電動機斷電后,能使電動機在很短的時間內(nèi)就停轉(zhuǎn)的方法,稱作制動控制。制動控制的方法常用的有二類,即機械制動與電力制動,下面將這兩種制動方法介紹如下。
一、機械制動
機械制動是利用機械裝置,使電動機迅速停轉(zhuǎn)的方法,經(jīng)常采用的機械制動設(shè)備是電磁抱閘,電閘抱閘的外形結(jié)構(gòu)如圖21801所示。
電磁抱閘主要由兩部分構(gòu)成:制動電磁鐵和閘瓦制動器。 制動電磁鐵由鐵芯和線圈組成;線圈有的采用三相電源,有的采用單相電源;閘瓦制動器包括:閘瓦,閘輪,杠桿和彈簧等。閘輪與電動機裝在同一根轉(zhuǎn)軸上. 制動強度可通過調(diào)整彈簧力來改變。
一)電磁抱閘制動控制線路之一
電磁抱閘制動控制線路之一如圖21802所示:
電磁抱閘制動控制線路的工作原理簡述如下:
接通電源開關(guān)QS后,按起動按鈕SB2,接觸器KM線圈獲電工作并自鎖。電磁抱閘YB線圈獲電,吸引銜鐵(動鐵芯),使動、靜鐵芯吸合,動鐵芯克服彈簧拉力,迫使制動杠桿向上移動,從而使制動器的閘瓦與閘輪分開,取消對電動機的制動;與此同時,電動機獲電起動至正常運轉(zhuǎn)。當需要停車時,按停止按鈕SB1,接觸器KM斷電釋放,電動機的電源被切斷的同時,電磁抱閘的線圈也失電, 銜鐵被釋放,在彈簧拉力的作用下,使閘瓦緊緊抱住閘輪,電動機被制動,迅速停止轉(zhuǎn)動。(http://www.diangon.com版權(quán)所有)
電磁抱閘制動,在起重機械上被廣泛應(yīng)用。當重物吊到一定高度, 如果線路突然發(fā)生故障或停電時,電動機斷電,電磁抱閘線圈也斷電, 閘瓦立即抱住閘輪使電動機迅速制動停轉(zhuǎn),從而防止了重物突然落下而發(fā)生事故。
二)電磁抱閘制動控制線路之二
采用圖21802控制線路,有時會因制動電磁鐵的延時釋放,造成制動失靈。
造成制動電磁鐵延時的主要原因:制動電磁鐵線圈并接在電動機引出線上(參見圖2-71)。電動機電源切斷后,電動機不會立即停止轉(zhuǎn)動,它要因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動。由于轉(zhuǎn)子剩磁的存在,使電動機處于發(fā)電運行狀態(tài),定子繞組的感應(yīng)電勢加在電磁抱閘YB線圈上。所以當電動機主回路電源被切斷后,YB線圈不會立即斷電釋放,而是在YB線圈的供電電流小到不能使動、靜鐵芯維持吸合時,才開始釋放。
解決上述問題的簡單方法是;在線圈YB的供電回路中串入接觸器KM的常開觸頭。如果輔助常開觸頭容量不夠時, 可選用具有五個主觸頭的接觸器?;蛄硗庠黾右粋€接觸器,將后增加接觸器的線圈與原接觸器線圈并聯(lián)。將其主觸頭串入YB的線圈回路中。這樣可使電磁抱閘YB的線圈與電動機主回路同時斷電,消除了YB的延時釋放。
防止電磁抱閘延時的制動控制線路如圖21803所示。
二、電力制動
常用的電力制動有電源反接制動和能耗制動兩種。
一)電源反接制動
電源反接制動是依靠改變電動機定子繞組的電源相序,而迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)的一種方法。
(一)單向反接制動控制線路
單向運轉(zhuǎn)反接制動控制線路如圖21804所示。
起動時,閉合電源開關(guān)QS,按起動按鈕SB2,接觸器KM1獲電閉合并自鎖,電動機M起動運轉(zhuǎn)。當電動機轉(zhuǎn)速升高到一定值時(如100轉(zhuǎn)/分),速度繼電器KS的常開觸頭閉合,為反接制動作好準備。
停止時,按停止按鈕SB1(一定要按到底),按鈕SB1常閉觸頭斷開,接觸器KM1失電釋放,而按鈕SB1的常開觸頭閉合,使接觸器KM2獲電吸合并自鎖,KM2主觸頭閉合,串入電阻RB進行反接制動,電動機產(chǎn)生一個反向電磁轉(zhuǎn)矩,即制動轉(zhuǎn)矩,迫使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降;當電動機轉(zhuǎn)速降至約100轉(zhuǎn)/每分鐘以下時,速度繼電器KS常開觸頭斷開,接觸器KM2線圈斷電釋放,電動機斷電,防止了反向起動。
由于反接制動時,轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速,故反接制動時,轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流很大,定子繞組的電流也隨之很大, 相當于全壓直接起動時電流的兩倍。為此,一般在4.5KW以上的電動機采用反接制動時,應(yīng)在主電路中串接一定的電阻器,以限制反接制動電流,這個電阻稱為反接制動電阻,用RB表示,反接制動電阻器,有三相對稱和兩相不對稱兩種聯(lián)結(jié)方法,圖21804為對稱接法,如某一相不串電阻器,則為二相不對稱接法。
串接的制動電阻RRB的阻值可用下式計算
RRB= KUΦ/Ist(Ω)
式中:RRB為反接制動電阻器的阻值,單位為歐姆(Ω);
UΦ為電動機繞組的相電壓,單位為 V ;
Ist為電動機全壓起動電流,單位為 A ;
K為系數(shù),如果要求反接制動的最大電流等于全壓起動電流,K取0.13;如果要求反接制動最大電流為全壓起動電流的一半,K取1.5 。
若反接制動時,僅在兩相的定子繞組中串接制動電阻,則選用的制動電阻的數(shù)值應(yīng)為上式計算值的1.5倍。
不頻繁起動時,反接制電阻的功率為:
PR= 1/4 In 2RRB(In為電動機額定電流,其單位為A)
頻繁起動時,反接制動電阻的功率為:
PR=(1/3—1/2)In 2RRB
例如:一臺4極鼠籠型電動機,額定功率為20KW,額定電流為38.4A,額定電壓為380V,定子繞組為星接,問采用反接制動時,應(yīng)串聯(lián)RRB的阻值和功率為多少?
