當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)，不會(huì)因?yàn)閼T性而立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種情況不適合某些生產(chǎn)機(jī)器。電機(jī)斷電后往往需要采取一些制動(dòng)措施。一般有兩種制動(dòng)方式，一種是機(jī)械制動(dòng)，一種是電氣制動(dòng)。

機(jī)械制動(dòng)

利用外部機(jī)械力使電機(jī)轉(zhuǎn)子快速停止轉(zhuǎn)動(dòng)的方法稱為機(jī)械制動(dòng)。電磁制動(dòng)器是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械制動(dòng)裝置，它利用制動(dòng)器緊緊抱住與電機(jī)同軸的制動(dòng)輪，產(chǎn)生機(jī)械制動(dòng)力。由于結(jié)構(gòu)的不同，制動(dòng)方式有通電制動(dòng)和斷電制動(dòng)兩種。即一種方法是電磁制動(dòng)器的線圈通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)作用，另一種方法是電磁制動(dòng)器的線圈斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)作用。雖然電磁制動(dòng)器的線圈是由電源控制來(lái)啟動(dòng)或釋放制動(dòng)的，但制動(dòng)力的產(chǎn)生和釋放是依靠電磁制動(dòng)裝置的彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以稱之為機(jī)械制動(dòng)器。

上圖為通電制動(dòng)的電磁制動(dòng)控制電路。電機(jī)通電時(shí)，電磁制動(dòng)線圈YB斷電，起制動(dòng)作用的閘瓦和制動(dòng)輪分離，不影響電機(jī)正常工作。當(dāng)電機(jī)斷電停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁制動(dòng)器的線圈YB通電，閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機(jī)快速停止，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電機(jī)制動(dòng)停止后，電磁制動(dòng)器的線圈處于斷電狀態(tài)。此時(shí)，操作者可以手動(dòng)拉動(dòng)傳動(dòng)軸來(lái)調(diào)整工件或進(jìn)行對(duì)刀操作。具體操作和動(dòng)作順序如下：首先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)QS，然后如果準(zhǔn)備啟動(dòng)電機(jī)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1的線圈通電，接觸器KM1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合并自鎖，同時(shí)其主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)M啟動(dòng)運(yùn)行。

電機(jī)停機(jī)制動(dòng)時(shí)，按下復(fù)合按鈕SB1，其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，接觸器KM1的線圈斷電，常開(kāi)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1的自鎖解除，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)M斷電停機(jī)。之后，SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)立即閉合，接觸器KM2線圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電磁制動(dòng)線圈YB通電，電磁制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機(jī)快速停止，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電機(jī)停止制動(dòng)后，松開(kāi)復(fù)合按鈕SB1，接觸器KM2線圈斷電，電磁制動(dòng)線圈YB斷電，制動(dòng)器釋放。

上圖為斷電制動(dòng)的電磁制動(dòng)控制電路。只有當(dāng)電源切斷時(shí)，它才起制動(dòng)器的作用。當(dāng)機(jī)械設(shè)備停止時(shí)，電磁制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機(jī)可靠停止。廣泛應(yīng)用于起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電梯等起重機(jī)械設(shè)備。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行到一定高度時(shí)，如果突然停電或供電線路故障導(dǎo)致電機(jī)斷電，電磁制動(dòng)線圈YB也會(huì)被切斷，起制動(dòng)作用的閘瓦和制動(dòng)輪會(huì)迅速抱緊，起到制動(dòng)作用，從而保證被提升的重物停留在斷電位置，電梯會(huì)迅速制動(dòng)，保證乘客安全，防止事故發(fā)生。這種制動(dòng)方式的具體操作和動(dòng)作順序如下：打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)QS；然后，如果準(zhǔn)備啟動(dòng)電機(jī)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM的線圈通電，接觸器KM的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合并自鎖；保持接觸器處于吸合狀態(tài)；當(dāng)主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電磁制動(dòng)器的線圈YB通電，電磁制動(dòng)器的閘瓦和制動(dòng)輪松開(kāi)。同時(shí)，電機(jī)M通電開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)電機(jī)停止制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1，接觸器KM的線圈斷電，常開(kāi)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM的自鎖解除，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)M斷電停止；T

三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)分為電源反接制動(dòng)和反接制動(dòng)兩種。

電源反向制動(dòng)

改變電機(jī)定子繞組供電相序以獲得制動(dòng)力矩的方法稱為反向制動(dòng)。當(dāng)電機(jī)需要停機(jī)制動(dòng)時(shí)，先斷開(kāi)電機(jī)與電源的連接，然后迅速給電機(jī)接通與通電狀態(tài)順序相反的電源，使電機(jī)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，最終停止。但當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)立即切斷反向制動(dòng)電源，否則電機(jī)將反向啟動(dòng)。為了在電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)及時(shí)切斷電機(jī)的反向制動(dòng)電源，防止反向起動(dòng)，通常在制動(dòng)回路上連接一個(gè)速度繼電器KS。速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子與電機(jī)的軸相連。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子隨之旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速等于或超過(guò)120轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)制動(dòng)過(guò)程中電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，例如轉(zhuǎn)速?gòu)膸浊мD(zhuǎn)降到100轉(zhuǎn)/分以下時(shí)，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。

