电工电路速查常备手册
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4.2 三相异步电动机正接反转的反接制动控制电路

正接反转的反接制动又称为转速反向的反接制动(或称为转子反转的反接制动),这种反接制动用于位能性负载,使重物获得稳定的下放速度。由于正接反转的反接制动的目的不是停车,而是使重物获得稳定的下放速度,故正接反转的反接制动又称为倒拉反转运行。即属于反接制动运行。

绕线转子三相异步电动机正接反转的反接制动接线图如图4-3(a)所示,其制动原理图如图4-3(b)所示。当绕线转子三相异步电动机拖动起重机下放重物时,若电动机的定子绕组仍按作为电动运行时(即提升重物时)的接法接线,即所谓正接,而利用在转子回路中串入较大电阻Rad,可以使电动机转子的转速下降。而在转子回路中串接的电阻增加到一定值时,转子开始反转,重物则开始下降。

图4-3 绕线转子三相异步电动机正接反转制动

正接反转的制动原理与在转子回路串电阻调速基本相同。当绕线转子三相异步电动机提升重物时,电动机在其固有机械特性曲线1上的A点稳定运行,如图4-4所示。当异步电动机下放重物时在转子回路中串入较大电阻Rad,电动机的人为机械特性曲线的斜率随串入电阻Rad的增加而增大,如图4-4所示中的曲线2、3所示。而转子转速n逐步减小至零,如图4-4中的ABC点所示。此时如果在转子回路中串入的电阻Rad继续增加,由于电磁转矩Te小于负载转矩TL,转子就开始反转(重物向下降落)而进入反接制动状态,当电阻Rad增加到Rad3时,电动机稳定运行于D点,从而保证了重物以较低的均匀转速慢慢下降,而不致将重物损坏。

图4-4 绕线转子三相异步电动机正接反转制动时的机械特性

显然,调节在转子回路中串入的电阻Rad可以控制重物下放的速度。利用同一转矩下转子电阻与电动机的转差率成正比的关系,即

          

可以求出在需要的下放速度nD时,转子回路中需要串入的附加电阻Rad的数值。

          

式中 R2——绕线转子异步电动机转子绕组的电阻;

sA——反接制动开始时电动机的转差率;

sD——以稳定速度下放重物时电动机的转差率。

例4-1 一台绕线转子三相异步电动机拖动起重机主钩,其额定功率PN=20kW,额定电压UN=380V,定、转子绕组均为Y接,极数2p=6,电动机的额定转速nN=960r/min,电动机的过载能力λm=2,转子额定电动势E2N=208V,转子额定电流I2N=76A。升降某重物的转矩TL=TN,忽略空载转矩T0,请计算:

(1)转子回路每相串入RadA=0.88Ω时转子转速;

(2)转速为-430r/min时转子回路每相串入电阻值。

:(1)转子每相串RadA=0.88Ω后的转速nA的计算

电动机的同步转速

          

额定转差率

          

转子每相电阻

          

设转子每相串入RadA后,转速为nA,转差率为sA,则

          

          

nA=(1-sAnS=(1-0.597)×1000=403r/min          

(2)转速为-430r/min时转子每相串入电阻RadB的计算

转差率

          

转子每相串入电阻值为RadB,则