电机启动、制动
三相异步电动机软启动器的设计
第2期(总第165期) 2011年4月机械工程与自动化 M ECHAN IC AL EN GIN EERIN G & A U TO M A T IO N N o.2 Apr. 文章编号:1672-6413(2011)02-0144-02 三相异步电动机软启动器的设计 刘芳霞 (山东经贸职业学院,山东 潍坊 261011) 摘要:三相异步电动机直接启动时,启动电流过大,转矩较小,给用电设备及电网带来了一定的影响。通过采用模糊控制与P LC 相结合的方法实现了电机的软启动,给出了软启动控制系统的硬件设计与软件设计,并用M A T L A B 软件进行实验仿真,实验结果验证了系统的有效性及理论的正确性。关键词:软启动;三相异步电动机;仿真中图分类号: T M 343+ .2 文献标识码: A 收稿日期: 2010-08-31;修回日期: 2010-10-27 作者简介:刘芳霞(1975-),女,山东聊城人,讲师,硕士。 0 引言 三相异步电动机以其低成本、高可靠性和易维护等特点,在电力拖动系统中得到了广泛的应用。但在其直接启动瞬间启动电流大约是额定电流的6倍,带负载启动时甚至达到8倍。大的启动电流会给电网及用电设备带来很大的负面影响,使电网电压产生波动,加速电动机绕组的绝缘老化,大大降低了电动机的使用寿命,导致大量的能量被消耗。针对上述问题,本文设计了一个软启动系统,给出了其硬件设计及软件设计,并通过实验验证了系统的有效性及理论的正确性。1 电机软启动系统结构 三相电动机软启动系统结构图见图1。采用晶闸管反并联电路给电动机定子提供电源,通过控制晶闸管触发角的大小来改变导通角的大小,使电动机电压平稳增加,从而调节电动机定子的端电压,使电动机的启动电流缓慢上升,减少电流对电网及电动机的影响,这一过程称为软启动。软启动的实现方法如下:通过对电路电压、电流的检测,将检测的信号模糊处理,经过A /D 模块转化为数字信号,送入PLC 控制器进行处理,用得到的信号来控制晶闸管的触发角,从而控制电动机的端电压,达到控制启动电流的目的 。 图1 三相电动机软启动结构图 2 软启动控制电路硬件设计 软启动器是一种交流调压装置,在本系统中主要是实现电机的软启动、停机及保护等多种功能。由于PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、编程 简单、具有网络通讯功能等特点,所以本系统采用松下电工FP0系列可编程控制器作为主控制器,PLC 结构框图如图2所示。它的主要作用是:将模糊化处理得到的信号经过A /D 模块转化保存在数据寄存器中,
电机软启动器原理图
电机软启动器原理图 6kV电机软启动器控制原理图
软启动器在冷剪控制系统中的应用 1 前言 冷剪是棒材生产线上必不可少的设备，在连续剪切线上，由于对冷剪定位控制的实时性和精确性要求非常高，通常情况下采用变频器或直流调速装置进行控制;对于使用定尺机完成棒材组长度定位的生产线来说，由于要等到棒材组在辊道上完全停止后才进行剪切，对冷剪定位控制的实时性和精确性不要求非常高，这时对交流电机可考虑使用软启动器控制，设备投资大大减少。 2 软启动器概述 软起动器是电力电子技术与自动控制技术相结合的产物，其电路原理如图1所示。将三组反并联晶闸管串接于供电电源与被控电机之间。起动时，由电子电路控制晶闸管的导通角，使电机的端电压逐渐增大，直至全电压，使电机实现无冲击软起动;停机时，则控制晶闸管的关断速度，使电机的端电压由全电压逐渐下降至零，实现软停车，可见，软起动器实际上是一个晶闸管交流调压器。改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。 图1是ABB PSD系列软启动器产品的原理图，图中的元件如下：E1：电路板;F6：温度监视器;J1–J3：连接端子;K4：继电器，在运行状态时动作;K5：继电器，在全压状态时（Ue=100%）动作;K6：继电器，故障信号;T2：电流互感器;T5：控制变压器;V1–V6：晶闸管;X1–X3：端子板。另外，根据功率范围，还有两组或三组风扇作为标准配置。根据不同的应用要求，还可选择过载保护器。在图1中，V2、V4、V6三只晶闸管依次对应于U、V、W三相电源的正半周，开通角α相同，故三相的触发脉冲应依次相差120o;每相的正、负半周依次分别由反并联的两只晶闸管触发控制，所以同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180o，触发顺序是V2、V5、V4、V1、V6、V3，依次相差60o。
变频器控制电动机停车制动方式
