微电子技术、电力电子技术、电力拖动技术以及现代控制理论的研究和发展，中功率甚至小功率的电动机在人们日常活动中以及在社会工业农业生产都有极为普遍的的使用。

尤其是在城镇企业以及普通的家用电器里，就会要使用更多的中功率和小功率的电动机机器。

由于电动机是当今的工业农业生产、日常的生活和交通运输的重要设备，与电动机配套的控制设备机能依旧变为用户眷注的核心主题。

电动机的控制，包含了电动机的启动、调速以及制动电机。

异步电动机因为具有结构简单、体积小、性价比高、运行可靠、维修方便、运行的效率比较高、工作特性较好等优点，普遍的应用于电力拖动平台。

根据部分统计数据显示，异步电动机的耗电量约占全国宗发电量的40%前后。

伴随着节约型社会建设的口号和电动机生产技术的提高的现状，节约现有能源和改善电动机的制动效率具有非常重要的意义。

异步电动机的耗制动耗材多线路复杂，并要耗损一定的能量资源，需要额外加上一些直流的电源装置，因此看来设备的投资成本比较高，同时能耗制动的制动力较弱，在低速的时侯制动力矩太小，制动的冲击力太大,能量的消耗也大，这些始终是一项机电专家学者们探讨的重要的课题。

本文章是对三相异步电动机能耗制动控制做出了深刻的分析与设计，三项异步电动机是一种具备高效率、低磨损、低噪声的电动机的机种.本论文在介绍三相异步电动机中，解释了关于几种经常使用的制动方法的特色，对于各种制动的方式进行互相之间的技术比较，详细的解析了能耗制动的适用场所，对三相异步电动机能耗制动控制进行模拟仿真实验，为实际应用提供了科学的理论依据。

淮阴工学院课程设计说明书作者: 成志超学号：1121106105 学院: 机械工程学院专业: 机械电子专业题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：高荣殷永华目录1 绪论 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2三相异步电动机的工作原理 (2)2.3 三相异步电动机制动方式 (3)3 三相异步电动机的能耗制动方式 (6)3.1 能耗制动的原理 (6)3.2 能耗制动的设计 (6)3.3 能耗制动的分析 (7)结论 (10)心得 (11)参考文献 (12)1 绪论三相异步电机转子结构有笼型和绕线式两种。

定子由定子铁芯，定子绕组和机座三部分构成。

定子铁芯的作用作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。

铁芯一般采用导磁性良好，比损耗小的0.5mm厚的低硅钢片叠成。

定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势，流过电流。

定子绕组在槽内部分与铁芯间绝缘。

转子由铁芯，转子绕组和转轴构成。

转子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。

转轴起支撑转子铁芯和输出机械转矩的作用。

转子绕组有笼型和绕线式。

本次设计主要用到笼型，重点介绍下笼型。

在转子铁芯均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁芯两端放置两个端环，分别把所有伸出槽外部分与端环连接起来。

如果去掉铁芯剩下的绕组就像一个松鼠笼子。

三相异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它结构简单，运行可靠，制造容易，价格低廉，兼顾耐用，而且有较高的效率和相当好的的工作特性。

但是尚不能较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收之后的无功功率。

在交流电力拖动系统中, 异步电动机既可运行于电动状态, 又可运行于电磁制动状态, 随生产机械的不同要求而定。

三相异步电动机的能耗制动, 是通过将运行在电动状态的异步电机的定子脱离交流电源时, 立即在定子两相绕组通入直流励磁电流的方法, 使定子产生静止磁场的。

当转子由于惯性仍在旋转时, 其导体切割此磁场便感应电流并产生与转子转向相反的电磁制动转矩而实现制动。

三相异步电机能耗制动原理图解
时间原则能耗制动控制电路
时间原则能耗制动控制电路工作原理：
合上电源开关，按起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合并自保，电动机起动运转。

当按停止按钮SB1时，KM1线圈断电释放，其主触点断开，定子绕组断电；同时，KM2、KT线圈得电吸合并，KM2主触点闭合，电动机二相定子绕组接入直流电源进行能耗制动。

使电动机转速迅速下降，当机转接近零时，时间继电器KT延时时间到。

其通电延时断开的动断触点断开，使KM2、KT线圈相继断电释放，制动过程结束。

RP为调节制动力大小的限流电阻。

时间原则能耗制动控制电路(2)。