三相异步电动机能耗制动(课堂PPT)

首先，合上电源 开关QS。 单向起动运转：-能耗制动停转：-
2．有变压器单相桥式整流单向起动能耗制动自动控制电路
-
能耗制动的优点： 1）制动平稳，便于实现准确停车； 2）吸收系统储存动能并转换成电能消耗在转 子电路的电阻上；
能耗制动的缺点： 制动较慢，需要一套直流电源装置，而且拖 动系统制动至转速较低时，制动转矩较小，此时 制动效果不理想。
能耗制动控制
能耗制动：是在电动机脱离三相交流电源后，向 定子绕组内通入直流电流，建立静止磁场。转子 以惯性旋转时，转子导体就会切割定子恒定磁场 而产生转子感应电动机及感应电流，感应电流受 到恒定磁场的作用力又产生制动的电磁转矩，达 到制动目的
-
能耗制动控制
1．无变压器单相半波整流单向起动能耗制动自动控制电路
-

t
()电流入
2024年10月8日星期二
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
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wt 0
9
2024年10月8日星期二
10
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC
t
A YN Z
CS
B
2024年10月8日星期二X
16
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
2024年10月8日星期二
17
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
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18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
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鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
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4
转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
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三相异步电动机能耗制动原理及控制电 路的识读
会计学
1
（一）能耗制动原理
能耗制动是通过在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转 的动能来实现制动的。
能耗制动是在切除三相交流电源后，定子绕组通直流电流，在定子、转 子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动的转子导体切割该磁场，形成感 应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而使电动机迅速停转，并在 制动结束后将直流电源切除，其制动原理如图6-11所示。
用四只整流二极管构成桥式整流电路，有分立元件的，也有集成元件的。 这种整流电路输出的脉动电压较之半波整流平稳。 由于能耗制动并不要求恒稳电压，所以不需要设置滤波电路和稳压电路。
3.直流电源的选择
能耗制动中，通入电动机的直流电流不能太大，过大会烧坏定子绕组。 因此，能耗制动直流电源的选择有一定的要求
以单相桥式整流电路为例，直流电源估算方法和步骤如下：
（二）直流电源
在能耗制动控制线路中，直流电源一般通过整流环节直接从三相 电源获得。常用的整流环节有半波整流和全波整流。
1.半波整流
半波整流能耗制动一般选用一个整流二极管串接在电动机定子绕组 其中一相电源电路中，利用晶体二极管的单向导通特性，把380V的交流 电压整流为脉动的直流电压。
2.全波整流
① 先测量出电动机三相绕组任意两相之间的电阻R0（Ω） ② 测量电动机的空载电流 I0（A） ③ 能耗制动所需的
直流电流IL＝ KI0（A） 直流电压UL＝IL R0（V）
其中K是系数，一般取 3.5～4。若考虑到电动机定子绕组发热情况，并 使制动达到较为满意的效果，对于转速高、惯性大的拖动系统可取上限。
图6-14 电动机能耗制动停止的控制流程
图6-12中KT的瞬动常开触点除了起自锁作用外，在KT出现 线圈断线或机械卡住等故障时，按下并松开SB2后能使电动机制 动后脱离直流电源（规避KM2自锁不能解除的现象）。

2. 制动的定义 在电动机的轴上加一个与其旋转方向相反的转矩，使电动机减速或停转，对位能性负载 （起重机上的重物），制动运行可获得稳定的下降速度。 3. 制动的分类
课前知识准备
根据制动力矩产生方法不同，制动可分为机械制动和电气制动两类。 （1）机械制动是利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法，常用的有电磁抱闸 制动（断电型制动和通电型制动）和电磁离合器制动。 （2）电气制动是电动机在停转过程中，产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁力矩 作为制动力矩，从而使电动机停止转动，如反接制动、能耗制动、电容制动和再生制动。 常见电气制动时旋转磁场与转子的关系如图1-5-2所示。
转速也不变；变极调速和变频调速，都改变了旋转磁场的同步转速，但变极调速同步转速的关
系是2倍
，从图1-5-3中可以看出，两条曲线中的同步转速不是2倍
的关系，所以应
该是变频调速。 【解答】从图1-5-3中可以看出同步转速不相等，而且两个同步转速之间不是两倍的关系，
所以应该是变频调速。故选A。
课堂全程导学
①△/YY联结的双速电动机变极调速前后输出功率基本不变，故适用于恒功率负载的调速， 较多用于金属切削机床上；Y/YY联结的双速电动机变极调速前后输出转矩基本不变，故适用 于恒转矩负载的调速，如起重机、运输带等设备。
②△和Y为低速，YY为高速。（YY的磁极对数为p，△和Y的磁极对数为2p） ③变极调速时为保证电动机的转向不变，需要改变电源的相序。 （3）变转差率调速 ①笼型异步电动机通过改变定子电压调速，这种调速方法对于恒转矩负载调速范围很窄， 实用价值不大；但对于通风机负载（不稳定运行区），调速范围较宽。 ②绕线转子异步电动机通过改变转子电阻调速，这种调速方法的优点是所需设备简单，并 可在一定范围内进行调速，缺点是调速电阻上有一定的能量损耗，电阻越大机械特性越软，在 空载和轻载时调速范围窄，此方法主要用于运输、起重机械设备的绕线式转子异步电动机上。

