实验十二 三相异步电动机能耗制动控制线路
项目1.4 三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
电动机制动的方法一般有两类： 电动机制动的方法一般有两类： 机械制动：利用电磁铁操纵机械装置进行的制动。 机械制动：利用电磁铁操纵机械装置进行的制动。例如 电磁抱闸制动器（在吊车、卷扬机、电梯设备上常用） 电磁抱闸制动器（在吊车、卷扬机、电梯设备上常用）等， 可使电动机在切断电源后迅速停转。 可使电动机在切断电源后迅速停转。 电气制动：实质上是在电动机停车过程中， 电气制动：实质上是在电动机停车过程中，产生一个 与转子原来旋转方向相反的电磁制动转矩， 与转子原来旋转方向相反的电磁制动转矩，迫使电动机转 速迅速下降。 速迅速下降。
Date: 6/20/2011 Page: 3
三相异步电动机能耗制动控制电路的设计
能耗制动特点： 能耗制动特点： a.制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关， a.制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关，在同 制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关 样的转速下电流越大制动作用越强。 样的转速下电流越大制动作用越强。 一般取直流电流为电动机空 载电流的3 载电流的3～4倍，过大会使定子过热。 过大会使定子过热。 b.电动机能耗制动时， b.电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减 电动机能耗制动时 小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时 故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱， 尤为突出；另外控制系统需附加直流电源装置。 尤为突出；另外控制系统需附加直流电源装置。 c.一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动， c.一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待 一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用 转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。 转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。 b.能耗制动一般用于制动要求平稳准确、 b.能耗制动一般用于制动要求平稳准确、电动机容量大和起制 能耗制动一般用于制动要求平稳准确 动频繁的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等等。 动频繁的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等等。
三相异步电动机的制动控制线路(二)
三相异步电动机的制动控制线路（二）二、能耗制动控制线路1、线路设计思想能耗制动是一种应用广泛的电气制动方法。
该线路的设计思想是在电动机要停车时切除三相电源的同时，将直流电源接入定子绕组，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩，从而达到制动的目的。
由于将直流电源接入定子的两相绕组，绕组中流过直流电流，产生了一个静止不动的直流磁场。
此时电动机的转子由于惯性作用仍按原来的方向旋转，转子导体切割直流磁通，产生感生电流。
在静止磁场和感生电流相互作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力矩，因此电动机转速迅速下降。
当转速降至零时，转子导体与磁场之间无相对运动，感生电流消失，制动力矩变为零，电动机停转，再将直流电源切除，制动结束。
这种制动方法，实质上是把转子原来储存的机械能，转变成电能，又消耗在转子的制动上，所以称做能耗制动。
根据能耗制动时间控制的原则，有采用时间继电器控制与采用速度继电器控制两种形式。
2、典型线路介绍（1）单向能耗制动控制线路图1 为按时间原则控制的单向能耗制动控制线路。
图1 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路。
线路工作原理为：•按起动按钮SB2，接触器KM1得电投入工作，使电动机正常运行，接触器KM2和时间继电器KT不得电。
•需要电动机停止时，按下停止按钮SB1，KM1线圈失电，其主触点断开，电动机脱离三相交流电源。
•此时，KM2与KT线圈相继得电，KM2主触点闭合，将经过整流后的直流电压通过电阻R接至电机两相定子绕组上，使电动机制动。
•当转子的惯性速度接近零时，时间继电器KT的常闭触点延时断开，使接触器KM2线圈和KT 线圈相继失电，切断能耗制动的直流电源，线路停止工作。
•制动作用的强弱与通入的直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。
一般取直流电流为电动机空载电流的3-4倍，过大会使定子过热。
