直流电动机制动参考资料

1、第三节,他励直流电动机的制动,直流电动机的运行状态可分为电动状态及制动状态,一、概述,1,1,电动状态,电动机运行时的基本工作状态,特点,转矩,T,与转速,n,方向相同,为拖动转矩,输入,电能,输出,机械能,I,a,与,E,a,方向相反,机械特性在直角坐标的第一,三象限,2,制动状态,特点,转矩,T,与转速,n,方向相反,T,为制动性阻,转矩,I,a,与,E,a,方向相同，机械能转化为电能,该电能消耗在电阻上，或回馈电网,机械特性在直角坐标的第二、四象限,复习前一堂课的起动（列出运动方程,2,3,制动作用（目的,它可以维持恒速运动（对位能性恒转矩负载），如起重,类机械等速下放重物。列车等速下坡

2、等,也可以用于使拖动系统减速或停车,4,制动定义（原理,指通过某种方法产生一个与,拖动系统转向相反,的,阻转矩,以,阻止系统运动的过程,实现制动的方法,3,制动的需求因素分析,直流电机正常工作时，出现制动状态情况分析如下,1,要求停车,切断电枢电源，自由停车，或小容量电机切断电源，机械抱闸,帮助停车,2,降速过程中,在降压调速幅度比较大时，降速过程中要经过制动状态,3,提升机构下放重物,提升机构下放重物时，电动机要处于制动状态,4,反转,电动机从正转变为反转，首先要制动停车，然后才能反向起动,4,二、制动方法（广义,1,自由停车法,2,机械制动法（即刹车,3,电气制动,是使电动机变发电机将系统

3、的机械能或位,能负载的位能转变为电能，消耗在电枢电,路的总电阻或回馈电网,重点内容,5,三、直流电动机的电气制动,能耗制动,回馈制动,直流电动机,的制动方式,反接制动,A,能耗制动,定义（方法,能耗制动,是指,将,机械轴上的动能或势能转换而来的,电能,通过电枢,回路的外串,电阻,发热消耗,的一种制动方式,6,7,能耗制动,电动状态,能耗制动,1,电路图,2,制动操作,切除电源，同时在电枢回路中串入电阻,R,z,3,过程,分析,开始制动时，由于惯性,n,的方向不变,Ea,方向不变,U=0,Ia,反向（由,Ea,产生），而磁通方向不变,T,反向，使,T,与,n,方向相反,制动,4,特点,U=0,R

4、=R,a,R,Z,思考：电阻,Rz,的作用？电阻阻,值对系统的影响,8,5,能耗制动时的机械特性为,T,T,C,C,R,R,n,N,T,e,z,a,0,2,Z,a,R,R,C,B,n,0,n,a,R,A,0,Z,T,em,T,电动机状态工,作点,制动瞬间,工作点,制动过程,工作段,电动机拖动反抗性,负载，电机停转,若电动机,带位能性,负载,稳定,工作点,1,n,a,N,e,z,a,I,C,R,R,n,可见，能耗制动时的机械特性是一条经过原点、位于第二,四象限的直线,9,如果按最大制动电流不超,倍来选择,N,I,2,则,z,a,R,R,N,N,N,N,I,U,I,E,2,2,z,R,a,N,N,

5、R,I,U,2,6,参数计算：（电阻,Rz,能耗制动过程中，起始制动转矩的大小与外接制动电阻,Rz,的,大小有关,外接制动电阻越大，制动转矩越小，制动过程越缓慢，但电,机不易过热,反之外接电阻越小，则制动转矩越大，制动过程越快,但制动电阻的最小值受到电动机过载能力的限制，因此在能,耗制动过程中,应将制动瞬间的电流,即最大制动电流,I,max,限,制在允许的范围内,即应按下式选择电阻,1,z,a,R,R,2,z,a,R,R,2,1,Z,Z,R,R,T1,T2,T,n,10,电动机带位能负载时,的能耗制动电路图,电动机的运行点从,ABO,其中,BO,是能,耗制动过程（与拖动反抗,性负载时完全一样,