1、反接制动控制线路
2、能耗制动控制线路 (3) 异步电动机调速控制系统
1、双速电动机控制线路 2、变频调速系统 (4)电动机的保护环节
2021/91/1、5 短路保护 2、过载保护 3、过电流保护
1
任三务相3 异机步床电控制动线机路电的气基控本环制节
全压启动
2021/9/15
2
任三务相3 异机步床电控制动线机路电的气基控本环制节
任三务相3 异机步床电控制动线机路电的气基控本环制节
三相异步电动机几种典型电气控制
(1)三相异步电动机的起动控制线路
全压启动
1．点动控制线路 2．长动控制线路 3．两地控制线路
降压启动
1.丫-△降压起动控制线路
2.串电阻(电抗器)降压起动控制线路
3.定子串自耦变压器降压启动
正反转控制 (2)三相异步电动机的制动控制线路
2021/9/15
25
任三务相3 异机步床电控制动线机路电的气基控本环制节
2、自动往返控制
SQ 2
SQ 1
(a) 往 返 运 动 图
FR
SB 1
SB 3
KM 1
SQ 1
KM 2 KM 1 SQ 2
SQ 2 SB 2
KM 1 KM 2
KM 2
SQ 1
2021/9/15
(b )
自动往返控制电路
按下正向起动按钮SB1，电动机 正向起动运行，带动工作台向前运 动。当运行到SQ2位置时，挡块压下 SQ2，接触器KMl断电释放，KM2通电 吸合，电动机反向起动运行，使工 作台后退。工作台退到SQl位置时， 挡块压下SQl，KM2断电释放，KM1通 电吸合，电动机又正向起动运行， 工作台又向前进，如此一直循环下 去，直到需要停止时按下SB3，KMl 和KM2线圈同时断电释放，电动机脱 离电源停止转动。

电动机正反转控制操作顺序的不同，有“正—停—反”控制电路与“正—反—停”控制电路。
由于是利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回
路中而形成的相互制约的控制称为电气互锁。这种连接保证
电气
了电路工作安全和可靠，因此在电气控制线路中，凡具有相
互锁
反动作的均需电气互锁。
电动机正反转控制线路，实质上是两个方向相反的单向运行电路的组合，并且在这两个方向相反的单向运行电路中加设必要的联锁。 再按停止按钮SB3，电动机停转。 将在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。 这种连接保证了电路工作安全和可靠，因此在电气控制线路中，凡具有相反动作的均需电气互锁。 电（动1）机“正正—反停转—控反制”操控作制顺电序路的不同，有“正—停—反”控制电路与“正—反—停”控制电路。 电（动2）机正正—反反转—控停制”控操制作电顺路序的不同，有“正—停—反”控制电路与“正—反—停”控制电路。 控制电路中，我们将这种利用复合按钮的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制称为机械互锁。 这将种在连 同接一保时证间了里电两路个工接作触安器全只和允可许靠一，个因工此作在的电控气制控作制用线称路为中互，锁凡（具联有锁相）反。动作的均需电气互锁。 电按动下机 正正向反起转动控按制钮线SB路1，接实触质器上K是M两1线个圈方得向电相吸反合的，单其向常运开行主电触路点的闭组合将，电并动且机在定这两子个绕方组向接相通反电的源单，向相运序行为U电、路V中、加W设，必电要动的机联正锁向。起动运 在行生。产实际中，往往要求控制线路能对电动机进行正、反转的控制。 电这动种机 连正接反保转证控了制电线路路工，作实安质全上和是可两靠个，方因向此相在反电的气单控向制运线行路电中路，的凡组具合有，相并反且动在作这的两均个需方电向气相互反锁的 。单向运行电路中加设必要的联锁。 在电生动产 机实正际反中转，控往制往操要作求顺控序制的线不路同能，对有电“正动—机停进—行反正”控、制反电转路的与控“正制—。反—停”控制电路。 按再停按止 停按止钮按钮SBS3B，3K，M电1动失机电停释转放。，电动机停转。 （1）“正—停—反”控制电路 按停止按钮SB3，KM1失电释放，电动机停转。 由于是利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制称为电气互锁。 将在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。

