當電機斷電時(shí)，不會(huì )因為慣性而立即停止運轉。這種情況不適合某些生產(chǎn)機器。電機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，一種是機械制動(dòng)，一種是電氣制動(dòng)。

機械制動(dòng)

利用外部機械力使電機轉子快速停止轉動(dòng)的方法稱(chēng)為機械制動(dòng)。電磁制動(dòng)器是應用最廣泛的機械制動(dòng)裝置，它利用制動(dòng)器緊緊抱住與電機同軸的制動(dòng)輪，產(chǎn)生機械制動(dòng)力。由于結構的不同，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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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)裝置的彈簧等機械結構來(lái)實(shí)現的，所以稱(chēng)之為機械制動(dòng)器。

上圖為通電制動(dòng)的電磁制動(dòng)控制電路。電機通電時(shí)，電磁制動(dòng)線(xiàn)圈YB斷電，起制動(dòng)作用的閘瓦和制動(dòng)輪分離，不影響電機正常工作。當電機斷電停止運轉時(shí)，電磁制動(dòng)器的線(xiàn)圈YB通電，閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機快速停止，從而實(shí)現制動(dòng)。電機制動(dòng)停止后，電磁制動(dòng)器的線(xiàn)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)調整工件或進(jìn)行對刀操作。具體操作和動(dòng)作順序如下：首先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)QS，然后如果準備啟動(dòng)電機，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1的線(xiàn)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M啟動(dòng)運行。

電機停機制動(dòng)時(shí)，按下復合按鈕SB1，其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，接觸器KM1的線(xiàn)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M斷電停機。之后，SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)立即閉合，接觸器KM2線(xiàn)圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電磁制動(dòng)線(xiàn)圈YB通電，電磁制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機快速停止，實(shí)現制動(dòng)。電機停止制動(dòng)后，松開(kāi)復合按鈕SB1，接觸器KM2線(xiàn)圈斷電，電磁制動(dòng)線(xiàn)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。只有當電源切斷時(shí)，它才起制動(dòng)器的作用。當機械設備停止時(shí)，電磁制動(dòng)器的閘瓦緊緊抱住制動(dòng)輪，使電機可靠停止。廣泛應用于起重機、卷?yè)P機、電梯等起重機械設備。當設備運行到一定高度時(shí)，如果突然停電或供電線(xiàn)路故障導致電機斷電，電磁制動(dòng)線(xiàn)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，如果準備啟動(dòng)電機，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM的線(xiàn)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)；當主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電磁制動(dòng)器的線(xiàn)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M通電開(kāi)始運轉。

當電機停止制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1，接觸器KM的線(xiàn)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M斷電停止；T

三相異步電動(dòng)機反接制動(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)

改變電機定子繞組供電相序以獲得制動(dòng)力矩的方法稱(chēng)為反向制動(dòng)。當電機需要停機制動(dòng)時(shí)，先斷開(kāi)電機與電源的連接，然后迅速給電機接通與通電狀態(tài)順序相反的電源，使電機產(chǎn)生一個(gè)旋轉方向相反的電磁轉矩，電機轉速迅速下降，最終停止。但當電機轉速接近零時(shí)，應立即切斷反向制動(dòng)電源，否則電機將反向啟動(dòng)。為了在電機轉速接近零時(shí)及時(shí)切斷電機的反向制動(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的轉子與電機的軸相連。當電機運行時(shí)，速度繼電器KS的轉子隨之旋轉。當轉速等于或超過(guò)120轉/分鐘時(shí)，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當制動(dòng)過(guò)程中電機轉速接近零時(shí)，例如轉速從幾千轉降到100轉/分以下時(shí)，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。

單向電機電源反向制動(dòng)控制電路如上圖所示。圖中KM1為運行接觸器，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。

當電機停止制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1，接觸器KM1的線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)圈的電源已經(jīng)接通，KM2主觸頭閉合。限流電阻R將電機接入與電狀態(tài)順序相反的電源后，電機開(kāi)始反轉制動(dòng)，轉速迅速下降。當電機轉速降至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(xiàn)圈斷電，制動(dòng)過(guò)程結束。

