異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1、目 錄摘 要I1課題的原理及意義11.1課題原理11.2課題意義21.3相關(guān)參數(shù)計(jì)算22相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理52.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)52.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理53三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法63.1何謂三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)63.2 機(jī)械制動(dòng)63.3反接制動(dòng)73.4能耗制動(dòng)103.5回饋制動(dòng)113.6速度繼電器的構(gòu)造、原理及使用114仿真與結(jié)果測(cè)試134.1 MATLAB簡(jiǎn)介134.2 仿真結(jié)果135.總結(jié)16參考文獻(xiàn)17摘 要 異步電動(dòng)機(jī)(asynchronous motor) 又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)

2、換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式：有鼠籠式、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。 作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 MATLAB的名稱源自Matrix Laboratory，它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。目前MATLAB產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行：數(shù)值分析、 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 、工程與科學(xué)繪圖 、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、 數(shù)字圖像處理 、數(shù)字信號(hào)處理 、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 、財(cái)務(wù)與金融工程。SIMULINK是基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的 建模范圍廣泛，可以針對(duì)任何能夠用數(shù)學(xué)來

3、描述的系統(tǒng)進(jìn)行建，電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實(shí)用性電力拖動(dòng)系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。本課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)是通過對(duì)設(shè)計(jì)鼠籠式異步電機(jī)的反接制動(dòng)控制的設(shè)計(jì)，是通過改變電動(dòng)機(jī)電源相序, 使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)的方向相反, 因而產(chǎn)生制動(dòng)作用。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降,直至停止。并且用 MATLAB對(duì)本設(shè)計(jì)的異步電機(jī)反接制動(dòng)的模擬圖進(jìn)行仿真。熟悉異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)原理，熟練掌握MATLAB的用法。進(jìn)而全面熟練掌握電力拖動(dòng)的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型電力拖動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，通過設(shè)計(jì)過程對(duì)進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。I1課題的原理及意

4、義1.1課題原理1.制動(dòng)問題反接制動(dòng)電機(jī)的一種制動(dòng)方式，它通過反接相序，使電機(jī)產(chǎn)生起阻滯作用的反轉(zhuǎn)矩以便制動(dòng)電機(jī)。其特點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單，制動(dòng)力矩較大，沖擊強(qiáng)烈，準(zhǔn)確度不高。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者從某高速降到某低速運(yùn)轉(zhuǎn)，或者限制位能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種方法，機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)。電磁制動(dòng)是使電機(jī)在制動(dòng)時(shí)使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,其特點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,操作控制方便?，F(xiàn)代通用電機(jī)的電磁制動(dòng)類型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。 2.反接制動(dòng)原理改變電動(dòng)機(jī)任意兩相電源相序以產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖1.1說明：(1).反接制動(dòng)時(shí)

5、，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷電源，否則電機(jī)將反 轉(zhuǎn)。此控制求可由速度繼電器實(shí)現(xiàn)。SB2 KM1=1 n > 100 r/min KS=1 工作SB1 KM1=1 KM2=1 n < 100 r/min KS=1 KM2=1 自由停車(2).反接制動(dòng)的電流（制動(dòng)沖擊力）較大，在主電路中串入限流電阻R。10kw以上電動(dòng)機(jī)的定子電路中串入對(duì)稱電阻或不對(duì)稱電阻，稱為制動(dòng)電阻。以限制制動(dòng)電流和減少制動(dòng)沖擊力。(3).注意速度繼電器觸點(diǎn)的方向。1.2課題意義由于生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能也提出了越來越高的要求。電動(dòng)機(jī)作為重要的動(dòng)力裝置,已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸

