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三相异步电动机制动简析

更新时间:2009-03-28

0 引言

在实际生产过程中,当生产机械切断电源后,由于机械惯性,三相异步电动机的转子需经过一段时间才能停止运转。而起重机的吊钩要求准确定位,万能铣床的主轴要求迅速停车,升降机在突然停电后需要安全保护和准确定位控制,这些都需要对拖动的电动机进行有效的制动。本文将讨论常用的电气制动方法及工作原理。

Li、Na、Mg、Ca单元素标准储备溶液(标准溶液编号分别为GSB G 62001a-90、GSB G 62004-90、GSB G 62005-90、GSB G 62012-90,生产单位为钢铁研究总院):1000mg/L;Li、Na、Mg、Ca混合标准工作溶液:100mg/L,由Li、Na、Mg、Ca单元素标准储备溶液逐级稀释而成。

电气制动特点:

受经济下行、房地产调控等多重因素影响,2018年的厨电市场结束了持续长达6年的高速增长态势,不得已放缓了前进的步伐。中怡康测算数据显示,2018年1-9月,厨电市场零售额同比仅微增0.4%,消毒柜、电烤箱、吸油烟机、燃气灶等品类均遭遇断崖式下跌,仅有洗碗机、水家电、热水器、微波炉实现了正向增长。其中,前三季度油烟机、燃气灶及消毒柜终端零售量同比分别下滑14.82%、13.48%、22.11%。

(1)电磁转矩T与转速方向n反向;

(3)制动过程:断开交流电源,接入直流电源的瞬间,由于机械惯性电动机转速来不及变化,由原运动状态a点平移至曲线1上的b点,如图3所示。

电气制动的优点:安全、环保、简便、高效。三相异步电动机电气制动的方法有反接制动、能耗制动和回馈制动三种。

三相异步电动机的反接制动可分为电源反接制动和倒拉反接制动,本文重点介绍后者。

1 反接制动

鲁迅生平展览厅中,陈列了很多鲁迅的名言。比如:“当我沉默着的时候,我觉得充实;我将开口,同时感到空虚。——但我坦然,欣然。我将大笑,我将歌唱。”再如:“我又经验了一回同一战阵中的伙伴还是会这么变化,并且落得一个作家的头衔,依然在沙漠中走来走去。——只因为成了游勇,布不成阵了,所以技术虽然比先前好一些,思路也似乎较无拘束,而战斗的意气却冷得不少。新的战友在哪里呢?我想,这是很不好的。”

目前国内外三维扫描仪都通过测量仪器扫描原始完整零件模型数据;但是国外的三维扫描仪精度普遍高于国内。本文针对复杂曲面零件特别是边缘处不宜通过三维扫描仪精确取得的曲面数据,提出了一种基于迭代计算的三维数据提取方法。对于三维预扫描数据,首先采用电流计在曲面外沿设置多个采样的定位点V(x,y,z),而此定位点即为通过三维扫描仪对物体所在的位置进行测量后所固定的点。依照现在三维扫描仪中的数据提取技术,一般来讲,对定位点的捕捉精度较高,而其对定位点的误差主要受到三维扫描仪捕捉精度的影响。

 

1.1 电源反接制动

电源反接后,产生的电磁转矩T反向,对转子转速n来说是制动力矩,则转速迅速下降。注意:

(1)当转速n→0时,应迅速切断电源,防止反向启动。(离心式开关)当转速n<100 r/min时,将自动切断电源。

(1)电机原运行于a点,提升重物。

1.2 倒拉反接制动

重物“倒拉着”电机匀速运行,称为“倒拉反接制动”(图1)。

  

图1 三相异步电动机倒拉反接制动

(2)笼型电机只能在定子绕组上串电阻,故不可频繁使用。

Pei,W.(2000:29-31,87,179-181)also suggests six functions of context,that is,demonstrative function;extensive function;acceptive and rejective function;restrictive function;absolute function;interpretive function.

(2)在转子回路中串入较大电阻Rb,转子由于惯性,转速来不及变化,由a→b,Tb<TL,由b点开始减速。

能量消耗在转子绕组的电阻上,称为能耗制动。

(4)在重力负载作用下,电动机反向加速,到达d点时,转矩达到新的平衡Td=TL,重物“倒拉”着电机稳定运行。倒拉反接制动可以获得任意低的转速来下放重物,安全性好。

下面对倒拉反接制动原理用图解的方式来分析。如图2所示,将倒拉反接制动分解为四个过程,分别对应四个小图:

a)Ta=TL,T正,n正,匀速上升。

b)Tb<TL,T正,n减,减速上升,直至n=0。

(2)工作原理:断开交流电源,接入直流电源,建立恒定磁场,转子惯性旋转发电,将动能转换为电能。

d)Td=TL,T反,n反,匀速下降,稳定下放重物。

  

