項(xiàng)目六 任務(wù)1三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制

項(xiàng)目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)與回饋制動(dòng)56三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制安裝調(diào)試三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7項(xiàng)目情境描述某數(shù)控車(chē)間新購(gòu)進(jìn)一批T68型臥式鏜床，需要盡快將其運(yùn)行投產(chǎn)，請(qǐng)根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品信息，熟悉其控制方式和工作情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)這批鏜床的生產(chǎn)控制。T68型臥式鏜床需要幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)？這些電動(dòng)機(jī)的作用如何？它們的電氣控制要求怎樣？請(qǐng)拿出合理的電氣控制方案。閱讀廠家提供的T68型臥式鏜床主電動(dòng)機(jī)的電氣控制原理圖，分析其電氣控制上的特點(diǎn)，對(duì)一些特殊控制環(huán)節(jié)進(jìn)行賞析和理解記憶。●

鏜床簡(jiǎn)介鏜床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機(jī)床，是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。鏜床加工過(guò)程中，將刀具中心對(duì)正孔中心，工件不動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)動(dòng)。鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鏜刀或工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜床的加工精度和加工出來(lái)的表面質(zhì)量都高于鉆床。鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標(biāo)鏜床等類(lèi)型。此外，還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車(chē)、拖拉機(jī)修理用鏜床等。臥式鏜床落地鏜銑床金剛鏜床坐標(biāo)鏜床應(yīng)用最多、性能最廣，適用于單件小批量生產(chǎn)和修理車(chē)間。最大特點(diǎn)是工件固定在落地平臺(tái)上。適宜于加工尺寸和重量較大的工件，用于重型機(jī)械制造廠。以金剛石或硬質(zhì)合金作刀具，鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，進(jìn)給量很小，切削速度很高。多用于大批量生產(chǎn)。有精密的坐標(biāo)定位裝置。適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還能夠劃線(xiàn)、坐標(biāo)測(cè)量和刻度，常用于工具車(chē)間和中小批量生產(chǎn)?！?/p>

鏜床簡(jiǎn)介1.主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由同一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，靠不同的傳動(dòng)鏈來(lái)完成兩種不同的運(yùn)動(dòng)。2.主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制。3.為保證主軸快速、準(zhǔn)確停車(chē)，主軸電動(dòng)機(jī)有制動(dòng)環(huán)節(jié)。7.運(yùn)動(dòng)部件較多，應(yīng)設(shè)置必要的連鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。4.機(jī)械齒輪變速和電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速相結(jié)合。5.為保證變速后齒輪良好嚙合，主軸變速和進(jìn)給變速時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)有低速?zèng)_動(dòng)環(huán)節(jié)。6.為節(jié)約工件的加工時(shí)間，應(yīng)配有快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)各進(jìn)給部分快速移動(dòng)?！?/p>

T68型臥式鏜床的控制要求自由停車(chē)：斷開(kāi)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相交流電源后，不采取制動(dòng)措施，任由轉(zhuǎn)子在機(jī)械慣性作用下，逐漸減速，直至停轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)自由停車(chē)需要一定的時(shí)間，這個(gè)停車(chē)時(shí)間的長(zhǎng)短受機(jī)械慣性的影響很大，而且不容易測(cè)算。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的自由停車(chē)實(shí)際生產(chǎn)中，需要準(zhǔn)確停車(chē)的生產(chǎn)機(jī)械很多，比如：起重機(jī)的吊鉤、卷?yè)P(yáng)機(jī)的吊籃、鏜床和萬(wàn)能銑床的主軸等。自由停車(chē)顯然滿(mǎn)足不了這些設(shè)備的控制要求。任務(wù)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)自由停車(chē)不能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的迅速、準(zhǔn)確停車(chē)，不利于提高生產(chǎn)率，有時(shí)甚至不能滿(mǎn)足工藝要求。1.制動(dòng)目的：二、電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制的基礎(chǔ)知識(shí)1）反接制動(dòng)2）能耗制動(dòng)3）回饋制動(dòng)4.三相異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)、電氣制動(dòng)。讓電動(dòng)機(jī)快速停車(chē)或勻速下放重物。3.制動(dòng)方法：2.制動(dòng)要求：制動(dòng)迅速、平滑、可靠，能量損耗少。電氣制動(dòng)——使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)速n方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩T，依靠電磁轉(zhuǎn)矩T的阻礙作用讓電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。機(jī)械制動(dòng)——在切斷定子繞組的三相交流電源后，利用機(jī)械裝置迫使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。改變接入定子繞組的三相交流電源中任意兩相電源的相序。1.實(shí)現(xiàn)方法反接制動(dòng)有兩種：電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)。

（一）電源反接制動(dòng)a）電動(dòng)運(yùn)行三、三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)b）電源反接制動(dòng)2.制動(dòng)原理改變定子繞組的電源相序，就改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n1的轉(zhuǎn)向，但轉(zhuǎn)子因慣性繼續(xù)按原方向旋轉(zhuǎn)（n的方向不變）。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以速度（n1+n

