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1 # 荷村公
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2 # 知足常樂0724
三相非同步電動機制動方案?
描述:三相非同步電動機制動方案,反轉制動怎麼實施,制動電阻怎麼選,能耗制動怎麼實施,整流器和制動電容,怎麼選, 1.5kw的電機,我想用能耗制動,但是不會選整流器,和制動電容。
♥1.5kw電機能耗制動可以選擇半波整流能耗制動,不需要選擇電容,二極體選擇一隻金屬殼的5~10A耐壓值為500V的二極體,另外在二極體的負極串聯一隻功率為500W的0~50Ω的滑動變阻器即可。或者選擇橋式整流模組進行能耗制動。兩種見下圖所示。
▲合上電源開關QS接通三相交流電源,按下啟動按鈕SB2,交流接觸器KM1線圈得電吸合併自鎖、聯鎖,主電路中的KM1主觸頭閉合,電機M啟動執行。停車制動時,按下停止(兼能耗制動)按鈕SB1,一方面SB1動斷觸頭斷開,接觸器KM1線圈失電,其輔助觸頭復位,解除自和聯鎖,主電路中KM1主觸頭斷開,電動機脫離三相交流電源,失電慣性運轉,另一方面SB1合觸頭閉合,按觸器KM2.KT線圈得電,並透過KM2的輔助動合觸頭和KT的瞬動動合觸頭自鎖,主電路中KM2的主觸頭閉合將直流電源接入二相定子繞組進行能耗制動;與此同時,時間繼電器KT開始延時。電動機在能耗制動作用下轉速迅速下降,當轉速接近於零時,延時設定時間到,其延時動斷觸頭KT斷開,使KM2、 KT線圈相繼失電,切除直流電源,能耗制動結束。
控制電路中將時間繼電器KT的瞬動動合觸頭與接觸器KM2的自鎖觸頭串接,是考慮到若當KT線圈斷線或機械卡阻時,在設定時同到後其觸頭不能動作,而使KM2線圈長時間通電,造成電動機定子經長時間通入直流電流而過熱損毀。引入KT的瞬動動合觸頭後即先行檢驗了時間繼電器是否能正常工作,避免了上述故障的產生。
▲能耗制動是指電機脫離三相交流電源後,立即給定子繞組接入直流電源,以產生恆定的靜止磁場,此時電動機的轉子由於慣性沿原來的方向旋轉切割直流磁場,在轉子導體中產生感應電流,並與恆定剩餘磁場相互作用形成一個與慣性轉動方向相反的制動轉矩,阻止轉子旋轉,使電機迅速減速,達到制動的目的。制動結束後切除直流電源,這種制動方法將轉子慣性轉動的機械能,轉換成電能,又消耗在轉子的制動上,因此稱為能耗制動。
能耗制動與反接制動相比較,具有耗能少、制動電流小,制動平滑、準確等優點,但制動轉矩較弱,特別是在低速電動機中的制動效果較差,且需要配置直流電源,因此能耗制動適用於電動機容量較大、要求制動平穩、準確和制動頻繁的場合,如磨床、龍門刨床、組合機床的主軸定位等,與反接制動一起成為應用較為廣泛的兩種制動方式。
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3 # 電工基礎小課堂
三相非同步電動機的制動方案:
三相非同步電動機的制動方式可以分為兩大類:機械制動和電氣制動。
機械制動就是指電磁抱閘摩擦制動,主要用於起重、捲揚機等。
電氣制動包括反接制動、能耗制動、發電制動和電容制動四種。應題主要求,只介紹一下反接制動和能耗制動的原理和實施方法。
反接制動的原理和實施方法:反接制動主要是利用電機短時間反轉產生的反向制動轉矩,達到制動的目的。
制動的原理是:在電動機執行時,帶動速度繼電器KS一起旋轉,當轉速達到120轉/分鐘以上的時候,KS常開觸點閉合,為反接制動做準備。若按下停止按鈕SB1,接觸器KM1主觸頭斷開,電動機繼續慣性轉動,同時,接觸器KM2的線圈得電,電動機反轉 ,即反接自動開始,轉數迅速下降,當降至120轉/分以下的時候,KS常開觸頭斷開,KM2線圈失電主觸頭斷開,電動機反接制動電源切斷,反接制動結束。
上圖中KM2主電路中的電阻R是限流電阻,限流電阻選擇公式:R≈K×U/I,K是指全壓起動時的係數為0.13,若要求最大反接制動電流≤1/2時,係數選擇1.5。這個公式適用於5KW以上的能耗制動控制,1.5KW的小型電機可以不使用。