电动机知识 变频器控制电动机停车制动方式 电动机停车方式由P0700和P0701～P0708设置。制动时有如下几种方式： (1)由外接数字端子控制。将P0700设为2，P0701设为1，即可由外接数字端子5 (，低电平)控制电动机制动，制动时间可由P1121设置斜坡下降时间。 (2)由的键控制。将P0700设为1，P0701设为3，为2方式，即按惯性自由停车。用上的（停车）键控制时，按下键(持续2s)或按两次（停车）键即可。 (3)用3命令使电动机快速地减速停车。将P0701设为4，在设置了3的情况下， 为了起动电动机，二进制输入端必须闭合（高电平）。如果3为高电平，电动机才能起动并用1或2方式停车。如果3为低电平，电动机不能起动。3可以同时具有直流制动、复合制动的功能。 (4)直流注入制动。变频调速系统在降速过程中，电动机因为处于再生制动状态而迅速降速。但随着转速的下降，拖动系统的动能减小，电动机的再生能力和制动转矩也随之减小。所以，在惯性较大的拖动系统中，会出现低速时停不住的“爬行”现象。为了克服“爬行”现象，当拖动系统的转速下降到一定程度时，向电动机绕组中通入直流电流，以加大制动转矩，使拖动系统迅速停住。 在预置直流制动功能时，主要设定以下项目： 1)直流制动电压。即需要向电动机绕组施加的直流电压。拖动系统的惯性越大，直流制动电压的设定值也越大。 2)直流制动时间。即向电动机绕组施加直流电压的时间，
可设定得比估计时间略长一些。 3)直流制动的起始频率。即变频调速系统由再生制动状态转为直流制动状态的起始频率。拖动系统的惯性越大，直流制动的起始频率的设定值也越大。 直流注入制动可以与和3命令同时使用。向电动机注入直流电流时，电动机将快速停止，并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。 “使能”直流注入制动可由参数P0701～P0708设置为25。直流制动的持续时间可由参数 P1233设置。直流制动电流可由参数P1232设置。直流制动的起始频率可由参数P1234设置。如果没有数字输入端设定为直流注入制动，而且P1233≠O，那么直流制动将在每个命令之后起作用，制动作用的持续时间由P1233设定。 (5)复合制动。复合制动可以与1和3命令同时使用。为了进行复合制动，应在交流电流中加入直流分量。制动电流可由参数P1236设定。 (6)用外接制动电阻进行动力制动。用外接制动电阻（外形尺寸为A～F的440变频器采用内置的斩波器）进行制动时，按线性方式平滑、可控地降低电动机的速度，如图3 -14所示。 图3 - 14 外接制动电阻进行动力制动 ·变频器维修怎样处理过电压保护 ·电工比武实践试题 ·利用管理变频器处理机械故障 ·正确使用变频器 ·变频器的转差频率控制方式 ·变频器选择时的注意事项 ·变频器应用中存在的问题及对策
三相异步电动机的制动(可打印修改)
三相异步电动机的制动 - 电动机控制电路图 三相异步电动机的反转和制动 一、三相异步电动机的反转 二、三相异步电动机的制动 一、三相异步电动机的反转 只要改变旋转磁场的旋转方向，可使三相异步电动机的反转。 三相异步电动机的反转的方法：将三相异步电动机两相绕组与交流电源的接线互相对调，则旋转磁场的旋转方向反向，三相异步电动机反转。 二、三相异步电动机的制动 制动的概念 制动的方法 一）制动的概念 所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。 二）制动的方法 制动的方法一般有两类： 机械制动 电气制动 （一）机械制动
利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。 常用的方法：电磁抱闸制动。 1、电磁抱闸的结构 2、电磁抱闸制动的特点 1、电磁抱闸的结构： 主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。断电制动型性能是：当线圈得电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用，当线圈失电是，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。通电制动型的性能是：当线圈得电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用。 2、电磁抱闸制动的特点 优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。 缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。 (二）电气制动 1、能耗制动 2、反接制动 3、回馈制动 4、电容制动 1、能耗制动 能耗制动的原理 能耗制动的特点 1）能耗制动的原理： 电动机切断交流电源后，转子因惯性仍继续旋转，立即在两相定子绕组中通入直流电，在定子中即产生一个静止磁场。转子中的导条就切割这个静止磁场而产生感应电流，在静止磁场中受到电磁力的作用。这个力产生的力矩与转子惯性旋转方向相反，称为制动转矩，它迫使转子转速下降。当转子转速降至0， 转子不再切割磁场，电动机停转，制动结束。此法是利用转子转动的能量切割磁通而产生制动转矩的，实质是将转子的动能消耗在转子回路的电阻上，故称为能耗制动。 2）能耗制动的特点：