三、异步电机的三种运行状态 根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态
状态
电动机
实现
定子绕组接对 称电源
转速 转差率
0 < n < n1 0 s 1
电磁转矩
驱动
能量关系
电能转变为机 械能
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
n<0
s 1
制动 电能和机械能变
成内能
发电机
外力使电机快速 旋转
n > n1
第4章 三相异步电动机
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
继续
继续
第4章 三相异步电动机
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
第4章 三相异步电动机
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
返回
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
4.3.3 一相绕组的基波感应电动势
一、一相绕组的基波电动势 一绕组有2a条支路，一条支路由若干个线圈组路串联组成。
一相绕组的基波电动势为一条支路的基波电动势
E p1 = 4.44 fNkw1 1
对单层绕组： N = pqNc 2a
对双层绕组： N = 2 pqNc 2a
第4章 三相异步电动机
二、短距绕组、分布绕组对电动势波形的影响
s0
制动 机械能转变为电
能
第4章 三相异步电动机
4.1.3 型号和额定值
一、型号 例:
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
额定电流I N ( A )
在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功率PN ( kW )

三相异步电动机能耗制动控制设计课件（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 toachieve 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。

转子串电阻启动常用于要求启动转矩较大的生产机械上， 如锻压机、起重机和卷扬机等。
（2）转子串频敏变阻器启动
频敏变阻器实质上是一个铁耗很大的三相电抗器，其等 效阻抗的大小随转子电流频率的变化而变化。转子串频敏变 阻器启动与转子串电阻启动相比，其转子等效电阻随电动机 转速的升高自动且连续的减小，启动过程平滑性较好。
在反接时，由于旋转磁场与转子的转向相反，其相对转速 n0＋n非常大，因此，转子中的感应电流也非常大。这样大的电 流会对电源及电动机产生很大的冲击，因此，为了限制此电流， 反接制动时必须在定子电路（笼型）或转子电路（绕线型）中 串接限流电阻。
反接制动制动迅速、简单，但能量消耗大，对电源及电动 机的冲击很大。
电工电子技术
【解】（1）根据式（6–22）：
3 SN 4 4PN
3 46.1 4 4 36
1.07
＜4
因Ist/IN＝4～7，所以，此电动机不能直接启动。
（2）电动机的额定转矩为：
TN
=9550
PN nN
9550 75 1480
484(N • m)
直接启动时的启动转矩为：
Tst 1.9 484 920(N • m)
变极调速是通过改变电动机定子绕组的接线以改变电 动机的极对数，从而实现电动机的调速。由于磁极对数只 能成倍变化，所以，变极调速不能实现无级调速，但其经 济、简单、稳定性好，所以，许多工厂的生产机械都采用 这种方法和其他方法协调进行调速。
需要注意的是，变极调速只适用于笼型异步电动机。 因为笼型异步电动机的转子极数能自动与定子绕组的极数 相适应。
自耦变压器备有多个抽头，可根据所要求的启动转矩来 选择不同的电压（如电源电压的73%、64%、55%）。但这 种启动方法的设备费用高，不宜频繁启动。

