淺析三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的原理與檢修

張連軍

摘 要：生產(chǎn)機(jī)械在電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，在電動(dòng)機(jī)失電后，由于慣性作用電動(dòng)機(jī)不可能立即停止下來(lái)，而會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一段時(shí)間才會(huì)完全停下來(lái)。為了使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，就要對(duì)電動(dòng)機(jī)采取制動(dòng)措施。電氣設(shè)備中使用較多的一種制動(dòng)措施就是反接制動(dòng)，也就是在電動(dòng)機(jī)定子繞組切斷三相電源慣性運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在其定子繞組中接入三相電源且改變電源相序，從而產(chǎn)生一個(gè)與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī); 反接制動(dòng); 速度繼電器; 限流電阻R

中圖分類(lèi)號(hào)：TD32? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2019）05-110-001

生產(chǎn)機(jī)械在電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，在電動(dòng)機(jī)失電后，由于慣性作用電動(dòng)機(jī)不可能立即停止下來(lái)，而會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一段時(shí)間才會(huì)完全停下來(lái)。這種現(xiàn)象一是會(huì)使生產(chǎn)機(jī)械的工作效率變低，二是對(duì)某些生產(chǎn)機(jī)械是不適宜的，為了使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，就要對(duì)電動(dòng)機(jī)采取制動(dòng)措施。

所謂制動(dòng)，就是給電動(dòng)機(jī)一個(gè)與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使其迅速停轉(zhuǎn)或限制其轉(zhuǎn)速。電氣設(shè)備中使用較多的一種制動(dòng)措施就是反接制動(dòng)，反接制動(dòng)屬于電力制動(dòng)，也就是在電動(dòng)機(jī)定子繞組切斷三相電源慣性運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在其定子繞組中接入三相電源且改變電源相序，從而產(chǎn)生一個(gè)與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。其制動(dòng)原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)為正常運(yùn)行時(shí)，接入電動(dòng)機(jī)定子繞組U、V、W的電源相序?yàn)長(zhǎng)1-L2-L3，電動(dòng)機(jī)將沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以n

需要注意的是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)立即切斷電動(dòng)機(jī)的三相電源，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。在實(shí)際使用中，為保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在接近零值時(shí)能迅速切斷電源，防止反轉(zhuǎn)，常采用速度繼電器自動(dòng)、及時(shí)切斷電源。

速度繼電器是反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器，其主要作用是以旋轉(zhuǎn)速度的快慢與交流接觸器配合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)。速度繼電器是與電動(dòng)機(jī)同軸安裝，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)速度繼電器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而在速度繼電器的定子籠型短路繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與定子永久磁鐵的磁場(chǎng)相互作用，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，與定子相連的膠木擺桿也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)定子偏轉(zhuǎn)到一定角度，膠木擺桿推動(dòng)簧片，使速度繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速減小到接近于零時(shí)，由于定子的電磁轉(zhuǎn)矩減小，擺桿恢復(fù)原狀，速度繼電器的觸點(diǎn)隨著復(fù)位。速度繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作轉(zhuǎn)速一般不低于100-300r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速大約在100r/min。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)采用反接制動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速（n+n1）很高，約等于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的兩倍，所以在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電流，致使定子繞組中的電流也很大，一般約為電動(dòng)機(jī)額定電流的10倍。因此，反接制動(dòng)一般適用于10KW以下的小容量電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，并且為了防止反接制動(dòng)電流過(guò)大，造成電動(dòng)機(jī)損壞或保護(hù)裝置跳閘，對(duì)于4.5KW以上的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行反接制動(dòng)時(shí)需要在定子繞組回路中串入限流電阻R。

限流電阻R的大小可以參照以下方法估算：

（1）當(dāng)電源電壓為380V時(shí)，若要使反接制動(dòng)電流等于電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流的[12]，即[12]Ist，那么在三相回路中應(yīng)串入的電阻R（Ω）可取為：R≈1.5×[220Ist]

（2）若要使反接制動(dòng)電流等于啟動(dòng)電流Ist，則每相應(yīng)串入的電阻R′（Ω）可取為：R′≈1.3×[220Ist]

如果在反接制動(dòng)時(shí)只在兩相中串接電阻，則電阻值應(yīng)加大，分別取上述計(jì)算值的1.5倍。

反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、制動(dòng)力強(qiáng)、制動(dòng)迅速;缺點(diǎn)是制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過(guò)程中沖擊力大，容易損壞傳動(dòng)零件，制動(dòng)時(shí)能量損耗大，頻繁制動(dòng)容易造成電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱，因此它不宜經(jīng)常制動(dòng)。反接制動(dòng)一般適用于系統(tǒng)要求迅速制動(dòng)、設(shè)備慣性大、不經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)的場(chǎng)合，如T68鏜床、X62W萬(wàn)能銑床、中型車(chē)床等主軸的制動(dòng)控制。

反接制動(dòng)電氣控制線路在實(shí)際使用過(guò)程中，由于設(shè)備振動(dòng)、線路老化、機(jī)械磨損、電氣磨損或操作不當(dāng)?shù)仍颍赡軙?huì)出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，例如按下停止按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)不制動(dòng)、制動(dòng)效果不明顯、制動(dòng)后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過(guò)大等，從而使設(shè)備不能組成工作，影響生產(chǎn)。這就需要我們對(duì)不同的故障現(xiàn)象采用正確的方法進(jìn)行分析，快速準(zhǔn)確地查找出故障的根本原因并進(jìn)行修復(fù)。下面就針對(duì)不同的故障現(xiàn)象、可能的原因、處理的辦法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：

（1）故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)不制動(dòng)。可能原因：速度繼電器觸點(diǎn)接觸不良;速度繼電器彈性動(dòng)觸片斷裂或失去彈性;速度繼電器定子籠型繞組開(kāi)路。處理辦法：清洗觸點(diǎn)表面油污;更換彈性動(dòng)觸點(diǎn);更換定子籠型繞組。

（2）故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)不能正常制動(dòng)。可能原因：速度繼電器的彈性動(dòng)觸片調(diào)整不當(dāng)。處理辦法：重新調(diào)節(jié)調(diào)整螺釘;將調(diào)整螺釘向下旋，彈性動(dòng)觸片彈性增大，速度較高時(shí)繼電器才動(dòng)作;將調(diào)整螺釘向上旋，彈性動(dòng)觸片彈性減小，速度較低時(shí)繼電器動(dòng)作。

（3）故障現(xiàn)象：制動(dòng)效果不明顯。可能原因：速度繼電器的動(dòng)作整定值過(guò)高;限流電阻R的阻值過(guò)大;速度繼電器永磁轉(zhuǎn)子磁性減退。處理辦法：首先調(diào)松速度繼電器的整定彈簧，觀察制動(dòng)效果是否有明顯改善。如果制動(dòng)效果沒(méi)有明顯改善，則減小限流電阻R的阻值，調(diào)整后再觀察其變化，若制動(dòng)效果仍然不明顯，則更換速度繼電器。

（4）故障現(xiàn)象：制動(dòng)后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。可能原因：由于制動(dòng)力太強(qiáng)，速度繼電器的整定速度值太低造成電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。處理辦法：調(diào)緊調(diào)節(jié)螺釘;增加彈簧彈力。

（5）故障現(xiàn)象：制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過(guò)大。可能原因：由于制動(dòng)力太強(qiáng)，限流電阻R的數(shù)值太小，造成電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)振動(dòng)過(guò)大。處理辦法：適當(dāng)增大限流電阻R。