三相異步自整流電機接線及制動器電源控制

，，

(德州恒力電機有限責任公司，山東德州 253005)

三相異步自整流電機接線及制動器電源控制

張紅枝，王以孟，陳金剛

(德州恒力電機有限責任公司，山東德州 253005)

敘述三相異步電動機直流圓盤式電磁制動器的直流電源提供方式，對自整流電機的抽頭接線和直流電壓進行了闡述，明確電機制動器直流電源的提供和控制。同時說明制動器和整流電源使用和測試中應注意的問題，并對存在的故障隱患進行分析，提供解決方案。

電磁制動器；制動時間；自整流；直流電壓；整流器；半波整流

0 引言

隨著電機制造和控制應用技術的發展，電機與制動器的組合設計，以其結構緊湊、簡單，剎車定位精準、安全，得到廣泛的應用。直流電磁制動器是控制電機精準停車的重要部件，電機在使用前，處于制動狀態，當電機送電運行時，制動器直流電源同時供電，產生電磁力，吸引銜鐵，擠壓彈簧，制動件摩擦片與摩擦對偶面之間產生間隙，電機通過軸上的齒輪帶動制動件運轉。當電機斷電停止運行時，制動器直流電源同時斷電，電磁力消失，彈簧擠壓銜鐵，制動件摩擦片與摩擦對偶面相互摩擦，產生制動力矩，電機停轉。在電機的供電和斷電過程中，電磁制動器的直流電源必須與電機電源保持同步，以保證電機的正常工作和運行機構的精準停車。

自整流電機制動器的直流電源有兩種提供方式，一種是利用電機繞組抽頭提供的交流電源，通過二極管整流提供直流電源。另一種是利用電機的交流電源，取一相或兩相電壓作為電源，通過整流器整流來提供直流電源。

1 二極管整流電機接線

利用電機繞組抽頭，通過二極管整流的電機，是在電機三相繞組的二分之一或三分之一處抽頭，如圖1、圖2所示。

圖1自整流電機中間抽頭接線圖

圖2自整流電機三分之一處抽頭接線圖

外部接三個二極管，通過三相半波整流為制動器提供直流電源，一般用于單速小機座號YZ-H和JZ2-H系列起重電機，其二極管接線和直流電壓測量如圖3所示。

圖3自整流電機直流電壓接線測量示意圖

電機額定電壓下，抽頭電壓和直流制動器上的直流電壓測量值見表1。

表1 不同額定電壓下輸入整流橋的三相交流電壓和輸出直流電壓值表

整流橋輸出的直流電壓=1.17×輸入整流橋的三相交流電壓-0.7V(二極管壓降)。

2 二極管整流電機電壓測量及錯線故障分析

自整流電機利用繞組本身自整流出線時，在各相繞組的二分之一或三分之一處抽頭，如果為接線方便，取靠近繞組電源引出線的位置抽頭出線，將會造成三相抽頭對中點的電阻不平衡，整流后直流電壓偏低或偏高。以額定電壓380V/50Hz為電源的自整流電機為例，應在各相繞組的二分之一處出線，此時直流電壓為127V；如果取兩相繞組的三分之一處和一相繞組的三分之二處抽頭，測量直流電壓值為113V；取兩相繞組的三分之二處和一相繞組的三分一之處抽頭，測量直流電壓值為143V；取兩相繞組的四分之一處和一相繞組的四分之三處抽頭，測量直流電壓值為106V；取兩相繞組的四分之三處和一相繞組的四分一之處抽頭，測量直流電壓值為150V；取兩相繞組的六分之一處和一相繞組的六分之五處抽頭，測量直流電壓值為99V；取兩相繞組的六分之五處和一相繞組的六分之一處抽頭，測量直流電壓值為158V。如果只檢測二極管和放電電阻的性能，不測量整流后的直流電壓，制動間隙控制在直流額定電壓的百分之四十五到百分之七十左右，電機制動器可正常吸合，對自整流電機誤認為合格，此時用萬用表測直流電壓時卻可發現直流電壓偏低或偏高，造成用戶使用時有效磨損量減少或鐵芯發熱。

自整流電機自整流部分常見故障：(1)二極管擊穿或損壞，直流無法提供，造成制動部分失靈。二極管受潮，短路，均容易造成二極管擊穿，這種情況下需更換損壞的二極管。(2) 剎車遲緩。放電電阻短路或放電電阻阻值太小，易造成電機剎車遲緩，需找出短路點進行修復或更換大阻值的電阻。(3)制動器直流電壓過低或過高。電源電壓太低或太高、繞組抽頭錯誤，均會造成整流電壓偏低或偏高。