软启动器常见故障
软启动器常见故障 软启动器的常见故障及处理措施 1、在调试过程中出现起动报缺相故障，软启动器故障灯亮，电机没反应。出现故障的原因可能是： ①起动方式采用带电方式时，操作顺序有误。(正确操作顺序应为先送主电源，后送控制电源) ②电源缺相，软起动器保护动作。(检查电源)③软起动器的输出端未接负载。(输出端接上负载后软起动器才能正常工作) 2、用户在使用过程中出现起动完毕，旁路接触器不吸合现象。故障原因可能是：①在起动过程中，保护装置因整定偏小出现误动作。(将保护装置重新整定即可)②在调试时，软起动器的参数设置不合理。(主要针对的是55KW以下的软起动器，对软起动器的参数重新设置)③控制线路接触不良。(检查控制线路) 3、用户在起动过程中，偶尔有出现跳空气开关的现象。故障原因有：①空气开关长延时的整定值过小或者是空气开关选型和电机不配。(空气开关的参数适量放大或者空气开关重新选型)②软起动器的起始电压参数设置过高或者起动时间过长。(根据负载情况将起始电压适当调小或者起动时间适当缩短)③在起动过程中因电网电压波动比较大，易引起软起动器发出错误指令，出现提前旁路现象。(建议用户不要同时起动大功率的电机)④起动时满负载起动。(起动时尽量减轻负载) 4、用户在使用软起动器时出现显示屏无显示或者是出现乱码，软起动器不工作。故障原因可能是： ①软起动器在使用过程中因外部元件所产生的震动使软起动器内部连线震松。(打开软起动器的面盖将显示屏连线重新插紧即可) ②软起动器控制板故障。(和厂家联系更换控制板) 5、软起动器在起动时报故障，软起动器不工作，电机没有反应。故障原因可能为：①电机缺相。(检查电机和外围电路)②软起动器内主元件可控硅短路。(检查电机以及电网电压是否有异常。和厂家联系更换可控硅)③滤波板击穿短路。(更换滤波板即可) 6、软起动器在起动负载时，出现起动超时现象。软起动器停止工作，电机自由停车。故障原因有： ①参数设置不合理。(重新整定参数，起始电压适当升高，时间适当加长) ②起动时满负载起动。(起动时应尽量减轻负载)
软启动器原理、电机软起动器工作原理
软启动器原理、电机软起动器工作原理 软启动器（软起动器）工作原理 软启动器（软起动器）一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。 1.什么是软起动器？它与变频器有什么区别？ 软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。 运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。 2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？ 运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。 （1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 （2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增
三相异步电动机制动方法
三相异步电动机常见的制动方法与应用 电气知识2007-05-31 10:39:48 阅读38 评论0 字号：大中小订阅 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示。合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K 可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。
(2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。
电动机的制动方式
电动机的制动方式(转)
