项目六 任务1三相异步电动机的反接制动控制

项目六：T68型卧式镗床电气控制阅读赏析4123三相异步电动机的能耗制动与回馈制动56三相异步电动机的反接制动三相异步电动机的制动控制安装调试三相异步电动机的变频调速三相异步电动机的变极调速三相异步电动机的变转差率调速T68型卧式镗床电气控制电路赏析7项目情境描述某数控车间新购进一批T68型卧式镗床，需要尽快将其运行投产，请根据厂家提供的产品信息，熟悉其控制方式和工作情况，实现对这批镗床的生产控制。T68型卧式镗床需要几台电动机带动？这些电动机的作用如何？它们的电气控制要求怎样？请拿出合理的电气控制方案。阅读厂家提供的T68型卧式镗床主电动机的电气控制原理图，分析其电气控制上的特点，对一些特殊控制环节进行赏析和理解记忆。●

镗床简介镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床，是大型箱体零件加工的主要设备。镗床加工过程中，将刀具中心对正孔中心，工件不动，刀具转动。镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。镗床的加工精度和加工出来的表面质量都高于钻床。镗床分为卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型。此外，还有立式转塔镗铣床、深孔镗床和汽车、拖拉机修理用镗床等。卧式镗床落地镗铣床金刚镗床坐标镗床应用最多、性能最广，适用于单件小批量生产和修理车间。最大特点是工件固定在落地平台上。适宜于加工尺寸和重量较大的工件，用于重型机械制造厂。以金刚石或硬质合金作刀具，镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔，进给量很小，切削速度很高。多用于大批量生产。有精密的坐标定位装置。适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，还能够划线、坐标测量和刻度，常用于工具车间和中小批量生产。●

镗床简介1.主运动和进给运动由同一台主轴电动机拖动，靠不同的传动链来完成两种不同的运动。2.主轴电动机应能实现正、反转及点动控制。3.为保证主轴快速、准确停车，主轴电动机有制动环节。7.运动部件较多，应设置必要的连锁和保护环节。4.机械齿轮变速和电动机变极调速相结合。5.为保证变速后齿轮良好啮合，主轴变速和进给变速时，主轴电动机应设有低速冲动环节。6.为节约工件的加工时间，应配有快速移动电动机拖动各进给部分快速移动。●

T68型卧式镗床的控制要求自由停车：断开三相异步电动机定子绕组的三相交流电源后，不采取制动措施，任由转子在机械惯性作用下，逐渐减速，直至停转。电动机自由停车需要一定的时间，这个停车时间的长短受机械惯性的影响很大，而且不容易测算。一、三相异步电动机的自由停车实际生产中，需要准确停车的生产机械很多，比如：起重机的吊钩、卷扬机的吊篮、镗床和万能铣床的主轴等。自由停车显然满足不了这些设备的控制要求。任务1.三相异步电动机的反接制动自由停车不能实现电动机的迅速、准确停车，不利于提高生产率，有时甚至不能满足工艺要求。1.制动目的：二、电动机制动控制的基础知识1）反接制动2）能耗制动3）回馈制动4.三相异步电动机常用的电气制动方法机械制动、电气制动。让电动机快速停车或匀速下放重物。3.制动方法：2.制动要求：制动迅速、平滑、可靠，能量损耗少。电气制动——使电动机产生一个与转速n方向相反的电磁转矩T，依靠电磁转矩T的阻碍作用让电动机停转。机械制动——在切断定子绕组的三相交流电源后，利用机械装置迫使电动机停转。改变接入定子绕组的三相交流电源中任意两相电源的相序。1.实现方法反接制动有两种：电源反接制动和倒拉反接制动。

（一）电源反接制动a）电动运行三、三相异步电动机的反接制动b）电源反接制动2.制动原理改变定子绕组的电源相序，就改变了旋转磁场n1的转向，但转子因惯性继续按原方向旋转（n的方向不变）。转子导体以速度（n1+n