從機電產(chǎn)品樣本上查得IST為228A(若無產(chǎn)品樣本,則可取 IST=(4—7)In,一般取中間值)。
RRB =1.5×220/228=1.4Ω
PR=1/3 In 2 RRP =1/3×38.42×1.4=164W
圖21804控制回路的接線步驟如下:
(1)首先接FU2和FR:由FR常閉接點引出的線為電源1;由另一個FU2引出的線為電源“2”。
(2)將“1”線分別接在KM1、KM兩線圈上;將線圈的另一端接至“對方的常閉觸頭”上;KM1的空常閉接點與速度繼電器KS的常開接點相連接,KS的空接點與KM2常開接點連接,并由剛接過線的KM2常開接點引出“KM2的線圈線”接至按鈕SB1右側(cè)常開接點上,從KM2的空常開接點引出兩根線,一根為“KM2的自鎖線”接至按鈕SB1的左側(cè)常閉接點上;另一根接至FU2(即電源線“2”)。
(3)從KM2空閑常閉接點引出一長一短兩根導(dǎo)線,短線接KM1的常開接點,長線為“KM1線圈線”接至按鈕SB2左側(cè)常開接點;從KM1的空常開接點引出“KM1的自鎖線”,接按鈕SB2右側(cè)常開接點。
(4)按鈕開關(guān)中:將右側(cè)的SB1常閉接點與SB2常開接點用導(dǎo)線相連;將左側(cè)的SB1常開接點與常閉接點用導(dǎo)線連接。
(5)將主回路及控制回路的所有連接線全部仔細檢查一遍,確認無誤后,送電試機。
(二)可逆起動反接制動控制線路
1、電動機可逆起動反接制動的控制線路之一
電動機可逆起動反接制動的控制線路之一,如圖21805所示。該控制線路由于主回路中沒有限流電阻RB,所以只能用于容量較小的電動機。
圖中KS—1和KS—2分別為速度繼電器正反兩個方向的兩副常開觸頭,當按下SB2時,電動機正轉(zhuǎn),速度繼電器的常開觸頭KS—2閉合,為反接制動作準備,當按下SB3時,電動機反轉(zhuǎn),速度繼電器KS—1閉合,為反接制動作準備。中間繼電器KA的作用是:為了防止當操作人員因工作需要而用手轉(zhuǎn)動工件和主軸時,電動機帶動速度繼電器KS也旋轉(zhuǎn);當轉(zhuǎn)速達到一定值時,速度繼電器的常開觸頭閉合,電動機獲得反向電源而反向沖動,造成工傷事故。
圖21805控制線路的工作原理,簡述如下:
閉合電源開關(guān)QS后按SB2,接觸器KM1獲電閉合并通過其自鎖觸頭自鎖,電動機M正轉(zhuǎn)起動,當電動機轉(zhuǎn)速高于120轉(zhuǎn)/每分鐘 時,KS—2閉合,為反接制動作準備。
當需要正轉(zhuǎn)停止時,按SB1,接觸器KM1斷電釋放而中間繼電器KA獲電吸合并自鎖;KA的常開觸頭斷開,切斷KM2自鎖觸頭的供電回路,使其不能自鎖;KA的常開觸頭接通KM2的線圈回路,使KM2獲電吸合,此時反接制動開始,當電動機的轉(zhuǎn)速降至約100轉(zhuǎn)/每分鐘時,速度繼電器KS—2斷開,使 KM2斷電釋放,在中間繼電器自鎖回路中的常開觸頭KM2斷開,使中間繼電器KA也失電釋放。
反轉(zhuǎn)的起動及反接制動的工作原理與上述相似,不再贅述。
可逆起動反接制動的控制線路之一的參考接線步驟如下:
(1)首先接好電源FU2及熱繼電器FR常閉觸頭,引出控制電源“1”與“2”。