6、、國(guó)防軍事設(shè)施以及日常生活中。直流電動(dòng)機(jī)其調(diào)速在過去一直占統(tǒng)治地位,但由于本身結(jié)構(gòu)原因,例如換向器的機(jī)械強(qiáng)度不高,電刷易于磨損等,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要求。相比之下，三相異步交流電動(dòng)機(jī)擁有延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有強(qiáng)大的降噪能力，操作智能化，維護(hù)簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)等眾多特性,特別是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉,而且堅(jiān)固耐用,慣量小,運(yùn)行可靠等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)生產(chǎn)中得到了極廣泛的應(yīng)用,也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。三相異步電動(dòng)機(jī)在各種電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用最廣，需求量最大，在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)等電力拖動(dòng)裝置中占有很大的比重，這是因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)具

7、有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，另外還具有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，能滿足各行業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。因此三相交流異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)在我國(guó)有極為廣泛的發(fā)展前景1.3相關(guān)參數(shù)計(jì)算在任務(wù)書中可以查到參數(shù)：PN=75kW，U1N=380V，nN=720r/min，I1N=148A，U2N=213V，I2N=220A，KT=2.4，。首先計(jì)算電機(jī)的固有機(jī)械特性，計(jì)算過程如下： 首先計(jì)算電機(jī)的固有機(jī)械特性，計(jì)算過程如下： 固有機(jī)械特性的幾個(gè)點(diǎn)：同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)（n0，0）為（750，0）；額定工作點(diǎn)（nN，TN）為（720，994.8）；最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)（nM，Tmax）為（612.7

8、5，2387.5）；起動(dòng)點(diǎn)（0，Tst） 由畫出固有機(jī)械特性如圖1.2所示。TNTmaxTn0nNnmTsts-n0圖1.2電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，為了停車采用反接制動(dòng)，如果要求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在起動(dòng)時(shí)為2TN，求每相串接的電阻的計(jì)算。，如果對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為-2TN，另外，此時(shí)為電源反接制動(dòng)，因此n0=-750r/min。由得到 得，因此應(yīng)串入的電阻值或 。2相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、

9、吊環(huán)等其他附件，如圖2.1所示。圖2.11軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4接線盒；5吊環(huán)；6定子鐵心；7轉(zhuǎn)子；8定子繞組；9機(jī)座；10后端蓋；11風(fēng)罩；12風(fēng)扇2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理當(dāng)向三相定子繞組中通過入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則

10、判定）。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。 析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法3.1何謂三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)在切斷電源以后，利用電氣原理或機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。3.2 機(jī)械制動(dòng)1.閘斷電制動(dòng)控制電路電磁抱閘斷電制動(dòng)控制電路如

11、圖3.1所示。合上電源開關(guān)QS和開關(guān)K，電動(dòng)機(jī)接通電源，同時(shí)電磁抱閘線圈YB得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動(dòng)器的閘瓦與閘輪分開，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斷開開關(guān)電動(dòng)機(jī)失電，同時(shí)電磁抱閘線圈YB也失電，銜鐵在彈簧拉力作用下與鐵芯分開，并使制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住閘輪，電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)而停轉(zhuǎn)。圖中開關(guān)K可采用倒順開關(guān)、主令控制器、交流接觸器等控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，滿足控制要求。倒順開關(guān)接線示意圖如圖3.2所示。這種制動(dòng)方法在起重機(jī)械上廣泛應(yīng)用，如行車、卷揚(yáng)機(jī)、電動(dòng)葫蘆(大多采用電磁離合器制動(dòng))等。其優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確定位，可防止電動(dòng)機(jī)突然斷電時(shí)重物自行墜落而造成事故。圖3.1 圖3.2 2.閘通電制動(dòng)控制電路電磁抱閘

