异步电机拖动——制动和四象限运行反接、能耗、回馈制动和四象限运行

1、三相异步电动机的制动nQ反向电动S1as=0电动状态下电磁转矩为拖动性转矩，即Tem与n同向 正向电动运行I象限反向电动运行III象限 制动状态下电磁转矩为阻力矩，即与n反向 有无正、反向制动运行呢？三相异步电动机的制动的方法1、反接制动2、回馈制动3、能耗制动1 反按制动1）条件:转子实际旋转方向与定子磁场旋转方 向相反：n与方向相反。转差率：制动前的电路0 V o制动时的电路2）功率平衡关系：Pem=3I；乞 0S、2 1 S P2=Pm=3I2 R21s=C倒拉反转（转向反向反接制动）绕线转子回路接入电阻（位能转矩）D反接制动的产生两个条件：电源反接一适用于反抗性负载快速停机倒拉反转（转

2、向反接或绕线转子回路接入电阻）适用于位能负载的匀低速下放4）电源反接制动过程快速停车 制动过程.制动前：正向电动状态。（ 制动时：定子相序改变，； nQ变向。兀0 n nQ+n s =_0兀 0即：$1（第n象限）。 同时：E2s、厶反向，码加反向。 。点点（TVO,制动开始）in1点G = o, TO）, 制动结束。若到c点时，若未切断电源：.(a)若为反抗性负载_0若171孔1，则反向起动 进入III象限，稳定运行 在d点,此时为反向电动 状态若到C点时，若未切断电源:,.(b)若为位能性负载(2进入III象限，八Am和八均为拖动转矩， 使电机反向起动，直到进入IV象限，稳定运行在Q点，

3、此时心0,叫v0,且lnjl-/iol,电机发电运行 状态，为回馈制动状态 制动效果取决于的大小。 制动时的功率心皿字0PM=(l-5 )Pe0Pcu2=3（d+b）F= pe+lpMl三相电$)1隹子 甌磁功率TOn:转子机械功率Pm15)倒拉反转过程O3制动运 行状态低速提 升重物 制动过程转子定子相序不变， 电路串联对称电阻鸟。 a 点& 点(7；V7Y)，| 汕 c 点(n = 0, Tc1 (n0 定子输入电功率 PM =(1-5)Pe1倒拉反转 n00, nl电源反接 n00, sl倒拉反转运行时的负载向电动机送入机械功率是 靠负载贮存的位能的减小；而反接制动是靠电机 惯性。2、回

4、馈制动1）条件:n0sn0n2）功率平衡关系:（电动机发电运行）B Et输入有功功率_A R2_nPem （522U电磁功率、I-ZPcu2 = Pf = sPen.11转差功率P1PM尖轴上输出功率 IA机械功率OPo = P/v + Pa二风摩损耗+杂散损耗（含各谐2回馈3）机械特性:1i4）回馈制动的产生1.调速过程中的回馈制动 几T（转向不变）Y rLTV2位能性负载拖动电机高于同步转速回馈制动 （转向不变）如：电车下坡3下放位能负载时的回馈制动（转向改筲茴簸制动效果bT-下放速度T。为了避免危险的高速, 一般不串联鸟。5）反馈制动时的功率第 II 象限：= Hn no）他0第IV象限

5、：2二叫）_兀 0n0Pem曲处扌处VO发出电功率，向电源回馈电能。pm= d）peZzTT FT 制动快。 制动时的功率定子输入：px = o,轴上输出：p2=ra2VWSin2忽略铁损E E2 工空-m入 mm2工22X；2+ x2+i i * a由前式得到2+（心+X2电磁转矩*+ (XJX2)22V机械特性图:3R X；处乡+(X,”+X2)2由上式可知，异步电动机能耗制动时的转矩决定于等效电流厶, 并且还是转子相对转速卩与转子回路电阻RJ的函数。可求得能耗制动时的最大转矩7； 及对应的临界相对转速X +Xm0。2（XX2）Tmaxs 11 n,0nO 1电动机械特性图:能耗制动时的机

6、械特性特点: 因T与n方向相反， n-T曲线在第二、 四象限。 因 =o时，r = o, n-T曲线过原点。=1 制动电流增大时， 制动转矩也增大； 产生最大转矩的转速不变。采用能耗制动停车，既要有较大的制动转矩， 又不要使定、转子回路电流过大而使绕组过热， 根据经验：对鼠笼式异步电动机：厶=（45）/对绕线式异步电动机：厶=（23）/Rs = （0.2 0.4） 乍“ re2N -转子堵转时两集电环间的感应电动势 I2N-转子额定电流转子每相绕组回路电阻/0 =（2 0.5）/1N5）能耗制动运行下放重物a点遇蛍点（TVO,制动开始）三相异步电动机四象限运行倒拉反转9圧向AitH制劝能耗制动

7、过程反接制动过程D反向岖幼运行llJnlHl动运打反向抒1=例：某起重机吊钩由一台绕线式三相异步电动机拖动, 电动机额定数据为：PN=40kW, nN=1464r/min, kr=2.2, R2=0.06Ho电动机的负载转矩TL的情况是， 提升重物TL1=261Nm,下放重物TL2=208Nm o (1)提升重物，要求有低速、高速两档，且高速时 转速为工作在固有特性上的转速，低速时转速为 nB=0.25nA,工作与转子回路串电阻的特性上。求两 档转速及转子回路应串入的电阻值。 (2)下放重物，要求有低速、高速两档，且高速时 转速He为工作在负序电源的固有机械特性上的转速， 低速时转nD=-nB

8、,仍然工作于转子回路串电阻的特 性上。求两档转速及转子应串入的电阻值。说明电动 机运行在哪种状态。解：首先根据题意画出该电动机运行时的机械特性A、B为提升重物时的两个工作点C、D为下放重物时的两个工作点其次计算固有机械特性相关数据 额定转差率% 1500固有特性艦界转差率Sm = SN(A + y 1) =0.024(2.2 + V2.22-l) = 0.1额定转矩nTn =(竺止=9550- = 261皿 271 nN1464(1)提升重物时负载转矩即高速点A点为额定工作点 nA =nN =1464r/min低速点 B 点nB =0.25 =366r/min丄亠亠nR 1500 366 小B

9、点转差率Sb =一“= 0-756nQ1500过B点机械特性临界转差率smB = (易+ J占-1)=0.756(2.2 + V2.22-l) = 3.145低速时每相串入电阻RsB 仏=企SmB 尺2 + R$Bs3 145RsB =(皿-1)& = (- -1)0.06 = 1.827Qs.04(2)下放重物时负载转矩比二 208 = 0.87；负载转矩为0.8Tn，在固有机械特性上运行的转差率s,0隠=学牛 0.8= 2x2+亠丄+ 21九S0.15得5 = 0.0188(另一解不合理舍去)相应转速降落为 An = snQ = 0.0188x 1500 = 28r/min负向序电源高速下放重物时，电动机处于反向回馈制动状态: tLq zig An 1500 28 1528厂 / min低速下放