電機制動就是讓電動機產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,以使電力拖動系統(tǒng)迅速停機或穩(wěn)定下放重物。這時電機所處的狀態(tài)稱為制動狀態(tài),這時的電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩。它是電機控制中經(jīng)常遇到的問題,一般電機制動會出現(xiàn)在兩種不同的場合,一種是為了達到迅速停車的目的,以各種方法使電機旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反,從而產(chǎn)生一個電磁制動轉(zhuǎn)矩,使電機迅速停車轉(zhuǎn)動;另一種是在某些場合,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速時,電機也處于制動狀態(tài)。

　　電機制動方式一般分為:反接制動、能耗制動及回饋制動三種方式。

　　1.反接制動

　　反接制動原理:在電機斷開電源后,為了使電機迅速停車,使用控制方法在電機的電源上加上與正常運行電源反相的電源,此時,電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與電機旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反,此時電機產(chǎn)生的電磁力矩為制動力矩,加快電機的減速。

　　具體做法是先按下SB1,并一按到底(即斷開SB1的常閉觸點,接通其常開),使KM1斷電,KM2通電,直到電動機完全停止為止。圖中KV為速度繼電器。

　　反接制動有一個最大的缺點,就是當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為0時,如果不及時撤除反相后的電源,電機會反轉(zhuǎn)。

　　解決此問題的方法有以下兩種:

　　1)在電機反相電源的控制回路中,加入一個時間繼電器,當(dāng)反相制動一段時間后,斷開反相后的電源,從而避免電機反轉(zhuǎn)。但由于此種方法制動時間難于估算,因而制動效果并不精確。

　　2)在電機反相電源的控制回路中加入一個速度繼電器,當(dāng)傳感器檢測到電機速度為零時,及時切掉電機的反相電源。由于此種方法速度繼電器實時監(jiān)測電機轉(zhuǎn)速,因而制動效果較上一種方法要好的多。

　　正是由于反接制動有此特點,因此,不允許反轉(zhuǎn)的機械,如一些車床等,制動方法就不能采用反接制動了,而只能采用能耗制動或回饋制動。另外,反接制動時,不允許連續(xù)多次制動,以免電動機過熱。

　　2.能耗制動

　　能耗制動的原理:在定子繞組中通以直流電,從而產(chǎn)生一個固定不變的磁場。此時,轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)方向切割磁力線,從而產(chǎn)生一個制動力矩。能耗制動的特點是將電機與三相電源斷開而與直流電源接通,電動機像發(fā)電機一樣,將拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)換成電能,消耗在電機內(nèi)部的電阻中,電路如圖2所示。因此叫能耗制動。制動前,合上開關(guān)KM1,斷開KM2,電機與三相電源接通作電動機運行,制動時,斷開KM1,迅速合上KM2,將定子改接到直流電源上。直流電源通過定子繞組,產(chǎn)生恒定不變的磁場,這時的轉(zhuǎn)子仍在沿著原來的方向旋轉(zhuǎn)。由右手定則可知,轉(zhuǎn)子電流與恒定磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,這一電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反,是制動轉(zhuǎn)矩。

　　能耗制動是單純依靠電機消耗動能以達到停車的目的,因而制動效果和精度并不理想。在一些要求制動時間短和制動效果好的場合,一般不使用此制動方法。如起重機械,其運行特點是電機轉(zhuǎn)速低,頻繁地起動、停止和正反轉(zhuǎn),而且拖著所吊重物運行。為了實現(xiàn)準確而又靈活的控制,電機經(jīng)常處于制動狀態(tài),并且要求制動力矩大。而能耗制動則達不到上述要求。故起重機械一般采用反接制動,且要求有機械制動,以防在運行過程中或失電時,重物滑落。

　　3.回饋制動

　　回饋制動只是電機在特殊情況下的一種工作狀態(tài),而反接制動、能耗制動是為達到迅速停車的目的,人為在電機上施加的一種方法。當(dāng)采用有源逆變技術(shù)控制電機時,將制動時再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同相位的交流電回送電網(wǎng),并將電能消耗在電網(wǎng)上從而實現(xiàn)制動。能量回饋裝置系統(tǒng)具有的優(yōu)越性遠勝過能耗制動和直流制動,所以近年來不少使用單位結(jié)合使用設(shè)備的特點紛紛要求配備能量回饋裝置。國外也僅有ABB、西門子、富士、安川、芬蘭Vacon等為數(shù)不多的公司能提供產(chǎn)品,國內(nèi)幾乎空白。

　　回饋制動的原理:當(dāng)電機的轉(zhuǎn)子速度超過電機同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時,轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反,此時,電機處于制動狀態(tài)。之所以把此時的狀態(tài)叫回饋制動,是因為此時電機處于發(fā)電狀態(tài),即電機的動能轉(zhuǎn)化成了電能。此時,可以采取一定的措施把產(chǎn)生的電能回饋給電網(wǎng),達到節(jié)能的目的。因此,回饋制動也叫發(fā)電制動。