三相异步电动机制动器用整流器接线及控制应用解析_陈金刚.pdf

收稿日期 2022 11 18作者简介陈金刚(1974)，高级工程师，从事低压电器设备的设计、选型、检测和故障分析工作。三相异步电动机制动器用整流器接线及控制应用解析陈金刚，王强，侯昭霆(德州恒力电机有限责任公司，山东德州253005)关键词 电磁制动器;整流器;接线端子;单绕组双速三相异步电动机;半波整流 摘要论述了三相异步电动机制动器用整流器的接线，对单、双速三相异步电动机直流圆盘式电磁制动器用整流器的交流电源提供方式和接线方法，明确电动机制动器用整流器直流电源的提供和制动控制。同时说明了制动器用整流器使用中应注意的问题。中图分类号TM357 文献标识码A 文章编号 1004 9118(2023)01 0017 03DOI:10 14023/j cnki dqfb 2023 01 004Application Analysis of Three-phase Asynchronous Motor Brake ectifier Wiring and ControlChen Jin-gang，Wang Qiang，Hou Zhao-ting(Dezhou Hengli Electrical Machinery Co，Ltd Dezhou，Shandong，253005)Key words:electromagnetic brake;rectifier;terminal blocks;single winding two speedthree phase asynchronous motor;half wave rectificationAbstract:It discusses the wiring of the brake rectifier used in three phase asynchronous mo-tor，expounds the AC power supply mode and wiring method of the rectifier for the DC disc type e-lectromagnetic brake of single speed and double speed three phase asynchronous motor，andclarifies the DC power supply and braking control of the motor brake rectifier The problems in theuse that should be paid attention are also discussed0引言随着电机制造和变频调速控制应用技术的发展，交流电动机调速控制系统与制动器的组合设计，因其结构紧凑、简单，刹车定位精准、安全，得到广泛应用。直流电磁制动器是控制电动机精准停车的制动部件，在电动机启动、运行和停止过程中，电磁制动器的直流电源必须与电机电源保持同步通断，保证电机正常启动、运行和设备精准停车。下面就单速三相异步电动机和单绕组双速三相异步电动机制动器的直流电源提供和控制应用进行说明。1交流电源的提供和整流器参数选择单速三相异步电动机制动器的直流电源提供一般是利用电动机的交流电源，从电动机接线盒内的接线端子上直接取输入电动机的相电压或线电压作为整流器的输入电源，通过整流器输出直流电源提供给制动器，如图 1 所示，整流器输入的交流电压取自电动机的接线端子 U1 和 V1，输出的直流电压供给制动器线圈 T1 和 T2，直流开关处于短路状态。71研发与设计三相异步电动机制动器用整流器接线及控制应用解析图 1整流器由电机接线端子直接接线的实物图根据制动器额定数据和设备运行需要的控制模式选用整流器，电动机常用整流器的选用可参照表 11，参照制动器的额定电流和需要的控制方式进行选用。例如，一台 Y100L1 4 H，Y接，2 2 kW 带制动电动机整流器的选择，首先确认所选制动器的直流额定工作电压，如果额定电压是 DC 99 V，运行状态下需要快速制动，额定电流 0.9 A，可选择 KZL1 96 型，额定电流为2 5 A的快速制动整流器，接线时直接在接线盒内取 U1和 U2 之间的相电压 AC 220 V 作为整流器的输入电压，输出到制动器的电压是 DC 99 V 左右。注意，对于 Y 接电动机，整流器输入电源在接线盒内可取相电压 AC 220 V 或线电压 AC 380 V 两种不同的电压;而接电动机，整流器输入电源在接线盒内的接线端子上只能取线电压 AC 380 V。因此，一般接电动机所用制动器额定电压为 DC170 V，方便直接在接线盒内取整流器的交流输入电源，如果接电动机选用额定电压为 DC 99 V的制动器，需要在控制柜内取 AC 220 V 电源来提供整流输入电源。表 1电机常用整流器型号，参数，特点表类别型号参数输入电压(V AC)输出电压(V DC)备注普通整流器ZL1 96220 10%96 10%ZL1 170 380 10%170 10%半波整流ZL2 96220 10%96 10%ZL2 170 380 10%170 10%半波整流ZL3 系列220 10%96 10%380 10%170 10%半波整流内置火花抑制器ZL5 系列220 10%198 10%380 10%342 10%全波(桥式)整流内置火花抑制器类别型号参数输入电压(V AC)输出电压(V DC)备注变压整流器(过励磁)BZL3系列220 10%19896 10%380 10%342170 10%输出电压在15 秒内由全波变为半波。