CN102882441A - 一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法，装置包括：晶闸管调压装置、制动执行装置和控制及状态监测装置。晶闸管调压装置分别与制动执行装置和三相交流电源相连，制动执行装置还与电动机相连。控制及状态监测装置分别与制动执行装置、控制及状态监测装置、三相交流电源和电动机相连。晶闸管调压装置包括旁路接触器和一组以上的晶闸管阀组，晶闸管阀组和旁路接触器相互并联。制动执行装置包括正向接触器和负向接触器，正向接触器和负向接触器相互并联。控制及状态监测装置通过控制晶闸管阀组改变电动机的定子输入电压。本发明结构简单，性能安全可靠，适用于在三相异步电动机拖动系统中实现快速、准确、平滑的制动停车。

Description

一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电机制动装置及其控制方法，具体涉及一种应用于三相异步电动机的电气制动装置及其控制方法。

背景技术

制动是电力拖动系统的重要问题之一，在工业生产中为了提高效率、或者在消防等特殊应用领域，许多机械都要求快速制动，实现快速制动和准确停车。制动的方式分两大类：机械制动和电气制动。机械制动主要是通过提高摩擦力来达到制动的目的，存在操作不便、可靠性差、加工工艺复杂等缺点，往往达不到使用要求，而电气制动则克服了上述的缺点。电气制动又称电磁制动，使电动机产生与其旋转方向相反的电磁转矩，从而阻止电动机的旋转。电气制动包括反接制动、能耗制动、再生发电制动等。

反接制动适用于要求正反转运行的系统，是将交流电源三相中的任意两相对调（改变电源相序），使旋转磁场方向与转子转动方向相反，从而产生制动转矩的一种制动方法。由于反接制动开始时，流过电机定子的制动电流冲击较大，这种方法主要在中小容量的电动机制动中获得了较广泛的应用。

对于三相异步电动机拖动系统，特别是中大功率的拖动系统，目前主要采用能耗制动。在电动机脱离三相交流电源之后，在定子绕组上加直流电压，产生的直流电流会在定子内产生一个静止的直流磁场。而转子因惯性在磁场内旋转，并在转子导体中产生感应电势从而有感应电流流过，使其系统原来储存的机械能转化为电能消耗在转子电阻上。从而达到制动效果。能耗制动是用消耗转子的动能（转换为电能）来进行制动的。这种方法制动力较强、制动平稳、对电网影响小。

再生发电制动是指在电动机转向不变的条件下，使转子转速大于同步转速，转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反，从而使电机处于制动状态，相当于是异步电动机变为异步发电机，也称回馈制动。再生发电制动是将电机的动能转化成了电能，通过采取一定的措施把产生的电能回馈给电网，可以达到节能的目的，因此经济性较好，但同时也给电网带来了一定的污染。

为了获得良好的制动性能，满足不同负载的运行要求，实际使用中，要按负载情况和使用场合选择合适的制动方式。

在现有技术中，与本发明相关的技术方案主要有以下两篇文献：

文献一为天津市热工自控设备成套有限公司于2011年05月10日申请，并于2011年12月07日公布，公布号为CN202068363U的中国实用新型专利《智能电动执行机构的三相电动机制动电路》。该专利三相电机供电回路中连接有使电机换向运转的两交流接触器相应触点，各交流接触器的绕组回路中分别设有双向可控硅开关，各双向可控硅开关的触发端分别连接于一光点耦合器输出端，装置设有CPU控制器，各控制输出端分别接于相应光电耦合器输入端，CPU控制器在执行停转指令时，执行启动指令的控制输出端立即关断启动电压，另一控制输出端输出启动电压并维持至设定时间后关断。

文献一中的智能电动执行机构的三相电动机制动电路采用反接制动方式，由于这种方式通过设定时间来决定电机制动时间，灵活性差。并且反接时电机端的电压就是启动电压，在反接制动刚开始时，转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，定子绕组流过的制动电流相当于全压直接起动电流的两倍，虽然制动迅速，效果好，但冲击大。

文献二为青岛地恩地机电科技股份有限公司于2009年04月09日申请，并于2009年09月23日公开，公开号为CN101540576A的中国发明专利申请《一种用于电机制动的制动装置及制动方法》。该专利的制动装置包括：状态检测装置，用于检测电机的通、断电状态。储能装置，用于存储电能及对电机绕组放电，转换执行装置，当电机通电工作时，控制所述储能装置充电。当电机断电时，控制所述储能装置对电机绕组放电。装置中储能装置为超级电容器，储存的是直流电，电机绕组通过直流电就产生第一个恒定的磁场，转子在恒定的磁场中旋转就会产生制动力，从而达到刹车效果。

