电气制动在交流电力拖动系统的应用解析

段慧龙

摘要：三相交流的异步电动机主要分为电气制动和机械制动两种方式，相对而言，电气制动的优越性在实践过程中能更好地体现。电气制动交流电力拖动系统的效率提升的关键就在提升电动机本体的转矩和负载转矩的平衡度，以期达成减少损耗、缩短动态静态过渡过程时间的目的。基于以上，本文将主要围绕电气制动在交流电力拖动系统的应用解析、提高生产效率展开分析。

关键词：电气制动;电力拖动系统;应用;自动控制理论

引言：在电力拖动系统中主要存在着两种状态，一种是电动机本体的转矩和负载转矩相对平衡，系统状态静止稳定;另一种则是两者不平衡，系统会产生相对应的加速度抑或是减速度，系统状态动态变化。动态到静态过渡过程的时间在一定程度上反映出电动拖动系统运行的稳定性、高效性以及安全性。电气制动在交流电力拖动系统的应用广泛，主要体现于可调的动力矩，高精度的制动以及方便的维修性等等，在各种大型的交通设施、运输设备中运用广泛，影响深远，因而，掌握科学有效的电气制动原理，并将其融入和渗透于电力拖动系统的安全正常运行中的重要性不言而喻。

一、电气制动在交流电力拖动系统的应用解析概述

以交流电动机为原动机的电力拖动系统称为交流电力拖动系统，在实际运用中经常采用的主要是三相异步电动机。如上文所述，电动机的制动方式主要分为机械制动和电气制动，而电气制动为稳定性和安全性上的优越性使交流电力拖动系统的应用如虎添翼，因此下文以电气制动原理为主体，展开其实现方法。一般而言，电气制动主要有以下四种制动实现方法。一是再生制动，亦称之为反馈制动;其二是能耗制动，亦称之为动力制动;其三是反接制动，主要分为电源反接制动、倒拉反接制动;最后一种制动方法是电容制动，电容制动的实现方法是将异步电动机的电源切断，并迅速地在其端线上接入电容器。而这四种制动方法都能够作用于交流电力拖动系统。

二、再生制动，反馈制动

首先是对再生制动，反馈制动的原理介绍。在实际的日常生活生产过程中，经常遭遇一些诸如电梯速降、吊塔与重物、交通设施下坡制动等情况。在这些情况中，使用的三相交流异步电动机的速度都大大超过了其自身的同步转动速度，因此如果没有反向设备，它们就会受到地心引力和惯性力的影响而保持当前的运动状态。而转轴上的电磁转矩反向就成了制动的关键所在，此时，电动机的运行状态不再是电动状态，而是回馈的制动状态，达成了减速、保持稳定的目的，这样的过程就称之为回馈制动，亦是反应制动、发电制动。回馈制动根据电动机的特性曲线，主要分为两类：正向回馈制动，反向回馈制动，在此不一一赘述。

三、能耗制动，动力制动

其次，是对能耗制动在交流电力拖动系统中应用的相关介绍。能耗制动的主要原理是三相交流异步电动机被切断电源后，三相交给电动机的定子绕组通上直流电流，由此电动机在惯性运动下切割定子绕组的恒定磁场，在磁场的作用力下，完成了制动的过程。最后，当整体的速度已经降低为零后，就将通上的直流电流取消，完成整个制动。动力制动的主要优点是稳定性、准确性突出，低能耗，但是缺点是需要额外设置直流电源。

四、反接制动

最后是对反接制动的介绍。在电动机的电源被断开之后，但是电动机受到惯性力的作用，无法自然地快速停止转动，因此在切断电源的同时需要使电动机产生一个与正常运行时相反的力以加快电动机停止旋转的进程。由此一来，电动机转子的方向与其旋转磁场的方向相反，产生了制动力矩，电动机就能够实现快速停止转动。而为了保证反接上去的制动装备安全可靠，还需要在转轴上再安装一个继电器，速度继电器的转子与电动机的转子同轴连接，由此，能够通过继电器的动态触点的打开和闭合来保证电动机停止转动时的安全性，并借助其速度继电器的变化控制整体电机的电源，验证实现停转过程。不仅能够及时地在停止电动机转动后切断所有加上去的反向电源，亦能够将电机停转的整个过程更加安全化、智能化。实际上，本质上来讲，反接制动就是接上一个反方向的力lu，同时再加上速度继电器，达到电动机制动时，转速迅速降低直至为零的目的。

总结：随着科学技术的迅猛发展，电子电力技术的进步和拓展，文章中提及的各种制动技术俨然已经融合于各项工程事业中，尤其是异步电动机的回馈制动技术已经成为了诸多电机控制、设备升级等的技術热点，例如在轨道交通行业的电力机车控制抑或是运输设备的变频调速等方面。未来发展的前景亦光明，朝着增大制动力矩、拓宽调速范围以及完善和提升其动态性能等方面拓展，能够大大提升工程运行效率。

参考文献：

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