图21813所示的控制线路适用于正常运行为三角形接法的电动机。在电动机三相定子绕组中每相串接一个整流二极管。电动机正常运行时,接触器KM1、KM2都获电吸合,KM2触头短接二极管。当需要停车时,按停止按钮SB1,KM1和KM2均断电释放,二极管串入绕组工作。电动机转子有剩磁,且在惯性作用下继续旋转,转子剩磁磁场切割定子绕组,产生定向的感应电流。定子感应电流与转子的旋转磁场相互作用,产生制动力矩,迫使电动机停转。
图21812及图21813中,请读者自补接线图。这两个图非常简单,也可以不画接线图,按照原理图直接连接。
短接制动的优点是简单易行,无需特殊的控制设备。制动时,定子的感应电流比电动机空载起动时的电流要小。
短接制动的缺点是:制动作用不强,定位不准确,且仅适用于小容量的高速电动机。
二、电容制动
电容制动是将工作着的异步电动机在切断电源后,立即在定子绕组的端线上,接入电容器而实现制动的一种方法。
电容制动控制线路如图21814所示:
三组电容器可以接成星形或三角形,与电动机定子出线端形成闭合回路。当运行的电动机断开电源时,转子内的剩磁切割定子绕组产生感应电动势,并向电容充电,其充电电流在定子绕组中形成励磁电流,建立一个磁场,这个磁场与转子剩磁相互作用,产生一个与旋转方向相反的制动力矩,使电动机迅速停转,完成制动。
电容制动控制线路的工作原理如下:
起动过程,闭合电源开关QS并按下起动按钮SB2,接触器KM1获电吸合并经KM1-1常开触头自锁,KM1-2常闭触头断开,闭锁了KM2;接触器KM1的主触头闭合,电动机获电运转;KM1-3闭合使时间继电器KT获电吸合,KT的延时断开常开触头瞬间闭合,为KM2获电作准备。需要停车时,按下停止按钮SB1使接触器KM1断电释放,KM1主触头、常开触头KM1-1 KM1-3、常闭触头KM1-2、均恢复至原始状态。其中KM1-2联锁触头恢复闭合时,接触器KM2获电吸合,KM2主触头闭合,将三相制动电容器及电阻R1、R2接入定子绕组,电动机被制动,直至停转;同时,KM1-3的断开使时间继电器KT失电释放,其延时断开常开触头延时至电动机停止后,自动断开,切断接触器KM2线圈回路,使接触器KM2失电释放。至此,全部电器均恢复至原始状态。
控制线路中的电阻R1是调节电阻,用以调节制动力矩的大小,电阻R2为放电电阻。对于380伏、50赫兹的鼠笼式异步电动机,根据经验,每千瓦每相大约需150微法的制动电容,电容的工作电压应不小于电动机的额定电压。
电容制动的方法对高速、低速运转的电动机均能迅速制动,能量损耗小,设备简单,一般用于10千瓦以下的小容量电动机,并且可用于制动较频繁的场所。
三、发电制动
发电制动又称为再生制动或回馈制动。在电动机工作过程中,由于外力的作用,如起重机在高处下降重物时,可使电动机的旋转速度n2超过定子绕组旋转磁场的同步转速n1。现假定旋转磁场不动,则转子导体将以n2减n1的转速切割磁力线,使电动机转变成发电机运行。将重物的位能转变为电能反馈给电网,所以这种制动方法称为发电制动。
发电制动的经济效益好,可将负载的机械能量变换成电能反送到电网上,发电制动的不足之处是应用范围窄,仅当电动机实际转速大于同步转速时才能实现制动。发电制动常用于起重机械和多速异步电动机。如使电动机转速由二级变为四级时,定子旋转磁场的同步转速由每分钟3000转,变为每分钟1500转,而转子由于惯性,仍以原来的大约每分钟2900转的速度旋转,此时 n 大于 n1 ,电动机产生发电制动作用。
有关电动机的制动,我们已介绍了两大类,十多种控制线路。读者在今后的实际工作中,应根据工作现场的实际情况以及经济条件等因素,灵活地选用这些制动控制线路。