單向電機(jī)電源反向制動(dòng)控制電路如上圖所示。圖中KM1為運(yùn)行接觸器，KM2為反向制動(dòng)接觸器，KS為速度繼電器，R為反向制動(dòng)限流電阻，可以防止制動(dòng)時(shí)電流過(guò)大。

當(dāng)電機(jī)停止制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1，接觸器KM1的線圈斷電，常開(kāi)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1的自鎖解除，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)M斷電停止；KM1的常閉輔助觸點(diǎn)閉合，成為制動(dòng)接觸器K2線圈反接的另一個(gè)條件。按下停止按鈕SB1，關(guān)閉該按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)。從上圖可以看出，倒檔制動(dòng)接觸器KM2線圈的電源已經(jīng)接通，KM2主觸頭閉合。限流電阻R將電機(jī)接入與電狀態(tài)順序相反的電源后，電機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)制動(dòng)，轉(zhuǎn)速迅速下降。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降至100 rpm左右時(shí)，速度繼電器KS的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM2線圈斷電，制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。

雙向電機(jī)電源反接制動(dòng)控制電路見(jiàn)上圖，該電路中使用的電器元件如下表所示。

雙向電機(jī)電源反接制動(dòng)控制電路，正轉(zhuǎn)起動(dòng)過(guò)程分析如下圖所示。

雙向電機(jī)電源反接制動(dòng)控制電路。前進(jìn)運(yùn)行時(shí)的制動(dòng)過(guò)程分析見(jiàn)下圖。

啟動(dòng)和停止電機(jī)的反向制動(dòng)過(guò)程與上述分析類似，有三點(diǎn)不同：

一個(gè)是正向操作開(kāi)始按鈕SB2和反向操作開(kāi)始按鈕SB3；

二、接觸器KM1用于正向運(yùn)行開(kāi)始時(shí)接通電機(jī)正相序電源，接觸器KM2用于在反向運(yùn)行開(kāi)始時(shí)接通電動(dòng)機(jī)的反相序電源；

第三，前進(jìn)操作中的駐車制動(dòng)由速度繼電器和中間繼電器KA1的KS-1觸點(diǎn)控制，而后退操作中的駐車制動(dòng)由速度繼電器和中間繼電器KA2的KS-2觸點(diǎn)控制。

牽引-反向制動(dòng)

三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)潛在負(fù)載的原理見(jiàn)上圖A。這里我們參照三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線進(jìn)行討論。電機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系的曲線稱為機(jī)械特性曲線，是研究電機(jī)起動(dòng)、控制、制動(dòng)和調(diào)速的重要工具。用機(jī)械特性曲線分析電機(jī)的工作狀況有時(shí)更方便。電機(jī)在額定電壓和額定頻率下工作時(shí)，定子繞組按規(guī)定方式連接，定子和轉(zhuǎn)子電路不與電阻等其他電路元件連接。m

電機(jī)正常舉升重物時(shí)，運(yùn)行在上圖b中固有機(jī)械特性曲線1的A點(diǎn)，如果在電機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R2b，就會(huì)得到一個(gè)新的人工機(jī)械特性2。在串聯(lián)電阻的瞬間，由于機(jī)械慣性，電機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)法改變，所以電機(jī)的工作點(diǎn)從固有機(jī)械特性曲線1的A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到人工機(jī)械特性曲線2的B點(diǎn)(因?yàn)锳點(diǎn)和B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速相同)。由于對(duì)應(yīng)于點(diǎn)B的電磁轉(zhuǎn)矩Tb小于對(duì)應(yīng)于點(diǎn)A的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，所以牽引系統(tǒng)開(kāi)始減速。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至0時(shí)，工作點(diǎn)已到達(dá)曲線2的C點(diǎn)。電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tc仍然小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，電機(jī)在潛在負(fù)載的重力作用下被拖動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速N<0，而電磁轉(zhuǎn)矩t>0，所以電磁轉(zhuǎn)矩T變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)進(jìn)入反向制動(dòng)狀態(tài)。在潛在負(fù)載重力的作用下，電機(jī)反轉(zhuǎn)加速。從人工機(jī)械特性2可以看出，其電磁轉(zhuǎn)矩逐漸增大。當(dāng)?shù)竭_(dá)曲線2的D點(diǎn)時(shí)，Td=TL，即電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在nd，重物以穩(wěn)定的速度下降，因此處于穩(wěn)定的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。<!--0，而電磁轉(zhuǎn)矩t-->