文献二中的用于电机制动的制动装置及制动方法采用超级电容直流能耗制动技术，需要一套直流电源装置，设备造价高。另外某些拖动系统在采用能耗制动停车时，一方面要考虑需要较大的制动转矩，另一方面又不可以使定、转子回路电流过大而使绕组过热，所以有一定的局限性，制动精度比较差，因电机功率的不同其制动效果也不一。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法，该装置及其控制方法结构简单，性能安全可靠，适用于在三相异步电动机拖动系统（特别是中大功率）中实现快速、准确、平滑的制动停车。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种三相异步电动机电气制动装置的技术实现方案，一种三相异步电动机电气制动装置，包括：晶闸管调压装置、制动执行装置和控制及状态监测装置。晶闸管调压装置分别与制动执行装置和三相交流电源相连，制动执行装置还与电动机相连，控制及状态监测装置分别与制动执行装置、控制及状态监测装置、三相交流电源和电动机相连。晶闸管调压装置包括旁路接触器和一组以上的晶闸管阀组，晶闸管阀组与旁路接触器相互并联。制动执行装置包括正向接触器和负向接触器，正向接触器和负向接触器相互并联。控制及状态监测装置通过控制晶闸管阀组改变电动机的定子输入电压。控制及状态监测装置通过控制制动执行装置中正向接触器和负向接触器的开闭实现电动机起动和制动过程的转换。当正向接触器闭合、负向接触器断开时，电动机按正序连接至三相交流电源。当负向接触器闭合、正向接触器断开时，电动机按逆序连接至三相交流电源。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，当控制及状态监测装置接收到正向起动电动机指令时，发出指令吸合正向接触器和旁路接触器，实现正向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置接收到制动指令，旁路接触器先断开，延时断开正向接触器，再延时闭合负向接触器，触发晶闸管阀组，使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，当电动机正向软起动后，控制及状态监测装置接收到反向起动电动机指令时，发出指令吸合负向接触器和旁路接触器，实现反向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置接收到制动指令，旁路接触器先断开，延时断开负向接触器，再延时闭合正向接触器，触发晶闸管阀组，使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，晶闸管阀组包括一对相互反并联的晶闸管，当晶闸管阀组的数量为两组以上时，两组以上的晶闸管阀组相互串联，晶闸管阀组的数量根据晶闸管的电压等级来确定。两组以上晶闸管阀组组成的串联支路与旁路接触器并联。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，控制及状态监测装置通过控制晶闸管阀组的导通角度控制输出至电动机的电压，从而控制电动机的制动力矩和制动时间。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，三相异步电动机电气制动装置还包括速度传感器，速度传感器与控制及状态监测装置相连，速度传感器检测电动机的转速。当电动机的转速降至零附近时，控制及状态监测装置将三相交流电源断开，避免电动机反向旋转。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，当控制及状态监测装置接收到电动机起动指令，并且正向接触器或负向接触器吸合，电动机起动。控制及状态监测装置按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组的触发角，使输入至电动机的电压逐渐上升，电动机平滑地加速。当电动机的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置控制旁路接触器闭合，电动机软起动过程结束，电动机正向运行。当电动机制动时，控制及状态监测装置控制旁路接触器先断开，延时断开正向接触器，再延时闭合负向接触器，触发晶闸管阀组，通过控制晶闸管阀组的导通角使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置技术方案的进一步改进，当控制及状态监测装置接收到电动机起动指令，并且正向接触器或负向接触器吸合，电动机起动。控制及状态监测装置按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组的触发角，使输入至电动机的电压逐渐上升，电动机平滑地加速。当电动机的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置控制旁路接触器闭合，电动机软起动过程结束，电动机反向运行。当电动机制动时，控制及状态监测装置控制旁路接触器先断开，延时闭合正向接触器，再延时断开负向接触器，触发晶闸管阀组，通过控制晶闸管阀组的导通角使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

本发明还另外具体提供了一种三相异步电动机电气制动装置控制方法的技术实现方案，一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，包括以下步骤：

当控制及状态监测装置接收到正向起动电动机指令时，发出指令吸合正向接触器和旁路接触器，实现正向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置接收到制动指令，旁路接触器先断开，延时断开正向接触器，再延时闭合负向接触器，触发晶闸管阀组，使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