）切割旋转磁场，切割方向与电动状态时相反，产生数值很大、与原方向相反的转子感应电动势、感应电流和电磁转矩。该电磁转矩与转子旋转方向相反，是制动转矩。电动状态时，n与n1同向（n<n1），转子导体以（n1-n）的速度切割磁力线（与n反向），电磁转矩是驱动转矩（与n同向）。（一）电源反接制动a)电动运行

b)电源反接制动电源反接制动的制动电流很大，通常是直接起动电流的2倍，必须加以限制。3.单向运转反接制动控制电路KM1：正转接触器KM2：反接制动接触器SB1：停车制动按钮。R为制动电阻，用来限制制动电流和制动转矩。KS：速度继电器按下停车制动按钮SB1，先让KM1断电，切断正序电，随即让KM2得电，接通反序电进行反接制动。当电动机的转速上升到140r/min时，KS动作，其常开触点闭合，为反接制动电源的接入作准备。当电动机的转速下降到100r/min时，KS复位，其常开触点断开，切断反接制动电源，确保电动机停转时不带电。★单向反接制动控制电路工作过程分析合上QS按下SB2起动：停车：按下SB1电动机很快减速转速降至100r/minKM1通电自锁，互锁切断KM2线圈电路电动机接入正序电全压起动，转速从0增加至140r/minKS动合触头闭合，KM2仍不得电SB1先切断KM1线圈电路，KM1触头复位切断电动机正序电电动机接入反序电，串入制动电阻反接制动反接制动结束，电动机断电停转KS复位，KM2断电电动机全压正向运行SB1后接通KM2线圈电路，KM2触头动作不能！★思考与拓展电动机单向运行反接制动电路，去掉速度继电器KS后，能用作正反转电路吗？为什么？去掉速度继电器KS，电动机反接制动结束时，反相序电源不能被切除，电动机会反向起动。但是，由于电动机反转时，定子绕组中串接了制动电阻R，制动电阻R上有电压降，使加在定子绕组上的始终是低电压，电动机处于欠压过载运行。时间长了，热继电器FR就会动作，对电动机进行过载保护。三相笼型异步电动机降压起动可逆运行反接制动控制电路KS为速度继电器，KS-1为正转闭合触头，KS-2为反转闭合触头。起动时R作定子串电阻降压起动电阻，停车时R作反接制动电阻。KM1、KM2分别是正转和反转接触器，又是对方的反接制动接触器；KM3是短接制动电阻接触器；KA1~KA4为中间继电器。4.可逆运行反接制动控制电路互锁？何种类型的？★可逆运行反接制动控制起停过程分析按下SB2KA3通电，触头动作KM1线圈得电，电动机串电阻降压起动转速升至140r/min，KS1动合触头闭合正向起动控制：停机控制：按下SB1KM1复位电机高速，KS1仍闭合，KA1保持通电动作状态KM2通电，接入反序电KA1得电，触头动作KM3断电，接入制动电阻R

