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直流刹车

2018-07-26 10:43:56     所属分类:电动机
直流刹车模组

直流刹车是一种减缓交流马达速度的方式,先将交流电源移除,再将直流电压注入马达中,产生刹车的力矩[1]。若马达是由市电供电,直流刹车可以是一个独立的模组,若马达是由变频器驱动,一般会使用内建的直流刹车机能。

目录

  • 1 应用及动作原理
  • 2 变频器中的直流刹车机能
  • 3 相关条目
  • 4 参考资料

应用及动作原理

半波整波以产生直流电流

当马达的交流电压移除时,转子会继续转动,会因为摩擦力使速度渐渐变慢,最后停止。若是大功率的马达或是转动惯量很大,可能会需要相当长的时间才能停止,若是应用需求,停止时间要短,或是需要有紧急停止的安全特性,就可以用直流刹车的方式,让马达较快速的停止。

直流刹车系统可以代替摩擦刹车系统,直流刹车只要需要一个小的模组,安装位置也不需要在旋转轴附近,相反的,摩擦刹车系统需安装在旋转轴附近,而且摩擦刹车系统会因为磨损而需要定期的更换。直流刹车系统没有要定期更换的元件,因此也不需要维护。而且摩擦刹车系统需要有制动的方式,可能是人工的,或是者系统控制的制动器,增加系统的复杂度。直流刹车系统可以轻易的整合到马达电路中。

直流刹车的缺点是马达容易过热,因为直流刹车是将马达的动能消耗在马达内部,若刹车时间过长,可能会有马达温度过高的问题[2]

直流刹车的动作原理是将直流电压注入马达绕组中,产生静止的磁场,对马达有一个固定转子的转矩。转子会因此转矩而慢慢停下来。若停止后,只要持续的给直流电压,转子就会停在原来的位置,并反抗使马达运转的外力,给的电压越大,刹车力就越强。

变频器中的直流刹车机能

变频器中也有直流刹车机能,不过应用方式和上述的有些差异。

变频器因为可以控制给马达的频率,因此若要让马达停止,最常见的方式是降低马达频率,使马达渐渐减速即可,不过因为控制方式等差异,变频器可能只能将马达的频率控制在某一很小的频率(例如0.5Hz或是1.5Hz),最后会用直流刹车来让马达停止,称为“停止时直流刹车”。也有些应用需要快速让马达停止,因此不进行降低马达频率的程序,直接进行直流刹车,因为从开始降速到马达静止的过程中,都在直流刹车,因此称为“全领域直流刹车”。

变频器启动马达之前,马达多半是停止的,但像风扇等负载,可能因为外力而使马达旋转,此时启动会产生较大的电流,因此可以一开始就先用直流刹车使马达停止,称为“启动时直流刹车”。

变频器的直流刹车一般可以设定启动时及停止时直流刹车的时间,刹车转矩则是用刹车电流来控制,不过因为电流仍由变频器的IGBT流出,因此若电流过大,也可能出现过电流的故障,其至损坏IGBT。

变频器的直流刹车也是由马达来消耗马达的动能,因此若长时间直流刹车,马达的温度也会过高[2]

相关条目

  • 向量控制
  • 空间向量调变
  • 变频器
  • 变速空压机英语Variable-speed air compressor
  • 刹车斩波器

参考资料

  1. ^ Jaeschke, Ralph L. Controlling Power Transmission Systems. Cleveland, OH: Penton/IPC. 1978: 200–212. 
  2. ^ 2.0 2.1 CN102694500A 变频器及其感应电动机的转速搜寻装置

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