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文档简介
第四章 机床电气控制基本环节 第六节 三相异步电动机制动控制 【教学目标】 1. 了解三相异步电动机制动的意义和方法; 2. 理解电磁式机械制动控制电路的控制原理; 3. 掌握能耗制动和反接制动控制电路的工作原理; 4. 能正确选用本节课所学的几种控制方法。 第六节 三相异步电动机制动控制 【教学重点】 能耗制动和反接制动控制电路的工作原理 【教学难点】 速度继电器的使用 第六节 三相异步电动机制动控制 u 许多机床,如万能铣床、卧式镗床、组合机床,都 要求迅速停车和准确定位,而运行中的电动机在切断电 源后,由于惯性作用,需要一定的时间才能停止运转, 这时就要对电动机进行强迫立即停车,即制动。 u 目前广泛应用的制动方式有机械制动和电气制动两 大类。 u 机械制动一般采用机械抱闸或液压装置制动,机械 制动中应用较普遍的是电磁式机械制动; u 电气制动实质上是使电动机产生一个与原来转子的 转动方向相反的转矩实现制动,机床中经常应用的电气 制动是能耗制动和反接制动。 一、电磁式机械制动控制电路 l 切断电源以后,利用机械装置使电动机迅速停转的 方法称为机械制动。 l 电磁抱闸和电磁离合器两种机械制动装置应用较普 遍,下面以电磁抱闸制动为例说明机械制动原理。 l 电磁抱闸制动控制电路有断电制动和通电制动两种 。 电磁式机械制动控制电路 (1)工作原理 合上电源开关QS。 按下起动按钮SB1,接触器KM得电吸合 ,电磁抱闸线圈YA得电,使抱闸的闸瓦与闸 轮分开,电动机起动。 需制动时,按下停止按钮SB2,接触器 KM线圈失电,电动机的电源被切断,电磁抱 闸线圈YA失电,在弹簧的作用下,闸瓦与闸 轮紧紧抱住,电动机被迅速制动而停转。 1. 断电电制动动控制电电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图4-16所 示,电磁抱闸装置可参看图3-35,其工作 原理如下: 图4-16 电磁抱闸断电制动控制电路 电磁式机械制动控制电路 (2)工作特点 n 采用电磁抱闸断电制动,不会因中途断电或电气故障 的影响而造成事故,比较安全可靠。 n 缺点是电源切断后,电动机的轴就被制动刹住不能转 动,不便调整。因此,在电梯、起重、卷扬机等一类升降 机械上应用较多。 二、能耗制动 l 能耗制动是在电动机要停车时,切断交流电源的同 时给定子绕组接通直流电源,产生静止磁场,等转速为 零时再切断直流电源; l 制动实质是把转子储备的机械能转变为电能,再消 耗在转子的制动上。 能耗制动 能耗制动控制电路 如图4-18所示。图中 KM1为单向旋转接触 器,KM2为能耗制动 接触器,KT为时间继 电器,T为整流变压 器,VC为桥式整流电 路,R为可调电阻。 1工作原理 图4-18 能耗制动控制电路 电路分析: 能耗制动 工作原理: (1)合上电源开关QS。 (2)按下起动按钮SB2,接触器KM1 得电闭合并自锁,电动机M直接起动运 行。 (3)需制动时,按下停止按钮SB1 ,其动断触点打开,接触器KM1线圈失 电,电动机断电;将复合按钮SB1按到 底,其动合触点闭合,接触器KM2线圈 得电,电动机接通直流电源,进入能耗 制动状态;同时,时间继电器KT线圈得 电,延时一段时间后(当电动机转子的 惯性速度接近零时),KT延时打开的动 断触点动作,使能耗制动接触器KM2以 及时间继电器KT线圈失电, 能耗制动 完成。 图4-18 能耗制动控制电路 2. 工作特点 能耗制动 u 能耗制动具有制动准确、平稳、能量消耗小等优 点。但是,这种制动方式制动力较弱,特别是在低速 时尤为突出; u此外还需要直流电源,故适用于要求制动准确、平 稳的场合,如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位 等。 三、反接制动 u 反接制动的实质是当电动机需制动时,改变电动机绕组 中的三相电源相序,产生与原转动方向相反的转矩,从而起 到制动作用。 u 当电动机正方向运行时,如果把电源反接,电动机转速 由正转急速下降到零。如果反接电源不及时切除,则电动机 又要从零速反向起动运行。所以我们必须在电动机制动接近 零速时,将反接电源切断,电动机才能真正停下来。 u 控制电路中通常采用速度继电器检测接近零速度信号, 以直接反映控制过程的转速,“判断”电动机的停与转。一 般情况下,当转速在1203000r/min范围内时,速度继电器 触点动作,当转速低于120r/min时,速度继电器触点恢复原 位。 反接制动 反接制动控制电路 如图4-19所示,图中 KM1为单向旋转接触 器,KM2为反接制动 接触器,KS为速度继 电器,R为反接制动 电阻。 1工作原理 图4-19 反接制动控制电路 电路分析: 反接制动 (1)合上电源开关QS。 (2)按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈 得电并自锁,电动机带电旋转;此时,与电 动机同轴相联的速度继电器也一起旋转,当 转速达到120r/min时,其动合触点KS闭合, 为反接制动做好准备。 (3)需制动时,按下复合按钮SB1,其 动断触点打开,接触器KM1线圈失电,电动 机定子绕组断电,但电动机因惯性仍高速旋 转;将复合按钮SB1按到底,其动合触点闭 合,接触器KM2线圈得电并自锁,电动机定 子绕组接上反序电源,电动机进入制动状态 ,用电阻R来限制反接制动时的电流冲击。 当电动机转速下降低于120r/min时,速度继 电器触点KS恢复原位,自动切断接触器KM2 线圈,电动机脱离反序电源,自然停车至速 度为零。 工作原理: 图4-19 反接制动控制电路 反接制动 2工作特点 u 反接制动的优点是旋转磁场的相对速度很 大,定子电流也很大,因此制动效果显著。 u 但是,在制动过程中有冲击,对传动部件 有害,能量损耗大。故适用于不经常起动、制 动的设备中,如铣床、中型车床等主轴的制动 。 u 能耗制动和反接制动这两种方法在机床中 都有较为广泛的应用。 【课堂练习】 第六节 三相异步电动机制动控制 如图4-17所 示是电磁抱闸 通电制动控制 的电流,试分 析电路的工作 原理和特点。 图4-17 电磁抱闸通电制动控制电路 【课堂小结】 第六节 三相异步电动机制动控制 1. 电磁抱闸断电制动控制电路 电磁 抱闸通电制动控制
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