电动机反接制动.doc

_他励直流电动机反接制动仿真一、 工作原理直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动和倒拉反接制动。电压反向反接制动作用用于电动机的快速停机，而倒拉反接制动用于低速下放位能负载。反接制动就是通过调换电动机电枢电压方向以改变电枢电流方向，从而使电动机的电磁转矩方向发生改变，最终实现电动机制动。当电动机在电动运转状态下以稳定的转速n运行时候，如图1-1所示，为了使工作机构迅速停车，可在维持励磁电流不变的情况下，突然改变电枢两端外施电压的极性，并同时串入电阻，如图1-2所示。由于电枢反接这样操作，制动作用会更加强烈，制动更快。电机反接制动时候，电网供给的能量和生产机械的动能都消耗在电阻Ra+Rb上面。图1-1 制动前的电路图图1-2 制动后的电路图同时也可以用机械特性来说明制动过程。电动状态的机械特性如下图三的特性1 n与T的关系为电压反向反接制动时，n与T的关系为 其机械特性如图1-3中的特性2。设电动机拖动反抗性恒转矩负载，负载特性如图1-3中的特性3。图1-3 反接制动迅速停机过程制动前，系统工作在机械特性1与负载特性3的交点a上，制动瞬间，工作点平移到特性2上的b点，T反向，成为制动转矩，制动过程开始。在T和的共同作用下，转速n迅速下降，工作点沿特性2由b移至c点，这是，应立即断开电源，使制动过程结束。否则电动机将反向起动，到d点去反向稳定运行。电压反向反接制动的效果与制动电阻的大小有关，小，制动过程短，停机快，但制动过程中的但制动过程中的最大电枢电流，即工作于b点时的电枢电流不得超过。由图1-3可知，只考虑绝对值时式中，Eb=Ea。由此求得电压反接制动的制动电阻为使用Simulink建立直流电动机的电压反向反接制动的仿真模型，仿真分析获得转速。电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。二、 电机参数及其计算l 电动机： =150kW； =1200； =350A； =0.05。l 主回路： =0.08；=2 。l 负载及电动机转动惯量： =125。计算得到此直流电动机的相关参数如下。l 电势常数：=0.185。l 转矩常数：=l 电磁时间常数：=0.025。机电时间常数：三、 仿真步骤1. 仿真原理图 图1 他励直流电动机反接制动仿真原理图2. 子系统模块2.1 DC Machine 模块在对话框中，直流电机模块的具体参数设置如图2-1所示。 图 2-1 DC Machine 模块参数设置 2.2 Series RLC Branch 模块 此模块中，Series RLC Branch模块中，Resistor(Ohms)设置为10000,、Inductance(H)设置为0、Capacitance(Ohms)设置为inf; Series RLC Branch1模块中，Resistor(Ohms)设置为5,、Inductance(H)设置为0、Capacitance(Ohms)设置为inf; 如图2-2所示 图2-2-1 Series RLC Branch模块参数 图2-2-2 Series RLC Branch1模块参数2.3 Timer模块设置参数如图2-3所示 图2-3-1 Timer 模块参数 图2-3-2 Timer1 模块参数2.4 Ideal Switch 模块参数如下图所示 图2-4-1 Ideal Switch 模块参数 图2-4-2 Ideal Switch1 模块参数 2.5 XY Graph 模块 参数如下图所示2.5 其他参数设置直流电压参数设置为240V，constant的值设置为120、. Constant1的值设置为0、Gain 的参数设为9.88.四、 仿真结果分析1、 仿真结果 图4-1 他励直流电动机电压反向反接制动仿真结果 图4-2 他励直流电动机电压反向反接制动时电压的变化图4-3 他励直流电动机反接制动转速电流关系仿真结果3. 结果分析 通过图4-1可以看出当在电机的电压反向反接制动时，转速慢慢减小直至零，而回路电流则突变为零。由此可以知道电压反接制动可以实现电机的快速停止。 图4-2可以知道他励直流电动机电压反向反接制动时电压的变化，在制动的一瞬间减小然后在很短的时间内变大，但是低于原来回路的电压，之后慢慢减小。 图4-3 表示的是转速与电流的关系，制动前转速保持不变，制动后转速慢慢的减小，直至电动机停止。 通过此次的Matlab 的仿真