只要適當(dāng)選擇電機(jī)轉(zhuǎn)子電路的串聯(lián)電阻R2b，反拉反接制動(dòng)可以獲得任意低的速度來(lái)降低重量，安全性更好。

能耗

將運(yùn)行中的電機(jī)從交流電源上切斷，并立即將DC電源引入定子繞組的任意兩相，迫使電機(jī)快速停止的方法稱為能耗制動(dòng)。流經(jīng)電機(jī)定子繞組的DC電流在電機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)靜態(tài)的恒定磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍按原來(lái)的方向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流與恒定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力和轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，從而起到制動(dòng)作用。這種制動(dòng)將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻上。當(dāng)動(dòng)能耗盡時(shí)，轉(zhuǎn)子停止運(yùn)轉(zhuǎn)，所以稱為能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)方式有兩種，一種是不帶變壓器的半波整流能耗制動(dòng)電路，另一種是帶變壓器的橋式整流能耗制動(dòng)電路。

無(wú)變壓器半波整流能耗制動(dòng)電路

這個(gè)能耗制動(dòng)電路的控制電路如上圖所示。晶體二極管作為DC電源用于半波整流，電路簡(jiǎn)單，成本低。常用于10kW以下的小容量電機(jī)。該制動(dòng)電路的工作過(guò)程分析如下。

當(dāng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1的線圈被電動(dòng)操作，其輔助常開(kāi)觸點(diǎn)KM1-1閉合并自鎖；輔助常閉觸點(diǎn)KM1-2切斷接觸器KM2的線圈通路，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖；當(dāng)主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。

電機(jī)帶能耗停機(jī)制動(dòng)時(shí)的工作過(guò)程分析見(jiàn)上圖。

電機(jī)帶能耗制動(dòng)時(shí)，直流電流通路如下：電源相線L1開(kāi)關(guān)QS熔斷器FU1接觸器KM2主觸頭熱繼電器FR電機(jī)W、V端子內(nèi)部繞組熱繼電器FR接觸器KM2主觸頭晶體二極管D電阻R電源中性線N，形成一個(gè)完整的電路，其中電阻R用來(lái)調(diào)節(jié)能耗制動(dòng)電流，即制動(dòng)強(qiáng)度。

上圖中時(shí)間繼電器KT瞬時(shí)動(dòng)作的常開(kāi)觸點(diǎn)KT-2的作用分析如下：如果不使用該觸點(diǎn)，時(shí)間繼電器線圈開(kāi)路，時(shí)間繼電器失效，能耗制動(dòng)電源不會(huì)被切斷，可能導(dǎo)致設(shè)備事故。設(shè)計(jì)思路是當(dāng)時(shí)間繼電器正常時(shí)，KT-1延時(shí)斷開(kāi)接觸器KM2的線圈電源，結(jié)束能耗制動(dòng)；當(dāng)時(shí)間繼電器的線圈因開(kāi)路而損壞時(shí)，KT-1不能用來(lái)斷開(kāi)接觸器KM2的線圈電源，這樣瞬時(shí)觸點(diǎn)KT-2就會(huì)斷開(kāi)接觸器KM2的線圈自鎖通路，使制動(dòng)電源長(zhǎng)時(shí)間不通電。如果操作者事先知道時(shí)間繼電器的故障，他可以連續(xù)按下停止制動(dòng)按鈕SB1，直到制動(dòng)完成并釋放該按鈕。如果操作者事先不知道時(shí)間繼電器的故障，只需像正常操作一樣點(diǎn)擊停止制動(dòng)按鈕SB1，然后電機(jī)將停止，沒(méi)有制動(dòng)作用。由于這種制動(dòng)方式多用于10kW以下的小容量電機(jī)，制動(dòng)要求不高，一般不會(huì)造成大的異常。

帶變壓器的橋式整流能耗制動(dòng)電路

該制動(dòng)模式的控制電路見(jiàn)上圖。常用于10kW以上容量較大的電機(jī)。圖中T為整流變壓器，DZ為單相橋式整流器，電阻R用于調(diào)節(jié)制動(dòng)電流，即制動(dòng)強(qiáng)度。上圖與無(wú)變壓器半波整流能耗制動(dòng)電路的二次控制電路相同，原理分析相同，此處不再贅述。兩種電路的區(qū)別在于用于能耗制動(dòng)的DC功率不同。一個(gè)是半波整流電源，一個(gè)是橋式整流電源。由于制動(dòng)電源容量不同，適用于不同容量的電機(jī)。

能耗的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，能耗低。一般用于需要精確穩(wěn)定制動(dòng)的場(chǎng)合，如機(jī)床等設(shè)備。