当电动机正向软起动后，控制及状态监测装置接收到反向起动电动机指令时，发出指令吸合负向接触器和旁路接触器，实现反向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置接收到制动指令，旁路接触器先断开，延时断开负向接触器，再延时闭合正向接触器，触发晶闸管阀组，使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置控制方法技术方案的进一步改进，控制及状态监测装置通过控制晶闸管阀组的导通角度控制输出至电动机的电压，从而控制电动机的制动力矩和制动时间。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置控制方法技术方案的进一步改进，当控制及状态监测装置接收到电动机起动指令，并且正向接触器或负向接触器吸合，电动机起动。控制及状态监测装置按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组的触发角，使输入至电动机的电压逐渐上升，电动机平滑地加速。当电动机的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置控制旁路接触器闭合，电动机软起动过程结束，电动机正向运行。当电动机制动时，控制及状态监测装置控制旁路接触器先断开，延时断开正向接触器，再延时闭合负向接触器，触发晶闸管阀组，通过控制晶闸管阀组的导通角使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置控制方法技术方案的进一步改进，当控制及状态监测装置接收到电动机起动指令，并且正向接触器或负向接触器吸合，电动机起动。控制及状态监测装置按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组的触发角，使输入至电动机的电压逐渐上升，电动机平滑地加速；当电动机的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置控制旁路接触器断开，电动机软起动过程结束，电动机反向运行。当电动机制动时，控制及状态监测装置控制旁路接触器先断开，延时闭合正向接触器，再延时断开负向接触器，触发晶闸管阀组，通过控制晶闸管阀组的导通角使加在电动机上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

作为本发明一种三相异步电动机电气制动装置控制方法技术方案的进一步改进，当电动机的转速降至零附近时，控制及状态监测装置将三相交流电源断开，避免电动机反向旋转。

通过实施上述本发明一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法的技术方案，具有以下技术效果：

（1）在本发明三相异步电动机电气制动装置及其控制方法的技术方案中，电动机在停机后因为机械惯性仍继续旋转。此时可以通过改变三相电源的相序，电动机的旋转磁场随即反向，产生了与电动机的旋转方向相反的电磁转矩；在力学受力方面，制动转矩对电动机的轴承及其拖动设备产生冲击力，使得电动机很快停下来，而本发明制动装置及其控制方法制动迅速、冲击小、准确度高；

（2）本发明三相异步电动机电气制动装置的控制方法简单易行，只需增加两个接触器即可实现；对于不需要调速的三相异步电动机拖动系统，本装置的控制方法既可实现软起动，快速正反转，还可以实现软制动，且制动冲击小、准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术智能电动执行机构的三相电动机制动电路的电路原理图；

图2是现有技术用于电机制动的制动装置及制动方法的电路原理图；

图3是本发明三相异步电动机电气制动装置及其控制方法一种具体实施方式的电路原理图；

图中：1-晶闸管调压装置，2-制动执行装置，3-控制及状态监测装置，4-晶闸管阀组，5-三相交流电源，6-电动机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图3所示，给出了本发明一种三相异步电动机电气制动装置及其控制方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提出一种结构简单，性能安全可靠的用于三相异步电动机电气制动装置及其控制方法，适用于在三相异步电动机拖动系统（特别是中大功率）中实现快速、准确、平滑地制动停车。如附图3所示的一种三相异步电动机电气制动装置的具体实施方式，三相异步电动机电气制动装置，包括：晶闸管调压装置1、制动执行装置2和控制及状态监测装置3。晶闸管调压装置1分别与制动执行装置2和三相交流电源5相连，制动执行装置2还与电动机6相连。控制及状态检测装置3用于检测各个接触器的状态及故障信息，以及开关量输出等。控制及状态监测装置3分别与制动执行装置2、控制及状态监测装置3、三相交流电源5和电动机6相连。晶闸管调压装置1包括旁路接触器QM和N（n≧1）组的晶闸管阀组4，晶闸管阀组4与旁路接触器QM相互并联。晶闸管阀组4包括一对相互反并联的晶闸管，两组以上的晶闸管阀组4相互串联。当晶闸管阀组4的数量为两组以上时，两组以上晶闸管阀组4组成的串联支路再与旁路接触器QM并联。晶闸管阀组4的数量与选择的晶闸管耐压等级有关，根据晶闸管的电压等级来确定，如果电压等级高，串联同样耐压的晶闸管阀组4就要多一些。控制及状态监测装置3可以进一步通过控制晶闸管阀组4的导通角度控制输出至电动机6的电压，从而控制电动机6的制动力矩和制动时间。当电动机6要求快速制动时，控制及状态检测装置3检测并输出各接触器的状态，通过控制晶闸管阀组4的通断达到制动目的。