上图中直流电源中串接的可调电阻R，可调节制动电流的大小。
图2 为按速度原则控制的单向能耗制动控制线路。
三相异步电动机能耗制动控制线路
02
电路设计
主电路设计
电源接入
主电路电源为三相交流电源，通过断路器、接触器和热继电 器等设备接入电源。
电动机接线
三相异步电动机的三个绕组通过六个出线端接至主电路，三 个绕组的首端接至电源的三个相线，尾端接至接触器的三个 主触头，实现电机的启动和运行。
在实验过程中，由于实验条件所 限，仅采用了简单的模拟负载进 行测试，未来可以考虑更加接近 实际情况的复杂负载进行实验验 证。
控制线路在实际应用中的前景
由于三相异步电动机能耗制动控制线 路具有较高的控制精度和稳定性，可 广泛应用于各种需要精确速度和位置 控制的工业生产机械中，例如机床、
印刷机、装配线等。
详细描述：控制变压器是一种用于调节电压的电器元件，它将输入的高电压或低 电压调节到合适的电压值，以满足电器设备的需求。
04
控制系统实现
硬件系统搭建
控制器选择
采用单片机或PLC作为主控制 器，根据实际需求选择合适的
硬件设备。
硬件电路设计
设计电源电路、输入输出电路、 AD/DA转换电路等，以满足系统 控制要求。
在节能减排方面，该控制线路也有着 广泛的应用前景，例如在风力发电、 水力发电等能源转换领域中，可以通 过精确控制电动机的能耗制动实现能
量的高效回收和利用。
在智能制造领域，该控制线路可以与 工业物联网、工业大数据等先进技术 相结合，实现生产过程的自动化、信 息化和智能化，提高生产效率和产品
质量。
THANKS
三相异步电动机能耗制动 控制线路
三相异步电动机能耗制动控制设计
（学校名字）《电机与拖动》课程设计三相异步电动机能耗制动控制设计Three-phase asynchronous motor brakingcontrol design学生姓名xxx学院名称xxx专业名称xxx指导教师xxxxx年xx月xx日摘要三相异步电动机是利用电磁感应原理实现电能转换成机械能的电工设备，三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。
三相异步电动机的能耗制动主要用于能耗制动的过程——迅速停机和能耗制动的运行——下放重物。
将电机与三相电源断开而与直流电源接通，电动机像发电机一样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中以实现三相异步电动机的能耗制动。
关键词三相异步电动机；能耗；制动；电磁感应AbstractThree-phase asynchronous motor is used to achieve the principle of electromagnetic induction to convert mechanical energy of electrical devices, three-phase asynchronous motor rotor speed below the speed of the rotating magnetic field, the rotor windings and the magnetic field because there is relative movement between the induced electromotive force and current, and interaction of electromagnetic and magnetic torque to achieve energy conversion.Three-phase induction motor is mainly used for dynamic braking braking process - the rapidrun-down and braking - decentralization of weight. Disconnect the motor with three phase power supply with DC power supply connected, the same motor as generator, the drive system's kinetic energy into electrical energy consumption in the motor's internal resistance in order to achieve the three-phase asynchronous motor braking.Keywords Three-phase asynchronous motor Energy consumption Brake Electromagnetic induction目录1 绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 课题的意义 (1)1.3 本课题的主要工作 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2 三相异步电动机的工作原理.............................................................. 错误!未定义书签。
三相异步电动机能耗制动系统设计说明
