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(德州恒力電機(jī)有限責(zé)任公司，山東德州 253005)

三相異步自整流電機(jī)接線及制動(dòng)器電源控制

張紅枝，王以孟，陳金剛

(德州恒力電機(jī)有限責(zé)任公司，山東德州 253005)

敘述三相異步電動(dòng)機(jī)直流圓盤式電磁制動(dòng)器的直流電源提供方式，對(duì)自整流電機(jī)的抽頭接線和直流電壓進(jìn)行了闡述，明確電機(jī)制動(dòng)器直流電源的提供和控制。同時(shí)說(shuō)明制動(dòng)器和整流電源使用和測(cè)試中應(yīng)注意的問(wèn)題，并對(duì)存在的故障隱患進(jìn)行分析，提供解決方案。

電磁制動(dòng)器；制動(dòng)時(shí)間；自整流；直流電壓；整流器；半波整流

0 引言

隨著電機(jī)制造和控制應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)與制動(dòng)器的組合設(shè)計(jì)，以其結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，剎車定位精準(zhǔn)、安全，得到廣泛的應(yīng)用。直流電磁制動(dòng)器是控制電機(jī)精準(zhǔn)停車的重要部件，電機(jī)在使用前，處于制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)電機(jī)送電運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器直流電源同時(shí)供電，產(chǎn)生電磁力，吸引銜鐵，擠壓彈簧，制動(dòng)件摩擦片與摩擦對(duì)偶面之間產(chǎn)生間隙，電機(jī)通過(guò)軸上的齒輪帶動(dòng)制動(dòng)件運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)斷電停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器直流電源同時(shí)斷電，電磁力消失，彈簧擠壓銜鐵，制動(dòng)件摩擦片與摩擦對(duì)偶面相互摩擦，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，電機(jī)停轉(zhuǎn)。在電機(jī)的供電和斷電過(guò)程中，電磁制動(dòng)器的直流電源必須與電機(jī)電源保持同步，以保證電機(jī)的正常工作和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)停車。

自整流電機(jī)制動(dòng)器的直流電源有兩種提供方式，一種是利用電機(jī)繞組抽頭提供的交流電源，通過(guò)二極管整流提供直流電源。另一種是利用電機(jī)的交流電源，取一相或兩相電壓作為電源，通過(guò)整流器整流來(lái)提供直流電源。

1 二極管整流電機(jī)接線

利用電機(jī)繞組抽頭，通過(guò)二極管整流的電機(jī)，是在電機(jī)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(jī)中間抽頭接線圖

圖2自整流電機(jī)三分之一處抽頭接線圖

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

圖3自整流電機(jī)直流電壓接線測(cè)量示意圖

電機(jī)額定電壓下，抽頭電壓和直流制動(dòng)器上的直流電壓測(cè)量值見(jiàn)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(jī)電壓測(cè)量及錯(cuò)線故障分析

自整流電機(jī)利用繞組本身自整流出線時(shí)，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(huì)造成三相抽頭對(duì)中點(diǎn)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(jī)為例，應(yīng)在各相繞組的二分之一處出線，此時(shí)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量直流電壓值為158V。如果只檢測(cè)二極管和放電電阻的性能，不測(cè)量整流后的直流電壓，制動(dòng)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(jī)制動(dòng)器可正常吸合，對(duì)自整流電機(jī)誤認(rèn)為合格，此時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)直流電壓時(shí)卻可發(fā)現(xiàn)直流電壓偏低或偏高，造成用戶使用時(shí)有效磨損量減少或鐵芯發(fā)熱。

自整流電機(jī)自整流部分常見(jiàn)故障：(1)二極管擊穿或損壞，直流無(wú)法提供，造成制動(dòng)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(jī)剎車遲緩，需找出短路點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)或更換大阻值的電阻。(3)制動(dòng)器直流電壓過(guò)低或過(guò)高。電源電壓太低或太高、繞組抽頭錯(cuò)誤，均會(huì)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(guò)整流器提供直流電源的電機(jī)，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(jī)。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(guò)整流器轉(zhuǎn)換為直流電源，用于多速和變頻電機(jī)。因電機(jī)工作時(shí)，對(duì)制動(dòng)剎車的要求不同，制動(dòng)器所選整流器也存在差異，電機(jī)制動(dòng)器常用整流器類型見(jiàn)表2。