制动执行装置2进一步包括正向接触器KM1和负向接触器KM2，正向接触器KM1和负向接触器KM2相互并联。控制及状态监测装置3通过控制晶闸管阀组4改变电动机6的定子输入电压。控制及状态监测装置3通过控制制动执行装置2中正向接触器KM1和负向接触器KM2的开闭实现电动机6起动和制动过程的转换。当正向接触器KM1闭合、负向接触器KM2断开时，电动机6按正序连接至三相交流电源5。当负向接触器KM2闭合、正向接触器KM1断开时，电动机6按逆序连接至三相交流电源5。

当控制及状态监测装置3接收到正向起动电动机指令时，发出一个指令吸合正向接触器KM1和旁路接触器QM，实现正向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置3接收到制动指令，旁路接触器QM先断开，延时断开正向接触器KM1，再延时闭合负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

当电动机6正向软起动后，控制及状态监测装置3接收到反向起动电动机指令时，发出一个指令吸合负向接触器KM2和旁路接触器QM，实现反向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置3接收到制动指令，旁路接触器QM先断开，延时断开负向接触器KM2，再延时闭合正向接触器KM1，触发晶闸管阀组4，使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

当控制及状态监测装置3接收到电动机起动指令，并且正向接触器KM1或负向接触器KM2吸合，电动机6起动。控制及状态监测装置3按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组4的触发角，使输入至电动机6的电压逐渐上升，电动机6平滑地加速，减少对电网电压，以及电动机6本身及所连接机械设备的冲击。当电动机6的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM闭合，电动机6软起动过程结束，电动机6正向运行。当电动机6制动时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM先断开，延时断开正向接触器KM1，再延时闭合负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，通过控制晶闸管阀组4的导通角使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。反向电压使旋转磁场与转子转向相反，电磁转矩变为制动转矩。同时通过控制加在定子上的反向电压，调节制动转矩的大小，从而达到电动机6平滑、准确、快速制动的效果。本发明在实现智能反接制动时，还可以进一步使用移相调压技术使加在电动机6上的反向电压按照预设曲线逐渐升高，从而使电动机6实现平滑反接制动，较好的缓解了制动过程中瞬间电流及转矩的冲击。

当控制及状态监测装置3接收到电动机起动指令，并且正向接触器KM1或负向接触器KM2吸合，电动机6起动。控制及状态监测装置3按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组4的触发角，使输入至电动机6的电压逐渐上升，电动机6平滑地加速。当电动机6的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM闭合，电动机6软起动过程结束，电动机6反向运行。当电动机6制动时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM先断开，延时闭合正向接触器KM1，再延时断开负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，通过控制晶闸管阀组4的导通角使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

三相异步电动机电气制动装置还进一步包括速度传感器，速度传感器与控制及状态监测装置3相连，速度传感器检测电动机6的转速。当电动机6的转速降至零附近时，控制及状态监测装置3将三相交流电源5断开，避免电动机6反向旋转。对于需要快速制动停车并且反向起动电动机6的工况，该装置不仅可以实现平滑、快速地制动停车，而且当转速降到零时，由于反向电压仍加在定子上，制动转矩变为起动转矩，电动机6可直接反向起动，可省略一套速度检测装置。该装置的控制及状态监测装置3对电动机6的起动及运行进行随时监控，并对电动机6提供各种故障保护。如果发生电动机6出现故障时，会立即断开真空接触器并报警，显示电动机6的故障原因。

一种三相异步电动机电气制动装置控制方法的具体实施方式，包括以下步骤：

当控制及状态监测装置3接收到正向起动电动机指令时，发出一个指令吸合正向接触器KM1和旁路接触器QM，实现正向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置3接收到制动指令，旁路接触器QM先断开，延时断开正向接触器KM1，再延时闭合负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高；

当电动机6正向软起动后，控制及状态监测装置3接收到反向起动电动机指令时，发出一个指令吸合负向接触器KM2和旁路接触器QM，实现反向软起动。在这种情况下，如果控制及状态监测装置3接收到制动指令，旁路接触器QM先断开，延时断开负向接触器KM2，再延时闭合正向接触器KM1，触发晶闸管阀组4，使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