）切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，產(chǎn)生數(shù)值很大、與原方向相反的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。該電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，n與n1同向（n<n1），轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以（n1-n）的速度切割磁力線(xiàn)（與n反向），電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩（與n同向）。（一）電源反接制動(dòng)a)電動(dòng)運(yùn)行

b)電源反接制動(dòng)電源反接制動(dòng)的制動(dòng)電流很大，通常是直接起動(dòng)電流的2倍，必須加以限制。3.單向運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制電路KM1：正轉(zhuǎn)接觸器KM2：反接制動(dòng)接觸器SB1：停車(chē)制動(dòng)按鈕。R為制動(dòng)電阻，用來(lái)限制制動(dòng)電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。KS：速度繼電器按下停車(chē)制動(dòng)按鈕SB1，先讓KM1斷電，切斷正序電，隨即讓KM2得電，接通反序電進(jìn)行反接制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到140r/min時(shí)，KS動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)電源的接入作準(zhǔn)備。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到100r/min時(shí)，KS復(fù)位，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷反接制動(dòng)電源，確保電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)不帶電。★單向反接制動(dòng)控制電路工作過(guò)程分析合上QS按下SB2起動(dòng)：停車(chē)：按下SB1電動(dòng)機(jī)很快減速轉(zhuǎn)速降至100r/minKM1通電自鎖，互鎖切斷KM2線(xiàn)圈電路電動(dòng)機(jī)接入正序電全壓起動(dòng)，轉(zhuǎn)速?gòu)?增加至140r/minKS動(dòng)合觸頭閉合，KM2仍不得電SB1先切斷KM1線(xiàn)圈電路，KM1觸頭復(fù)位切斷電動(dòng)機(jī)正序電電動(dòng)機(jī)接入反序電，串入制動(dòng)電阻反接制動(dòng)反接制動(dòng)結(jié)束，電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)KS復(fù)位，KM2斷電電動(dòng)機(jī)全壓正向運(yùn)行SB1后接通KM2線(xiàn)圈電路，KM2觸頭動(dòng)作不能！★思考與拓展電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行反接制動(dòng)電路，去掉速度繼電器KS后，能用作正反轉(zhuǎn)電路嗎？為什么？去掉速度繼電器KS，電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)結(jié)束時(shí)，反相序電源不能被切除，電動(dòng)機(jī)會(huì)反向起動(dòng)。但是，由于電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組中串接了制動(dòng)電阻R，制動(dòng)電阻R上有電壓降，使加在定子繞組上的始終是低電壓，電動(dòng)機(jī)處于欠壓過(guò)載運(yùn)行。時(shí)間長(zhǎng)了，熱繼電器FR就會(huì)動(dòng)作，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路KS為速度繼電器，KS-1為正轉(zhuǎn)閉合觸頭，KS-2為反轉(zhuǎn)閉合觸頭。起動(dòng)時(shí)R作定子串電阻降壓起動(dòng)電阻，停車(chē)時(shí)R作反接制動(dòng)電阻。KM1、KM2分別是正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)接觸器，又是對(duì)方的反接制動(dòng)接觸器；KM3是短接制動(dòng)電阻接觸器；KA1~KA4為中間繼電器。4.可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路互鎖？何種類(lèi)型的？★可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制起停過(guò)程分析按下SB2KA3通電，觸頭動(dòng)作KM1線(xiàn)圈得電，電動(dòng)機(jī)串電阻降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)速升至140r/min，KS1動(dòng)合觸頭閉合正向起動(dòng)控制：停機(jī)控制：按下SB1KM1復(fù)位電機(jī)高速，KS1仍閉合，KA1保持通電動(dòng)作狀態(tài)KM2通電，接入反序電KA1得電，觸頭動(dòng)作KM3斷電，接入制動(dòng)電阻R

