异步电动机电气制动课程课件

第五章异步电动机的电气制动

一、概述1、电力拖动系统的制动方式机械制动——用于停车制动；电气制动——用于减速制动、限速制动；2、交流异步电机的电气制动方式

发电反馈制动；反接制动；

动力制动；§5-1异步电动机电气制动的种类1机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

二、发电反馈制动1、基本原理1）基本原理当n>n0时，S<0，使F与n方向相反;2）基本方法

（1）在重力载荷作用下，使n>n0时，产生制动——限速制动；（2）采用调频电源（f↓→n0↓），使n>n0=60f/p时，产生制动力（称低频制动）——减速制动；§5-1异步电动机电气制动的种类2机电学院机电工程系§5-1异步电动机电气制动的种类二、发电反馈制动第五章异步电动机的电气制动

基本原理分析：如图5-1重物下放拖动系统(n-n0)Fnn0制动状态n>n0S<03机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

二、发电反馈制动2、工作特性特性方程主要特点：制动时，n>n0，S<0，(S为负值)

制动特性，位于第2象限；§5-1异步电动机电气制动的种类4机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

二、发电反馈制动1）在恒频电源下，通过重力负载实现限速制动。主要特点：勿需改变正常接线方式；

不增加任何设备;节能效果好——向电网反馈电能;

使用条件：

——用于重力负载的限速制动，

n>n0。3、实际应用§5-1异步电动机电气制动的种类5机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

二、发电反馈制动3、实际应用2）采用变频电源，通过调频实现制动；

主要特点：采用变频电源；制动力矩可调，制动效果好；但不能向电网反馈电能，只能消耗在电阻中。使用条件：用于减速或限速制动，n<n0§5-1异步电动机电气制动的种类6机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

三、反接制动1.制动方式1）两相反接制动;

改变φ(n0)方向，M<0，n>0;2）反转反接制动

改变n方向，n<0，M>0;§5-1异步电动机电气制动的种类7机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

基本原理①改变定子三相电源任意两相相序使n0

<0→S>1,M<0，产生制动。②在转子绕组中串入电阻进行限流增加,并调节制动力。主要应用：减速制动；三、反接制动1）两相反接制动;

改变φ(n0)方向,M<0,n>0;§5-1异步电动机电气制动的种类8机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

基本原理：①在转子绕组中串入电阻R2，使M<ML，转速n<0,S>1;②n与M方向相反，产生制动力。主要应用：限速制动；三、反接制动2）反转反接制动

改变n方向,n<0,M>0;§5-1异步电动机电气制动的种类9机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

三、反接制动2.主要应用1）两相反接制动——减速制动；2）反转反接制动——限速制动；重力提升重力提升重力下放§5-1异步电动机电气制动的种类10机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

三、反接制动3.主要特点优点：方法简单、制动力矩大，能实现减速和限速制动；

缺点：S>1，能量损耗较大；§5-1异步电动机电气制动的种类11机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

四、动力制动动力制动——也称为能耗制动；主要应用——减速制动和低速限速制动。基本原理制动时，定子接直流电源，使f1=0，n0=0；当n0=0时，Δn=n0-n<0，I2<0，M<0，产生制动；§5-1异步电动机电气制动的种类12机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

基本原理——将定子的三相交流激磁改成直流激磁，使定子的旋转磁场变成静止磁场，转子在负载力矩作用下进行发电制动。动力制动--需要解决的问题：1）三相交流激磁与直流激磁的等效关系及其接线方式；

2）直流励磁方式对动力制动机械特性的影响；

§5-2动力制动的工作原理13机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

等效关系--需要解决的主要问题：①如何将三相定子绕组与直流电源进行连接？②在定子绕组中应通入多大的直流激磁电流？基本要求：保证三相交流激磁与直流激磁的磁势平衡关系；主要因素：取决于电动机三相定子的连接方式（Y或△连接）；§5-2动力制动的工作原理14机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系设：任意时刻t，定子线圈三相绕组的相电流为：1）三相交流励磁的变化规律§5-2动力制动的工作原理15机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系（1）当t=0瞬时，定子的三相交流电为：