控制及状态监测装置3通过控制晶闸管阀组4的导通角度控制输出至电动机6的电压，从而控制电动机6的制动力矩和制动时间。

当控制及状态监测装置3接收到电动机起动指令，并且正向接触器KM1或负向接触器KM2吸合，电动机6起动。控制及状态监测装置3按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组4的触发角，使输入至电动机6的电压逐渐上升，电动机6平滑地加速。当电动机6的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM闭合，电动机6软起动过程结束，电动机6正向运行。当电动机6制动时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM先断开，延时断开正向接触器KM1，再延时闭合负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，通过控制晶闸管阀组4的导通角使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

当控制及状态监测装置3接收到电动机起动指令，并且正向接触器KM1或负向接触器KM2吸合，电动机6起动。控制及状态监测装置3按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组4的触发角，使输入至电动机6的电压逐渐上升，电动机6平滑地加速。当电动机6的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM断开，电动机6软起动过程结束，电动机6反向运行。当电动机6制动时，控制及状态监测装置3控制旁路接触器QM先断开，延时闭合正向接触器KM1，再延时断开负向接触器KM2，触发晶闸管阀组4，通过控制晶闸管阀组4的导通角使加在电动机6上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

当电动机6的转速降至零附近时，控制及状态监测装置3将三相交流电源5断开，避免电动机6反向旋转。

本发明技术方案在电动机6停机后因机械惯性仍继续旋转，此时改变三相电源的相序，电动机6的旋转磁场随即反向，产生了与电动机6的旋转方向相反的电磁转矩。在力学受力方面，制动转矩对电动机6的轴承及其拖动设备产生冲击力，使得电动机6很快停下来，制动迅速、冲击小、准确度高。同时，这种制动方法简单易行，只需增加两个接触器即可实现。对于不需要调速的三相异步电动机拖动系统。本发明既可实现软起动，快速正反转，还可以实现软制动，且制动冲击小、准确度高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (13)

1.一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于，包括：晶闸管调压装置（1）、制动执行装置（2）和控制及状态监测装置（3），所述晶闸管调压装置（1）分别与制动执行装置（2）和三相交流电源（5）相连，所述制动执行装置（2）还与电动机（6）相连，所述控制及状态监测装置（3）分别与制动执行装置（2）、控制及状态监测装置（3）、三相交流电源（5）和电动机（6）相连；所述晶闸管调压装置（1）包括旁路接触器（QM）和一组以上的晶闸管阀组（4），所述晶闸管阀组（4）与旁路接触器（QM）并联；所述制动执行装置（2）包括正向接触器（KM1）和负向接触器（KM2），所述正向接触器（KM1）和负向接触器（KM2）相互并联；控制及状态监测装置（3）通过控制晶闸管阀组（4）改变电动机（6）的定子输入电压；所述控制及状态监测装置（3）通过控制制动执行装置（2）中正向接触器（KM1）和负向接触器（KM2）的开闭实现电动机（6）起动和制动过程的转换；当正向接触器（KM1）闭合、负向接触器（KM2）断开时，电动机（6）按正序连接至三相交流电源（5）；当负向接触器（KM2）闭合、正向接触器（KM1）断开时，电动机（6）按逆序连接至三相交流电源（5）。

2.根据权利要求1所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：当控制及状态监测装置（3）接收到正向起动电动机指令时，发出指令吸合正向接触器（KM1）和旁路接触器（QM），实现正向软起动；在这种情况下，如果控制及状态监测装置（3）接收到制动指令，旁路接触器（QM）先断开，延时断开正向接触器（KM1），再延时闭合负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

3.根据权利要求1所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：当电动机（6）正向软起动后，控制及状态监测装置（3）接收到反向起动电动机指令时，发出指令吸合负向接触器（KM2）和旁路接触器（QM），实现反向软起动；在这种情况下，如果控制及状态监测装置（3）接收到制动指令，旁路接触器（QM）先断开，延时断开负向接触器（KM2），再延时闭合正向接触器（KM1），触发晶闸管阀组（4），使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：所述晶闸管阀组（4）包括一对相互反并联的晶闸管，当晶闸管阀组（4）的数量为两组以上时，两组以上的晶闸管阀组（4）相互串联，晶闸管阀组（4）的数量根据晶闸管的电压等级来确定，两组以上晶闸管阀组（4）组成的串联支路与旁路接触器（QM）并联。