6、在,O,点,T,0,n,0,时,停止提升,此时如果不采用其他办法,停车，则系统将在位能性,负载转矩,T,z,作用下开始反,转（即下放重物），系统,进入四象限,7,若他励直流电动机拖动恒转矩位能性负载,O,T,e,n,T,L,n,0,A,B,C,D,E,1,2,3,4,图,4-16,能耗制动运行状态,原运行于电动状态的,A,点,以转速,n,A,提升重物。现采,用能耗制动，如右图,11,8,能耗制动的能量关系,制动运行时，电机靠生产机械的惯性力的拖动而发电,将生产机械储存的动能转换成电能，消耗在电阻上，直到电,机停止转动,2,z,a,a,a,a,R,R,I,I,E,9,能耗制动的应用既优缺点,能耗

7、制动的线路简单、经济、安全,用于反抗性负载可实现准确停车,用于位能性负载，可下放重物,但在制动过程中，随着转速的下降，制动转矩随之减小,制动效果变差，为使电机更快停车，可在转速降到一定程度时,切除一部分电阻，使制动转矩增大，从而加强制动作用,12,电动机带位能负载时,的能耗制动电路图,一）转速反向的反接制动,转速反向的反接制动特性方程式为,电枢电路的电压平衡方程式变为,a,a,a,a,E,U,E,U,R,R,I,T,C,C,R,R,n,n,T,e,a,2,0,他励直流电动机拖动位能性负载，如起重机下放重物时，若,在电,枢回路串入大电阻，致使电磁转矩小于负载转矩,这样电机将被,制动减速，并被负载

8、反拖进入第象限运行,特点,较大，使,R,Z,st,T,T,0 (n,为负,二、反接制动,反接制动可用两种方法实现，即转速反向（用于位能负载）与,电枢反接（一般用于反抗性负载,13,转速反向的反接制动的机械特性曲线就是电动状态时电枢串,电阻时的人为特性在第四象限的部分,只适用于位能性恒转矩负载,R,R,a,C,B,n,0,n,a,R,A,0,Z,T,T,B,T,D,st,T,电枢回路串入较大电,阻,后特性曲线,R,正向电动状态,提升重物,A,点,负载作用下电,机反向旋转,下放重物,电机以稳定,的转速下放,重物,D,点,14,说明,1,由曲线知，因,重物加速下放，直到,D,点,时，获得稳速下放（一

9、般,Z,st,T,T,Z,T,T,0,n,n,2,由于,R,E,U,a,2U,N,可达到,必须较大，限制,同时保证,Z,st,T,T,a,I,a,a,a,a,a,I,E,UI,R,R,I,2,上式表明,与,两者之和消耗在电枢电路的电阻,上,a,UI,a,EI,R,R,a,3,由,电网输入功率,电磁功率,15,二）电枢反接的反接制动,1,K,2,K,3,K,断开,和,接通,和,4,K,R,R,E,U,R,R,E,U,I,a,a,a,a,a,电枢反接的反,接制动电路图,1,方法,将正在运行的电机电枢绕组两端换接到电源上,同时串入制动电阻,R,U0,0 (T,反向,2,特点,U0,R,R,R,a,1

10、6,T,C,C,R,R,n,n,T,e,a,2,0,3,机械特性,电枢反接的反接制动机械特性是一条过,n,0,的直线，在第二象,限部分,BC,段,n,为正,T,为负,R,R,a,C,B,n,0,n,a,R,A,0,Z,T,T,Z,T,0,n,D,说明,若制动到,0,后，不切断电源,则电机进入反向电动,对位能性负载稳定运行于,E,点,对反抗性负载稳定运行于,D,点,E,17,一般要求最大制动电流也不超过,N,2,I,R,a,R,I,U,N,N,R,4,电枢反接制动电阻,的计算,R,R,E,U,R,R,E,U,I,a,a,a,a,a,N,2,I,z,R,a,N,N,R,I,U,2,能耗制动中,R,电枢反接制动比能耗制动陡得多，制,动转矩比较大,比能耗更强烈，更快,Tz,T,n,R,在频繁正、反转的电力拖动自动控制系统中,常采用这种先反接制动,停车,接着自动反向起动的运行方式,以达到迅速制动并反转的目的,18,三,两种反接制动的异同点,共同点：能量关系相同,不同点：电枢反接制动特性位于第二象限，制动转矩大，制,