電機制動就是讓電動機產生一個與轉子轉向相反的電磁轉矩,以使電力拖動系統(tǒng)迅速停機或穩(wěn)定下放重物。這時電機所處的狀態(tài)稱為制動狀態(tài),這時的電磁轉矩為制動轉矩。它是電機控制中經常遇到的問題,一般電機制動會出現(xiàn)在兩種不同的場合,一種是為了達到迅速停車的目的,以各種方法使電機旋轉磁場的旋轉方向和轉子旋轉方向相反,從而產生一個電磁制動轉矩,使電機迅速停車轉動;另一種是在某些場合,當轉子轉速超過旋轉磁場轉速時,電機也處于制動狀態(tài)。

　　電機制動方式一般分為:反接制動、能耗制動及回饋制動三種方式。

　　1.反接制動

　　反接制動原理:在電機斷開電源后,為了使電機迅速停車,使用控制方法在電機的電源上加上與正常運行電源反相的電源,此時,電機轉子的旋轉方向與電機旋轉磁場的旋轉方向相反,此時電機產生的電磁力矩為制動力矩,加快電機的減速。

　　具體做法是先按下SB1,并一按到底(即斷開SB1的常閉觸點,接通其常開),使KM1斷電,KM2通電,直到電動機完全停止為止。圖中KV為速度繼電器。

　　反接制動有一個最大的缺點,就是當電機轉速為0時,如果不及時撤除反相后的電源,電機會反轉。

　　解決此問題的方法有以下兩種:

　　1)在電機反相電源的控制回路中,加入一個時間繼電器,當反相制動一段時間后,斷開反相后的電源,從而避免電機反轉。但由于此種方法制動時間難于估算,因而制動效果并不精確。

　　2)在電機反相電源的控制回路中加入一個速度繼電器,當傳感器檢測到電機速度為零時,及時切掉電機的反相電源。由于此種方法速度繼電器實時監(jiān)測電機轉速,因而制動效果較上一種方法要好的多。

　　正是由于反接制動有此特點,因此,不允許反轉的機械,如一些車床等,制動方法就不能采用反接制動了,而只能采用能耗制動或回饋制動。另外,反接制動時,不允許連續(xù)多次制動,以免電動機過熱。

　　2.能耗制動

　　能耗制動的原理:在定子繞組中通以直流電,從而產生一個固定不變的磁場。此時,轉子按旋轉方向切割磁力線,從而產生一個制動力矩。能耗制動的特點是將電機與三相電源斷開而與直流電源接通,電動機像發(fā)電機一樣,將拖動系統(tǒng)的動能轉換成電能,消耗在電機內部的電阻中,電路如圖2所示。因此叫能耗制動。制動前,合上開關KM1,斷開KM2,電機與三相電源接通作電動機運行,制動時,斷開KM1,迅速合上KM2,將定子改接到直流電源上。直流電源通過定子繞組,產生恒定不變的磁場,這時的轉子仍在沿著原來的方向旋轉。由右手定則可知,轉子電流與恒定磁場相互作用產生電磁轉矩,這一電磁轉矩與轉子轉向相反,是制動轉矩。

　　能耗制動是單純依靠電機消耗動能以達到停車的目的,因而制動效果和精度并不理想。在一些要求制動時間短和制動效果好的場合,一般不使用此制動方法。如起重機械,其運行特點是電機轉速低,頻繁地起動、停止和正反轉,而且拖著所吊重物運行。為了實現(xiàn)準確而又靈活的控制,電機經常處于制動狀態(tài),并且要求制動力矩大。而能耗制動則達不到上述要求。故起重機械一般采用反接制動,且要求有機械制動,以防在運行過程中或失電時,重物滑落。

　　3.回饋制動

　　回饋制動只是電機在特殊情況下的一種工作狀態(tài),而反接制動、能耗制動是為達到迅速停車的目的,人為在電機上施加的一種方法。當采用有源逆變技術控制電機時,將制動時再生電能逆變?yōu)榕c電網同頻率、同相位的交流電回送電網,并將電能消耗在電網上從而實現(xiàn)制動。能量回饋裝置系統(tǒng)具有的優(yōu)越性遠勝過能耗制動和直流制動,所以近年來不少使用單位結合使用設備的特點紛紛要求配備能量回饋裝置。國外也僅有ABB、西門子、富士、安川、芬蘭Vacon等為數(shù)不多的公司能提供產品,國內幾乎空白。

　　回饋制動的原理:當電機的轉子速度超過電機同步磁場的旋轉速度時,轉子繞組所產生的電磁轉矩的旋轉方向和轉子的旋轉方向相反,此時,電機處于制動狀態(tài)。之所以把此時的狀態(tài)叫回饋制動,是因為此時電機處于發(fā)電狀態(tài),即電機的動能轉化成了電能。此時,可以采取一定的措施把產生的電能回饋給電網,達到節(jié)能的目的。因此,回饋制動也叫發(fā)電制動。