快速制动整流器KZL1 96 220 10%96 10%KZL1 170 380 10%170 10%半波整流内置高品质场效应管KZL2 1220 10%96 10%半波整流内置施耐德继电器KZL3系列220 10%96 10%380 10%170 10%半波整流，高品质场效应管和火花抑制器注:半波整流:U输入=045 U输出全波整流:U输入=090 U输出2整流器交流电源的提供和接线原理多速三相异步电动机制动器直流电源一般由控制柜提供2 3。另外，可以在电机接线盒内安装整流模块，控制柜为整流模块提供交流电源，整流出直流电源供给直流制动器。单绕组双速三相异步电动机如果按 2Y/接线，电机在恒功率模式下运行，如图 2 所示接线，整流器的交流电源可以在接线端子上直接获取。当电机在高速下运转时，电机按 2Y 的接线方式运转，电源接 2U、2V、2W，这三个端子是高速端子，此时，2U 和 1U、1V、1W 之间的电压均为 AC 220 V，2U 和 2V、2W 之间的电压均为 AC 380 V;当电机低速运转时，电机按接的接线方式运转，电源接 1U、1V、1W，这三个端子是低速端子，此时，2U 和 1U、1V 之间的电压均为 AC 190 V，2U 和 1W 之间的电压为AC 330 V;2U 和 2V、2W 之 间 的 电 压 均 为AC 380 V。由接线图可以看出六个接线端子 2U、2V、2W、1U、1V、1W，在高速运转时，1U、1V、1W成为封点，高速运转时，三个接线端子之间同电位，无法为整流器提供交流电源。2U、2V、2W 三个高速接线端子之间，高速时电压为AC 380 V，低速时为AC 190 V，电压相差一倍，也无法为整流器提供交流电源。现在只有高速端子和低速端子之间的电压可以利用，高速时，高速端子和低速端子之间的电压为 AC 220 V，低速时，高速端子2U 和相邻两个低速端子 1U、1V 之间的电压同为AC 190 V，高速端子和相对低速端子 1W 之间的电压为 AC 380 V;高速端子和相对低速端子之间的电阻是高速端子和相邻两个低速端子之间电阻81电气防爆 2023 年 2 月第 1 期的 1 8 倍。整流器电源可以由接线盒内任意一个高速接线端子同与其相邻的两个低速端子中的任意一个提供，此时，高速运行时交流电压为 AC220 V，低速运转时交流电压为 AC 190 V。根据制动器的额定电压选择整流器，如果额定电压是DC 198 V，不需要快速制动，额定电流 1 2 A，根据表 1，可选择 ZL5 系列全波整流，额定电流为3 A的普通整流器，接线时直接在接线盒内取 2U和 1U 之间的电压作为整流器的输入电压，输出到制动器的直流电压在 DC171 V 198 V 左右。图 2YD 系列 2Y/单绕组双速电机高、低速接线图3三相异步电动机制动器用整流器的接线和制动控制三相异步电动机制动器用整流器在电机接线端子上取电源时，其接线如图 3 所示。制动器的直流开关制动响应要比交流开关控制灵敏，反应速度快，因而被普遍采用。电动机接线时，如果设备不要求快速制动，可以把直流开关直接短路，即图中 4 和 5 直接连接，如果设备要求快速止动，需要把整流器的直流开关接入控制电路中，电机送电时，直流开关同时闭合，断电时，直流开关与电机电源同步断开，达到快速制动的功能。4三相异步电动机制动器用整流器使用注意事项和故障原因制动器用整流器使用过程中注意以下几方面情况:(1)根据直流电磁制动器的额定直流电压和设备运转控制模式选择合适规格的整流器型号和对应的参数;(2)整流器交流输入电压应在整流器标注的电压值范围内，输入交流电压与输出直流电压成正比关系，输入交流电压过高会造成整流器元件损坏，过低会使整流器输出直流电压低于制动器吸合电压下限，制动器无法动作;(3)整流器交流输入电压一般允许范围在额定值的15%+5%之间;(4)整流器接线部分结构紧凑，接线必须规范，接头应牢固可靠，针式连接端头不许有毛刺，裸露在外部分不许超过 2 mm，也不许将导线的外皮插入到接线孔内;引出线导线接头处，互连的两根导线截面不许相差过大，接头必须用绝缘胶布裹好，用于较潮湿的场合需要进行防潮处理;(5)整流器输出的直流电压值，在开路和负载状态下有较大差别，整流器输出额定直流电压值是额定负载状态下的数值，不同负载状态下，电压值不同，负载越小，电压值越高，负载越大，电压值越低。图 3快速制动整流器接线图整流器损坏有以下几种原因4:交流输入电压过高，反复冲击电子元件，造成损坏;直流输出部分短路或大的过载，瞬间过流发热，烧坏电子元件;整流器裂纹，导致整流器内部受潮，短路;整流器散热不良，长时间工作电流过大，导致温度过高，造成绝缘层损伤，烧坏整流器。5结语综上所述，熟悉三相异步电动机制动器用整流器的电源提供方式和不同控制要求的接线，了解整流器控制线路特点和参数范围，可以为三相异步电动机制动器用整流器的选择和使用提供依据，避免带制动电机运转过程中因整流器选择不当、接线错误带来故障隐患，合理选择和使用制动器用整流器，正确接线，可保证带制动电动机正常运行。参考文献 1 张红枝，王以孟，陈金刚 三相异步自整流电机接线及制动器电源控制J 防爆电机，2017(06):28 30+49 2 陈金刚，申洪彬，三相异步电动机用直流圆盘式电磁制动器 J 电机技术，2017(02):24 26 3 饶雷 直流圆盘式电磁制动器在三相异步电动机中的应用 J 技术与市场，2017，24(12):164 167 4 陈金刚 三相异步电动机常见故障分析 J 防爆电机，2016，51(05)45 4891研发与设计三相异步电动机制动器用整流器接线及控制应用解析