电动机的制动方式主要有机械制动和电气制动，机械制动是通过机械装置来卡住电机主轴，使其减速，如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。电气制动时在应用中多采用电气制动，常用的电气制动方式有： 1. 短接制动制动时将电机的绕组短接，利用绕组自身的电阻消耗能量。由于绕组的电阻较小，耗能很快，有一定的危险性，可能烧毁电机。 2. 反接制动直流电机制动，将电机的电源正负极反接，改变电枢电流的方向，这样转矩的方向也改变，使得转速与转矩的方向相反。交流电机制动采用改变相序的方法产生反向转矩，原理类似。反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。 3. 能耗制动制动时在电机的绕组中串接电阻，电动机相当于发电机，将拥有的能量转换成电能消耗在所串接电阻上。这种方法在各种电机制动中广泛应用，变频控制也用到了。从高速到低速（零速），这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势EU（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来但由于通常变频器是交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的因此无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当超过设定上限值电压时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗电压随之下降，待到设定下限值时即断.这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的。制动电阻的选取经验：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大; ②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件; ③制动时间可人为选择; ④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;
⑤当在快速制动出现过电压时说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值. 4. 直流制动主要用于变频控制中。在电动机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。 5. 能量回馈制动当采用有源逆变技术控制电机时，将制动时再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，并将电能消耗在电网上从而实现制动。能量回馈装置系统具有的优越性远胜过能耗制动和直流制动所以近年来不少使用单位结合使用设备的特点纷纷提出要求配备能量回馈装置的要求国外也仅有ABB、西门子、富士、安川、芬兰Vacon等少数不多的公司能提供产品国内几乎空白。 6. 并联电容制动一种电容放电式三相单相伺服电机电制动方法，其特征在于：在旋转的电机需要制动时，将原电源输入断开，并同时将充有电能的电容连接在伺服电机绕组上，通过电机绕组放电，在电机内产生直流磁场，在直流磁场作用下，使电机转子制动，进行电机制动，同时电容的电能消耗，当电机制动后，电容的电能耗尽。其方法能耗温升小，防止电机烧毁，电机寿命长，制动效果好。该结构便于现场更换，提高电制动效果，提高了电动执行器的可靠性。
交流异步电动机制动的几种方式附原理案例
交流异步电动机制动的几种方式附原理案列 工业变频2009-06-16 16:00:42 阅读4628 评论1 字号：大中小订阅 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。 三、能耗制动 电机在正常运行中，为了迅速停车，在电机定子线圈中接入直流电源，在定子线圈中通入直流电流，形成磁场，转子由于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。 1.能耗制动的原理 如果三相异步电动机定子绕组断开三相电源后，则电机内无磁通势。从而电磁转矩＝0， 电动机在负载转矩作用下，自然停车，这是自然制动过程。 能耗制动的电路原理图如图5.22所示，三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后（1K 断开），同时，在定子绕组任意两相上接入直流电流( 也称直流励磁电流)，即接通开 关2K，从而在电机内形成一个不旋转的空间位置固定的磁通势，最大幅值为。在三相交流电源切断后的瞬间，电动机转子由于机械惯性其转速不能突变，而继续维持原 逆时针方向旋转。此时，直流电流产生的空间固定不转的磁通势相对于旋转的转子是一个旋转磁通势；旋转方向为顺时针，转速大小为。这种相对运动导致了转子绕组有 感应电动势，并产生电流和电磁转矩，根据左手定则可知，的方向与磁通势 相对于转子的旋转方向是一样的，但与转速的方向相反，电动机处于制动运行状态， 电机转速迅速下降，直到转速时，磁通势与转子相对静止，＝0, ＝0, , 减速过程结束，电动机将停转，实现了快速制动停车。如果负载是反抗性负载，则 电机转速将停车。如果负载是位能性负载，则电机转速时必须立即用机械抱
异步电动机软启动分析
