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【内容摘要】：本文对三相异步电动机的三种主要电气制动方式的控制原理进行了分析和研究，并给出了三种电气制动方式的实现方法，同时对其经济性进行了对比，为根据工况选取合理的电气制动方法提供了理论根据。
【关键词】：三相异步电动机 电气制动 分析
0 引言
三相异步电动机转速从稳定运行状态到停车的过程成为制动过程，简称制动。该过程中，电动机电磁转矩方向与转速方向相反，称为制动性转矩。扩展到一般情况，只要出现电动机电磁转矩方向与转速方向相反的工作状态，都称为制动状态。
1 能耗制动
当三相异步电动机正在稳定运行，突然使三相绕组脱离电源，同时在任意两相绕组间通入直流电，此时定子建立的是恒定磁场而非旋转磁场，这时转子在惯性作用下继续转动同时切割磁场并且产生感应电流，转子绕组在磁场中受到的电磁力作用方向这时与其旋转方向相反成为制动性转矩，于是转子转速逐渐下降直至停止。为限制制动电流通常在转子回路传入电阻，该制动过程中转子的动能转化为制动电阻的热能，所以将这种制动方式称为能耗制动。
能耗制动广泛应用于要求平稳准确停车的场合，也可应用于起重机一类带位能性负载的机械上，用来限制重物下降的速度，使重物保持匀速下降。
2 反接制动
反接制动包括两种状态：电源反接制动和倒拉反接制动，其中倒拉反接制动又称为倒拉反转或者转速反向的反接制动。
2.1电源反接制动
实现电源反接制动的方法是将三相异步电动机任意两相定子绕组的电源进线对调。反接制动前，设电动机处于正向电动状态，以速度 逆时针旋转，当把定子两相绕组出线端对调时，由于改变了定子电压的相序，所以定子旋转磁场方向变为顺时针方向，电磁转矩方向也随之改变，变为制动性质。在定子两相反接瞬间，转速来不及变化，这时系统在制动的电磁转矩和负载转矩共同作用下迅速减速，至转速为零，制动过程结束。如要停车，则应立即切断电源，否则电动机将反向启动。对于绕线转子异步电动机，为了限制制动瞬间电流以及增大电磁制动转矩，通常在定子两相反接的同时，在转子回路中串接制动电阻。
2.2倒拉反接制动
倒拉反接制动适用于绕线转子异步电动机拖动位能性负载的情况，它能够使重物获得稳定的下放速度。实现倒拉反接制动的方法是在转子电路中串入足够大的电阻。下面以起重机为例来说明：设电动机正在提升重物，当在转子回路串入足够大的电阻时，转速来不及变化，此时电动机的提升转矩小于位能负载转矩，所以提升速度减小，在减速过程中，电机仍运行在电动状态。当转速降至零，对应的电磁转矩仍小于负载转矩，重物将倒拉电动机的转子反向旋转，负载转矩成为拖动转矩，拉着电动机反转，而电磁转矩起制动作用，故称为倒拉反接制动。
以上介绍的电源两相反接的反接制动和倒拉反转的反接制动具有一个相同特点，就是定子磁场的转向和转子的转向相反。电动机轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的电磁功率一起全部消耗在转子回路电阻上，所以反接制动时的能量损耗较大。
3 回馈制动
若异步电动机在电动状态运行时，由于某种原因，使电动机的转速超过了同步转速（转向不变），这时电动机便处于回馈制动状态。当电动机转子的转速超过同步转速，转子电流的有功分量为负值，故电磁转矩也为负值，与转子的旋转方向相反，说明电动机处于制动状态。而转子电流的无功分量为正，说明回馈制动时，电动机仍需要从电网吸取励磁电流建立磁场。回馈制动时，实际上电动机是向电网输出电能的，气隙主磁通传递能量是由转子到定子，即功率传递是由轴上输入，经转子、定子到电网，好似一台发电机，因此回馈制动也成为再生回馈制动。在生产实践中，異步电动机的回馈制动有以下两种情况：一种是出现在位能负载下放;另一种是出现在电动机变极调速或变频调速过程。
3.1下放重物时的回馈制动
三相异步电动机电动状态提升重物时，将电动机定子两相反接，这时定子旋转磁场反向，反接瞬间，转速不突变，电动机经过反接制动过程速度下降并且停止后进入反向电动加速过程，最后在位能负载作用下反向加速并超过同步转速，转子切割磁场的方向变为反向，使电磁转矩反向成为制动性转矩，处于回馈制动状态。在此过程中，电动机吸收重力势能，并转换成电能回馈到电网。
3.2变极或变频调速过程中的回馈制动
当电动机采用变极（如增加极数）或变频（如降低频率）进行调速时，在调速瞬间，转速不突变，而电动机由于增加了磁极数或者降低了电源频率使旋转磁场转速降低，转子切割磁场的方向变为反向，使电磁转矩反向成为制动性转矩，处于回馈制动状态。在此过程中，电机吸收系统释放的动能，并转换成电能回馈到电网。
4 结语
本文介绍了三相异步电动机的三种制动方法，现将这三种制动方法及其能量关系、优缺点、应用场合作一个比较，列于表1中。
【参考文献】;
[1]电机及拖动基础2003.主编：杨宗豹.冶金工业出版社