3 整流器類型和直流電源的提供

通過整流器提供直流電源的電機，整流器輸入端輸入220V或380V交流電源，輸出端輸出99V或170V直流電源，主要用于單速電機。另一種是由電控箱直接提供直流電源，或電控箱提供交流電源，通過整流器轉換為直流電源，用于多速和變頻電機。因電機工作時，對制動剎車的要求不同，制動器所選整流器也存在差異，電機制動器常用整流器類型見表2。

表2 電機常用整流器型號，參數，特點表

制動器工作電壓應在銘牌所標電壓的80%～110%以內，如低于額定電壓的80%，則不能保證制動器正常工作，高于額定電壓的110%，制動器線圈勵磁電流增大，制動器鐵芯發熱，容易燒壞鐵芯線圈。

4 制動器電源控制和制動時間

電機的制動時間是指電機電源斷開到電機完全停止所用的剎車時間，該時間取決于制動器的工作間隙，制動器電源斷開后的制動器響應時間和對偶摩擦面的最大制動力矩。制動器的電源控制分為交流開關控制和直流開關控制，如圖4所示。因直流開關的制動響應時間要比交流開關快很多倍，通常被采用。在直流開關控制中，為防止電機制動器激磁繞組內產生過電壓，擊穿制動器鐵芯線圈，控制柜或自整流電機的制動器線圈兩端需并聯一只放電電阻，其阻值大約為制動器線圈電阻的8～15倍，如圖4(b)所示。

圖4制動器電源控制示意圖

5 電機制動器使用注意事項

一般來說，確定了電機的額定力矩，制動器的制動力矩也就隨之確定。根據經驗，在起升機構上，制動力矩大約等于額定力矩的1.5～1.8倍；在運行機構上，制動力矩大約等于額定力矩的1.2～1.5倍。制動器和整流器使用注意事項：(1)根據直流電磁制動器的直流電壓選擇合適規格的整流電源。(2)交流輸入電壓必須與整流電源一致，(3)交流輸入電壓的波動允許范圍在額定值的-15%～+5%之間。(4)接線必須規范，接頭必須牢固可靠，接線柱式連接線頭不可有毛頭，裸露在外部分不超過2mm，也不可將導線的外皮插入到接線孔內；引出線式的導線連接，互連的兩根導線截面不可相差過大，接頭必須用絕緣膠布裹好，用于較潮濕的場合還需先裹黃臘帶。(5)ZL整流電源系電子產品，不可用兆歐表(搖表)或其它高壓檢測設備檢測其絕緣情況。

6 結語

綜上所述，自整流電機在測試或使用中，熟悉電機自整流接線常見故障的特點及表現形式；了解整流器控制制動器的特點和參數，能及時發現問題，少走彎路，節省時間，盡快地排除故障，使電機處于正常的制動或運轉狀態。

[1] 唐古琦.制動電機綜述.電機技術，1993.02，21～26.

[2] 陳金剛，王強.JZ2-H和YZ-H 系列起重三相異步電機電磁制動器解析.電機與控制應用，2012.05，48-50.

[3] 王景輝.起重及冶金電機用電磁制動器工作原理與選用.防爆電機，2009.2，51-52.

[4] 陳金剛，申洪彬.三相異步電動機用直流圓盤式電磁制動器.電機技術，2017.2，24-26.

WiringandBrakePowerSupplyControlofThree-PhaseSelf-RectificationInductionMotor

ZhangHongzhi，WangYimeng,andChenJingang

(Dezhou Hengli Electrical Machine Co.,Ltd.,Dezhou 253005, China)

This paper introduces the DC power supply mode of DC disk type of electromagnetic brake for three-phase induction motor, describes the tap connection and DC voltage of self-rectification motor, and define the provision and control of DC power supply of motor brake. At the same time, the matters that should be paid attention in use and test of the brake and rectification power supply are explained, the hidden trouble of fault is analyzed, and the solution is provided.

Electromagnetic brake；braking time；self rectification；DC voltage；rectifier；half-wave rectification

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.06.08

TM301.2

A

1008-7281(2017)06-0028-004

張紅枝女1977年生；畢業于在長春工業大學機械制造專業，現從事電機的技術、工藝及制造工作.

2017-05-03