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加油站 1——三相异步电动机单向运转反接制动控制电路
如图 1-42所示为三相异步电动机单向运转反接制动控制电路。
图 1-42 三相异步电动机单向运转反接制动控制电路
该电路是在普通电动机控制电路上增加了一只速度继电器而得到的。同时，在反接制动时增加了两个限流电阻R。KM 1 为正转运行接触器，KM 2 为反接制动接触器；KV为速度继电器，其轴与电动机轴相连接。
主电路中所串电阻R为制动限流电阻，防止反接制动瞬间过大的电流可能会损坏电动机。速度继电器KV与电动机同轴，当电动机转速上升到一定数值时，速度继电器的动合触点闭合，为制动做好准备。制动时转速迅速下降，当其转速下降到接近零时，速度继电器动合触点恢复断开，接触器KM 2 线圈断电，防止电动机反转。
训练场 1——电路原理分析
反接制动是在电动机的原三相电源被切断后，立即通上与原相序相反的三相交流电源，以形成与原转向相反的电磁力矩，利用这个制动力矩使电动机迅速停止转动。这种制动方式必须在电动机转速降到接近零时立即切除电源，否则电动机仍有反向力矩可能会反向旋转，造成事故。为防止电动机反向启动，常利用速度继电器来自动切断电源。
反接制动的优点是：制动力强，制动迅速；缺点是：制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，制动能量消耗较大，不宜经常制动。因此，反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大、不经常启动与制动的场合。
反接制动时，由于旋转磁场与转子的相对速度很高，故转子绕组中感应电流很大，致使定子绕组中的电流也很大，一般为电动机额定电流的 10倍左右。因此，反接制动适用于10kW以下小功率电动机的制动，并且对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需要在定子回路中串联限流电阻R，以限制反接制动电流。
采用不对称电阻法只是限制转动力矩，没加制动电阻的一相仍有较大的制动电流。这种制动方法电路简单，但能耗大、准确度差。此法适用于容量较小的电动机，且要求制动不频繁的场合。
在电动机切断三相交流电源后，立即在定子绕组中加一个直流电源（用来产生一个静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用，产生反向电磁力矩），迫使电动机停止转动的方法称为能耗制动，又称为动能制动。能耗制动时制动力矩大小与转速有关，转速越高，制动力矩越大，随着转速的降低制动力矩也下降，当转速为零时，制动力矩消失。通入的直流电流越大，制动越迅速。
加油站 2——时间继电器控制的能耗制动控制电路
如图 1-43所示为由时间继电器控制的能耗制动控制电路，适用于鼠笼式电动机的能耗制动。
图 1-43 时间继电器控制的能耗制动控制电路
在图中，主电路在进行能耗制动时所需的直流电源，由 4个二极管组成单相桥式全波整流电路通过接触器KM 2 引入，交流电源与直流电源的切换由KM 1 和KM 2 来完成，制动时间由时间继电器KT决定。
训练场 2——电路原理分析
当启动电动机时，按下启动按钮开关SB 2 后，KM 1 交流接触器线圈得电吸合，其动合触点闭合后自锁，另一动合触点闭合后使时间继电器KT线圈得电工作；KM 1 的动断触点断开后，可防止KM 2 线圈误得电工作；KM 1 三组动合触点闭合后，使电动机得电工作。
在时间继电器KT线圈通电后，其动合延时分断触点瞬间接通，但由于KM 1 的动断触点已断开，故KM 2 不会得电工作。
在需要停机时，按下停止按钮开关SB 1 后，KM 1 线圈断电释放，其所有触点均复位，当KM 1 已闭合的触点断开后，KT线圈断电；KM 1 触点复位闭合使KM 2 交流接触器线圈得电吸合，其KM 2 动断触点断开可防止KM 1 线圈得电误动作。KM 2 的两组动合触点与KM 2 动断触点闭合使电源变压器T一次侧得电工作。从二次侧输出的交流低压经桥式整流，得到的直流电压加到电动机定子绕组上，从而使电动机迅速制动停机。