=0=-1.23I1=+1.23I1交-直流的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理16机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

1、三相绕组星形（Y）接法的等效关系（2）当ωt=π/2时，定子的三相交流电为：=+1.41I1=-0.707I1=-0.707I1交-直流的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理17机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系设：三相绕组的相电流为：电源线电流与绕组相电流的关系1）三相交流励磁的变化规律§5-2动力制动的工作原理18机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系（1）当ωt=π/2时，电源三相线电流：交-直流励磁的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理19机电学院机电工程系第五章异步电动机的电气制动

一、交-直流励磁电流的等效关系

2、三相绕组三角形（Δ）接法的等效关系（2）当ωt=π/3时，电源三相线电流：交-直流励磁的等效关系：2）三相交流励磁的瞬时等效关系§5-2动力制动的工作原理20机电学院机电工程系第五章异步电炮动机的惕电气制管动一、交-直流励敢磁电流僚的等效残关系各种接拣线方式疲与等效兆电流的排关系如搏表5-旅1§5-伐2动力制娱动的工浓作原理21机电学迹院晓机电工拥程系第五章异步车电动程机的棵电气订制动二、里交流笋异步粒电机各的等果效电湿路等值电妻路——将转子申回路的惠电源参孙数（I2、E2）和电皮路参剧数（R2、X2）按一前定的高等效瓶折算满原则通，折领算到准定子婶一侧虹的电避路。基本定驳义：§5-桐2动力制题动的工锦作原理22机电忘学院蚀机电流工程铲系第五棒章异步黄电动理机的拜电气暂制动二、交慈流异步金电机的蝇等效电影路等值巩电路婶的实朴际意脏义：可利用妖电路原茎理及其沾计算方勉法，对哈异步电改机的定塑子与转肆子工作倚参数进敢行定量铁计算割和分露析，并得售出电机托在动力鼓制动状亏态下的件机械特燥性方程拍和特性释。§5-塑2动力制陈动的工蜂作原理23机电学由院续机电工纱程系第五叠章异步猪电动袖机的送电气早制动二、够交流区异步欲电机浑的等挖效电屋路等值电畏路的等剧效折算蛮关系1、定阀子磁伸势与顾转子涛磁势给的平袋衡关塌系2、转宰子回母路的谢电势折平衡且关系§5脆-2动力之制动密的工习作原滴理3、定子距回路的鼻电势平杀衡关系24机电学励院袭机电工卖程系第五箱章异步电杨动机的卸电气制席动二、柏交流抖异步希电机订的等夕效电摸路1、定子售磁势与太转子磁虾势的平神衡关系§5-退2动力制践动的工睁作原理25机电学络院属机电工米程系第五途章异步电箩动机的势电气制究动二、交龄流异步暂电机的裙等效电亡路1、定子瓶磁势与恼转子磁硬势的平镰衡关系1）电动现机状态奇下当U1一定，φ恒定马；I1随I/2变化；§5-很2动力制赏动的工鼠作原理26机电学显院定机电工悬程系第五熔章异步盖电动贫机的心电气默制动二、交区流异步笑电机的工等效电决路1、定子虑磁势与队转子磁距势的平浓衡关系2）动力巾制动状闭态下定子右磁势W1I1——恒定炒（直飘流励谈磁）合成气雾隙磁通φ，随I2变化。§5-容2动力束制动筝的工姨作原棋理27机电催学院咳机电烧工程停系第五章异步电迁动机的屋电气制玻动二、央交流智异步友电机辜的等龄效电撞路2、转惧子回恐路的伯电势工平衡朽关系（5-21）§5惯-2动力包制动若的工永作原采理其中28机电翁学院句机电啄工程励系第五章异步电床动机的前电气制摘动二、错交流彻异步樱电机鹿的等中效电怕路2、转痕子回绑路的醉电势速平衡霜关系§5-拣2动力制匠动的工注作原理（5-21）（5-21）29机电屈学院窝机电嗽工程遭系第五章异步窄电动挺机的甩电气张制动二、司交流脏异步筝电机输的等挨效电询路2、转子战回路的划电势平将衡关系§5-棚2动力制异动的工碍作原理（5-21）（5-21）各参数的等效关系磁势平衡等效原则视在功率不变铜耗不变无功功率不变30机电学勉院妨机电工科程系第五章异步嫩电动烘机的列电气朱制动二、询交流布异步支电机若的等刻效电炼路2、转虫子回扇路的黑电势政平衡益关系§5竭-2动力制深动的工港作原理31机电现学院确机电怠工程劝系第五炒章异步电亚动机的唤电气制孩动二、交泊流异步缎电机的薯等效电商路3、定子荐回路的蛇电势平跳衡关系根据φ→寺W1→产生E1电磁作遮用关系元，φ=kI0因此，E1可以用卖励磁电狡流I0表示剑：式中：xm——电动陪机的辉磁励射电抗柜。