课程设计说明书作者: hh学号：jj学院: kk专业: pp题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：hh hh目录1、引言 (1)1.1课程研究背景 (1)1.2课程研究的价值 (1)1.3课程设计的任务 (2)2、三项异步电动机的基本结构和工作原理 (2)2.1三项异步电动机的基本结构 (2)2.1.1定子 (2)2.1.2转子 (3)2.2三项异步电动机的工作原理 (4)3、三相异步电动机的能耗制动 (5)3.1能耗制动的原理 (5)3.2能耗制动的设计 (6)3.2.1电器元件的选择 (6)3.2.2计算与校验 (6)3.2.3能耗制动原理图 (7)3.3能耗制动的分析 (7)3.3.1能耗制动特点[9] (7)3.3.2能耗制动控制线路 (8)结论 (8)参考文献： (9)1、引言1.1课程研究背景三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。
随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。
而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。
本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。
梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。
三相异步电动机切断电源后，由于惯性作用，转子需要经过一定时间才能停止旋转，这往往不能满足有些机械设备的工艺要求，造成运动部件的停机位置不准确，同时也影响生产效率的提高，因此必须对电动机采取有效的制动措施。
停机制动方法有两大类，即机械制动和电气制动。
机械制动是采用机械制动装置来强迫电机迅速停止，常用的有电磁抱闸制动和电磁离合器制动等。
电气制动是使电动机产生一个与原来转子转动方向相反的制动转矩而使其迅速停止常用的有反接制动能、耗制动等[2]。
三相异步电动机能耗制动控制线路
能耗制动控制策略
通过在定子绕组中通入直流电，产生恒定的磁场，使转子在原旋转磁场的作用下 减速。当转速接近零时，切断直流电源，实现准确停车。
电流控制策略
通过控制直流侧的电流，实现对电动机转矩的精确控制，提高系统的动态响应和 稳定性。
编程语言与工具
编程语言
通常使用C或C等高级编程语言进行软件 开发，这些语言具有丰富的库支持和高 效的运行性能。
详细描述：在某电梯的电机控制系统中，采用三相异步电动机能耗制动控制线路，确保了电梯运行的安全性和可靠性。该系 统有效降低了电梯故障率，提高了乘客的乘坐体验。
案例三：某矿山的电机控制系统
总结词：适应性强
详细描述：在某矿山的电机控制系统中，三相异步电动机能耗制动控制线路发挥了重要作用。该系统 能够适应矿山复杂的工作环境，确保电机在各种恶劣条件下稳定运行，提高了采矿作业的效率和安全 性。
06
三相异步电动机能耗制动控制 线路的实际应用案例
案例一：某工厂的电机控制系统
总结词：高效稳定
详细描述：某工厂采用三相异步电动机能耗制动控制线路，实现了电机的快速制 动和稳定运行。该系统在生产线上广泛应用于传送带、包装机等设备，提高了生 产效率和产品质量。
案例二：某电梯的电机控制系统
总结词：安全可靠
三相异步电动机能耗制动控 制线路
汇报人： 2023-12-24
目录
• 能耗制动控制线路概述 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的工作原理 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的硬件配置 • 三相异步电动机能耗制动控制
线路的软件设计
目录
• 三相异步电动机能耗制动控制 线路的优化与改进
• 三相异步电动机能耗制动控制 线路的实际应用案例
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统.
淮阴工学院课程设计说明书作者: 成志超学号：1121106105 学院: 机械工程学院专业: 机械电子专业题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：高荣殷永华目录1 绪论 (1)2 三相异步电动机的结构和工作原理 (2)2.1 三相异步电动机的结构 (2)2.2三相异步电动机的工作原理 (2)2.3 三相异步电动机制动方式 (3)3 三相异步电动机的能耗制动方式 (6)3.1 能耗制动的原理 (6)3.2 能耗制动的设计 (6)3.3 能耗制动的分析 (7)结论 (10)心得 (11)参考文献 (12)1 绪论三相异步电机转子结构有笼型和绕线式两种。
定子由定子铁芯，定子绕组和机座三部分构成。
定子铁芯的作用作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。
铁芯一般采用导磁性良好，比损耗小的0.5mm厚的低硅钢片叠成。
定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势，流过电流。
定子绕组在槽内部分与铁芯间绝缘。
转子由铁芯，转子绕组和转轴构成。
