電氣制動在交流電力拖動系統的應用解析

段慧龍

摘要：三相交流的異步電動機主要分為電氣制動和機械制動兩種方式，相對而言，電氣制動的優(yōu)越性在實踐過程中能更好地體現。電氣制動交流電力拖動系統的效率提升的關鍵就在提升電動機本體的轉矩和負載轉矩的平衡度，以期達成減少損耗、縮短動態(tài)靜態(tài)過渡過程時間的目的?；谝陨?，本文將主要圍繞電氣制動在交流電力拖動系統的應用解析、提高生產效率展開分析。

關鍵詞：電氣制動;電力拖動系統;應用;自動控制理論

引言：在電力拖動系統中主要存在著兩種狀態(tài)，一種是電動機本體的轉矩和負載轉矩相對平衡，系統狀態(tài)靜止穩(wěn)定;另一種則是兩者不平衡，系統會產生相對應的加速度抑或是減速度，系統狀態(tài)動態(tài)變化。動態(tài)到靜態(tài)過渡過程的時間在一定程度上反映出電動拖動系統運行的穩(wěn)定性、高效性以及安全性。電氣制動在交流電力拖動系統的應用廣泛，主要體現于可調的動力矩，高精度的制動以及方便的維修性等等，在各種大型的交通設施、運輸設備中運用廣泛，影響深遠，因而，掌握科學有效的電氣制動原理，并將其融入和滲透于電力拖動系統的安全正常運行中的重要性不言而喻。

一、電氣制動在交流電力拖動系統的應用解析概述

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

二、再生制動，反饋制動

首先是對再生制動，反饋制動的原理介紹。在實際的日常生活生產過程中，經常遭遇一些諸如電梯速降、吊塔與重物、交通設施下坡制動等情況。在這些情況中，使用的三相交流異步電動機的速度都大大超過了其自身的同步轉動速度，因此如果沒有反向設備，它們就會受到地心引力和慣性力的影響而保持當前的運動狀態(tài)。而轉軸上的電磁轉矩反向就成了制動的關鍵所在，此時，電動機的運行狀態(tài)不再是電動狀態(tài)，而是回饋的制動狀態(tài)，達成了減速、保持穩(wěn)定的目的，這樣的過程就稱之為回饋制動，亦是反應制動、發(fā)電制動?；仞佒苿痈鶕妱訖C的特性曲線，主要分為兩類：正向回饋制動，反向回饋制動，在此不一一贅述。

三、能耗制動，動力制動

其次，是對能耗制動在交流電力拖動系統中應用的相關介紹。能耗制動的主要原理是三相交流異步電動機被切斷電源后，三相交給電動機的定子繞組通上直流電流，由此電動機在慣性運動下切割定子繞組的恒定磁場，在磁場的作用力下，完成了制動的過程。最后，當整體的速度已經降低為零后，就將通上的直流電流取消，完成整個制動。動力制動的主要優(yōu)點是穩(wěn)定性、準確性突出，低能耗，但是缺點是需要額外設置直流電源。

四、反接制動

最后是對反接制動的介紹。在電動機的電源被斷開之后，但是電動機受到慣性力的作用，無法自然地快速停止轉動，因此在切斷電源的同時需要使電動機產生一個與正常運行時相反的力以加快電動機停止旋轉的進程。由此一來，電動機轉子的方向與其旋轉磁場的方向相反，產生了制動力矩，電動機就能夠實現快速停止轉動。而為了保證反接上去的制動裝備安全可靠，還需要在轉軸上再安裝一個繼電器，速度繼電器的轉子與電動機的轉子同軸連接，由此，能夠通過繼電器的動態(tài)觸點的打開和閉合來保證電動機停止轉動時的安全性，并借助其速度繼電器的變化控制整體電機的電源，驗證實現停轉過程。不僅能夠及時地在停止電動機轉動后切斷所有加上去的反向電源，亦能夠將電機停轉的整個過程更加安全化、智能化。實際上，本質上來講，反接制動就是接上一個反方向的力lu，同時再加上速度繼電器，達到電動機制動時，轉速迅速降低直至為零的目的。

總結：隨著科學技術的迅猛發(fā)展，電子電力技術的進步和拓展，文章中提及的各種制動技術儼然已經融合于各項工程事業(yè)中，尤其是異步電動機的回饋制動技術已經成為了諸多電機控制、設備升級等的技術熱點，例如在軌道交通行業(yè)的電力機車控制抑或是運輸設備的變頻調速等方面。未來發(fā)展的前景亦光明，朝著增大制動力矩、拓寬調速范圍以及完善和提升其動態(tài)性能等方面拓展，能夠大大提升工程運行效率。

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