异步电动机软启动分析 电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机，特别是三相鼠笼式异步电动机，由于其结构简单、制造方便、价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也正在发挥着越来越重要的作用。 一、软启动的现状 交流电动机和直流电动机相比存在许多优点，但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。所谓起动过程是在交流传动系统中，当异步电动机投入电网时，其转速由零开始上升，转速升到稳定转速的全过程。如不采用任何起动装置的情况下，直接加额定电压到定子绕组起动电动机时，电机的起动电流可达额定电流的4～8倍，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大，一般可达额定转矩的两倍以上。起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此，通常总是力求在较小的起动起动电流下得到足够大的起动转矩，为此就要选择合适的起动方法。在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。 对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制，通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器将压起动、延边三角形起动。而对绕线式交流电动机，常采用转子串接频敏变阻器起动、转子串电阻分级起动。但这些传统的起动方法都存在一些问题。 1.定子串接电阻起动：由于外串了电阻，在电阻上有较大的有功损耗，特别对中型、大型异步电动机更不经济，因此在降低了起动电流的同时、却付出了较大的代价- 起动转矩降低得更多，一般只能用于空载和轻载。 2.Y-△起动：丫-△起动方法虽然简单，只需一个Y-△转换开关。但是Y-△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来，对于高电压的电动机有一定的困难，一般只用于△接法380v电动机。 3.自祸变压器将压起动：自祸变压器将压起动，比起定子串接电抗器起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失的较少；比起卜△起动，有几种抽头供选用比较灵活，并且巩/峨较大时，可以拖动较大些的负载起动。但是自祸变压器体积大，价格高，也不能拖动重负载起动。 4.延边三角形起动：采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机，除了简单的绕组接线切换装置之外，不需要其他专用起动设备。但是，电动机的定子绕组不但为△接，有抽头，而且需要专门设计，制成后抽头又不能随意变动。 随着电力技术（尤其是集成电路、微处理器以及新一代电力电子器件）的不断发展，异步电动机起动过程中的起动电流过高，起动转矩过小等问题得到了很好的解决。 从20世纪70年代开始推广利用晶闸管交流调压技术制作的软起动器，以及采用微控制器代替模拟控制电路，发展成为现代的电子软起动器。 二、软启动的特点 电子软起动器相对于传统的起动方式，其突出的优点体现在： 1.电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调节，所以电子软起动器是无级调节的，能够连续稳定调节电机的起动，而传统起动的调节是分档的，即属于有级调节范围。 2.冲击转矩和冲击电流小。软起动器在起动电机时，是通过逐渐增大晶闸管的导通角，使电机起动电流限制在设定值以内，因而冲击电流小，也可控制转矩平滑上升，保护传动机械、设备和人员。
§7三相异步电动机的制动
§7 三相异步电动机的制动 与直流电动机制动相同点:转矩、工作象限、能量转换 §7－1 回馈制动 一、 条件：0n n n s ,n .n 0 00<-=> 二、 功率平衡关系：电动机发电运行 Pcus P Fes Pem Pcur=P f P 1P M P0P2转差功率=Pem·s (4-82) 输入有功功率 电磁功率机械功率 轴上输出功率 P0＝Pfv+Ps=风摩损耗＋杂散损耗（含各谐波损耗） 回馈 Er=Es '·· Is ·Im ·Ir '·＋ － 0S < 不计电动机本身损耗P0时，轴上输出的机械功率 0R s s 1I 3P P ' r 2'r M 2<-＝＝ (4-80) 电磁功率0s R I 3P 'r 2'r em <= （4－78） 制动时电机轴上机械能被转化为电能由转子侧传送到定子