12、斷電制動(dòng)其閘瓦緊緊抱住閘輪，若想手動(dòng)調(diào)整工作是很困難的。因此，對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)后仍想調(diào)整工件的相對(duì)位置的機(jī)床設(shè)備就不能采用斷電制動(dòng)，而應(yīng)采用通電制動(dòng)控制，其電路如圖3.3所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁抱閘線圈無法得電，閘瓦與閘輪分開無制動(dòng)作用；當(dāng)電動(dòng)機(jī)需停轉(zhuǎn)按下停止按鈕SB2時(shí)，復(fù)合按鈕SB2的常閉觸頭先斷開切斷KM1線圈，KM1主、輔觸頭恢復(fù)無電狀態(tài)，結(jié)束正常運(yùn)行并為KM2線圈得電作好準(zhǔn)備，經(jīng)過一定的行程SB2的常開觸頭接通KM2線圈，其主觸頭閉合電磁抱閘的線圈得電，使閘瓦緊緊抱住閘輪制動(dòng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)常態(tài)時(shí)，電磁抱閘線圈也無電，閘瓦與閘輪分開，這樣操作人員可扳動(dòng)主軸調(diào)整工件或?qū)Φ兜取?圖3

13、.3閘通電制動(dòng)控制電路機(jī)械制動(dòng)主要采用電磁抱閘、電磁離合器制動(dòng)，兩者都是利用電磁線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力吸合銜鐵或動(dòng)鐵芯(電磁離合器的動(dòng)鐵芯被吸合，動(dòng)、靜摩擦片分開)，克服彈簧的拉力而滿足工作現(xiàn)場(chǎng)的要求。電磁抱閘是靠閘瓦的摩擦片制動(dòng)閘輪電磁離合器是利用動(dòng)、靜摩擦片之間足夠大的摩擦力使電動(dòng)機(jī)斷電后立即制動(dòng)。3.3反接制動(dòng)1反接制動(dòng)的方法 異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)有兩種，一種是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)，這種方法不能準(zhǔn)確停車。另一種是依靠改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組中三相電源的相序產(chǎn)生制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法。 反接制動(dòng)制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅

14、速。 2反接制動(dòng)的缺點(diǎn)及解決方法缺點(diǎn)是：制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過程中沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)零件，制動(dòng)能量消耗大，不宜經(jīng)常制動(dòng)。因此反接制動(dòng)一般適用于制動(dòng)要求迅速、系統(tǒng)慣性較大，不經(jīng)常啟動(dòng)與制動(dòng)的場(chǎng)合。. 反接制動(dòng)有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0時(shí)，如果不及時(shí)撤除反相后的電源，電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)。解決此問題的方法有以下兩種： (1).在電機(jī)反相電源的控制回路中，加入一個(gè)時(shí)間繼電器，當(dāng)反相制動(dòng)一段時(shí)間后，斷開反相后的電源，從而避免電機(jī)反轉(zhuǎn)。但由于此種方法制動(dòng)時(shí)間難于估算，因而制動(dòng)效果并不精確。 (2).在電機(jī)反相電源的控制回路中加入一個(gè)速度繼電器，當(dāng)傳感器檢測(cè)到電機(jī)速度為0時(shí)，及時(shí)切掉電機(jī)的反相電源。由于

15、此種方法速度繼電器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)一轉(zhuǎn)速，因而制動(dòng)效果較上一種方法要好的多。 3反接制動(dòng)的特點(diǎn)分析反接制動(dòng)是通過改變電動(dòng)機(jī)電源相序, 使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)的方向相反, 因而產(chǎn)生制動(dòng)作用。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降,直至停止。如果當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 0 時(shí)仍未把反向電源斷開, 則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。反接制動(dòng)控制的任務(wù)就是恰到好處地把握 n0 的瞬間,及時(shí)切斷反向電源。由于反接制動(dòng)時(shí), 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度接近于二倍同步轉(zhuǎn)速。所以定子繞組中流過的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)電流的二倍。因電動(dòng)機(jī)作反接制動(dòng)運(yùn)行時(shí),除了容量很小,一般應(yīng)在定子回路串接限流電阻。制動(dòng)限流電阻的作用,除了限流,