§5凑-2动力济制动损的工缺作原广理32机电献学院雾机电诸工程护系第五章异步出电动丘机的屯电气很制动二、脏交流害异步舞电机垂的等渠效电共路得定子蠢电路的晚等效过演程：§5穴-2动力制驻动的工羽作原理3、定子爆回路的哥电势平容衡关系33机电学芦院浅机电工场程系第五泽章异步符电动惭机的还电气真制动二、魂交流肠异步歌电机友的等合效电娇路4、电龄机的疼等值课电路根据定肢子电动幼势E1和转子堆开路等伞效电动陈势E20的基本粉关系，丙可得躁：定子由回路a、b两点早与转疤子回膏路c、d两点解的电挡位相缘瑞同。§5稀-2动力栏制动鉴的工废作原排理34机电淡学院融机电池工程软系第五章异步电蹲动机的业电气制损动二、雨交流搬异步饰电机铺的等探效电论路4、电机谎的等值极电路§5购-2动力制悉动的工区作原理35机电学堤院叔机电工社程系第五章异步秋电动脖机的训电气拖制动三、葡动力闻制动术状态薄下的唱机械金特性分析馅方法电磁渗力矩着为：同步正电磁据功率括：求出转姻子电流I/2，可求§5宝-2动力符制动肥的工录作原念理36机电学捷院佳机电工筑程系第五羽章异步替电动排机的顶电气屈制动三、动愿力制动逃状态下玻的机械穗特性1）求紫出转需子电湿流（5-绝24）§5-丢2动力制靠动的工行作原理（5-2巴2）37机电学狗院臭机电工辩程系第五章异步电殿动机的及电气制吵动三、动体力制动典状态下历的机械里特性2）动而力制匠动特壮性方义程§5-逐2动力甲制动橡的工扬作原态理（5-2馋5）38机电肝学院贸机电擦工程袭系第五章异步电驴动机的裹电气制冈动三、动浩力制动难状态下包的机械喂特性（5-2美6）2）动力石制动特党性方程特性年方程搭：式中严：若不考屡虑铁心狗的磁饱俭和，励况磁电抗xm为常任数，索上式脏可简的化成全为：§5-扛2动力制则动的工集作原理39机电隆学院给机电骗工程共系第五章异步犹电动骨机的堡电气室制动三、绑动力舒制动点状态勇下的辛机械洋特性3）动迫力制拐动特咽性曲束线特性拉方程粮：§5案-2动力吃制动青的工体作原揉理定子映励磁垫电流I1一定疼，Mm一定；转子煤电阻R2一定萍，Sm一定；40机电味学院浙机电械工程魔系第五章异步咏电动呜机的停电气充制动三、耐动力箱制动萌状态忘下的归机械斗特性与电贱动机朴特性量的不差同点垦：动力骄制动裹状态电动机您状态3）动验力制拐动特饭性曲曾线§5旧-2动力寒制动坛的工词作原街理①最大窝力矩Mma鞭x41机电至学院赌机电恼工程赏系第五垫章异步电柜动机的栏电气制量动三、社动力彻制动剪状态缠下的晴机械抖特性与电罪动机己特性婆的不责同点英：动力怒制动旬状态电动口机状莲态其中：故，动哭力制动鞋时，Sm非常小，需厦要串销电阻R2增大Sm3）动力疼制动特坛性曲线§5晃-2动力封制动梨的工雪作原川理②临界花转差率Sm42机电隔学院影机电堆工程絮系第五章异步淡电动舌机的逼电气孝制动三、猛动力浊制动忽状态纳下的沸机械增特性与电动信机特性户的不同黎点：动力郊制动缝状态电动政机状订态3）动力门制动特梢性曲线§5-拴2动力搁制动丢的工棍作原曲理③转差奥率S的意义蜻与表示转差脊率的涝意义相同，表尺示方悲式不同。43机电缸学院宁机电梅工程首系第五章异步电变动机的快电气制键动一.计算方序法及步绿骤1.计算回方法1）先骨计算I/2；2）然后狠计算电廉磁功率Ps；3）计腰算制将动转怕矩M，得出停机械抢特性§5-巨3动力制彼动机械弄特性的辆计算44机电学恒院蹲机电工利程系第五改章异步电店动机的翠电气制吉动1）计算I/2（5-2悠4）考虑宰铁心御的磁颂饱和才，励掀磁电堂抗xm为I0的函数盆；xmI0§5耕-3动力句制动折机械迅特性各的计回算一.计算方虾法及步吉骤45机电晌学院班机电辟工程艺系第五章异步幕电动湿机的姑电气颜制动将5-2木4式两边伙平方得溉：由式(5-月22)否(5糟-23岛)得：（5-29）化简鞭后得羡：或（5-30）

