三相异步电动机的能耗制动

1.制动原理

图10.4.3（a）为三相异步电动机能耗制动接线图。制动时，Q1断开，定子绕组脱离交流电网，同时Q2闭合，定子绕组任意两相经限流电阻R接到直流电源，通入直流电流，于是在定子绕组中产生一个直流恒定磁场。而转子因惯性继续旋转，这种相对运动在转子导体中产生感应电动势和感应电流。根据左手定则，磁场和感应电流相互作用产生电磁转矩T，其方向与转速n方向相反，为制动转矩，如图10.4.3（b）所示。当转速下降至零时，感应电动势、感应电流和电磁转矩均为零，制动过程结束。由于制动过程中，转子的动能转变为电能消耗在转子回路的电阻上，所以称为能耗制动。

图10.4.3　三相异步电动机能耗制动

2.机械特性

异步电动机能耗制动机械特性表达式的推导比较复杂。然而经理论推导可以证明，异步电动机能耗制动的机械特性方程式与异步电动机接在三相交流电网上正常运行时的机械特性是相似的。机械特性曲线如图10.4.4所示，这里主要介绍它的特点。

图10.4.4　异步电动机能耗制动时的机械特性

（1）直流励磁一定，随着转子电阻的增加，产生最大制动转矩时的转速增加，但产生的最大转矩值不变，如图10.4.4曲线1和曲线3所示。

（2）转子电路电阻不变，随着直流励磁的增大，产生的最大制动转矩增大，但产生最大转矩时的转速不变，如图10.4.4曲线1和曲线2所示。

理论推导可以证明：能耗制动时，最大转矩Tmax与定子输入的直流电流I的平方成正比，这和异步电动机改变定子电压U1的人为机械特性变化规律相同。这是因为改变U1是改变了电动机气隙磁通Φm的大小，而改变I也是改变制动时恒定磁场的数值，两者实质相同，所以特性曲线的变化规律也相同。

3.制动过程

设电动机原来在电动状态的A点稳定运行，制动瞬间，由于机械惯性，电动机转速不能突变，工作点A过渡至曲线1上的B点，对应的转矩为制动转矩，电动机沿曲线1减速，直到原点，n＝0、T＝0。如果是反抗性负载，则电动机将停转，实现快速制动；如果是位能性负载，则需要在制动到n＝0时切断电源，否则电动机将在位能性负载转矩的拖动下反转，特性曲线延伸到第Ⅳ象限，直到电磁转矩与负载转矩相平衡时，重物获得稳定的下放速度。

能耗制动是异步电动机常用的一种制动方法，它便于准确停车，制动较为平稳，与反接制动相比较，制动时能量损耗小，电流冲击也小。适合于经常起动、反转，并要求准确停车的生产机械，如轧钢车间升降台、矿井卷扬机等。