抱闸的方式居然有这么多种？讲一讲什么是电气抱闸，如何控制

一、抱闸结构和控制原理

制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。

A、机械制动

利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。

常用的方法：电磁抱闸制动。

1、电磁抱闸的结构：

主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。

制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。

2、工作原理：电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈也得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。断开开关或接触器，电动机失电，同时电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机被制动而停转。

3、电磁抱闸制动的特点

机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动，两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场，使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合，动、静摩擦片分开)，克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮．电磁离合器是利用动、静摩擦片之间足够大的摩擦力使电动机断电后立即制动。

优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。

缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。

4、电动机抱闸间隙的调整方法

①停机。（机械和电气关闭确认、泄压并动力上锁，并悬挂“正在检修”、“严禁启动”警示牌。）

②卸下扇叶罩；

③取下风扇卡簧,卸下扇叶片；

④检查制动器衬的剩余厚度（制动衬的最小厚度）；

⑤检查防护盘：如果防护盘边缘已经碰到定位销标记时,必须更换制动器盘；

⑥调整制动器的空气间隙：将三个(四个)螺栓拧紧到空气间隙为零,再将螺栓反向拧松角度为120°,用塞尺检查制动器的间隙(至少检查三个点),应该均匀且符合规定值;不对请重新调整；（注：抱闸的型号不同，其反向拧松的角度、制动器的间隙也不一样）。

⑦手动运行，制动器动作声音清脆、停止位置准确、有效。

⑧现场6S标准清扫 。

B、电气制动

1、能耗制动

①能耗制动的原理：

电动机切断交流电源后，转子因惯性仍继续旋转，立即在两相定子绕组中通入直流电，在定子中即产生一个静止磁场。转子中的导条就切割这个静止磁场而产生感应电流，在静止磁场中受到电磁力的作用。这个力产生的力矩与转子惯性旋转方向相反，称为制动转矩，它迫使转子转速下降。当转子转速降至0，转子不再切割磁场，电动机停转，制动结束。此法是利用转子转动的能量切割磁通而产生制动转矩的，实质是将转子的动能消耗在转子回路的电阻上，故称为能耗制动。

②能耗制动的特点：

优点：制动力强、制动平稳、无大的冲击；应用能耗制动能使生产机械准确停车，被广泛用于矿井提升和起重机运输等生产机械。

缺点：需要直流电源、低速时制动力矩小。电动机功率较大时，制动的直流设备投资大。

2、 反接制动

①电源反接制动

电源反接，旋转磁场反向，转子绕组切割磁场的方向与电动机状态相反，起制动作用，当转速降至接近零时，立即切断电源，避免电动机反转。反接制动的特点：优点是制动力强、停转迅速、无需直流电源；缺点是制动过程冲击大，电能消耗多。

②电阻倒拉反接制动

绕线异步电动机提升重物时不改变电源的接线，若不断增加转子电路的电阻，电动机的转子电流下降，电磁转矩减小，转速不断下降，当电阻达到一定值，使转速为0，若再增加电阻，电动机反转。

特点：能量损耗大。

二、抱闸的控制方法

抱闸的控制可以有多种控制方式，如继电器或接触器逻辑互锁控制，PLC编程控制以及变频器内部自带抱闸逻辑控制等。

一般利用变频器本身的控制功能实现，需要制动时变频器输出24VDC给继电器，继电器带动接触器控制抱闸线圈，输出信号时，电机抱闸就打开，不输出就处于制动状态。优点是变频器控制的电机速度在一个可以人为设置并且精确到达的时候才动作。满足了驱动设备的正常运行。

这种方法很简单，但过于依赖变频器本身，单从这一点来说，安全可靠性差一些。现在在一些关键场合，例如抱闸不参与控制设备运行，而是起安全保障作用的时候，尝试着将抱闸脱离变频器甚至PLC的控制直接做独立继电器控制回路来控制。但一般场合，如起重等行业用变频器本身的逻辑控制功能还是挺实用的。

实际项目中，抱闸分为常闭和常开两种，除了向吊车，起重机等特殊场合是常闭的（不工作时抱闸处于抱紧状态），一般我们的应用的都是常开的，即抱闸回路接通时抱紧。

变频器与plc之间通过网络通讯控制抱闸也是一个办法，PLC用于控制变频器的启动、停止、速度给定、抱闸的开关等。

变频器把运行参数反馈给PLC后，PLC通过获得的变频器实时参数控制抱闸，此外，PLC和变频器侧还应该作好通讯检测就更完善了。

PLC还可以通过设备侧速度或位置检测进行闭环控制，PLC通过获得反馈信号，分析判断实时位置和速度，计算给抱闸的输出信号，使控制更可靠、安全联锁更严密。

更重要场合还可以直接信号接至变频器使能信号、变频器急停信号中，甚至做完全独立的抱闸控制回路、安全的打开及关闭抱闸，防止意外带来的生产、设备及人身事故。

三、抱闸开启时机和抱闸闭合时机

个人认为，在抱闸控制中，最重要的原则是：抱闸力不能与电机力矩有冲突，或者冲突小到可以接受，同时电机不能在外部力作用下发生反转。最终还是要根据工艺要求进行设定。

实操教学｜实例解析PLC控制伺服电机的实现方式，电气工程师必学

今天为大家讲解的是关于PLC控制伺服电机三种方式：

一、转矩控制

二、位置控制

三、速度模式

1、转矩控制

转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。

可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

2、位置控制

位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

3、速度模式

通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

以SINAMICS V90系统为例说明。

SINAMICS V90 根据不同的应用分为两个版本：

1. 脉冲序列版本（集成了脉冲，模拟量，USS/MODBUS）；

2. PROFINET通讯版本。

SINAMICS V90 脉冲版本可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。

下图所示为脉冲串指令速度控制模式（PTI）下的默认接口定义，符合标准的应用习惯。

同时只允许使用一个脉冲输入通道，其他控制信号也可以自由分配到数字量输入和输出端子上，请参见操作手册。

数字量输入，支持NPN和PNP两种类型。接线图中的24V电源如下：

（1）用于SINAMICS V90的24V电源。所有的PTO信号都必须连接至使用同一24V电源的控制器，如SINAMICS V90。

（2）隔离的数字量输入电源，可使用控制器电源。

（3）隔离的数字量输出电源，可使用控制器电源。

SINAMICS V90 伺服驱动：

电机抱闸信号（仅用于 SINAMICS V90 200 V 驱动）。SINAMICS V90 200 V 驱动需要使用外部继电器来连接电机抱闸。

SINAMICS V90 脉冲序列版本的系统接线图：

SINAMICS V90 PROFINET 版本的系统接线图：

1、SIMOTICS S-1FL6 低惯量电机 SH20、SH30 及SH40 使用电缆型连接器。

2、此处所展示的抱闸电缆连接仅适用于 V90 400 V 驱动。V90 200 V 驱动需要使用外部继电器来连接电机抱闸电缆。

3、SINAMICS V90 PTI 驱动必须通过设定值电缆连接继电器，而 SINAMICS V90 PROFINET 驱动通过 I/O 电缆连接继电器。

4、必须使用 I/O 电缆来实现 SINAMICS V90 PROFINET 200 V 驱动的抱闸控制，并实现除 PROFINET 通讯之外需要额外 DI/DO 的应用。

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