段慧龍

摘要：三相交流的異步電動(dòng)機(jī)主要分為電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)兩種方式，相對(duì)而言，電氣制動(dòng)的優(yōu)越性在實(shí)踐過程中能更好地體現(xiàn)。電氣制動(dòng)交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的效率提升的關(guān)鍵就在提升電動(dòng)機(jī)本體的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的平衡度，以期達(dá)成減少損耗、縮短動(dòng)態(tài)靜態(tài)過渡過程時(shí)間的目的?；谝陨?，本文將主要圍繞電氣制動(dòng)在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用解析、提高生產(chǎn)效率展開分析。

關(guān)鍵詞：電氣制動(dòng);電力拖動(dòng)系統(tǒng);應(yīng)用;自動(dòng)控制理論

引言：在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中主要存在著兩種狀態(tài)，一種是電動(dòng)機(jī)本體的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩相對(duì)平衡，系統(tǒng)狀態(tài)靜止穩(wěn)定;另一種則是兩者不平衡，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的加速度抑或是減速度，系統(tǒng)狀態(tài)動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)態(tài)到靜態(tài)過渡過程的時(shí)間在一定程度上反映出電動(dòng)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、高效性以及安全性。電氣制動(dòng)在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛，主要體現(xiàn)于可調(diào)的動(dòng)力矩，高精度的制動(dòng)以及方便的維修性等等，在各種大型的交通設(shè)施、運(yùn)輸設(shè)備中運(yùn)用廣泛，影響深遠(yuǎn)，因而，掌握科學(xué)有效的電氣制動(dòng)原理，并將其融入和滲透于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行中的重要性不言而喻。

一、電氣制動(dòng)在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用解析概述

以交流電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)稱為交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常采用的主要是三相異步電動(dòng)機(jī)。如上文所述，電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式主要分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)，而電氣制動(dòng)為穩(wěn)定性和安全性上的優(yōu)越性使交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用如虎添翼，因此下文以電氣制動(dòng)原理為主體，展開其實(shí)現(xiàn)方法。一般而言，電氣制動(dòng)主要有以下四種制動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法。一是再生制動(dòng)，亦稱之為反饋制動(dòng);其二是能耗制動(dòng)，亦稱之為動(dòng)力制動(dòng);其三是反接制動(dòng)，主要分為電源反接制動(dòng)、倒拉反接制動(dòng);最后一種制動(dòng)方法是電容制動(dòng)，電容制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法是將異步電動(dòng)機(jī)的電源切斷，并迅速地在其端線上接入電容器。而這四種制動(dòng)方法都能夠作用于交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)。

二、再生制動(dòng)，反饋制動(dòng)

首先是對(duì)再生制動(dòng)，反饋制動(dòng)的原理介紹。在實(shí)際的日常生活生產(chǎn)過程中，經(jīng)常遭遇一些諸如電梯速降、吊塔與重物、交通設(shè)施下坡制動(dòng)等情況。在這些情況中，使用的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的速度都大大超過了其自身的同步轉(zhuǎn)動(dòng)速度，因此如果沒有反向設(shè)備，它們就會(huì)受到地心引力和慣性力的影響而保持當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。而轉(zhuǎn)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩反向就成了制動(dòng)的關(guān)鍵所在，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)不再是電動(dòng)狀態(tài)，而是回饋的制動(dòng)狀態(tài)，達(dá)成了減速、保持穩(wěn)定的目的，這樣的過程就稱之為回饋制動(dòng)，亦是反應(yīng)制動(dòng)、發(fā)電制動(dòng)。回饋制動(dòng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性曲線，主要分為兩類：正向回饋制動(dòng)，反向回饋制動(dòng)，在此不一一贅述。

三、能耗制動(dòng)，動(dòng)力制動(dòng)

其次，是對(duì)能耗制動(dòng)在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用的相關(guān)介紹。能耗制動(dòng)的主要原理是三相交流異步電動(dòng)機(jī)被切斷電源后，三相交給電動(dòng)機(jī)的定子繞組通上直流電流，由此電動(dòng)機(jī)在慣性運(yùn)動(dòng)下切割定子繞組的恒定磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的作用力下，完成了制動(dòng)的過程。最后，當(dāng)整體的速度已經(jīng)降低為零后，就將通上的直流電流取消，完成整個(gè)制動(dòng)。動(dòng)力制動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性突出，低能耗，但是缺點(diǎn)是需要額外設(shè)置直流電源。

四、反接制動(dòng)

最后是對(duì)反接制動(dòng)的介紹。在電動(dòng)機(jī)的電源被斷開之后，但是電動(dòng)機(jī)受到慣性力的作用，無法自然地快速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在切斷電源的同時(shí)需要使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與正常運(yùn)行時(shí)相反的力以加快電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)的進(jìn)程。由此一來，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的方向與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向相反，產(chǎn)生了制動(dòng)力矩，電動(dòng)機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)快速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。而為了保證反接上去的制動(dòng)裝備安全可靠，還需要在轉(zhuǎn)軸上再安裝一個(gè)繼電器，速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸連接，由此，能夠通過繼電器的動(dòng)態(tài)觸點(diǎn)的打開和閉合來保證電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的安全性，并借助其速度繼電器的變化控制整體電機(jī)的電源，驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)停轉(zhuǎn)過程。不僅能夠及時(shí)地在停止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后切斷所有加上去的反向電源，亦能夠?qū)㈦姍C(jī)停轉(zhuǎn)的整個(gè)過程更加安全化、智能化。實(shí)際上，本質(zhì)上來講，反接制動(dòng)就是接上一個(gè)反方向的力lu，同時(shí)再加上速度繼電器，達(dá)到電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速迅速降低直至為零的目的。

總結(jié)：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子電力技術(shù)的進(jìn)步和拓展，文章中提及的各種制動(dòng)技術(shù)儼然已經(jīng)融合于各項(xiàng)工程事業(yè)中，尤其是異步電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為了諸多電機(jī)控制、設(shè)備升級(jí)等的技術(shù)熱點(diǎn)，例如在軌道交通行業(yè)的電力機(jī)車控制抑或是運(yùn)輸設(shè)備的變頻調(diào)速等方面。未來發(fā)展的前景亦光明，朝著增大制動(dòng)力矩、拓寬調(diào)速范圍以及完善和提升其動(dòng)態(tài)性能等方面拓展，能夠大大提升工程運(yùn)行效率。

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