[科普中国]-直流刹车

直流刹车是一种减缓交流马达速度的方式，先将交流电源移除，再将直流电压注入马达中，产生刹车的力矩。若马达是由市电供电，直流刹车可以是一个独立的模组，若马达是由变频器驱动，一般会使用内建的直流刹车机能。

应用及动作原理半波整波以产生直流电流

当马达的交流电压移除时1，转子会继续转动，会因为摩擦力使速度渐渐变慢，最后停止。若是大功率的马达或是转动惯量很大，可能会需要相当长的时间才能停止，若是应用需求，停止时间要短，或是需要有紧急停止的安全特性，就可以用直流刹车的方式，让马达较快速的停止。

直流刹车系统可以代替摩擦刹车系统，直流刹车只要需要一个小的模组，安装位置也不需要在旋转轴附近，相反的，摩擦刹车系统需安装在旋转轴附近，而且摩擦刹车系统会因为磨损而需要定期的更换。直流刹车系统没有要定期更换的元件，因此也不需要维护。而且摩擦刹车系统需要有制动的方式，可能是人工的，或是者系统控制的制动器，增加系统的复杂度。直流刹车系统可以轻易的整合到马达电路中。

直流刹车的缺点是马达容易过热，因为直流刹车是将马达的动能消耗在马达内部，若刹车时间过长，可能会有马达温度过高的问题。

直流刹车的动作原理是将直流电压注入马达绕组中，产生静止的磁场，对马达有一个固定转子的转矩。转子会因此转矩而慢慢停下来。若停止后，只要持续的给直流电压，转子就会停在原来的位置，并反抗使马达运转的外力，给的电压越大，刹车力就越强。

变频器中的直流刹车机能变频器中也有直流刹车机能，不过应用方式和上述的有些差异。

变频器因为可以控制给马达的频率，因此若要让马达停止，最常见的方式是降低马达频率，使马达渐渐减速即可，不过因为控制方式等差异，变频器可能只能将马达的频率控制在某一很小的频率（例如0.5Hz或是1.5Hz），最后会用直流刹车来让马达停止，称为“停止时直流刹车”。也有些应用需要快速让马达停止，因此不进行降低马达频率的程序，直接进行直流刹车，因为从开始降速到马达静止的过程中，都在直流刹车，因此称为“全领域直流刹车”。

变频器启动马达之前，马达多半是停止的，但像风扇等负载，可能因为外力而使马达旋转，此时启动会产生较大的电流，因此可以一开始就先用直流刹车使马达停止，称为“启动时直流刹车”。

变频器的直流刹车一般可以设定启动时及停止时直流刹车的时间，刹车转矩则是用刹车电流来控制，不过因为电流仍由变频器的IGBT流出，因此若电流过大，也可能出现过电流的故障，其至损坏IGBT。

变频器的直流刹车也是由马达来消耗马达的动能，因此若长时间直流刹车，马达的温度也会过高。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所