三相モータのブレーキ方法:エネルギー消費ブレーキ、逆ブレーキ、回生ブレーキ

ユニットサプライヤーからのフィードバックによると、三相誘導電動機には主に3つの電気ブレーキ方式、すなわち消費ブレーキ、逆接続ブレーキ、回生ブレーキがあることが分かります。ここで言う誘導電動機とは、三相非同期電動機と巻線電動機を指します。

1. エネルギー消費ブレーキ時にモーターの三相交流電源を遮断し、固定子巻線に直流電力を送ります。交流電源を遮断した瞬間、モーターは慣性により元の方向に回転し続け、回転子導体に誘導起電力と誘導電流が発生します。この誘導電流はトルクを発生させますが、このトルクは直流電流を供給した後に形成される固定磁界によって発生するトルクとは逆方向です。そのため、モーターは急速に回転を停止し、ブレーキの目的を達成します。この方法の特徴は、スムーズなブレーキングですが、直流電源と高出力モーターが必要であり、必要な直流機器のコストが高く、低速時のブレーキ力が小さいです。

2. 逆ブレーキは、負荷逆ブレーキと動力逆ブレーキの2種類に分かれています。

1)負荷逆ブレーキ、別名負荷逆引き逆ブレーキ。電動機の回転子が重量物の作用で回転磁界と逆方向に回転すると(クレーンが電動機を使用して重量物を降ろす場合)、このときに発生する電磁トルクがブレーキトルクです。このトルクにより、重量物は安定した速度でゆっくりと下降します。このタイプのブレーキの特徴は、電源を逆転させる必要がなく、専用のブレーキ装置を必要とせず、ブレーキ速度を調整できることです。ただし、巻線モーターにのみ適しており、スリップ率を1より大きくするために、ローター回路に大きな抵抗器を直列に接続する必要があります。

2) 電動モーターにブレーキをかける必要がある場合、二相電源ラインを入れ替えて回転磁界を逆方向にするだけで、急速ブレーキをかけることができます。モーターの回転速度がゼロに達すると、直ちに電源を遮断します。このタイプのブレーキの特徴は、急速駐車、強力な制動力、そしてブレーキ装置を必要としないことです。しかし、ブレーキング中は高電流と衝撃力が発生するため、モーターが過熱したり、トランスミッション部品の部品が損傷したりする可能性があります。

3. 回生ブレーキ(フィードバックブレーキとも呼ばれる)とは、重量物の作用(クレーンモーターが物体を下降させる際)により、モーターの速度が回転磁界の同期速度を超える現象を指します。この時、回転子導体に誘導電流が発生し、回転磁界の作用により反回転トルクが発生します。モーターは発電状態に入り、電力網にフィードバックされます。この方式は自然にフィードバックブレーキ状態に入り、確実に動作しますが、モーターの回転速度が高くなるため、減速には可変速装置が必要です。

ブレーキを使用する機器は多くありませんが、水ポンプ、ファン、トランスミッションモーターなどの三相モーターのほとんどは不要で、自由に停止できます。しかし、ブレーキを必要とする特定の工場設備は依然として多くあります。上記の3つのブレーキ方法はそれぞれ長所と短所があり、用途も異なります。どの方法を使用するかは、具体的な設備によって異なります。