侧。 Er=Es '··Ir '·Is ·Im ·Us ·jIrXr ·'' Ir ·'Rr/s '-Es ·IsRs ·jIsXs ·Φ r m · φ φs >90o >90o 0 s 0r 'r 'r 'r 'r 'r 2'r 2 'r 'r r 90 90X I j s R I E , 0X )s /R (s /R cos >φ?>φ+=<+= φ??? 0cos I U 3P s s s 1<φ= 由转子侧送定子侧的功率最终回送电网。 三、 机械特性 () ]X X s R R [f 2S R pU 3T 2'r s 2'r s 'r 2s em ++? ?? ? ??+π= (4-93),S<0
n T s 01 回馈制动 电动 n0 S<0 四、 回馈制动的产生 ·变极或变频调速时 n T s 01回馈制动 电动 n0 T L f1或P＝1f2或P＝20 S<0 ·下放位能负载 n T s 0 1回馈制动 反向电动 n0T L T L T M T L T M S<0
三相异步电动机的起动和制动方法
三相异步电动机的起动和制动方法 【摘要】电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。对异步电动机起动性能的要求，主要有以下两点：起动电流要小，以减小对电网的冲击；起动转矩要大，以加速起动过程，缩短起动时间。其起动方法有直接起动、降压起动。异步电动机制动的目的是使电力拖动系统快速停车或者使拖动系统尽快减速，对于位能性负载，制动运行可获得稳定的下降速度。其制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。 【关键词】直接起动；降压起动；能耗制动；反接制动；回馈制动 引言 电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。三相异步电动机除了运行于电动状态外，还时常运行于制动状态。 运行于电动状态时，Tem与n方向相同，Tem是驱动转矩，电动机从电网吸收电能并转换成机械能从轴上输出，其机械特性位于第一或第三象限。运行于制动状态时，Tem与n方向相反，Tem是制动转矩，电动机从轴上吸收机械能并转换成电能，该电能或消耗在电机内部，或反馈回电网，其机械特性位于第二或第四象限。 本篇将分别介绍笼型异步电动机和绕线转子异步电动机的起动方法，异步电动机的能耗制动、反接制动和回馈制动方法。 1.三相笼型异步电动机的起动 笼型异步电动机的起动方法有两种：直接起动和降压起动。下面分别进行介绍。 1.1 直接起动 直接起动也称全压起动。起动时，电动机定子绕组直接接入额定电压的电网上。这是一种最简单的起动方法，不需要复杂的起动设备，但是，它的起动性能恰好与所要求的相反。即： 1.1.1 起动电流Ist大 对于普通笼型异步电动机，起动电流倍数kI=Ist/IN=4～7。起动电流大的原因是：起动时，n=0，s=1，转子电动势很大，所以转子电流很大，根据磁动势平衡关系，定子电流也必然很大。 1.1.2 起动转矩Tst不大
电动机软启动器和断路器的选择
电动机软启动器和断路器的选择 三相电流=功率/1.7321*电压*功率因素（按0.8~0.9） 电流=功率/1.7321*电压*功率因素,电机一般取0.85. 即 22/(0.38*1.732*0.85)≈39.33A,如果考虑效率(即电动机实际输出功率有22kW), 一般再取0.9的系数,即39.33/0.9=43.7A。所以在没有太准确要求的场合，一般电机电流即按2倍功率数。 软启动和功率没有必然关系，软启动主要是体现设备运行环境的优劣。 电机的启动方法比较； 1、用变频器软起最好，启动电流最小，运行中根据需要调速，启动和运行中都节约电能，可以延长设备的使用寿命，是现代提倡的启动方法。缺点是维护复杂，技术含量高，一次性投资大。 2、用星三角启动次之，启动电流中等，运行不节约电能，是以前和现在都是常用的方法。 3、直接启动没有维修量，不花经济，但需要一定的条件：1.由于电动机直接启动电流是正常运行的5倍，供应这台电动机的变压器容量必须要有电动机容量的5倍以上，变压器小了，强大的启动电流将使变压器电压严重下降影响它人使用，自己的电动机加长启动时间，使电动机发热烧毁或不能启动。2.供应这台电动机的线路不能偏长、导线截面积不能偏小，否则，强大的启动电流导线电压严重下降加长电动机启动时间，使电动机发热烧毁或不能启动。3、启动必须用接触器、空气开关、铁壳开关等有储能功能的开关，不能使用胶木闸刀等直接用人力开合的开关，速度慢了容易引起弧光短路。满足以上三个条件，可以直接控制。 恩···这个原理是控制降压启动器，就是设定电流或者电压，到达设定电压或电流后，然后旁路吸合，启动器断开····全压运行···在选型上可以随便点，在功率选择上，要稍高，楼上那个 1.2-1.5倍还是可以的，你的37KW选择45左右就好··也不用太高·· 在星三角起动中30KW的电动应选多大的主接触器,星点用的又是多大,是CJ20-100A的好还是CJ20-160A的好.前题是经济实会耐用.