§5诵-3动力制帐动机械结特性的酿计算一.计算方荐法及步参骤1）计邪算I/246机电墙学院耽机电奏工程矛系第五章异步忘电动善机的百电气照制动根据泳：（5-30）在I1给定努的条宾件下绑，设器定一半个I0值，在磁化紧曲线上厕找到相住对应的xm或E/20值，丑然后执利用贼式（5-3础0）计算出I/2。§5-猜3动力制别动机械凤特性的束计算一.计算方升法及步杀骤1）计算I/247机电使学院疮机电栗工程粮系第五某章异步谢电动野机的礼电气没制动2）计算熔转差护率S在I/2、R/2、x/2已知予的条悼件下宰，由汁式（5-宽29）得：（5-31）§5哲-3动力制僻动机械糕特性的该计算一.计算幸方法态及步远骤48机电慌学院雪机电尝工程利系第五刚章异步电旦动机的孕电气制穗动3）计算新电磁局功率Ps得出I/2、R/2、S的条件寄下：4）制动艘转矩M计算或（5-32）5）制困动特哭性的帜绘制设定一顾个I0，可算慌出一滤点S和M，作特伤性上脑的一躲个点;再改辟变I0值，可洒得另一窜点S和M，通过朵逐点皮计算膊，得鹊出特碧性曲素线。§5-市3动力制荣动机械害特性的繁计算一.计算方凭法及步做骤49机电学还院贩机电工胀程系第五邮章异步电蔬动机的引电气制数动2.计算步湖骤已知做条件1）异肃步电胡动机袭磁化婆曲线或2）定扩子绕滔组与第转子脸绕组余的变慨比3）转尸子绕寸组电破阻r2和漏预电抗x2，及转姑子附加丧电阻R2；4）定凤子给互定的赤励磁华电流Id或I1。（见表5-骨1）§5-过3动力饿制动仓机械推特性轰的计寄算一.计算方锈法及步泻骤50机电学惹院咱机电工血程系第五兵章异步犹电动侵机的球电气疏制动1）根据凶定子绕缸组的连抛接方式仪，按表5-l由，晓励磁箩电流Id得出I12）设抗定一肾个I0，在磁尚化曲线新上查到验对应的E/20=xmI0。3）根侄据式(5-润30)计算I/2；4）根饮据式(5曾-3刘1)计算S；5）根臣据式(5梁-3趁2)计算M；6）逐乓点计讲算出被若干爽组（S，M），将数汁据绘膜出机价械特海性曲捕线。（5-30）（5-31）（5-32）§5匀-3动力他制动腾机械办特性丹的计猾算一.计算巨方法勒及步热骤2.计算步贸骤51机电学扎院毅机电工握程系第五略章异步电艘动机的摄电气制畏动二.实用虽计算遵方法1、简化计施算式忽略1）定茶子侧榨的简羞化计门算令：x/2=膀0，式累（5-其30）（5-3急1）和（5-泛32）可简棋化为：（5-34）（5-35）（5-36）§5-嗽3动力胆制动犹机械桥特性匙的计狼算52机电学世院刃机电工轰程系第五章异步电陆动机的家电气制听动2）转子伴侧的简争化计算用变比匪系数KT，将I/2、E/20、R/2还原察成转廉子原障电路醉参数瞧，营得：（5-37）（5-38）（5-39）§5汗-3动力转制动份机械伪特性郑的计救算二.实用计花算方法1、简化漠计算页式忽略53机电学苗院功机电工转程系第五章异步坡电动论机的岔电气管制动2、万用磁尽化曲线——特定愿系列骑电动掩机的通隔用磁恒化曲膨线。横座标——相对励磁电流纵座标——转子相对电势§5-枝3动力制月动机械穷特性的讨计算二.实用计茅算方法54机电烈学院蒸机电忧工程盆系第五肃章异步聪电动拨机的概电气显制动§5-巴3动力精制动数机械奇特性型的计羽算二.实用钢计算穿方法55机电学悉院右机电工饿程系第五翻章异步横电动公机的波电气序制动3、磁酬化曲延线应学用1）已知公：定子吸额定励佣磁电流I0N2）设定I0，得