5.根据权利要求4所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：所述控制及状态监测装置（3）通过控制晶闸管阀组（4）的导通角度控制输出至电动机（6）的电压，从而控制电动机（6）的制动力矩和制动时间。

6.根据权利要求1至3、5中任一权利要求所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：所述三相异步电动机电气制动装置还包括速度传感器，所述速度传感器与控制及状态监测装置（3）相连，速度传感器检测电动机（6）的转速，当电动机（6）的转速降至零附近时，控制及状态监测装置（3）将三相交流电源（5）断开，避免电动机（6）反向旋转。

7.根据权利要求1或2所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：当控制及状态监测装置（3）接收到电动机起动指令，并且正向接触器（KM1）或负向接触器（KM2）吸合，电动机（6）起动；控制及状态监测装置（3）按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组（4）的触发角，使输入至电动机（6）的电压逐渐上升，电动机（6）平滑地加速；当电动机（6）的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）闭合，电动机（6）软起动过程结束，电动机（6）正向运行；当电动机（6）制动时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）先断开，延时断开正向接触器（KM1），再延时闭合负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），通过控制晶闸管阀组（4）的导通角使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

8.根据权利要求1或3所述的一种三相异步电动机电气制动装置，其特征在于：当控制及状态监测装置（3）接收到电动机起动指令，并且正向接触器（KM1）或负向接触器（KM2）吸合，电动机（6）起动；控制及状态监测装置（3）按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组（4）的触发角，使输入至电动机（6）的电压逐渐上升，电动机（6）平滑地加速；当电动机（6）的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）闭合，电动机（6）软起动过程结束，电动机（6）反向运行；当电动机（6）制动时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）先断开，延时闭合正向接触器（KM1），再延时断开负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），通过控制晶闸管阀组（4）的导通角使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

9.一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当控制及状态监测装置（3）接收到正向起动电动机指令时，发出指令吸合正向接触器（KM1）和旁路接触器（QM），实现正向软起动；在这种情况下，如果控制及状态监测装置（3）接收到制动指令，旁路接触器（QM）先断开，延时断开正向接触器（KM1），再延时闭合负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高；

当电动机（6）正向软起动后，控制及状态监测装置（3）接收到反向起动电动机指令时，发出指令吸合负向接触器（KM2）和旁路接触器（QM），实现反向软起动；在这种情况下，如果控制及状态监测装置（3）接收到制动指令，旁路接触器（QM）先断开，延时断开负向接触器（KM2），再延时闭合正向接触器（KM1），触发晶闸管阀组（4），使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

10.根据权利要求9所述的一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，其特征在于：所述控制及状态监测装置（3）通过控制晶闸管阀组（4）的导通角度控制输出至电动机（6）的电压，从而控制电动机（6）的制动力矩和制动时间。

11.根据权利要求9或10所述的一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，其特征在于：当控制及状态监测装置（3）接收到电动机起动指令，并且正向接触器（KM1）或负向接触器（KM2）吸合，电动机（6）起动；控制及状态监测装置（3）按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组（4）的触发角，使输入至电动机（6）的电压逐渐上升，电动机（6）平滑地加速；当电动机（6）的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）闭合，电动机（6）软起动过程结束，电动机（6）正向运行；当电动机（6）制动时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）先断开，延时断开正向接触器（KM1），再延时闭合负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），通过控制晶闸管阀组（4）的导通角使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

12.根据权利要求9或10所述的一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，其特征在于：当控制及状态监测装置（3）接收到电动机起动指令，并且正向接触器（KM1）或负向接触器（KM2）吸合，电动机（6）起动；控制及状态监测装置（3）按照设定的电流给定值或电压给定值控制晶闸管阀组（4）的触发角，使输入至电动机（6）的电压逐渐上升，电动机（6）平滑地加速；当电动机（6）的转速接近额定转速时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）断开，电动机（6）软起动过程结束，电动机（6）反向运行；当电动机（6）制动时，控制及状态监测装置（3）控制旁路接触器（QM）先断开，延时闭合正向接触器（KM1），再延时断开负向接触器（KM2），触发晶闸管阀组（4），通过控制晶闸管阀组（4）的导通角使加在电动机（6）上的反向电压按照预先设定的曲线逐渐升高。

13.根据权利要求9或10所述的一种三相异步电动机电气制动装置控制方法，其特征在于：当所述电动机（6）的转速降至零附近时，控制及状态监测装置（3）将三相交流电源（5）断开，避免电动机（6）反向旋转。

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