[2]电机及拖动基础2000.主编：许晓峰.高等教育出版社
【作者简介】;
杨勇，男，汉族，1971年生人，祖籍：吉林省长春市;讲师，毕业于东北电力大学，硕士研究生学历，主要研究方向：电机及电机控制。
【关键词】：三相异步电动机 电气制动 分析
0 引言
三相异步电动机转速从稳定运行状态到停车的过程成为制动过程，简称制动。该过程中，电动机电磁转矩方向与转速方向相反，称为制动性转矩。扩展到一般情况，只要出现电动机电磁转矩方向与转速方向相反的工作状态，都称为制动状态。
1 能耗制动
当三相异步电动机正在稳定运行，突然使三相绕组脱离电源，同时在任意两相绕组间通入直流电，此时定子建立的是恒定磁场而非旋转磁场，这时转子在惯性作用下继续转动同时切割磁场并且产生感应电流，转子绕组在磁场中受到的电磁力作用方向这时与其旋转方向相反成为制动性转矩，于是转子转速逐渐下降直至停止。为限制制动电流通常在转子回路传入电阻，该制动过程中转子的动能转化为制动电阻的热能，所以将这种制动方式称为能耗制动。
能耗制动广泛应用于要求平稳准确停车的场合，也可应用于起重机一类带位能性负载的机械上，用来限制重物下降的速度，使重物保持匀速下降。
2 反接制动
反接制动包括两种状态：电源反接制动和倒拉反接制动，其中倒拉反接制动又称为倒拉反转或者转速反向的反接制动。
2.1电源反接制动
实现电源反接制动的方法是将三相异步电动机任意两相定子绕组的电源进线对调。反接制动前，设电动机处于正向电动状态，以速度 逆时针旋转，当把定子两相绕组出线端对调时，由于改变了定子电压的相序，所以定子旋转磁场方向变为顺时针方向，电磁转矩方向也随之改变，变为制动性质。在定子两相反接瞬间，转速来不及变化，这时系统在制动的电磁转矩和负载转矩共同作用下迅速减速，至转速为零，制动过程结束。如要停车，则应立即切断电源，否则电动机将反向启动。对于绕线转子异步电动机，为了限制制动瞬间电流以及增大电磁制动转矩，通常在定子两相反接的同时，在转子回路中串接制动电阻。
2.2倒拉反接制动
倒拉反接制动适用于绕线转子异步电动机拖动位能性负载的情况，它能够使重物获得稳定的下放速度。实现倒拉反接制动的方法是在转子电路中串入足够大的电阻。下面以起重机为例来说明：设电动机正在提升重物，当在转子回路串入足够大的电阻时，转速来不及变化，此时电动机的提升转矩小于位能负载转矩，所以提升速度减小，在减速过程中，电机仍运行在电动状态。当转速降至零，对应的电磁转矩仍小于负载转矩，重物将倒拉电动机的转子反向旋转，负载转矩成为拖动转矩，拉着电动机反转，而电磁转矩起制动作用，故称为倒拉反接制动。
以上介绍的电源两相反接的反接制动和倒拉反转的反接制动具有一个相同特点，就是定子磁场的转向和转子的转向相反。电动机轴上输入的机械功率转变成电功率后，连同定子传递给转子的电磁功率一起全部消耗在转子回路电阻上，所以反接制动时的能量损耗较大。
3 回馈制动
若异步电动机在电动状态运行时，由于某种原因，使电动机的转速超过了同步转速（转向不变），这时电动机便处于回馈制动状态。当电动机转子的转速超过同步转速，转子电流的有功分量为负值，故电磁转矩也为负值，与转子的旋转方向相反，说明电动机处于制动状态。而转子电流的无功分量为正，说明回馈制动时，电动机仍需要从电网吸取励磁电流建立磁场。回馈制动时，实际上电动机是向电网输出电能的，气隙主磁通传递能量是由转子到定子，即功率传递是由轴上输入，经转子、定子到电网，好似一台发电机，因此回馈制动也成为再生回馈制动。在生产实践中，異步电动机的回馈制动有以下两种情况：一种是出现在位能负载下放;另一种是出现在电动机变极调速或变频调速过程。
3.1下放重物时的回馈制动
三相异步电动机电动状态提升重物时，将电动机定子两相反接，这时定子旋转磁场反向，反接瞬间，转速不突变，电动机经过反接制动过程速度下降并且停止后进入反向电动加速过程，最后在位能负载作用下反向加速并超过同步转速，转子切割磁场的方向变为反向，使电磁转矩反向成为制动性转矩，处于回馈制动状态。在此过程中，电动机吸收重力势能，并转换成电能回馈到电网。
3.2变极或变频调速过程中的回馈制动
当电动机采用变极（如增加极数）或变频（如降低频率）进行调速时，在调速瞬间，转速不突变，而电动机由于增加了磁极数或者降低了电源频率使旋转磁场转速降低，转子切割磁场的方向变为反向，使电磁转矩反向成为制动性转矩，处于回馈制动状态。在此过程中，电机吸收系统释放的动能，并转换成电能回馈到电网。
4 结语
本文介绍了三相异步电动机的三种制动方法，现将这三种制动方法及其能量关系、优缺点、应用场合作一个比较，列于表1中。
【参考文献】;
[1]电机及拖动基础2003.主编：杨宗豹.冶金工业出版社
[2]电机及拖动基础2000.主编：许晓峰.高等教育出版社
【作者简介】;
杨勇，男，汉族，1971年生人，祖籍：吉林省长春市;讲师，毕业于东北电力大学，硕士研究生学历，主要研究方向：电机及电机控制。