雙向電機電源反接制動(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。

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

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

啟動(dòng)和停止電機的反向制動(dòng)過(guò)程與上述分析類(lèi)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用于正向運行開(kāi)始時(shí)接通電機正相序電源，接觸器KM2用于在反向運行開(kāi)始時(shí)接通電動(dòng)機的反相序電源；

第三，前進(jìn)操作中的駐車(chē)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(chē)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(xiàn)轉子異步電動(dòng)機拖動(dòng)潛在負載的原理見(jiàn)上圖A。這里我們參照三相異步電動(dòng)機的機械特性曲線(xiàn)進(jìn)行討論。電機轉速與電磁轉矩關(guān)系的曲線(xiàn)稱(chēng)為機械特性曲線(xiàn)，是研究電機起動(dòng)、控制、制動(dòng)和調速的重要工具。用機械特性曲線(xiàn)分析電機的工作狀況有時(shí)更方便。電機在額定電壓和額定頻率下工作時(shí)，定子繞組按規定方式連接，定子和轉子電路不與電阻等其他電路元件連接。m

電機正常舉升重物時(shí)，運行在上圖b中固有機械特性曲線(xiàn)1的A點(diǎn)，如果在電機的轉子電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R2b，就會(huì )得到一個(gè)新的人工機械特性2。在串聯(lián)電阻的瞬間，由于機械慣性，電機轉速無(wú)法改變，所以電機的工作點(diǎn)從固有機械特性曲線(xiàn)1的A點(diǎn)轉移到人工機械特性曲線(xiàn)2的B點(diǎn)(因為A點(diǎn)和B點(diǎn)對應的轉速相同)。由于對應于點(diǎn)B的電磁轉矩Tb小于對應于點(diǎn)A的負載轉矩TL，所以牽引系統開(kāi)始減速。當轉速降至0時(shí)，工作點(diǎn)已到達曲線(xiàn)2的C點(diǎn)。電機的電磁轉矩Tc仍然小于負載轉矩TL，電機在潛在負載的重力作用下被拖動(dòng)反向旋轉。此時(shí)電機轉速N<0，而電磁轉矩t>0，所以電磁轉矩T變成制動(dòng)轉矩，電機進(jìn)入反向制動(dòng)狀態(tài)。在潛在負載重力的作用下，電機反轉加速。從人工機械特性2可以看出，其電磁轉矩逐漸增大。當到達曲線(xiàn)2的D點(diǎn)時(shí)，Td=TL，即電磁轉矩等于負載轉矩。此時(shí)電機轉速穩定在nd，重物以穩定的速度下降，因此處于穩定的制動(dòng)運行狀態(tài)。<!--0，而電磁轉矩t-->

只要適當選擇電機轉子電路的串聯(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

將運行中的電機從交流電源上切斷，并立即將DC電源引入定子繞組的任意兩相，迫使電機快速停止的方法稱(chēng)為能耗制動(dòng)。流經(jīng)電機定子繞組的DC電流在電機中產(chǎn)生一個(gè)靜態(tài)的恒定磁場(chǎng)，而轉子由于慣性仍按原來(lái)的方向旋轉。轉子導體切割恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢和感應電流與恒定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力和轉矩，電磁轉矩的方向與轉子旋轉方向相反，從而起到制動(dòng)作用。這種制動(dòng)將轉子的動(dòng)能轉化為電能，消耗在轉子電路的電阻上。當動(dòng)能耗盡時(shí)，轉子停止運轉，所以稱(chēng)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。該制動(dòng)電路的工作過(guò)程分析如下。

當電機開(kāi)始運轉時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1的線(xiàn)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(xiàn)圈通路，實(shí)現聯(lián)鎖；當主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電機開(kāi)始運行。

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

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

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(xiàn)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，可能導致設備事故。設計思路是當時(shí)間繼電器正常時(shí)，KT-1延時(shí)斷開(kāi)接觸器KM2的線(xiàn)圈電源，結束能耗制動(dòng)；當時(shí)間繼電器的線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)圈自鎖通路，使制動(dòng)電源長(cháng)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，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。圖中T為整流變壓器，DZ為單相橋式整流器，電阻R用于調節制動(dòng)電流，即制動(dòng)強度。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。

能耗的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)平穩準確，能耗低。一般用于需要精確穩定制動(dòng)的場(chǎng)合，如機床等設備。