SB1 KM1
KT
KM2 KH
UVW M 3～ 完整版PPT课件
KM1
KM1 KM2
KT 23
单向启动能耗制动自动控制线路
QS FU1
FU2
L1
L2KHL3 NhomakorabeaKM2
V KM1
SB2 KM2
KT KM2
KM2自锁触头闭合 KM2主触头分断闭合 电动机半波能耗制动 KM2联锁触头分断 KT瞬时闭合触头闭合 松开SB2
完整版PPT课件
26
能耗制动计算：
IDC1.5IN UDCIDCR
❖ I N ——能耗制动时所需的直流电流， A； ❖ I DC ——电动机额定电流， A； ❖ U D C ——能耗制动的直流电压， V； ❖ R ——定子绕组的冷态电阻，Ω。
完整版PPT课件
27
❖ 5.适用场合：要求平稳制动，停车准确。 （如铣床、龙门刨床及组合机床的主轴
完整版PPT课件
18
单向启动能耗制动自动控制线路
QS FU1
FU2
L1
L2
KH
L3
KM2
V KM1
SB2 KM2
KT KM2
SB1 KM1
KT
电路组成分析
KM2 KH
UVW
定子绕组直流电通路
M 3～ 完整版PPT课件
KM1
KM1 KM2
KT 19
单向启动能耗制动自动控制线路
QS FU1
FU2
L1
电气控制线路安装与检修
❖ 授课班级：高二（11）班 ❖ 授课教师：安智勇
完整版PPT课件
1
任务一 无变压器单相半波整流能耗制 动控制电路的安装与检修

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路为了避免较大的反接制动电流，三相交流异步电动机常采用能耗制动控制线路。

能耗制动是指电动机在刚切除三相电源后，立即在定子绕组中接入直流电源产生一固定磁场，使转动着的转子切割固定磁场的磁力线产生制动力矩，使电动机的动能转换成电能并消耗在转子上的制动的方法。

能耗制动按接入直流电源的控制方法，有时间原则控制和速度原则控制，相应的控制元件为时间继电器和速度继电器。

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路（1）按时间原则控制的单向运行能耗制动线路下图为三相交流异步电动机按时间原则控制的单向运行能耗制动线路，在电动机正常运行时，若按下停止复合按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，电动机脱离电源，同时KM2线圈、通电延时型时间继电器KT线圈通电并自锁，直流经KM2的主触点接入定子绕组，建立固定磁场，进入能耗制动，当KT整定值到达时，其延时断开常闭触点断开，切断KM2线圈回路，使KM2和KT释放，能耗制动结束。

线路中电阻Rp用于调节直流制动电流，直流电流越大，制动力矩就越大，但电流太大会对定子绕组造成损坏，一般根据要求可调节其为电动机空载电流的3—5倍。

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路（2）按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路。

下图为三相交流异步电动机按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路。

合上电源开关QS，根据工作需要按下正转或反转起动按钮SB2或SB3，相应接触器KM1或KM2线圈得电并自锁，电动机正常运行。

此时速度继电器的正转或反转触点KV1或KV2闭合，为停车接通KM3实现能耗制动作准备。

停车时，按下停止按钮SB1，KM1或KM2失电，电动机定子绕组脱离三相交流电源。

当SB1按到底时，KM3线圈得电并自锁，电动机定子接入直流电源进行能耗制动，电动机转速迅速下降，1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路当转速降至100r/min时，速度继电器KV1或KV2触点断开，使KM3断电释放，能耗制动结束，以后电动机自然停车。

三相异步电动机的制动 控制线路
第一节 机械制动 第二节 电力制动
8/16/2024
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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：机械制动和电力制动。
第一节 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。 机械制动常用的方法有：电磁抱闸制动器制动和电磁离合器制动。
常用电磁铁的符号如上页图4‐1b）、c）、d）所示。
（2）直流电磁铁
线圈中通以直流电的电磁铁称为直流电磁铁。 直流长行程制动电磁铁主要用于闸瓦制动器，其工作原理与 交流制动电磁铁相同。MZZ2—H型电磁铁的结构如下页图4‐2所 示。
8/16/2024
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图4‐2 直流长行程制动电磁铁的结构 1—黄铜垫圈 2—线圈 3—外壳4—导向管 5—衔铁 6—法兰 7—油封
型号及含义：
8/16/2024
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结构如图4‐1所示。
8/16/2024
图4‐1 MZDI型制动电磁铁与制动器 a) 结构 b) 电磁铁的一般符号 c) 电磁制动器符号 d) 电磁阀符号 1—线圈 2—衔铁 3—铁心 4—弹簧 5—闸轮 6—杠杆 7—闸瓦 8—轴
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图4‐8 JY1速度继电器结构原理图及符号 1‐转子 2‐电动机轴 3‐定子 4‐绕组 5‐定子柄 6、7‐静触点 8、9‐簧片（动触点）
它主要由定子、转子和触点三部分组成。 一般情况下，速度继电器的触点，在转速达120r／min时能动 作，低于100r／min左右时能恢复正常位置。 速度继电器在电路图中的符号如图4‐8所示。