能耗制動控制原理和方法:當電動機電源斷開後,立即使定子繞組接上直流電源,於是在定子繞組中產生一個磁場,轉子切割這個磁場,產生與原轉向相反的轉矩產生制動作用。
能耗制動控制電路,是電機單向運轉帶全波橋式整流能耗制動的控制電路。在電機執行時,按下停止按鈕SB1,接觸器KM1線圈失電,電機脫開電源。同時,接觸器KM2得電吸合,其常開觸點閉合,將橋式整流電路接入定子繞組中,由A相流入C相流出,產生一個反向的制動轉矩,使電動機停止轉動。當電機轉速接近於零值時,時間繼電器KT的延時斷開常閉觸點延時動作,使KM2和KT的線圈失電,制動結束。
至於題主所說的制動電容是不需要的,但不排除有使用電容制動的可能性,只是表達的不太正確。
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4 # 電子及工控技術
關於反接制動的那些事
對於反接制動主要是透過給三相非同步電動機的電子繞組通入改變的電壓相序來達到制動的力矩,促使電動機立即停止轉動。
1、反接制動的實施
反接制動有兩種,一種是單向啟動的反接制動,另一種是雙向啟動的反接制動。下面我們以單向啟動的反接制動來說明這個控制方法的實施。我們從這個主電路的接線形式看它與正反轉主電路基本是類似的,只有一點有所不同,那就是在反接制動時在主電路中多了三個限流的電阻而已。
在控制電路中我們可以看出,交流接觸器KM1是負責正轉控制的,KM2是負責反接制動的繼電器。在這裡還需要一個與三相非同步電動機同軸相連的速度繼電器KS。這個速度繼電器安裝的目的是當電機的速度達到120轉/分鐘時,KS速度繼電器的常開觸頭會閉合,它是為制動做準備的;在反接制動時的作用是,當電機的速度減小到100轉/分鐘時,KS的常開觸頭會分斷,是當電機的轉速降到快為零時,為了及時切斷電源用的,如下圖所示的那樣。
2、反接制動中電阻的選擇
在反接制動的主電路中,需要在定子迴路中串入電阻的,主要目的是限制反接制動電流,這個電阻的大小我們一般是透過經驗公式的到的,不需要精確的計算。我們在選擇時,主要依據是看反接制動的電流大小來確定,比如在380V的電路中,如果反接制動的電流是電動機啟動電流的0.5倍時,則在主電路中所串的電阻應該用R≈1.5X220/Ist。這個Ist就是電機的啟動電流值;當反接制動的電流等於電動機啟動電流時,那麼在主電路中所串的電阻應該用R≈1.3X220/Ist。
關於能耗制動的那些事能耗制動是當電動機的停止電源時,我們立即在電動機定子繞組中的兩相通入一組直流電,這時電動機就會立即停止轉動。這種控制電路也有兩種控制方法,一種是沒有變壓器的單相半波整流能耗制動的控制線路,另一種是有變壓器的單相橋式整流能耗制動控制線路。下面我們以無變壓器的單相半波整流能耗制動的控制線路為例子來說明這個電路的實施,如下圖所示。
1、能耗制動的實施及整流器的選擇
這種電路以單相半波整流器作為直流電源,當制動時,我們可以按下制動停止按鈕,這時制動控制接觸器和定時器都會動作,這時電動機就會接入直流電進入能耗制動狀態了。對於10KW以下的電動機我們都是才用的這種單相半波整流能耗制動控制方式。因為比較簡單,成本不高。所以對於1.5KW的電機完全可以選擇這種控制方式。對於它所使用的二級管我們可以用型號為2CZ30的整流二極體,其規格是30A/600V就可以了。
關於電容制動的那些事電容制動其電路也是相對比較簡單的,我們為了達到較好的制動效果,我認為其電容的容量選擇是很關鍵的,根據大量實踐得出,在380/50HZ的三相非同步電動機中,每千瓦需要的電容的容量大約是150微法左右,那麼我們如果用1.5KW的電機,我認為其電容可以選擇的容量可以在220微法就可以了,關於電容的耐壓值應該不小於電動機的額定電壓值。
我們透過電容制動可以看出,透過這種制動的時間大約在1秒到2秒就可以完成,如果在無制動的情況下,那麼就需要20秒到30秒才能完全停止,由此可見採用電容制動的效果還是非常明顯的。
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5 # 礦山電氣小東