经过一段时间后，时间继电器延时分断触点断开，使KM 2 线圈的供电通路被切断，KM 2 释放并切断了直流电源，制动过程结束。
上述工作过程可归纳为
能耗制动的优点是制动准确平稳且能量消耗较小；缺点是需要附加直流电源装置、设备费用较高、制动力较弱、在低速时制动力较小。因此，能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合。
能耗制动时产生的制动转矩的大小，与通入定子绕组中直流电流的大小、电动机的转速及转子电路中的电阻有关。电流越高，产生的静止磁场就越强，而转速越高，转子切割磁力线的速度就越高，产生的制动转矩也就越大。对于笼型异步电动机，增大制动转矩只能通过增大通入电动机的直流电流来实现，而通入的直流电流又不能太大，过大会烧坏定子绕组。
加油站 3——速度继电器控制的能耗制动控制电路
如图 1-43所示为速度继电器控制的能耗制动控制电路。
图 1-44 速度继电器控制的能耗制动控制电路
训练场 3——电路原理分析
合上电源开关QS，按下正转启动按钮SB 2 ，接触器KM 1 得电吸合，电动机启动。当电动机转速超过 130r／min时，速度继电器相应的正向触点闭合，接通KM 2 ，为能耗制动停车做准备。
停车制动时，按下SB 1 ，KM 1 失电主触点释放断开，电动机靠惯性运行。此时，KM 1 辅助触点闭合自锁；由于KM 2 得电，其主触点吸合，电动机定子绕组接入脉动直流电，进行能耗制动。随着转速下降至 100r／min时，速度继电器触点断开，KM 2 失电，其主触点断开，切除直流电源，能耗制动结束，以后电动机自然停车。
反接制动的关键是采用按转速原则进行制动控制。因为当电动机转速接近零时，必须自动将电源切断，否则电动机会反向启动。因此，采用速度继电器来检测电动机的转速变化，当转速下降到接近零时（100r／min），由速度继电器自动切断电源。反接制动控制线路分为单向反接制动控制线路和可逆反接制动控制线路。
全波整流能耗制动电路的制动电流较大，一般 10kW以上的电动机常采用这种电路。
加油站 4——无变压器半波整流单向能耗制动控制电路
如图 1-45所示为无变压器半波整流单向能耗制动控制电路。
图 1-45 无变压器半波整流单向能耗制动控制电路
根据直流电源的整流方式，能耗制动分为半波整流能耗制动和全波整流能耗制动。该电路属于半波整流能耗制动。
在该电路中，KM 1 为电动机运行接触器，KM 2 为制动接触器，KT为控制能耗制动时间的通电延时时间继电器。该电路整流电源电压为 220V，由KM 2 主触点接至电动机定子绕组，再经整流二极管VD与电源中性线N构成闭合电路（注：有的电路在二极管支路上还串联一个限流电阻，本电路没有这个电阻）。制动时电动机的U、V相与KM 2 主触点并联，因此只有单方向制动转矩。
训练场 4——电路原理分析
启动时，合上电源开关QS，按下启动按钮SB 2 ，接触器KM 1 线圈获电吸合，KM 1 主触点闭合，电动机启动。
停止制动时，按下停止按钮SB 1 ，接触器KM 1 线圈断电释放，KM 1 主触点断开，电动机断电惯性运转，同时，接触器KM 2 和时间继电器KT线圈获电吸合，KM 2 主触点闭合，电动机进行半波能耗制动；能耗制动结束后，KT动断触点延时断开，KM 2 线圈断电释放，KM 2 主触点断开半波整流脉动直流电源。
在该电路中，时间继电器KT瞬时闭合动合触点与KM 2 自锁触点串联，其作用是当KT线圈断线或发生机械卡阻故障时，导致KT的通电延时断开的动断触点断不开，瞬动的动合触点也合不上时，只有按下停止按钮SB 1 ，成为点动能耗制动。若无KT瞬动的动合触点串接KM 2 的动合触点，在发生上述故障时，电动机在按下停止按钮SB 1 后能迅速制动，同时避免三相定子绕组不致长期通入半波整流的脉动直流电源。
