电力拖动系统中电气制动的方法

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    在电力拖动系统中，由于生产工艺的要求，往往需要使电动机停转，或者由高速运行迅速转为低速运行，为此需要对电动机进行制动。此外对于具有位能转矩的生产机械，如提升机下放重物，电动机的旋转方向与负载位能转矩的方向一致，为了限制过高的下放速度，获得稳定的下放速度，也需要对电动机进行制动。

    要使电力拖动系统停车，最简单的方法是断开电机电源，称为自由停车。这种制动减速仅靠很小的摩擦转矩进行，制动时间很长。如果采用机械抱闸进行制动，虽然可以加快停车过程，但使闸瓦磨损严重。对经常处于重复正、反转的拖动系统，为缩短制动时间，可采用电气制动方法，使电动机产生与转速方向相反的转矩，以加快制动减速过程。凡电动机的电磁转矩方向与旋转方向相反时，就称为电动机在制动运行。

    电气制动的方法有回馈制动、能耗制动和反接制动三种。

    1)回馈制动

    回馈制动有两种方式可以实现，即位能负载拖动电动机或降低电压减速的过程，都会产生回馈制动。

    在具有位能负载的拖动系统中，如提升机下放重物，电车下坡，当转速增大并超过理想空载转速时，电动机就由电动状态转变为回馈制动状态。

    当突然降低电枢两端的电压时，在这瞬间，由于转速来不及变化，电枢电势也来不及变化，电枢电流反向，转矩也反向，使电机进入回馈制动状态。在制动转矩作用下，电机迅速减速。

    2)能耗制动

    设电动机原处于电动状态运行，制动时，励磁绕组仍接于电源，但将电枢两端从电源断开，并立即把它接到一个附加的制动电阻上。在这一瞬间，由于磁通与转速都未变，因此电动势没有变，但电枢已切断电源，电流方向改变，转矩方向也改变，成为制动转矩。在制动过程中，电机由生产机械的惯性作用带动发电，把系统的动能变为电能消耗在电枢回路的电阻上，故称能耗制动，又叫动力制动。

    3)反接制动

    反接制动可以用两种方法实现，即转速反向与电枢反接。

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    交流异步电动机的制动运行状态也有三种，特点是：电动机转矩M与转速n方向相反，M为制动转矩，以实现制动，此时电机由轴上吸取机械能，并能转换为电能。
    鼠笼型异步电动机与绕线型异步电动机的制动状态相同，但由于鼠笼型电动机的制动运行性能较差，拖动煤矿机械的笼型电动机大都没有采用下述三种电气制动，故此处仅以绕线型异步电动机为例来分析制动运行状态。
    1)回馈制动
    若异步电动机在电动运行状态时，由于某种原因（例如位能负载的作用），在转向不变的条件下，使转子转速大于理想空载转速（n>n0）时，电机便处于回馈制动状态。
    如在转子回路中串接附加电阻，可得人为特性。但转子回路串人电阻越大，稳定的转速也越高，所以一般在回馈制动时，转子回路不串接电阻，以免转速过高。
    2)能耗制动
    设电动机原来在电动状态下运行，为了制动停车，将电动机脱离三相交流电源，并立即在定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一个不旋转的恒定直流磁场。转子因惯性继续旋转，切割此恒定磁场，从而感应出电势，产生转子电流。根据左手定则确定转子电流和恒定磁场作用所产生的转矩方向与转子转速方向相反，故是制动转矩。此时电动机把原来储存的动能或重物的位能吸收后变成电能，消耗在转子电路中，所以称为能耗制动。为限制和得到不同的制动特性，在转子回路中须串接附加电阻。
    3)反接制动
    异步电动机的反接制动可分为转速反向和定子两相反接两种制动状态。
    (1)转速反向的反接制动。
    在电动机转子回路中串接较大电阻，并按提升重物的方向接入电源，则电动机产生起动转矩的方向与重物位能转矩的方向相反。于是在重物转矩的作用下，迫使电动机向与起动转矩相反的方向加速旋转，这就是转速反向。这时电动机的转矩M起着限制下放速度的作用，故为制动转矩。
    (2)定子两相反接的反接制动。
    设电动机原在电动状态下稳定运行，为了迅速停车或反向，突然将定子两相反接，使定子相序改变，旋转磁场方向改变。但转子因惯性仍继续朝原方向旋转，由于转子切割磁场的方向与电动运行时相反，转子的感应电势、电流方向改变，电磁转矩的方向改变，出现了反接制动。