电动机几种制动方式
电动机的制动方式 电动机的制动方式主要有机械制动和电气制动，机械制动是通过机械装置来卡住电机主轴，使其减速，如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 电气制动时在应用中多采用电气制动，常用的电气制动方式有：1. 短接制动制动时将电机的绕组短接，利用绕组自身的电阻消耗能量。由于绕组的电阻较小，耗能很快，有一定的危险性，可能烧毁电机。 2. 反接制动直流电机制动，将电机的电源正负极反接，改变电枢电流的方向，这样转矩的方向也改变，使得转速与转矩的方向相反。交流电机制动采用改变相序的方法产生反向转矩，原理类似。反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。 3. 能耗制动制动时在电机的绕组中串接电阻，电动机相当于发电机，将拥有的能量转换成电能消耗在所串接电阻上。这种方法在各种电机制动中广泛应用，变频控制也用到了。从高速到低速（零速），这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势EU（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来但由于通常变频器是交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的因此无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当
超过设定上限值电压时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗电压随之下降，待到设定下限值时即断.这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的。 制动电阻的选取经验： 1、电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大; 2、不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件; 3、制动时间可人为选择; 4、小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;
5、当在快速制动出现过电压时说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值. 4. 直流制动主要用于变频控制中。在电动机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。 5. 能量回馈制动当采用有源逆变技术控制电机时，将制动时再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，并将电能消耗在电网上从而实现制动。能量回馈装置系统具有的优越性远胜过能耗制动和直流制动所以近年来不少使用单位结合使用设备的特点纷纷提出要求配备能量回馈装置的要求国外也仅有ABB、西门子、富士、安川、
三相异步电动机制动方法及应用
西安科技大学继续教育学院《电力拖动技术课程设计》报告书 三相异步电动机制动方法及应用 专业：电气自动化 学生姓名： sjcqing 班级：09电气自动化大专班 指导老师： 提交日期： 2012 年 3 月
摘要 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中，更需要有大量的中、小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。电机是现代工农业生产和交通运输的重要设备，与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。电机的控制包括电机的起动、调速和制动。异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。当电机并入电网时，电机转速从静止加速到额定转速的过程称为电机的起动过程。异步电动机的起动性能最重要的是起动电流和起动转矩。因此在电机的起动过程中，如何降低起动电流，增大起动转矩，一直是机电行业的专家们探讨的重要课题。电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。本文是对三相异步电动机做出深入的剖析与设计。三相异步电动机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的电机机种.本设计在介绍三相异步电动机中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律详细的加以说明和介绍。文中主要介绍了几种常用的制动方式的特点，对不同制动方式进行了技术比较，分析了他们各自的实用场所，为实际应用提供了科学的理论依据。 关键词：三相异步电动机结构制动方式 1
三相异步电动机常见的制动方法(精)
三相异步电动机常见的制动方法 作者：骑着乌龟追蚂蚁，2007-5-31 10:47:00 发表于：《变频器与调速论坛》共有11人回复，1096次点击加为好友查看播客发 送留言 最近公司在安装大型的行车,原理图上有电动机的几种制动方式,我在网上查了一下,与大家分享一下. 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位；万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动，其方法有两大类：机械制动和电力制动。 1．机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示.合上电源开关QS和开关K，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈 YB得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转，满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用，如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动等。其优点是能准确定位，可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。