表2 電機(jī)常用整流器型號(hào)，參數(shù)，特點(diǎn)表

制動(dòng)器工作電壓應(yīng)在銘牌所標(biāo)電壓的80%～110%以內(nèi)，如低于額定電壓的80%，則不能保證制動(dòng)器正常工作，高于額定電壓的110%，制動(dòng)器線圈勵(lì)磁電流增大，制動(dòng)器鐵芯發(fā)熱，容易燒壞鐵芯線圈。

4 制動(dòng)器電源控制和制動(dòng)時(shí)間

電機(jī)的制動(dòng)時(shí)間是指電機(jī)電源斷開(kāi)到電機(jī)完全停止所用的剎車時(shí)間，該時(shí)間取決于制動(dòng)器的工作間隙，制動(dòng)器電源斷開(kāi)后的制動(dòng)器響應(yīng)時(shí)間和對(duì)偶摩擦面的最大制動(dòng)力矩。制動(dòng)器的電源控制分為交流開(kāi)關(guān)控制和直流開(kāi)關(guān)控制，如圖4所示。因直流開(kāi)關(guān)的制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間要比交流開(kāi)關(guān)快很多倍，通常被采用。在直流開(kāi)關(guān)控制中，為防止電機(jī)制動(dòng)器激磁繞組內(nèi)產(chǎn)生過(guò)電壓，擊穿制動(dòng)器鐵芯線圈，控制柜或自整流電機(jī)的制動(dòng)器線圈兩端需并聯(lián)一只放電電阻，其阻值大約為制動(dòng)器線圈電阻的8～15倍，如圖4(b)所示。

圖4制動(dòng)器電源控制示意圖

5 電機(jī)制動(dòng)器使用注意事項(xiàng)

一般來(lái)說(shuō)，確定了電機(jī)的額定力矩，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩也就隨之確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在起升機(jī)構(gòu)上，制動(dòng)力矩大約等于額定力矩的1.5～1.8倍；在運(yùn)行機(jī)構(gòu)上，制動(dòng)力矩大約等于額定力矩的1.2～1.5倍。制動(dòng)器和整流器使用注意事項(xiàng)：(1)根據(jù)直流電磁制動(dòng)器的直流電壓選擇合適規(guī)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(dòng)允許范圍在額定值的-15%～+5%之間。(4)接線必須規(guī)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(guò)2mm，也不可將導(dǎo)線的外皮插入到接線孔內(nèi)；引出線式的導(dǎo)線連接，互連的兩根導(dǎo)線截面不可相差過(guò)大，接頭必須用絕緣膠布裹好，用于較潮濕的場(chǎng)合還需先裹黃臘帶。(5)ZL整流電源系電子產(chǎn)品，不可用兆歐表(搖表)或其它高壓檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)其絕緣情況。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自整流電機(jī)在測(cè)試或使用中，熟悉電機(jī)自整流接線常見(jiàn)故障的特點(diǎn)及表現(xiàn)形式；了解整流器控制制動(dòng)器的特點(diǎn)和參數(shù)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，少走彎路，節(jié)省時(shí)間，盡快地排除故障，使電機(jī)處于正常的制動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

[1] 唐古琦.制動(dòng)電機(jī)綜述.電機(jī)技術(shù)，1993.02，21～26.

[2] 陳金剛，王強(qiáng).JZ2-H和YZ-H 系列起重三相異步電機(jī)電磁制動(dòng)器解析.電機(jī)與控制應(yīng)用，2012.05，48-50.

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

[4] 陳金剛，申洪彬.三相異步電動(dòng)機(jī)用直流圓盤式電磁制動(dòng)器.電機(jī)技術(shù)，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(yè)于在長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造專業(yè)，現(xiàn)從事電機(jī)的技術(shù)、工藝及制造工作.

2017-05-03