三相電動機(jī)從切斷電源到完全停止旋轉(zhuǎn),由于慣性的關(guān)系,總要經(jīng)過一段時間,為了縮短輔助時間,提高生產(chǎn)效率,使停機(jī)位置準(zhǔn)確并,為了安全生產(chǎn),要求電動機(jī)能迅速停車。一般采用機(jī)械制動和電氣制動,機(jī)械制動采用機(jī)械抱閘或液壓裝置制動,電氣制動時電動機(jī)在停車時產(chǎn)生一個與原旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩。機(jī)床中常用的電氣制動時反接制動和能耗制動。
一、反接制動
反接制動是利用改變異步電動機(jī)定子繞組中的三相電源相序,產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩,因而產(chǎn)生制動作用。反接制動的過程為:停車時,首先將三相電源切換,然后當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時再將三相電源切斷。
圖1所示為單向反接制動線路,其工作過程是:合上q,按sb2,km1得電自鎖,電動機(jī)m正轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到速度繼電器ks的整定值時,kv的常開觸點閉合,為反接制動作好準(zhǔn)備。m停車時,按下sb1,sb1的常閉觸點先打開,km1失電,切斷m的正序電源,但m因慣性仍以很高的轉(zhuǎn)速繼續(xù)旋轉(zhuǎn),原已閉合的ks常開觸點仍閉合,sb1的常開觸點后閉合,由于此時km1的常閉輔助觸點已復(fù)位,因此km2得電自鎖,m定子串接兩相電阻進(jìn)行反接制動。當(dāng)m的轉(zhuǎn)速下降到低于ks的整定值時,ks的常開觸點復(fù)位,km2失電,m切斷反序電源自然停車至零。
由于反接制動時,轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場間的速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速,因此定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全電壓直接啟動時的兩倍,故較大功率的電動機(jī)進(jìn)行反接制動時,需在電動機(jī)兩相或三相定子然組中串接一定的電阻以限制制動電流。
反接制動時,旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度很大,定子電流也很大,因此制動效果顯著。但在制動過程中有沖擊,對傳動部件有害,能量消耗也較大。故用于不太經(jīng)常啟動、制動的設(shè)備,如銑床、鏜床、中型車床主軸。
圖1 單向反接制動線路
二、能耗制動
能耗制動是在電動機(jī)要停車時切斷三相交流電源的同時,把定子繞組接入電源,利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用以達(dá)到制動的目的,在轉(zhuǎn)速接近于零時再切斷直流電源。能耗制動實質(zhì)上是把轉(zhuǎn)子原來儲存的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽脑谵D(zhuǎn)子的制動上,所以稱為能耗制動。一般可用時間繼電器按時間控制原則或用速度繼電器按速度控制原則來進(jìn)行制動,對制動準(zhǔn)確性要求不高的機(jī)床也可以手動控制。
圖2所示是用時間繼電器按時間控制原則設(shè)計的單向能耗制動控制線路,圖中km1為單向運行接觸器,km2為能耗制動接觸器,kt為時間繼電器,t為整流變壓器,vc為橋式整流電路。其工作過程如下:
合上q,按下sb2,km1得電自保,電動機(jī)m啟動; 停車時,按下sb1,其常閉觸頭先斷開,km1失電,m定子切斷三相電源;sb1的常開觸頭后閉合,km2、kt同時得電自保,如果m定子繞組y形聯(lián)接,則將兩相定子繞組接入直流電源進(jìn)行能耗制動。m在能耗制動作用下轉(zhuǎn)速迅速下降,當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時,到達(dá)kt的整定時間,其延時常閉觸頭打開,km2、kt相繼斷電,制動結(jié)束。
該電路中,將kt常開瞬動觸點與km2自保觸點串聯(lián),是考慮kt斷線或機(jī)械卡住致使常閉延時觸點不能斷開,不至于使km2長期得電,造成m定子繞組長期通過直流電流而過熱。
圖3所示是用速度繼電器按速度控制原則設(shè)計的雙向能耗制動控制線路,圖中km1、km2為正反轉(zhuǎn)接觸器,km3為制動接觸器,kv1、kv2為速度繼電器。其工作過程如下:
電動機(jī)m正向啟動運轉(zhuǎn)停車時能耗制動過程:合上q,按下sb2,km1得電自保,m正向啟動運轉(zhuǎn),當(dāng)正向轉(zhuǎn)速達(dá)到kv1整定值時,kv1常開觸點閉合;停車時,按下sb1,其常閉觸點先打開,km1失電,由于慣性m的轉(zhuǎn)速還很高,kv1的常開觸點仍閉合,在sb1的常開觸點閉合時,km3得電自鎖,m定子繞組接通直流電源進(jìn)行能耗制動,m的轉(zhuǎn)速迅速下降,當(dāng)正向轉(zhuǎn)速低于kv1整定值時,kv1的常開觸點復(fù)位,km3失電,能耗制動結(jié)束,以后m自然停車。
m反向啟動運轉(zhuǎn)停車時能耗制動過程與正向類似,不再贅述。
與反接制動相比較,能耗制動具有制動準(zhǔn)確、平穩(wěn),能量消耗小等優(yōu)點。但制動力較弱,特別是在低速時尤為突出。另外,它還需要直流電源。故適用于要求制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場合,如磨床、龍門刨床及組合機(jī)床的主軸定位等。
圖2 時間繼電器控制的控制線路
圖3 速度繼電器控制的控制線路