转子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。
转轴起支撑转子铁芯和输出机械转矩的作用。
转子绕组有笼型和绕线式。
本次设计主要用到笼型，重点介绍下笼型。
在转子铁芯均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁芯两端放置两个端环，分别把所有伸出槽外部分与端环连接起来。
如果去掉铁芯剩下的绕组就像一个松鼠笼子。
三相异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它结构简单，运行可靠，制造容易，价格低廉，兼顾耐用，而且有较高的效率和相当好的的工作特性。
但是尚不能较大范围内平滑调速以及它必须从电网吸收之后的无功功率。
在交流电力拖动系统中, 异步电动机既可运行于电动状态, 又可运行于电磁制动状态, 随生产机械的不同要求而定。
三相异步电动机的能耗制动, 是通过将运行在电动状态的异步电机的定子脱离交流电源时, 立即在定子两相绕组通入直流励磁电流的方法, 使定子产生静止磁场的。
当转子由于惯性仍在旋转时, 其导体切割此磁场便感应电流并产生与转子转向相反的电磁制动转矩而实现制动。
三相交流异步机制动控制电路
2、能耗制动
①制动原理 制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流
电流。
②主电路
直流电源的获取方法，交流电源（降压）经整流（半波、全波、 桥式）。 图主电路中接触器KM1的主触点闭合时，电动机M作电动工作。 接触器KM2主触点用于能耗制动时为定子绕组通入直流电流。
1、控制电路（按速度原则控制）
SB1±→KM1-→M-（自由停车） n↓
→KM2 + →M + （耗能制动） →KS- →KM2 - →M -
④控制电路（按时间原则控制）
• 启动：
按动启动按钮SB2→KM1 线圈通电自锁，电动机M 作电动运行。
• 制动：
按动停车按钮SB1→K 绕组切除交流电源，通入 直流电源能耗制动。
动）。 2、制动原理：
断电电磁抱闸制动方式： 电磁抱闸的电磁线圈通电时，
电磁力克服弹簧的作用，闸瓦松开， 电动机可以运转。 电磁离合器制动方式（如有图）：
电磁离合器的电磁线圈通电，动、 静摩擦片分离，无制动作用，电磁线 圈断电，在弹簧力的作用下动、静摩 擦片间产生足够大的摩擦力而制动。
一、机械制动
速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制，亦称反
接制动继电器。
1） 外形结构及符号 速度继电器的外形结构及符号如图2.9所示，其文字符号为KS。
(a)外形
（b）符号
图2.9速度继电器的外形结构及符号
它主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一个圆柱形永久磁铁， 定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。
3、控制电路分析
启动时，接触器KM 线圈通电时，其主触点 接通电动机定子绕组三 相电源的同时，电磁线 圈YB通电，抱闸（动摩 擦片）松开，电动机转 动。
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实验十二三相异步电动机能耗制动控制线路
一、无变压器半波整流能耗制动线路
1．实验元件
代号名称型号规格数量备注QS 低压断路器DZ47 5A/3P 1
FU1 螺旋式熔断器RL1-15 配熔体3A 3
FU2 瓷插式熔断器RC1-5A 2A 2
KM1
KM2
交流接触器CJX2-9/380 AC380V 2
SB1 SB2 实验按钮LAY3-11
一常开一常闭自动
复位
2
SB1绿
SB2红
KT 通电延时时间继电器JS7-1A AC380V 1 R 电阻90Ω0.3A 1 D 二极管2CZ 1000V5A 1 FR 热继电器JR-36 整定电流0.63A 1 M 三相鼠笼式异步电动机380V 0.45A120W 1 2．实验电路图
3．实验特点
该控制线路适用于10KW以下电动机，可以采用半波整流能耗制动自动控制电路,这种线路结构简单，附加设备较少，体积小，采用一只二极管半波整流器作为直流电源。
4．检测与调试
经检查安装牢固与接线无误后，操作者可接通交流电源自行操作，若出现不正常故障，则应分析原因并排除使之正常工作。
二、有变压器全波整流能耗制动控制线路
1．实验元件
2．实验电路图
3．电路特点
该控制线路适用于10KW以上功率较大的电动机能耗制动，控制线路中的直流源由单相桥式整流器供给，电阻R用以调节电流，从而调节制动强度。
这个线路的控制电路部分与无变压器半波整流能耗制动线路的控制电路部分完全相同，工作原理也相同，不同的是主电路。
直流电由变压器降压后的单相桥式整流器供给，并可通过调节电阻R改变电流的大小，从而调节制动强度。
能耗动的优点是制动准确，平衡，能量消耗较少；缺点是需附加直流电源装置，制动力较弱，在低速时，制动转矩小。
能耗动一般用于制动要求平稳，准确的场合，如磨床、立式铣床等控制线路中。
4．检测与调试
经检查安装牢固与接线无误后，接通交流电源，调节R阻值，使能耗制动电流为I=I N及I=2I N、分别观察二种电流下的能耗制动时间，若操作中出现不正常故障，则应析排除使之正常工作。
（I N=电动机额定电流）。