反向起动和制动控制与此类似，请同学们自行分析。KM3得电，切除电阻R，电动机全压运行切断正序电KA3复位电动机转速迅速下降转速降至100r/min，KS1复位电动机进入反接制动KA1、KM2相继断电复位，制动结束，电动机停转◆结构示意图5.相关低压电器——速度继电器定子是装有笼型绕组的空心圆环。◆基本结构：定子、转子、触头系统◆作用根据电动机转速的高低来接通或断开电动机的控制电路。转子是永久磁铁，转子装在电机轴上，与电机一起旋转。因为速度继电器常用来控制电动机的反接制动，所以又被称为“反接制动继电器”。转子电动机轴定子定子绕组摆锤动触点静触点1-转轴2-转子3-定子4-定子绕组5-摆捶6、7-静触头8、9-动触头速度继电器的转子与电动机同轴，随电动机的转子一起转动。速度继电器的转子转速(旋转磁场转速)、定子绕组感应电动势、感应电流、定子绕组所受到的电磁力和电磁转矩，都与电动机的转速成正比。当电动机的转速降低到一定值时，速度继电器的定子会因电磁转矩减小而回归原位，摆锤随之复位，带动触头复位。速度继电器结构示意图◆速度继电器的工作原理只要电动机的转速足够高，就能产生足够大的电磁转矩，带动速度继电器的定子跟随转子旋转，固定在定子上的摆锤偏移，推动触头动作。速度继电器的转子是永久磁铁，转子转动产生旋转磁场，旋转磁场被定子绕组切割，产生定子感应电动势和感应电流。动作转速n>（120~140）r/min复位转速n<100r/min◆速度继电器的动作参数◆速度继电器的电气符号a)转子b)常开触头c)常闭触头文字符号：KS图形符号：◆速度继电器的技术数据型号触点容量触点数量额定转速（r/min）允许操作频率额定电压额定电流正转时动作反转时动作JY1380V2A1组转换触点（常开、常闭各一对）1组转换触点（常开、常闭各一对）100～3600﹤30次/hJFZ0300～3600注意事项：速度继电器有两组触头：一组在电动机正转时动作，一组在电动机反转时动作。在安装接线时，这两组触头一定不要弄混。6.电源反接制动的实现要点1）给三相异步电动机的定子绕组接入反相序交流电。2）在主电路中串接反接制动电阻，以限制反接制动电流和反接制动转矩。对三相笼型异步电动机，反接制动电阻串接在定子电路中。对三相绕线转子异步电动机，反接制动电阻通常串接在转子电路中。3）若以停车为目的，在反接制动结束时，一定要及时切除反相序交流电源，以防止电动机反向起动。

7.电源反接制动的特点及应用适用于要求迅速制动，但无需频繁制动的场合。应用：缺点：优点：1）制动设备简单。2）制动转矩大，制动迅速。

1）机械冲击强烈，易损坏传动部件。2）制动速度快容易造成反转，准确停车有一定困难。3）制动电阻上损耗的电能过大。4）制动电流大，不宜频繁使用，否则电动机将会因过热而烧毁。用于三相绕线转子异步电动机拖动位能性负载低速下放的场合，如：桥式起重机主钩电动机重载低速下放重物。1）在定子绕组中接入与提升重物时相序相同的三相交流电源。2）在电动机的转子电路中串接大阻值的电阻R2b。四、倒拉反接制动a)电动状态b)倒拉反接制动状态2.倒拉反接制动的实现方法1.倒拉反接制动的应用串入电阻使转子电流变小，电磁转矩T随之变小，负载转矩TL﹥T，迫使转速n下降。随着反向转速n的升高，电磁转矩T继续增大。当T=TL时，电动机稳定在人为机械特性2上的d点，低速下放重物。转速n下降，使转子切割磁力线的速度增大，从而使电磁转矩T增大。但是，当转速n下降至0时，TL仍大于T，电动机反向起动，TL变为驱动转矩，T变为制动转矩，电动机进入倒拉反接制动状态。倒拉反接制动时的机械特性随着转速n的下降，运行点沿着人为机械特性2逐渐向下移动。电动机原本运行在固有机械特性1上的a点。转子回路串入电阻的瞬间，由于机械惯性，电动机的转速n不能突变，运行点跃变到转子串电阻的人为机械特性2上的b点。3.倒拉反接制动的制动原理5.倒拉反接制动的实现要点1）电动机的定子绕组接入的三相交流电的相序，与提升重物时的相序相同。4.倒拉反接制动的名称由来1）电动机的定子绕组所接的电源相序与提升重物时一样，而下放重物相当于“倒着拉”，因此谓之“倒拉”。2）“反接”是指转子绕组接入大电阻后，使得电动机的旋转方向与提升重物时相反了。2）在转子电路要串入足够大的电阻，使得转速下降到0时，电磁转矩T仍小于负载转矩TL。3）“制动”是指电磁转矩T虽然与提升重物时的方向一致，但是由于负载转矩TL变为动力矩，带动电动机改变转向，下放重物，使电磁转矩T与电动机转向相反，变为制动转矩。7.倒拉反接制动的缺点