(2电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮，若想手动调整工作是很困难的。因此，对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动，而应采用通电制动控制，其电路如图3所示。当电动机得电运转时，电磁抱闸线圈无法得电，闸瓦与闸轮分开无制动作用；当电动机需停转按下停止按钮SB2时，复合按钮SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈，KM1主、辅触头恢复无电状态，结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备，经过一定的行程SB2的常开触头接通KM2线圈，其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电，使闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当电动机处于停转常态时，电磁抱闸线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。 2．电力制动 电动机在切断电源的同时给电动机一个和实际转向相反的电磁力矩(制动力矩使电动迅速停止的方法。最常用的方法有：反接制动和能耗制动。 (1反接制动。在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。反接制动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动电源，否则电动机会反转。实际控制中采用速度继电器来自动切除制动电源。 反接制动控制电路如图4所示。其主电路和正反转电路相同。由于反接制动时转子与旋转磁场的相对转速较高，约为启动时的2倍，致使定子、转子中的电流会很大，大约是额定值的10倍。因此反接制动电路增加了
异步电动机的制动 2
扬州大学 专业软件应用综合设计报告 学院级专业 题目异步电动机综合仿真设计四学生学号 指导教师 年月日
目录 1 引言 (3) 2 设计依据及框图 (4) 2.1 设计平台 (4) 2.2 设计思想 (6) 2.3 设计结构框图或流程图 (10) 2.4 各模块功能简介 (11) 3 软件调试分析 (14) 3.1 自然制动 (14) 3.2 能耗制动 (17) 3.3 反接制动 (21) 3.4 回馈制动 (24) 4 结语 (27) 4.1 结论与讨论 (28) 参考文献 (29) 致谢 (29)
异步电机综合仿真设计四 摘要：异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点，在日常生活中得到广泛的使用。目前，电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂，而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件，可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上，应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型；在加入相同的三相电压和转矩的条件下，使用实际电机参数，与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。 本次课程设计对异步电动机的四种制动方式进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。 经分析后，表明模型的搭建是合理的。因此，本设计将结合MATLAB的特点，对三相异步电机进行建模和仿真，并通过实际的电动机参数，对建立的模型进行了验证。 关键字：SIMULINK，异步电机，制动参数，MATLAB 1 引言 由于生产机械的不断更新和发展，对电动机的起动性能也提出了越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。相比之下，三相异步交流电动机拥有延长设备的使用寿命，有强大的降噪能力，操作智能化，维护简便、通用性强等众多特性,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。 1985年，由Depenbrock教授提出的直接转距控制理论将运动控制的发展向前推进了一大步。接着1987年把它又推广到弱磁调速范围。不同于矢量控制技术，它无需将交流电动机与直流电动机作比较、等效和转化，不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。它只是在定子坐标系下分析交流电机的数学模型，强调对电机的
三相异步电动机的三种制动方式
三相异步电动机的三种制动方式 最经济:回馈制动 最迅速:反接制动 能制停:能耗制动 时间:2010-04-27 16:47来源:作者:点击:次 三相异步电动机与直流电动机一样，也有再生回馈制动、反接制动和能耗制动三种方式。它们的共同点是电动机的转矩M与转速n的方向相反，以实现制动。此时电动机由轴上吸收机械能，并转换成电能。 一、再生回馈制动 再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。 以下是再生回馈制动存在： （1）当电网的频率突然下降或者电机的极数突然增高，电机可能工作在发电状态，此时的电机将机械能转变成电能回馈给电网。如图1，当电机在电动状 点，在突然变极或者变频时，电机的工作特性会突然在a 态下运行时工作于P 1 线段部分（蓝线部分），电机的转矩突然变负，其制动作用，直到最后重新稳定工作于P 点为止，电机又回到电动状态。 2 图1 （2）当电机在位能负载（如吊车、提升机）的作用下，使其转速n高于同
步转速n ，此时，电机的输出转矩变负，电机由轴上吸收机械能，当电机的转 点），矩（制动转矩）与负载的位能转矩相平衡时，电机既稳定运行（如图2中P 3 此时电机以高于同步转速的速度运行。在转子电路中串入不同的电阻，可得到不同的人为机械特性，并可得到不同的稳定速度，串入的电阻越大，稳定速度越高，一般在回馈制动时不串入电阻，以免转速过高。 图2 二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。 （1）电源两相反接的反接制动： 点稳定运行，为使电机停转，将定子三根电源线如图3所示，电机原在P 1 中的任意两根对调，使旋转磁场反向，电机的转矩反向，起制动作用，电机运行在a线段。当电机制动停止时，应及时将电机与电网分离，否则电机会反转。 电源两相反接反接制动的优点是制动效果强，缺点是能量损耗大，制动准确度差。