電動機的制動目的主要是取決於負載的性質,制動的目的一般情況下都是位置控制需求,比如,我們常見的行吊、車床、提升機、捲簾門等,都是需要準確的位置控制,就是需要停止在哪裡時必須要停止在那裡,不然就會出現故障或事故。
電動機因為轉子慣量的存在,所以就需要給電動機一個反向的制動力矩,讓電動機需要停止在哪裡就老老實實的停在哪裡。
電動機制動方式有哪幾種電動機制動一般分為機械制動和電氣制動
1、機械制動
機械式制動就是採用機械結構完成制動的,採用角移式閘瓦與制動閘輪相接觸透過壓力,產生摩擦力來完成制動的過程。機械制動我們很常見的,我們開的小汽車剎車時,採用剎車片與剎車盤之間摩擦力而制動的。
電動機的機械制動大部分是採用的電磁抱閘形式,它是採用彈簧產生的壓力,壓著剎車片(閘瓦)使之與制動閘輪之間形成制動摩擦力,松閘過程是給電磁線圈通電,線圈產生電磁力,吸合動鐵芯克服彈簧壓力,拉動傳動機構使閘瓦與閘輪分離開。
如下圖所示
優點:機械制動(角移式閘瓦制動)主要應用在慣量、扭矩比較小的場合,它能夠快速的實現停止功能。
缺點:需要一套相對複雜的機械結構,是透過摩擦來實現制動,所以會存在發熱現象及磨損,需要密切觀察其執行狀態,否則會影響使用或出現事故,需要先期設計,後期改造很難。
2、電氣制動
電氣制動可分為反向制動、能耗制動、再生回饋制動
① 反接制動
在電動機切斷正常運轉電源的同時,改變電動機定子繞組的電源相序,使之有反轉趨勢而產生較大的制動力矩。
在反接制動控制投入時,電路內必須串接電阻R,它的作用是限制反接時所產生的電流,這個電阻的功率與阻值是根據電動機的工作電流來設計決定的。限流電阻的選取規則是根據公式:R≈K×U/I,K是指全壓起動時的係數一般取0.13,當最大反接制動電流≤1/2時,係數一般選擇1.5,這個係數只是一個經驗值,主要還是要考慮現場工況條件來決定的。
控制原理如下圖
優點:能夠快速實現制動。
缺點:在制動時產生極大的反向電流,對供電網路及器件有衝擊,選用器件時需要考慮反向電流,所以選型時要加大控制容量。
② 再生回饋制動
電動機在運轉中如果降低執行頻率,當電動機的轉速低於機械負載的轉速時,電動機就會轉變為非同步發電機的工作狀態,在電動機的軸上會產生一個與機械負載方向相反的力矩,該力矩的大小取決於電機與機械負載的轉速差,就會在軸上產生相當於機械制動的力矩。
而此時電動機轉變為發電機所發生來的電能,是需要消耗掉的,因此我們聰明的工程發明了再生回饋電路。
再生回饋制動主要是利用電子電路,把電動機負載及電動機的慣量所產生的能量,回饋給電網。這樣即可以完成制動目的,又可以節約能源。
再生回饋制動在大型提升機中得到了完善的應用,再生回饋制動是最完善的制動方案,但是它需要投入的成本也是最高的,只有在重型負載中得到應用,並且往往是與變頻器相配合的。
變頻器具有四象限執行功能時,能夠實現再生電能回饋電網的功能。而變頻器只有二象限執行功能時,再生電能只能透過電阻器件把多餘的能量消耗掉。
優點:透過電子電路能夠實現精確的控制,四象限工作時,具有節能作用,適用於大型提升裝置在過載下放。
缺點:一般不是獨立存在的,整合在變頻器內部,成本比較高。
能耗制動是電動機切屬斷交流電源的同時,給定子繞組的任意二相加一直流電源,以產生靜止磁場,依靠轉子的慣性轉動切割該靜止磁場產生制動力矩。
電動機定子線圈通入交流電時,會線上圈周圍產生旋轉磁,使轉子旋轉起來。當給定子線圈通入直流電時,就會線上圈周圍產生固定不變的磁場,這個固定的磁場,可以等效為一個電磁鐵,有固定的NS極,磁極會對鐵質轉子有吸附作用,另外,這時因為轉子鼠籠切割磁極,就會在轉子鼠籠內部產生電流,這個電流又會產生磁場,而產生阻尼作用,最終致使轉子趨於停止。
能耗制動控制原理如下圖所示。
能耗制動控制時,有一個非常重要的地方,就是要有閉鎖關係,交流電源與直流制動電壓嚴禁同時輸入電動機線圈內。圖中KM1與KM2要有互鎖關係,KM1接通時嚴禁KM2接通,KM2接通時嚴禁KM1接通。
優點:制動電流可控,可實現平穩停止,衝擊較小。
缺點:需要額外的消耗電能。
