电动机电源反接制动电路的工作原理及故障维修实例

2020-5-2 20:25| 发布者: 南召修电视| 查看: 226| 评论: 0

摘要: 电动机（以下简称电机）的制动，是指电机断电停止运行时使电机快速停转的一项技术措施，有机械制动和电气制动之分。电气制动又有电源反接制动、能耗制动、再生回馈制动和电容制动等多种方式。本文介绍电机电源反接制 ...

电动机（以下简称电机）的制动，是指电机断电停止运行时使电机快速停转的一项技术措施，有机械制动和电气制动之分。

电气制动又有电源反接制动、能耗制动、再生回馈制动和电容制动等多种方式。本文介绍电机电源反接制动电路的工作原理以及相关故障维修实例。

一、电机电源反接制动简述

使用改变电机定子绕组电源相序的方法来获得制动力矩就叫做电源反接制动。当电机需要停转制动时，先使电机脱离电源，随后迅速给电机接上一个与电动状态相序相反的电源，使电机产生一个与原转动方向相反的电磁转矩，迫使电机转速迅速下降直至停转。但在电机转速降低并接近一个较小值（例如每分钟100转）时，应立即切断反接制动电源，否则，电机将反向起动。为了能在电机转速接近较小值时及时切断电机的反接制动电源，防止反转起动，通常在制动电路中接入一个速度继电器KS。速度继电器的转子与电机的轴相连，电机运转将使速度继电器KS的转子跟随旋转，电机起动加速使转速等于或超过120r/min时，KS的常开触点闭合；电机在制动过程中，转速降低至一个较小值时，例如转速从较高值降至低于100r/min时，KS的常开触点断开。

为了方便分析电机电源反接制动的工作原理，这里首先对速度继电器给以介绍。

二、速度继电器

速度继电器是一种信号继电器，它输入的是非电信号即电机的转速，输出的是触点动作信号。

速度继电器由定子、转子和触头系统三部分组成，使用时，连接头与电机轴相连，当电机起动旋转时，速度继电器的转子随着转动，定子也随转子旋转方向转动，与定子相连的胶木摆杆随之偏转，当偏转到一定角度时，速度继电器的常闭触头打开，而常开触头闭合。当电机转速下降时，继电器转子转速也随之下降，当转子转速下降到一定值时，继电器触头恢复到原来状态。一般速度继电器触头的动作转速为120r/min，触头的复位转速为100r/min。

速度继电器有正向旋转动作触头和反向旋转动作触头，电机正向运转时，可使正向运转常开触头闭合，常闭触头断开；当电机反向运转时，速度继电器的反向运转动作触头动作，情况与正向运转时相同。

常用的速度继电器有JY1和JFZ0系列。它们都具有2对常开、常闭触头，触头额定电压为380V，额定电流为2A。

速度继电器在电路中的图形符号和文字符号见图1。

三、电机电源反接制动的应用电路

电源反接制动可以应用在电机单向运转的电路中，也可以应用在电机双向运转的电路中。

1. 电机单向运转的电源反接制动电路

向运转电机的电源反接制动控制电路见图2，图中KM1是运转接触器，KM2是反接制动接触器，KS是速度继电器，R是反接制动限流电阻，可以防止反接制动时产生过大的制动电流。

图2中的按钮SB2是起动按钮。点按该按钮，交流接触器KM1线圈得电，其主触点闭合，电机开始起动运转。当电机的转速达到速度继电器KS的动作速度120r/min时，其常开触点KS（串联在交流接触器KM2的线圈回路中）闭合，为电机电源反接制动做好准备。

当需要电机停止运转时，点按停机按钮SB1，按钮的常闭触点切断了交流接触器KM1的线圈电源，主触点断开，切断电机的电源，电机转速将从额定转速逐渐降低，但不会很快停转。在点按停机按钮SB1的同时，其常开触点闭合，由图2可见，这时交流接触器KM2的线圈得电，KM2的主触点在串联了限流电阻R的情况下，给电机定子线圈接入了一个与正常运转时相序相反的电源，该相序电源产生的电磁力矩与正常运行时的电磁力矩方向相反，对电机有制动作用。在该制动电磁力矩的作用下，电机转速快速降低。当转速降低到速度继电器KS复位速度（等于小于100r/min）时，触点KS断开，切断交流接触器KM2的线圈电源，反接制动过程结束。之后电机自由停机。

