电动机反接制动控制线路的原理图

伺服与控制

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  反接制动原理

  在电机断开电源后,为了使电机迅速停车,使用控制方法再在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源,此时,电机转子的旋转方向与电机旋转磁场的旋转方向相反,此时电机产生的电磁力矩为制动力矩,加快电机的减速。

  电动机反接制动控制线路的原理图

  

  图(a)和(b)是两个独立的控制线路,图(a)的动作顺序表:

  控制线路

  按下SB2,KM1线圈得电并自锁,电动机输出轴开始转动,很快达到速度继电器的检测阈值(如转速达到120r/min),使与电动机同轴连接的速度继电器触头动作,动合触点闭合(上幅图中的绿色圈显现),注意此时KM2因互锁环节,尚未接通。

  停车制动时,按下SB1,KM1线圈断电,结束自锁、互锁,又由于此时电动机转速依然高于速度检测阈值,速度继电器动合触点依然闭合(上幅图中的绿色圈显现),因此KM2线圈得电,其主触点闭合,主电路中三相电相序交换,开始制动。

  当电动机转速下降到一定阈值之下(如100r/min)时,速度继电器触头复位,动合触点断开(上幅图中的绿色圈显现),由于KM2无自锁环节,因此KM2线圈断开,制动结束,电动机残余转速依靠自然阻尼减速到0。

  图(a)中,按下SB2前,KM1断电,KS的动合触点也断开。当按下SB2时,KM1得电,其辅助动断触点先断开,然后主触点才闭合,这个时间间隔很小但对控制逻辑而言很重要,如果二者同时动作,则有可能发生电源短路。

  一种可能的情况,机床主轴在制动的过程中,有人再次按下启动按钮SB2。

  此时电动机转速尚未降低到速度继电器检测阈值以下,因此KM2所在支路的速度继电器动合触点是闭合的,如果此时KM1的主触点和互锁环节的KM1动分触点同时动作,则会出现KM1、KM2线圈同时接通,主电路短路。

  在设计机床控制线路的时候,同样要考虑到机床使用人员的不合理操作会带来的影响。

  虽然上述操作并不合理,但从物理上并未阻止操作人员这样操作,因此这种情况是可能发生的。

  图(a)的线路存在这样一个问题,在停车期间,如果为了调整工件,需要用手转动机床主轴时,速度继电器的转子也将随着转动,其动合触点闭合,接触器得电动作,电动机接通电源发生制动作用,不利于调整工作。

  为解决这个问题,优化产生了图(b)所示的控制线路。

  (b)图中停止按钮SB1使用了复合按钮,并在复合按钮的动合触点上并联KM2的动合触点,使KM2能自锁。

  这样在用手转动主轴从而带动电动机时,虽然KS动合触点闭合,但此时没有按下停止按钮SB1,因此KM2不会得电,电动机也就不会反接电源制动,只有在按下停止按钮SB1时,KM2才得电,制动线路才能接通。

  对于主电路,因为反接制动时的制动电流很大(因为电源反接使电动机定子绕组产生的旋转磁场反向,鼠笼转子切割磁感线速度大大增加),故在主回路中串入电阻R进行分压,以防止制动时电动机绕组过热。

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