(安徽省产品质量监督检验研究院 安徽合肥 230051)
摘要：本文以三相异步电动机为基础，详细分析并讨论了电气制动方法，以期对电动机电气制动性能的提升有一定参考价值。
关键词：电动机；制动方法；应用
前言：三相异步电动机对现代工业生产和制造的作用非常重要，并因安全可靠、性价比高、维护简便等优势获得了十分广泛的应用。在应用三相异步电动机的过程中必须采用合理的电气制动措施，否则会增加安全事故的发生率，严重威胁工作人员的生命安全。随着科学技术的不断进步，电力、电子技术获得了非常大的发展，电动机电气制动也因此迎来了提升性能的契机。
一、三相异步电动机
三相异步电动机在运行的过程中，必须做好电磁转矩和转速、转速和转速率互相之间关系的些协调，这样才能合理选择并应用电气制动方式。对这些关系进行分析我们可从专业角度出发，当三相异步电动机运行时，其电磁转矩主要的表达方式有物理、参数、使用等，要以实际的应用环境和用途为基础进行测定。其中物理表达方式产生于电磁转矩产生的过程当中，真实反映了三相异步电动机的物理本质，通过物理表达可对转子有功电力和主磁通互相之间的作用进行明确。参数表达方式反映了电动机参数、电磁转矩、电源参数三者间的关系，可以在分析各种人为影响以及电磁转矩的过程中采用比较简单的方式，现代电动机制造业对参数表达方式的应用非常广泛。电动机启动转矩以及运行转矩是实用表达方式的基础，对三相异步电动机运行过程中启动性能等相关指标具有真实的反映，对三相异步电动机而言，启动性能等指标会随着启动转矩和运行转矩的增加而增加。
通常在描绘三相异步电动机的机械性能时都会使用图表，非线性曲线是图表的主要表现方式。三相异步电动机的最大转矩一般都会被设置为分界点，其中稳定运行的部分用线性段进行表示，不稳定区用非线性段进行表示[1]。另外在启动三相异步电动机时会出现比较大的电流和震动，然后电动机才会进入平稳运行阶段。三相异步电动机在启动过程中有着比较高的上升转速，同时启动转矩的震荡较为明显，此时如果降低启动电流将降低启动转矩。相关研究显示，分级变频启动对控制电流冲击三相异步电动机的负载启动有明显抑制作用。
二、电动机电气制动方法及其应用
（一）三相异步电动机制动
在三相异步电动机运行的过程中，如果电源被切断其转子也会受惯性影响而继续旋转一小段时间，这对现代机械设备的工艺需求而言是不被允许的，极有可能导致某些机械部件的实际停机位置出现巨大误差。我国主要采用的三相异步电动机制动方式有机械制动、电气制动等，机械制动指的是在切断三相异步电动机电源后利用辅助机械装置迅速抵消惯性，从而达到制动的目的。电磁离合制动、电磁抱闸制动等是在三相异步电动机经常应用的机械制动方式主，在卷扬机、起重设备等领域的应用较为广泛。机械制的缺点是效果不是非常理想，电动机内的构件也容易遭受损坏，因此近年针对电气制动的研究越来越多，并有效满足了三相异步电动机在制动方面的要求。
电气制动指的是在三相异步电动机运行时，断开电源后在电动机转子上产生反向磁力，迅速抵消转子的惯性，从而实现制动[2]。电气制动的优点是制动效果良好、价格低、技术性强，其应用范围逐渐超过了机械制动，当前反接制动、再生发电制动、能耗制动这三种方式在三相异步电动机中应用最为广泛，具体制动方式和应用如下文所示。
（二）反接制动及应用
反接制动的优势为原理简单且制动效果比较优秀，因此被广泛应用在了三相异步电动机的电气制动中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种制动方式的原理为，在三相异步电动机转子的转动方向和定子磁场方向相反的条件下，电动机会迅速向着反接制动的状态进行转变，从而迅速完成三相异步电动机的制动。通常要想实现反接制动必须要具备下述两个条件：第一是当三相异步电动机处在正常运行的状态下时，突然反接外接电源的两项，电动机定子上会因此产生反相磁场，从而对转子作用反方向的力，促使其停止，因此这种制动方式也被称为两相反接制动。第二是令三相异步电动机定子磁场的转向保持不变，通过转子的负载倒拉反转定子磁场转向，从而产生和转子转动方向相反的力，因此这种制动方式也被称为负载倒拉制动。
反接制动在三相异步电动机的应用可表现出迅速、力度强、控制简单、价格低等优势，但是技术措施对这种制动方式的影响比较大，导致容易出现降低制动精确性、提升制动冲击力等缺点，会磨损电动机的内部构件，进而降低电动机的使用寿命。当前我国使用反接制动最普遍的多为10kw以下级别的三相异步电动机，例如中型车床、铣床等，采用反接制动的部位为主轴。
（三）再生发电制动及应用
再生发电制动在三相异步电动机中的应用也叫“回馈制动”，当大型起重机械安装了多速异步电动机时一般都会使用这种制动方式。在电动机运行的过程中，转子转速会因为使用再生发电制动而发生改变，从而使电动机进入再生发电制动的状态，最终实现制动的目的。
比如某大型起重机安装了变速异步电动机并应用了再生发电制动，从而实现了其将重物吊起一定高度保持下放的安全和平稳。在该起重设备运行的过程中，我们可将电动机正常转速视作a，将同步转速视作b，如果a＜b则表示电动机胡处在无做功状态，但若想保证其中机下防重物的安全和平稳，必须令a＞b，此时电动机的状态为发电运行[3]。在这个状态下，转子的转动方向和磁场方向出现了变化，转子电流、电磁转矩和转子出现反方向运行，电磁力因此被转变为了制动力，从而实现合理控制重物的下放速度，无论在保护人身安全还是在维护设备上都有非常大的帮助。
（四）能耗制动及应用
能耗制动指的是当三相异步电动机的电源被切断以后，将一定直流电接入定子绕组的任意两相，从而迅速抵消转子惯性，达到制动的效果。制动力矩对能耗制动非常重要，其大小直接影响最终的制动效果和电动机的使用寿命，因此要以接入电流的大小、转速等为基础合理设定制动力矩。能耗制动的优点是平稳、消耗小，但使用这种制动方式需要接入直流电，这样增加了安全事故的放生率，因此在实际的使用中必须要注意。另外使用这种制动方式会增加机械关于设备的成本投入，而且大型电动机无法使用，因此能耗制动的应用范围不是非常大。当前我国在制动频繁、容量小的磨床、铣床等机械的电动机中会使用能耗制动，并且在实际应用过程中获得了不错的效果。
结束语：综上所述，本为以三相异步电动机为基础对制动方式展开了分析，首先对三相异步电动机作了介绍，然后提到了机械制动和电气制动，最后分析了电气制动的几种方式，希望本次分析对我国电动机制动的发展有所帮助。
参考文献:
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[2]马鸿文.异步电动机电磁转矩公式推导及应用分析[J].实验室科学，2018，21(05):235-239.
[3]张云秀，陈绍志，崔成梅.三相异步电动机制动方式及电路分析[J].现代农村科技，2017，12(9):75-76.
[4]覃勇崎,张联.三相电动机常用电气制动参数的计算[J].技术与市场,2015,22(12):77-80.
论文作者:梁晏山
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：电动机论文; 三相异步电动机论文; 转矩论文; 转子论文; 方式论文; 电气论文; 电磁论文; 《电力设备》2019年第8期论文;