第4章 常用电动机电磁制动控制电路
4.1 三相异步电动机正转反接的反接制动控制电路
当三相异步电动机运行时,若电动机转子的转向与定子旋转磁场的转向相反,转差率s>1,则该三相异步电动机就运行于电磁制动状态,这种运行状态称为反接制动。实现反接制动有正转反接和正接反转两种方法。
正转反接的反接制动又称为改变定子绕组电源相序的反接制动(或称定子绕组两相反接的反接制动)。
正转反接的反接制动是将运动中的电动机电源反接(即将任意两根电源线的接法交换)以改变电动机定子绕组中的电源相序,从而使定子绕组产出的旋转磁场反向,使转子受到与原旋转方向相反的制动转矩而迅速停止。在制动过程中,当电动机的转速接近于零时,应及时切断三相电源,防止电动机反向启动。
4.1.1 单向(不可逆)启动、反接制动控制电路
三相异步电动机单向(不可逆)启动、反接制动控制电路的原理图如图4-1所示。该控制电路可以实现单向启动与运行,以及反接制动。
图4-1 三相异步电动机单向启动、反接制动控制电路
启动时,先合上电源开关QS,然后按下启动按钮SB2,使接触器KM1因线圈得电而吸合并自锁,KM1的主触点闭合,电动机M接通电源直接启动,当电动机转速升高到一定数值(此数值可调)时,速度继电器KS的动合触点闭合,因KM1的动断辅助触点已断开,这时接触器KM2线圈不通电,KS的动合触点的闭合,仅为反接制动做好了准备。
停车时,按下停止按钮SB1,接触器KM1首先因线圈断电而释放,KM1的主触点断开,电动机断电,作惯性运转,与此同时KM1的动断辅助触点闭合复位,又由于此时电动机的惯性很高,速度继电器KS的动合触点依然处于闭合状态,所以按钮SB1的动合触点闭合时,使接触器KM2因线圈得电而吸合并自锁,KM2的主触点闭合,电动机便串入限流电阻R进入反接制动状态,使电动机的转速迅速下降。当转速降至速度继电器KS整定值以下时,KS的动合触点断开复位,接触器KM2因线圈断电而释放,电动机断电,反接制动结束,防止了反向启动。
由于反接制动时,旋转磁场与转子的相对速度很高,转子感应电动势很大,转子电流比直接启动时的电流还大。因此,反接制动电流一般为电动机额定电流的10倍左右(相当于全压直接启动时电流的2倍)。故应在主电路中串接一定的电阻R,以限制反接制动电流。反接制动电阻有三相对称和两相不对称两种接法。
4.1.2 双向(可逆)启动、反接制动控制电路
三相异步电动机双向(可逆)启动、反接制动控制电路,如图4-2所示。该控制电路可以实现可逆启动与运行,并可实现反接制动。
图4-2 三相异步电动机可逆启动、反接制动控制电路
正向启动时,先合上电源开关QS,然后按下正向启动按钮SB2,中间继电器KA3因线圈得电而吸合并自锁,其动断触点KA3断开;而其动合触点KA3-3闭合,为接触器KM3线圈通电做准备;与此同时,其动合触点KA3-2闭合,使接触器KM1因线圈得电而吸合。这时,KM1的动断辅助触点断开;而KM1的动合辅助触点闭合,为中间继电器KA1线圈通电做准备;与此同时,KM1的主触点闭合,使电动机定子绕组串电阻R降压启动,当电动机转速n升至一定值时,速度继电器KS的触点KS-1闭合,使中间继电器KA1因线圈得电而吸合并自锁。其动合触点KA1-3闭合,为接触器KM2线圈通电做准备;与此同时,其动合触点KA1-1闭合,使接触器KM3因线圈得电而吸合,KM3的主触点闭合,将电阻R短接,电动机全压运行。
停车时,按下停止按钮SB1,中间继电器KA3因线圈断电而释放,KA3的各触点复位,其中动合触点KA3-3断开,使接触器KM3因线圈断电而释放,KM3的主触点断开,将电阻R串入电动机定子电路;与此同时,中间继电器KA3的动合触点KA3-2断开,使接触器KM1因线圈断电而释放,KM1的主触点断开,电动机断电,作惯性运转;而此时因接触器KM1的动断辅助触点闭合,使接触器KM2因线圈得电而吸合,KM2的主触点闭合,电动机便串入限流电阻R进入反接制动状态,使电动机的转速迅速下降,当转速降至速度继电器KS的整定值以下时,KS的动合触点KS-1断开,使中间继电器KA1因线圈断电而释放,KA1各触点复位。其中,动合触点KA1-3断开,使接触器KM2因线圈断电而释放,KM2的主触点断开,反接制动结束。
相反方向的启动和制动控制原理与上述基本相同,只是启动时按下的是反向启动按钮SB3,电路便通过KA4接通KM2,三相电源反接,使电动机反向启动。停车时,通过速度继电器KS的动合触点KS-2及中间继电器KA2控制反接制动过程的完成。不过这时接触器KM1便成为反向运行时的反接制动接触器了。
反接制动的优点是制动转矩大、制动快。缺点是制动过程中冲击强烈。所以,反接制动一般只适用于系统惯性较大、制动要求迅速且不频繁的场合。