半波整流能耗制动电路，一般用于10kW以下的小容量电动机，并且对制动要求不高的场合。
1）电动机过电流保护电路
如图 1-46所示为电动机过电流保护电路。在该电路中，TA为电流互感器，KA为电流继电器，KT为时间继电器，KM为交流接触器，SB 1 为停止按钮，SB 2 为启动按钮。
在电动机启动时，由于启动电流较大，这时时间继电器的动断触点先短接电流互感器TA，以避免电动机启动电流流过KI而产生误动作。电动机启动完毕后，电流下降至正常值，时间继电器KT经延时后动作，其动断触点断开，动合触点闭合，把电流互感器KA接入电流互感器线路中，以便电动机运行感应电流。
一旦三相电动机运行电流超过正常工作电流，过电流继电器KA达到吸合电流而吸合，其动断触点断开，KM失电释放，使主回路断电，从而保护电动机过流时断开电源。
图 1-46 电动机过电流保护电路
该电路利用互感器及过电流继电器，实现电动机的过电流保护，克服了热继电器过电流保护的缺陷。
2）电动机断相保护电路
如图 1-47所示为电动机断相保护电路。
图 1-47 电动机断相保护电路
该电路的原理比较简单，把电流继电器KA 1 、KA 2 的主触点分别串联在电动机供电回路中。当三相电源正常时，继电器KA 1 、KA 2 同时得电吸合，并闭合其主触点，电动机能够正常工作。
无论是电动机在启动前还是在运行过程中，也无论是供电电源的原因还是控制电路中接触器故障等原因造成的电动机供电电路断相，其断相的线路中均没有电流通过，对应的电流继电器就会失电而释放，从而断开电动机的电源。例如，L 1 相或L 2 相突然断电，则继电器KA 1 将失电跳闸；若L 2 相或L 3 相突然断电，则继电器KA 2 将失电跳开，切断电源。故在L 1 、L 2 、L 3 三相之中若缺少了任意一相，电动机的电源均将被切断，起到了保护电动机绕组的作用。
电流继电器KA 1 、KA 2 的线圈额定电压为 380V。由于电动机断相故障时电流很大，所以要求电流继电器的主触点应能满足电动机的最大电流量。
3）电动机零序电流断相保护电路
如图 1-48所示为电动机零序电流断相保护电路。
按下启动按钮SB 1 ，交流接触器KM吸合，电动机M投入正常运行。此时电动机三相负载平衡，零序电流互感器TA次级电流等于零，VT 1 处于截止状态；VT 2 处于导通状态，继电器K （JR-4型）吸合，KM自锁。
当三相电源中任意一相断电后，由于三相不平衡，TA二次侧产生的感应电流经VD 1 整流，使VT 1 由截止翻转为导通，而VT 2 由导通翻转为截止（VT 2 的电源由KM的线圈外加绕的L绕组取出 15～ 18V，经桥式整流器VC整流后供给）。K失电触点断开，切断KM回路，电动机M失电停转，达到断相保护的目的。
图 1-48 电动机零序电流断相保护电路
为避开启动时不平衡电流，可增加时间继电器KT，其延时开启的动断触点将TA的二次侧在电动机M启动过程中暂时短路。对于小功率自身三相平衡的电动机，则无须增加KT。
1.请分析如图 1-49所示的电动机正反转反接制动控制电路的原理。
图 1-49 电动机正反转反接制动控制电路
提示：该电路又称为可逆反接制动控制电路。KM 1 、KM 2 为正、反转接触器，KM 3 为短接电阻接触器，KA 1 、KA 2 、KA 3 为中间继电器，KV为速度继电器。其中，KV 1 为正转动合触点，KV 2 为反转动合触点，R为启动与制动电阻。
由于速度继电器的触点具有方向性，所以电动机的正向和反向制动分别由速度继电器的两对动合触点来控制。该线路在电动机正反转启动和反接制动时在定子电路中都串接电阻，限流电阻R起到了在反接制动时限制制动电流，在启动时限制启动电流的双重限流作用。该电路操作方便，具有触点、按钮双重连锁，运行安全、可靠，是一个较完善的控制电路。
正转启动时，应按下SB 2 ；正转制动时，应按下SB 1 。
反转启动时，应按下SB 3 ；反转制动时，应按下SB 1 。
2.电动机能耗制动有哪些优缺点？