变频器供电异步电动机电气制动方法与原理.pdfVIP

变频器供电的异步电动机电气制动方法与原理 The Electric Brake Method and Principle of AC Motor Based 作 者 ：马鞍山钢铁集团 自动化部 陆文龙 摘 要 ：本文简要介绍了交流异步电动机的运行原理，着重阐述了采用变频 器供电的异步电动机电气制动的几种方法与制动原理，指出了各种制动方法 的优缺点及其适应场合。 英文摘 要 ：he running principle of AC motor is introduced briefly in this paper, especially some electric brake methods and principl e of AC motor based on inverter control are expounded, also the me rits and defects of those brake methods and their acclimation are pointed out. 关键词： 变频器 异步电机运行原理 制动方法 1 引言 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传动系统 中，当电动机减速或者拖动位能负载下放时，电动机的实际速度将高于旋 转磁场的旋转速度。为了使电动机的实际速度与给定速度相符，就必须采 取制动措施。异步电动机的制动方法有再生发电制动、直流制动和机械抱 闸制动。而机械抱闸制动直观，这里不做介绍，只介绍前面两种电气制动 方法。为了便于介绍电气制动的原理与方法，首先回顾一下，异步电动机 的运行原理。 2 异步电机运行原理 众所周知，异步电动机的定子上装有一套在空间上对称分布的三相绕 组AX、BY、CZ如图1所示。当给这三相绕组通以交流电时, 则在定转子气 隙中产生磁场。此磁场在任何瞬间都是三相绕组各磁场的总和。通过右手 定则对图1中不同瞬间电流与磁场方向的关系可知，合成磁场FΣ的方向 与电流为最大值那一相绕组的轴线方向一致。因此随着电流最大值依次由A 相→B相→C相→A相等顺序变化，合成磁场的方向也依次指向A相→B相 →C相→A相等各相绕组的轴线方向。这就是说，这个合成磁场是一个“旋 转磁场”。其旋转速度n0(同步转速)与交流电源频率成正比，而与磁场极 对数成反比。 图1 旋转磁场形成 由于旋转磁场的作用，转子导体切割磁场磁力线而产生感应电势，这 个感应电势使闭合的转子导体产生电流，通电导体在磁场中又受到一个力 的作用，这个作用在导体上的力，将使异步电动机旋转，其某一瞬间情况 如图2所示。根据右手定则可知转子闭合导体电流的方向。再根据左手定 则可知转子导体受力方向。此作用力产生的转矩XTD将克服阻力矩Mfz，使 电机加速到电动力矩等于阻力矩为止。 图2 旋转力矩形成 3 电气制动的方法与原理 采用通用变频器供电的异步电动机电气制动有直流制动与再生发电 制动(能耗制动)两种。现就这两种制动方法与制动原理分述如下。 3.1 直流制动 直流制动是使变频器向异步电动机的定子任意两相通以直流电，异步 电动机便处于能耗制动状态。这种情况下变频器的输出频率为零，异步电 动机的定子磁场不再旋转。直流制动主要用于准确停车与防止起动前电动 机由于外因引起的不规则自由旋转(如风机类负载)。当直流制动用于准确 停车时，一般都应先进行再生发电制动，在电动机减速到较低时，进行直 流制动。这是因为高速时进行直流制动，异步电动机转子电流的频率与幅 值都很高，转子铁损很大，导致电动机发热严重，但得到的制动转矩却并 不太大，另一方面准确停车也较难保证，而采用先再生发电制动,等降频到 fDB再进行直流制动，只要合理调整fDB、制动时间tDB、制动直流电压UD