电动机反接制动

1、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+

2、Rb上面。laUf图1-1制动前的电路图Uf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E rCEi： nT = Ct I aUaRaT2 TCeCeCtG2EUaRaian 二Ce Ce电压反向反接制动时，n与T的关系为/ UaRa +Rb t、n = -(2 T)CE CECT 2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。1T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

3、开始。在 T和Tl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n=0，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 Rb的大小有关，Rb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iab不得超过lamax = (1.5 - 2.0)1 aN。由图仁3可知，只考虑绝对值时abUa EbRaRb式中，Eb=Eao由此求得电压反接制动的制动电阻为RbUa Eb1 a maxRa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

4、电流和电磁转矩的暂态过程曲线。二、 电机参数及其计算电动机:爲I =150kW;mu =1200 rmiii I砂=350A;人=0.05 Q。主回路：為=0.08 Q ; h =2皿。负载及电动机转动惯量：G/T =125上 用 计算得到此直流电动机的相关参数如下。240-350*0.05J-IJ軽1200=0.185 F(厂佔)。电势常数：（;=:邑呱T转矩常数： 二= L03= I.1电磁时间常数:2x1()40_08=0.025 5。r.机电时间常数：三、仿真步骤1.仿真原理图GET Rd125x0.083tT C,Ct 375 xOJSxO.182=0.8jId&d Surld-i

5、g_j m r 4Ntal Switch LITimarl丄-一BfLCR證sfl 丄-=： -tEicnaJ btzji Tr3n riP丄时2屯1YMftasufuienLSum*0tincnil0FPR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 Machi ne 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 2-2-2 Series RLC Branch1 模块参数图2-1 DC Machine模块参数设置22 Series RLC Bran ch 模块此模块中，Series RLC Branch 模块中，Resistor(Ohms设置为 10000,

6、、 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2.3 Timer 模块设置参数如图2-3所示号 Source Block Paraimeter$f TimerTiMec (m&Ek) (link)Gaerates a signal chaiLeing at specified tinesIf a

7、signal value is not specified at time zerOj the output is kepi at 0 until the first w specified transition tine,ParanetersTine Is):D CL 8 Ajiplitude:10OKCancel Help f s丄 图2-3-1 Timer模块参数2.4 Ideal Switch 模块参数如下图所示W| Soum Block Parameters： TirrierlTimer (iiask) (link)Generates a signal changing at spe

8、cified time 習If 且 signal value is not specified at tine zerOj the output is kept at 0 until the first specified transition time,Par：anet ersTime (s):D 0.8 IIAmplitudesD L 1Cancel | | HelpJ亠 图2-3-2 Timer1模块参数图 2-4-1 Ideal Switch 模块参数2.5 XY Graph 模块参数如下图所示图 2-4-2 Ideal Switch1 模块参数2.5其他参数设置直流电压参数设置为24

9、0V, 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、仿真结果箱tUhid ZEV 斡JJ.EJ -曲 一 丰 ir ；Ml - !rW- f丰 二“巴“寫 “禺.cFHidanrJ i jhp:Elndflcd xqiM InlfirabWO I1flWO -: *0:0 j 二300 _” 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o X/ Graoh = | 回 I图4-3他励直流电动机反接制动转速一电流关系仿真结果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