回馈制动的机械特性及其作用

在电动机工作过程中，由于某种原因（如电动机下放重物），使电动机转速n超过旋转磁场的同步转速n1，电动机进入发电运行状态，电磁转矩起制动作用，电机将机械能转变为电能回馈电网，所以称为回馈制动，故又称为再生制动或反馈制动。此时转差率s＜0。

要实现电动机的转速超过同步转速，转子必须依靠外力作用，即转轴上必须输入机械功率。由于n＞n1，s＜0，转子电流的有功分量为

I2cosφ2为负值，电磁转矩Tem=CTΦ0I2cosφ2也为负值，电磁转矩方向与转速方向相反，说明电机处于制动状态。

转子电流的无功分量为

I2sinφ2为正值，说明回馈制动时，电动机仍然从电网吸收无功功率来建立磁场。

电动机的机械功率为

从定子传递到转子的电磁功率为

PΩ＜0及Pem＜0说明电动机从轴上输入机械功率，转变成电磁功率传递到定子，然后再回送到电网，即回馈制动状态实际上是异步发电机状态，所以回馈制动也称再生发电制动。

回馈制动时，n＞n1，Tem与n反向，所以其机械特性是第一象限正向电动状态特性曲线在第二象限的延伸；或是第三象限反向电动状态特性曲线在第四象限的延伸。

在生产实践中，异步电动机的回馈制动有以下两种情况：一种是出现在位能负载下放；另一种是出现在电动机变极调速或变频调速过程。(www.xing528.com)

1.下放重物时的回馈制动——反向回馈制动

在图3-22中，设A点是电动状态提升重物工作点，D点是回馈制动状态下放重物工作点。电动机从提升重物工作点A过渡到下放重物工作点D的过程如下：首先将电动机定子任意两相反接，这时定子旋转磁场的同步转速为-n1，机械特性如图3-22中曲线2。反接瞬间，转速不突变，工作点由A平移到B，然后电机经过反接制动过程（工作点沿曲线2由B变到C）、反向电动加速过程（工作点由C向同步点-n1变化），最后在位能负载作用下反向加速并超过同步速，直到D点保持稳定运行，即匀速下降重物。如果在转子电路中串入制动电阻，此时的回馈制动点将下降，其转速增加，重物下放的速度增大。为了限制电机的转速，回馈制动时在转子电路中串入的电阻值不应太大。

图3-22　三相异步电动机反向回馈制动机械特性

2.变极或变频调速过程中的回馈制动——正向回馈制动

这种制动情况可以用图3-23来说明。设电动机原来在机械特性曲线1上的A点稳定运行，当电动机采用变极（如增加极对数）或变频（如降低频率）进行调速时，其机械特性变为曲线2，同步转速变为。在调速瞬间，转速不突变，工作点由A变到B。在B点，转速nB＞0，电磁转矩TB＜0，为制动转矩，且因为nB＞，故电机处于回馈制动状态。工作点沿曲线2的B点到点这一段变化过程称为回馈制动过程，在此过程中，电机吸收系统释放的动能，并转换成电能回馈到电网。电机沿曲线2的点到C点的变化过程为电动状态的减速过程，C点后为调速后的稳定工作点。

图3-23　三相异步电动机正向回馈制动机械特性

图3-24　异步电动机的各种运行状态的机械特性曲线

综合以上分析，回馈制动有以下特点：

（1）电动机转子的转速高于同步转速，即n＞n1。

（2）由于制动时电动机不从电网吸收电能，反而向电网回馈电能，所以制动很经济。

现将异步电动机各种运行状态的机械特性曲线整理如图3-24所示。