總結:1、電動機制動主要是克服電動機及其負載,因其慣量所產生的多餘的不需要的運動。制動力主要取決於負載性質及電機慣量,大的電機質量大,它的慣量也相應的大,需要停下來的能量越大。
電動機的旋轉性質,又因慣的存在,所以在制動的時候,不能夠突然停止,否則對機械衝擊很大,易損壞機械結構。所以以上的制動方式都不是即刻停止,而是會有一定的運動範圍。
如果是精確定位控制,可以選用伺服電機,就是成本要提高很多了。
2、題主提出了是一臺1.5KW的電機的制動要求,因機械制動方式需要安裝一套機械結構,後期安裝難度很大或基本不可能。
3、1.5KW三相電機工作電流,大概在4.5A電流,能耗制動時,輸入定子線圈的電流嚴禁大於此電流。在整流橋選用時,在安裝空間允許的情況下儘量選用大一些的,5倍工作電流以上最好(電子元件很便宜的,選大一點沒毛病,哈哈,大眼木匠的趕腳)。
4、能耗制動時是不需要電容的,串接的電阻是一個大傢伙,要根據功率公式P=I2R計算好,不然發熱燒燬都有可能,需要注意控制電路的閉鎖關係。
知識點:慣量∶物質(物體)運動的慣性量值,其慣性大小的物理量,其慣性大小與物質質量相應慣量J= ∫ r^2 dm 其中r為轉動半徑,m為剛體質量慣量,也是伺服電機的一項重要指標。它指的是轉子本身的慣量,對於電機的加減速來說相當重要。 “慣量:就是運動的物體因為質量而產生的慣性的一個量。大家可以都有過這樣的經歷,自己快速的旋轉身體時,突然停止身體旋轉,但是我們會感覺身體依然有一個向旋轉方向的力,這個就是我們身體質量所產生的慣量。”一般來說,小慣量的電機制動效能好,啟動,加速停止的反應很快,適合於一些輕負載,高速定位的場合。如果你的負載比較大或是加速特性比較大,而選擇了小慣量的電機,可能對電機軸損傷太大,選擇應該根據負載的大小,加速度的大小等等因素來選擇。 -
6 # 常熟電工
提問者的問題主要是解決1.5kW電動機的能耗制動問題。
能耗制動是當電動機斷開交流電後,給定子繞組通入直流電,在定子繞組中產生固定磁場,轉子在慣性作用下繼續旋轉,在固定磁場中感應出電流,轉子電流在固定磁場作用下產生與旋轉方向相反的力,從而起到制動作用,使電動機迅速停止轉動。轉子的慣效能量轉變為轉子電流,轉子電流又因轉子電阻的存在,轉變為熱量消耗掉,因此稱為能耗制動。
能耗制動其實不用電容也可不用電阻,關鍵是要有直流電源,一般掌握制動直流電流與電動機額定電流差不多,具體根據實際情況確定,因為不同機械對停車時間的要求不同,操作頻率也不同,這些因素都會影響到制動電流的大小。
制動電流越大,電動機從斷開交流電到停止轉動的時間越短,反之則越長。如果制動電流已超過電動機額定電流,且起停頻繁,就要注意電動機溫升,必要時採取強迫通風等措施,保證電動機溫升在允許範圍內。
具體實施可用如下線路
要買一個200--300VA的控制變壓器,原邊輸入電壓380V副邊輸出電壓6、12、24、36V四種電壓,再買一個15A的整流橋就行。就是先由變壓器降壓,然後由整流橋整流成直流電,根據實際情況調整變壓器輸出電壓,可先用24V那一檔試用,如果覺得停機太慢,可用30V甚至36V檔。一般在直流電壓30V左右時,能耗制動電流接近電動機額定電流。
如果已採用36V檔,但還是覺得制動時間太長,就要定製輸出電壓更高的變壓器,或者在現有變壓器上加繞副邊繞組。成品變壓器繞組外都還有間隙,可以用漆包線直接穿繞幾匝或十幾匝線圈,使副邊輸出電壓提高。這種情況下因制動電流已超過電動機額定電流,要密切注意電動機溫升。
圖中接觸器KM1吸合時,電動機正常執行。當KM1釋放KM2吸合時,電動機接入直流電進行能耗制動,制動時間由時間繼電器KT控制,KT的整定時間按實際的制動時間整定。
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回覆列表
請問:制動的目的是要停止或者是減速?
如果停止,先關電源:
再夾急輪,能加速停止。.
(在急輪下方裝條寬厚的皮帶,活動端裝上把手,剎車時搬動把手即可。)
有條件的,可裝磁吸制動。
磁吸制動可關電源與制動同步。
如減速,得按比例另裝波箱。