三相异步自整流电机接线及制动器电源控制

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(德州恒力电机有限责任公司，山东德州 253005)

三相异步自整流电机接线及制动器电源控制

张红枝，王以孟，陈金刚

(德州恒力电机有限责任公司，山东德州 253005)

叙述三相异步电动机直流圆盘式电磁制动器的直流电源提供方式，对自整流电机的抽头接线和直流电压进行了阐述，明确电机制动器直流电源的提供和控制。同时说明制动器和整流电源使用和测试中应注意的问题，并对存在的故障隐患进行分析，提供解决方案。

电磁制动器；制动时间；自整流；直流电压；整流器；半波整流

0 引言

随着电机制造和控制应用技术的发展，电机与制动器的组合设计，以其结构紧凑、简单，刹车定位精准、安全，得到广泛的应用。直流电磁制动器是控制电机精准停车的重要部件，电机在使用前，处于制动状态，当电机送电运行时，制动器直流电源同时供电，产生电磁力，吸引衔铁，挤压弹簧，制动件摩擦片与摩擦对偶面之间产生间隙，电机通过轴上的齿轮带动制动件运转。当电机断电停止运行时，制动器直流电源同时断电，电磁力消失，弹簧挤压衔铁，制动件摩擦片与摩擦对偶面相互摩擦，产生制动力矩，电机停转。在电机的供电和断电过程中，电磁制动器的直流电源必须与电机电源保持同步，以保证电机的正常工作和运行机构的精准停车。

自整流电机制动器的直流电源有两种提供方式，一种是利用电机绕组抽头提供的交流电源，通过二极管整流提供直流电源。另一种是利用电机的交流电源，取一相或两相电压作为电源，通过整流器整流来提供直流电源。

1 二极管整流电机接线

利用电机绕组抽头，通过二极管整流的电机，是在电机三相绕组的二分之一或三分之一处抽头，如图1、图2所示。

图1自整流电机中间抽头接线图

图2自整流电机三分之一处抽头接线图

外部接三个二极管，通过三相半波整流为制动器提供直流电源，一般用于单速小机座号YZ-H和JZ2-H系列起重电机，其二极管接线和直流电压测量如图3所示。

图3自整流电机直流电压接线测量示意图

电机额定电压下，抽头电压和直流制动器上的直流电压测量值见表1。

表1 不同额定电压下输入整流桥的三相交流电压和输出直流电压值表

整流桥输出的直流电压=1.17×输入整流桥的三相交流电压-0.7V(二极管压降)。

2 二极管整流电机电压测量及错线故障分析

自整流电机利用绕组本身自整流出线时，在各相绕组的二分之一或三分之一处抽头，如果为接线方便，取靠近绕组电源引出线的位置抽头出线，将会造成三相抽头对中点的电阻不平衡，整流后直流电压偏低或偏高。以额定电压380V/50Hz为电源的自整流电机为例，应在各相绕组的二分之一处出线，此时直流电压为127V；如果取两相绕组的三分之一处和一相绕组的三分之二处抽头，测量直流电压值为113V；取两相绕组的三分之二处和一相绕组的三分一之处抽头，测量直流电压值为143V；取两相绕组的四分之一处和一相绕组的四分之三处抽头，测量直流电压值为106V；取两相绕组的四分之三处和一相绕组的四分一之处抽头，测量直流电压值为150V；取两相绕组的六分之一处和一相绕组的六分之五处抽头，测量直流电压值为99V；取两相绕组的六分之五处和一相绕组的六分之一处抽头，测量直流电压值为158V。如果只检测二极管和放电电阻的性能，不测量整流后的直流电压，制动间隙控制在直流额定电压的百分之四十五到百分之七十左右，电机制动器可正常吸合，对自整流电机误认为合格，此时用万用表测直流电压时却可发现直流电压偏低或偏高，造成用户使用时有效磨损量减少或铁芯发热。

自整流电机自整流部分常见故障：(1)二极管击穿或损坏，直流无法提供，造成制动部分失灵。二极管受潮，短路，均容易造成二极管击穿，这种情况下需更换损坏的二极管。(2) 刹车迟缓。放电电阻短路或放电电阻阻值太小，易造成电机刹车迟缓，需找出短路点进行修复或更换大阻值的电阻。(3)制动器直流电压过低或过高。电源电压太低或太高、绕组抽头错误，均会造成整流电压偏低或偏高。

3 整流器类型和直流电源的提供

通过整流器提供直流电源的电机，整流器输入端输入220V或380V交流电源，输出端输出99V或170V直流电源，主要用于单速电机。另一种是由电控箱直接提供直流电源，或电控箱提供交流电源，通过整流器转换为直流电源，用于多速和变频电机。因电机工作时，对制动刹车的要求不同，制动器所选整流器也存在差异，电机制动器常用整流器类型见表2。

表2 电机常用整流器型号，参数，特点表

制动器工作电压应在铭牌所标电压的80%～110%以内，如低于额定电压的80%，则不能保证制动器正常工作，高于额定电压的110%，制动器线圈励磁电流增大，制动器铁芯发热，容易烧坏铁芯线圈。

4 制动器电源控制和制动时间

电机的制动时间是指电机电源断开到电机完全停止所用的刹车时间，该时间取决于制动器的工作间隙，制动器电源断开后的制动器响应时间和对偶摩擦面的最大制动力矩。制动器的电源控制分为交流开关控制和直流开关控制，如图4所示。因直流开关的制动响应时间要比交流开关快很多倍，通常被采用。在直流开关控制中，为防止电机制动器激磁绕组内产生过电压，击穿制动器铁芯线圈，控制柜或自整流电机的制动器线圈两端需并联一只放电电阻，其阻值大约为制动器线圈电阻的8～15倍，如图4(b)所示。

图4制动器电源控制示意图

5 电机制动器使用注意事项

一般来说，确定了电机的额定力矩，制动器的制动力矩也就随之确定。根据经验，在起升机构上，制动力矩大约等于额定力矩的1.5～1.8倍；在运行机构上，制动力矩大约等于额定力矩的1.2～1.5倍。制动器和整流器使用注意事项：(1)根据直流电磁制动器的直流电压选择合适规格的整流电源。(2)交流输入电压必须与整流电源一致，(3)交流输入电压的波动允许范围在额定值的-15%～+5%之间。(4)接线必须规范，接头必须牢固可靠，接线柱式连接线头不可有毛头，裸露在外部分不超过2mm，也不可将导线的外皮插入到接线孔内；引出线式的导线连接，互连的两根导线截面不可相差过大，接头必须用绝缘胶布裹好，用于较潮湿的场合还需先裹黄腊带。(5)ZL整流电源系电子产品，不可用兆欧表(摇表)或其它高压检测设备检测其绝缘情况。

6 结语

综上所述，自整流电机在测试或使用中，熟悉电机自整流接线常见故障的特点及表现形式；了解整流器控制制动器的特点和参数，能及时发现问题，少走弯路，节省时间，尽快地排除故障，使电机处于正常的制动或运转状态。

[1] 唐古琦.制动电机综述.电机技术，1993.02，21～26.

[2] 陈金刚，王强.JZ2-H和YZ-H 系列起重三相异步电机电磁制动器解析.电机与控制应用，2012.05，48-50.

[3] 王景辉.起重及冶金电机用电磁制动器工作原理与选用.防爆电机，2009.2，51-52.

[4] 陈金刚，申洪彬.三相异步电动机用直流圆盘式电磁制动器.电机技术，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

张红枝女1977年生；毕业于在长春工业大学机械制造专业，现从事电机的技术、工艺及制造工作.

2017-05-03