反向起動(dòng)和制動(dòng)控制與此類(lèi)似，請(qǐng)同學(xué)們自行分析。KM3得電，切除電阻R，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行切斷正序電KA3復(fù)位電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降轉(zhuǎn)速降至100r/min，KS1復(fù)位電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反接制動(dòng)KA1、KM2相繼斷電復(fù)位，制動(dòng)結(jié)束，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)◆結(jié)構(gòu)示意圖5.相關(guān)低壓電器——速度繼電器定子是裝有籠型繞組的空心圓環(huán)?！艋窘Y(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子、觸頭系統(tǒng)◆作用根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低來(lái)接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的控制電路。轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子裝在電機(jī)軸上，與電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樗俣壤^電器常用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，所以又被稱(chēng)為“反接制動(dòng)繼電器”。轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)軸定子定子繞組擺錘動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)1-轉(zhuǎn)軸2-轉(zhuǎn)子3-定子4-定子繞組5-擺捶6、7-靜觸頭8、9-動(dòng)觸頭速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)同軸，隨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速)、定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、定子繞組所受到的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，都與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到一定值時(shí)，速度繼電器的定子會(huì)因電磁轉(zhuǎn)矩減小而回歸原位，擺錘隨之復(fù)位，帶動(dòng)觸頭復(fù)位。速度繼電器結(jié)構(gòu)示意圖◆速度繼電器的工作原理只要電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速足夠高，就能產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)速度繼電器的定子跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，固定在定子上的擺錘偏移，推動(dòng)觸頭動(dòng)作。速度繼電器的轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)被定子繞組切割，產(chǎn)生定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。動(dòng)作轉(zhuǎn)速n>（120~140）r/min復(fù)位轉(zhuǎn)速n<100r/min◆速度繼電器的動(dòng)作參數(shù)◆速度繼電器的電氣符號(hào)a)轉(zhuǎn)子b)常開(kāi)觸頭c)常閉觸頭文字符號(hào)：KS圖形符號(hào)：◆速度繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)觸點(diǎn)容量觸點(diǎn)數(shù)量額定轉(zhuǎn)速（r/min）允許操作頻率額定電壓額定電流正轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作反轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作JY1380V2A1組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)（常開(kāi)、常閉各一對(duì)）1組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)（常開(kāi)、常閉各一對(duì)）100～3600﹤30次/hJFZ0300～3600注意事項(xiàng)：速度繼電器有兩組觸頭：一組在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作，一組在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作。在安裝接線(xiàn)時(shí)，這兩組觸頭一定不要弄混。6.電源反接制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)1）給三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接入反相序交流電。2）在主電路中串接反接制動(dòng)電阻，以限制反接制動(dòng)電流和反接制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，反接制動(dòng)電阻串接在定子電路中。對(duì)三相繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，反接制動(dòng)電阻通常串接在轉(zhuǎn)子電路中。3）若以停車(chē)為目的，在反接制動(dòng)結(jié)束時(shí)，一定要及時(shí)切除反相序交流電源，以防止電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)。

7.電源反接制動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用適用于要求迅速制動(dòng)，但無(wú)需頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合。應(yīng)用：缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）制動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單。2）制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)迅速。

1）機(jī)械沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)部件。2）制動(dòng)速度快容易造成反轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確停車(chē)有一定困難。3）制動(dòng)電阻上損耗的電能過(guò)大。4）制動(dòng)電流大，不宜頻繁使用，否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)因過(guò)熱而燒毀。用于三相繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載低速下放的場(chǎng)合，如：橋式起重機(jī)主鉤電動(dòng)機(jī)重載低速下放重物。1）在定子繞組中接入與提升重物時(shí)相序相同的三相交流電源。2）在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串接大阻值的電阻R2b。四、倒拉反接制動(dòng)a)電動(dòng)狀態(tài)b)倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)2.倒拉反接制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法1.倒拉反接制動(dòng)的應(yīng)用串入電阻使轉(zhuǎn)子電流變小，電磁轉(zhuǎn)矩T隨之變小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL﹥T，迫使轉(zhuǎn)速n下降。隨著反向轉(zhuǎn)速n的升高，電磁轉(zhuǎn)矩T繼續(xù)增大。當(dāng)T=TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在人為機(jī)械特性2上的d點(diǎn)，低速下放重物。轉(zhuǎn)速n下降，使轉(zhuǎn)子切割磁力線(xiàn)的速度增大，從而使電磁轉(zhuǎn)矩T增大。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)速n下降至0時(shí)，TL仍大于T，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)，TL變?yōu)轵?qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，T變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)。倒拉反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性隨著轉(zhuǎn)速n的下降，運(yùn)行點(diǎn)沿著人為機(jī)械特性2逐漸向下移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)原本運(yùn)行在固有機(jī)械特性1上的a點(diǎn)。轉(zhuǎn)子回路串入電阻的瞬間，由于機(jī)械慣性，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n不能突變，運(yùn)行點(diǎn)躍變到轉(zhuǎn)子串電阻的人為機(jī)械特性2上的b點(diǎn)。3.倒拉反接制動(dòng)的制動(dòng)原理5.倒拉反接制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)1）電動(dòng)機(jī)的定子繞組接入的三相交流電的相序，與提升重物時(shí)的相序相同。4.倒拉反接制動(dòng)的名稱(chēng)由來(lái)1）電動(dòng)機(jī)的定子繞組所接的電源相序與提升重物時(shí)一樣，而下放重物相當(dāng)于“倒著拉”，因此謂之“倒拉”。2）“反接”是指轉(zhuǎn)子繞組接入大電阻后，使得電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與提升重物時(shí)相反了。2）在轉(zhuǎn)子電路要串入足夠大的電阻，使得轉(zhuǎn)速下降到0時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL。3）“制動(dòng)”是指電磁轉(zhuǎn)矩T雖然與提升重物時(shí)的方向一致，但是由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL變?yōu)閯?dòng)力矩，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向，下放重物，使電磁轉(zhuǎn)矩T與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相反，變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。7.倒拉反接制動(dòng)的缺點(diǎn)