16、也起到了減緩制動(dòng)沖擊的作用?？刂迫蝿?wù)是提出來了,如何實(shí)現(xiàn)控制目的就成了突出的問題,靠人工來實(shí)現(xiàn) n0 時(shí)切斷制動(dòng)電源顯然帶有很大的局限性, 于是人們應(yīng)用了速度繼電器。4. 反接制動(dòng)的控制線路如圖3.4所示。 圖3.4反接制動(dòng)控制電路由得到電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需制動(dòng)時(shí)，將三相電源相序切換，然后在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)將電源及時(shí)切掉?？刂齐娐肥遣捎盟俣壤^電器來判斷電動(dòng)機(jī)的零速點(diǎn)并及時(shí)切斷三相電源的。速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)的軸相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的常開觸頭閉合，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，KS的常開觸頭斷開，切斷接觸器的5.制動(dòng)控制線路工作原理分析：步驟1 閉合開關(guān)QS步驟2 按下SB1步

17、驟3 KM1得電步驟6 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升至120r/min時(shí)步驟5 M啟動(dòng)步驟4 KM1閉合圖3.5反接制動(dòng)原理圖步驟6 KM2常開輔助觸頭閉合步驟3 SB2常開觸頭閉合步驟4 KM1聯(lián)鎖觸頭閉合步驟5 KM2線圈得電步驟3 KM1線圈得電步驟7 M串接R反接制動(dòng)步驟4 KM1分?jǐn)?，M暫失電步驟1 按下SB2步6 KM2閉合 圖3.6單向啟動(dòng)原理圖3.4能耗制動(dòng) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)切斷交流電源后，立即在定子繞組的任意二相中通入直流電，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法叫能耗制動(dòng)。1.制動(dòng)的方法 先斷開電源開關(guān)，切斷電動(dòng)機(jī)的交流電源，這時(shí)轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運(yùn)轉(zhuǎn)；隨后向電動(dòng)機(jī)兩相定子繞組通入直流電，使定子中產(chǎn)生一個(gè)恒定

18、的靜止磁場(chǎng)，這樣作慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因受到靜止磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，正好與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，使電動(dòng)機(jī)受制動(dòng)迅速停轉(zhuǎn)。由于這種制動(dòng)方法是在定子繞組中通入直流電以消耗轉(zhuǎn)子慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能來進(jìn)行制動(dòng)的，所以稱為能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，且能量消耗較小。缺點(diǎn)是需附加直流電源裝置，設(shè)備費(fèi)用較高，制動(dòng)力較弱，在低速時(shí)制動(dòng)力矩小。所以，能耗制動(dòng)一般用于要求制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場(chǎng)合。2.能耗控制控制電路對(duì)于10KW以上容量較大的電動(dòng)機(jī)，多采用有變壓器全波整流能耗制動(dòng)控制線路。如圖2-74所示為有變壓器全波整流單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制線路，該線路利用時(shí)間繼電器來進(jìn)

19、行自動(dòng)控制。其中直流電源由單相橋式整流器VC供給，TC是整流變壓器，電阻R是用來調(diào)節(jié)直流電流的，從而調(diào)節(jié)制動(dòng)強(qiáng)度。3.5回饋制動(dòng)這種制動(dòng)方法主要用在起重機(jī)械和多速異步電動(dòng)機(jī)上。當(dāng)起重機(jī)在高處開始下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n小于同步轉(zhuǎn)速n1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，但由于重力的作用，在重物的下放過程中，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1，這時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割磁力線的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變，其轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向都與電動(dòng)運(yùn)行時(shí)相反，電磁力矩變?yōu)橹苿?dòng)力矩，從而限制了重物的下降速度，不致于重物下降得過快，保證了設(shè)備和人身安全。 電動(dòng)機(jī)變速時(shí)，如使電動(dòng)機(jī)由二級(jí)變?yōu)樗募?jí)時(shí)，定