图2电路中，如果电机因过载使热继电器FR动作，并实施过载保护而停机，这时将没有反接制动的电路效果。虽然如此，但过载保护可能预防了一次电机烧毁的故障，与没有反接制动效果引发的缺失，权衡利弊，经济技术上是合理的。

若某些应用场合确实需要在过载保护时也希望有电源反接制动，可将图2电路中的二次电路按图3那样改接，将热继电器的常开、常闭触点全部使用即可。电路改接后，电机出现过载保护时，也可启动电源反接制动功能。

2. 电机双向运转的电源反接制动电路

电机双向运转电机的电源反接制动控制电路见图4。图4电路中使用的元件及其在电路中的作用见表1。

双向运转电机的电源反接制动控制电路，正向运转时的起动过程见表2。

对于图3所示的电路图，有两点需要说明：1）接触器KM3的两个辅助常闭触点KM3-1和KM3-2的功能用途，它们分别串联在交流接触器KM1和KM2的线圈回路中，这保证了只有接触器KM3线圈不带电、其主触点不闭合、电机起动时必然串联接入限流电阻R的情况下，电机才能进入起动状态；2）速度继电器KS的两对常开触点，它们不会同时动作，KS-1只对电机正转运行有反应，KS-2只对电机反转运行有反应，这对分析图3电路原理很重要。

双向运转电机的电源反接制动控制电路，正向运转时的制动过程分析见表3。

电机反向运转的起动、以及停机时的反接制动过程与上述分析相似，主要区别是：1）正向运转起动使用按钮SB2，反向运转起动使用按钮SB3；2）正向运转起动时给电机接通正相序电源的是接触器KM1，而反向运转起动时给电机接通反相序电源的是接触器KM2；3）正向运转的停机制动由速度继电器的正向运转触点KS-1和中间继电器KA1参与控制，而反向运转的停机制动由速度继电器的反向运转触点KS-2和中间继电器KA2参与控制。

四、电机电源反接制动的故障维修

1. 单向运转时反接制动电路的维修实例

故障现象：一台单向运转的电机近期发生不能正常制动的故障。

分析与检修：这台电机采用的电源反接制动电路与图2电路非常相似，故参照图2电路并对照实际接线进行检查。由于故障现象是电源反接制动工作不可靠，所以应重点检查接触器KM2的主触点有无烧蚀、粘连引发的接触不良等现象，以及如图5（图2中的相关局部电路）所示的接触器KM2线圈的控制电路，还需检查图5电路中的热继电器触点FR、按钮SB1的常开触点、接触器KM2的辅助常开触点、速度继电器的触点KS、接触器KM1的辅助常开触点，以及接触器KM2的线圈引线接触情况。检查发现接触器KM2线圈接线因长期工作振动引起接线松动。将相关接线重新清理氧化层并拧紧固定螺钉后故障排除。

2. 双向运转电机反接制动电路故障维修

故障现象：一台电机采用图4所示的电源反接制动电路，运行中发现电机反向运转时没有电源反接制动功能。

分析与检修：由于电机正转及反转均可正常工作，说明图4中的接触器KM1、KM2、KM3的主触点接触良好。而正转时的电源反接制动功能正常，说明停机按钮SB1以及中间继电器KA3的线圈供电、KA3的的触点KA3-3的接触或工作情况均应正常。

分析至此，电机反向运转时的电源反接制动功能异常，其故障已经被缩小在一个很小的电路范围内了，即图4中速度继电器KS的触点KS-2和中间继电器KA2的线圈接线上，如果电机反转时，转速已经达到或超过速度继电器KS的动作速度，则触点KS-2应该闭合。电机反转时一旦需要停机并按压了停机按钮SB1，则中间继电器KA3线圈立即得电，其触点KA3-3闭合，中间继电器KA2线圈得电，触点KA2-1闭合，接通接触器KM1的线圈电源，电机立即开始反接制动。

经检查发现，速度继电器的触点KS-2在电机反转并达到较高转速时未能闭合，致使反转运行的电机需要停机并反接制动时，中间继电器KA2线圈不能得电，继而使得接触器KM1的线圈不能获得电源，从而产生本例故障。更换相同型号的速度继电器后，故障排除。

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