图2 倒拉反接制动原理分解图

2 能耗制动

(3)当n=0时,Tc仍小于TL,则在重力作用下拖动电动机反向旋转,n<0,T为制动转矩,电动机进入反接制动状态。

(1)能耗制动方法:断交通直。

c)Tc<TL,T反,n反,反向加速,下放重物。

(2)制动不一定都减速。

族兄方训公,崇祯末为南部曹;予舅翁秦光仪先生,其姻娅也。避乱依之,羁栖三载,得弘光遗事甚悉;旋里后数数为予言之。证以诸家稗记,无弗同者,盖实录也。

  

图3 三相异步电动机能耗制动

此时的电磁转矩Tb方向与nb方向相反,起制动作用。电动机转速迅速下降,直至n=0,能耗制动结束。由于串入较大的电阻,曲线3的机械特性变软,制动转矩更大,能达到迅速制动的效果。

能耗制动特点及应用:低速稳定下放重物,制动平稳,可实现精准停车,较经济。适用于要求减速平稳场合,如反抗性负载准确停车及下放重物;电动机容量较大和启制动频繁的场合也多用能耗制动。

具体包括近坝库岸崩岸、滑坡渗漏、安全监测设施、备用电源、应急通信设施以及交通等震损情况。地震可能造成库岸崩塌、滑坡渗漏、供电与交通故障,备用电源、应急通信与交通畅通对震后检查与应急处置将起到关键作用,安全监测设施的即时观测记录可为分析评估“地震对大坝安全影响”提供基础信息。

 

3 回馈制动

由于某种原因使得处于电动运行状态的异步电机转速n大于同步转速n1,电动机过渡为发电运行状态。T与n反向,为制动转矩,电能回馈给电网。回馈制动分为两种情况:反向回馈制动,如起重机高速下放重物;正向回馈制动,变极、变频时,高速→低速档。

3.1 反向回馈制动

反向回馈制动可使起重机实现高速下放重物的要求。如图4所示,将正转提升重物状态的三相电源反接,转子转速由于惯性来不及变化,从a′点平移至曲线1上的b′点,在第二象限进行反接制动,当转速为零时,在电磁转矩Tc与重力转矩TL的共同作用下,电动机快速反向启动,沿曲线1反向加速,当速度等于同步速度-n1时,由于重力作用,电机继续加速,进入第四象限的反向回馈制动过程。到达a点时,Ta=TL,电机匀速高速下放重物,处于稳定的反向回馈制动状态。反向回馈制动下放重物时,转子所串电阻越大,下放速度越快。

在本次调查中,通过问卷星向江西中医药大学以及赣南医学院卫管2018年毕业生发放网络问卷,共收到80份ID填写问卷,去除无效ID,共74份有效问卷,问卷有效度为92.5%。

  

图4 三相异步电动机反向回馈制动

下面来看一下反向回馈制动的图解过程,如图5所示。同样地,将反向回馈制动过程分解成四步,分别对应四个小图:

a)正转提升,T正,n正。

2.3 本次研究中,12例属于低度危险性肿瘤,13例属于中度危险性,15例属于高度危险性,没有极低度危险性患者。13例患者进行复查,1例患者半年后转移到腹腔,2例患者出现肝脏转移,5年内没有发生其他变化。

b)电源反接,T反,n减,直至n=0。

c)越过0点,反向启动,T反,n反,T+TL共同作用,n反向加速运行,直至n=-n1

d)电磁转矩T的正向效应趋于零,开始变为反向制动转矩。电动机过渡为发电运行,能量回馈给电网。此处,倘若没有电动机提供的相对制动转矩T,重物则将成为自由落体运动。

  

图5 反向回馈制动原理分解图

3.2 正向回馈制动

电机处于正转,电动运行状态时,改变磁极对数,P→2P,则转速减少为原来的一半,n=1/2n,转子惯性旋转,工作点由a点平移至b点开始减速,机械特性由第1条曲线转为第2条曲线运行,如图6所示。nb>n1′,进入正向回馈制动,在Tb与TL的共同作用下,电动机迅速减速,从b点到n1′的降速过程都是回馈制动过程。速度继续下降,n<n′时,电机处于异步电动机运行状态,直至T=TL,电机稳定运行。

  

图6 三相异步电动机正向回馈制动

4 结语

总之,针对不同的制动需求,分别采取不同的电气制动方法,在实际生产工作中将产生良好的效果。

[参考文献]

[1]许翏.电机与电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]胡幸鸣.电机及拖动基础[M].北京:机械工业出版社,1999.

 
张利团
《机电信息》 2018年第15期
《机电信息》2018年第15期文献

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