3）由I*0和万用籍磁化曲惯线，得E*204）已知干：转子到额定电铃压E2N，由E*20=E20/E2N，可单得；E205）利用河式（3-肠34）（3-历35）（3-眠36）求S、M，作曲稳线；§5-臭3动力编制动辟机械炭特性恳的计现算二.实用计跟算方法56机电学稻院男机电工妄程系第五里章异步电辜动机的恨电气制统动三.计算劫举例〔例5-1〕计算甲某异边步电棒动机啄的动丢力制纵动特避性Mmr2R21R22令：x/2=0x/2≠0§5-妇3动力途制动愤机械咐特性凑的计冶算57机电抗学院灵机电哨工程档系第五呀章异步电固动机的联电气制霞动〔例5-票1〕计算悦某异星步电肯动机拴的动驴力制习动特供性计算结裂果分析疗：1）在转厚子回路爷无附加环电阻时怨，Sm=0.阁026各;2）当R2=R21=0.江309尖=11韵×r2时，Sm=0皱.3盆3；3）当R2=R22=1葱.7家19娇=6暮1×喂r2时，Sm=1.紫64；4）当Sm=0妈.3淹3时，电动机腹状态下消：附加电批阻R2=1.污5r2；动力制勾动状态：附加隆电阻R21=11×r2；5）考虑x/2时，最奖大力矩车较简化农计算下种降约小5%。三.计算王举例§5-臣3动力堵制动棍机械茄特性高的计砍算58机电石学院均机电努工程片系第五章异步分电动坊机的垫电气础制动四.直流励何磁电流化的估算工程问笨题：已知：次制动力辩矩M；求Id、Ud；(电源容捏量)计算依化据：直流励娃磁电流Id与最大泪制动转注矩Mma核x的关贺系曲底线，云图5-洽14示计算方臭法：编见〔例5-返2〕§5-幅3动力耕制动甚机械狂特性杆的计全算59机电学蹦院南机电工迁程系第五难章异步搞电动铺机的畏电气隐制动例5-2计算步版骤：1)由PN，nN求额定炒转矩MN;2)由制饶动力窑矩M，求Mmax;一般瓶取M=龙75录%Mma惜x3)由MN，Mmax，图5-1滚4求