20、子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n1由3000轉(zhuǎn)分變?yōu)?500轉(zhuǎn)分，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍以原來的轉(zhuǎn)速n(接近3000轉(zhuǎn)分)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)n>n1，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)作用。 是一種比較經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)方法。制動(dòng)時(shí)不需改變線路即可從電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)地轉(zhuǎn)入發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能再回饋到電網(wǎng)，節(jié)能效果顯著。缺點(diǎn)是應(yīng)用范圍較窄，僅當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)才能實(shí)現(xiàn)發(fā)電制動(dòng)。3.6速度繼電器的構(gòu)造、原理及使用 1.速度繼電器的工作原理相似于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理。其基本結(jié)構(gòu)由籠型定子(實(shí)際上也可動(dòng))、永磁轉(zhuǎn)子、觸頭機(jī)構(gòu)三個(gè)部分構(gòu)成。速度繼電器安裝于與電動(dòng)機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)處,被控電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)速度繼電器的永磁轉(zhuǎn)子以相同的速

21、度轉(zhuǎn)動(dòng), 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子籠型繞組感應(yīng)電流相互作用, 使可動(dòng)的定子以一定的滑差隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng), 但只轉(zhuǎn)過一個(gè)很小角度就因受到結(jié)構(gòu)限位而停止。定子的轉(zhuǎn)動(dòng)通過杠桿使觸頭動(dòng)作,即常閉觸頭斷開,常開觸頭閉合。被控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不同,速度繼電器定子因滑差而轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相應(yīng)不同,其所帶動(dòng)的觸頭也分屬于獨(dú)立的不同對(duì)觸頭?？梢?速度繼電器總體上可運(yùn)用于正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。但其觸頭則應(yīng)根據(jù)不同轉(zhuǎn)向正確選用。速度繼電器不但可用于反接制動(dòng)控制,也可用于能耗制動(dòng)電路。速度繼電器在電氣圖3.7所示。圖3.7速度繼電器2.速度繼電器的安裝與使用有如下特點(diǎn):（1）.速度繼電器轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸同軸聯(lián)接,安裝過程應(yīng)使二者軸

22、線重合。（2）. JY1型的工作范圍是100-3000轉(zhuǎn)/分,轉(zhuǎn)子速度達(dá)到120轉(zhuǎn)/分以上,常閉觸頭斷開,常開觸頭閉合,當(dāng)轉(zhuǎn)子速度降到100轉(zhuǎn)/分以下,觸頭復(fù)位。(JY1型采用“切換”觸頭) 通過旋動(dòng)觸頭機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)螺絲,可使其動(dòng)作值有所改變。（3）.進(jìn)行觸頭動(dòng)作值調(diào)整操作時(shí),應(yīng)在斷開電源后進(jìn)行,以免造成短路事故。4仿真與結(jié)果測(cè)試4.1 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB的名稱源自Matrix Laboratory，它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的

23、分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用MATLAB產(chǎn)品的開放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對(duì)MATLAB的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而在不斷深化對(duì)問題認(rèn)識(shí)的同時(shí)，不斷完善MATLAB產(chǎn)品以提高產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)能力。目前MATLAB產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行：數(shù)值分析、 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 、工程與科學(xué)繪圖 、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、 數(shù)字圖像處理 、數(shù)字信號(hào)處理 、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 、財(cái)務(wù)與金融工程SIMULINK是基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的 建模范圍廣泛，可以針對(duì)任何能夠用數(shù)學(xué)來描述的系統(tǒng)進(jìn)行建，例如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、船舶及汽車動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)等等，。SIMULINK提供了利用鼠標(biāo)拖放的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，而且SIMULNK還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用SIMULINK幾乎可以做到不書寫一行代碼完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。4.2仿真結(jié)果 1. SIMULINK仿真模擬 三相異步電機(jī)反接制動(dòng)模型如圖4.2所示。圖4.2異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)模型圖4.1三相異步電機(jī)反接制動(dòng)模型2.仿真結(jié)果制動(dòng)之前，先運(yùn)行穩(wěn)態(tài)仿真模型，并在 MATLAB指令窗口執(zhí)行如下指令：>&g