电机及电力拖动课件模块直流电机的电力拖动.ppt

2.5.1 能耗制动 能耗制动——把正处于电动运行状态的电动机电枢绕组从电网上断开，并立即与一个附加制动电阻Rbk相连接构成闭合电路。 能耗制动又可分为能耗制动停车和能耗制动运行。 课题5 他励直流电动机的制动 (a)电路接线图 (b)制动原理 图2-17 他励直流电动机的能耗制动 1）能耗制动停车 为实现快速停车，电动机电枢与电源脱离；再将电枢通过制动电阻Rbk构成闭合电路。 制动前： 制动时： 制动时产生的电磁转矩为反向制动转矩， 当n=0时，制动过程结束。 在制动过程中，电磁功率Pem=EaIa=TemΩ0，说明电动机发电运行，将生产机械储存的动能转换为电能消耗在电阻(Ra+Rbk)上，直到电动机停止转动为止。所以这种制动方式称为能耗制动。 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.1 能耗制动 1）能耗制动停车 机械特性方程式 特性曲线为一条通过原点，位于第二象限的直线。 如果负载为反抗性负载，电动机停车。 如果负载是位能性负载，电动机有可能在负载的作用下反向加速，进入第四象限。因此停车时需与电磁制动闸相配合。 规定制动开始时的最大允许制动电流Ibk≤(2～2.5)IN，则制动电阻Rbk应为 (2-36) 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.1 能耗制动 图2-18 能耗制动机械特性 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.1 能耗制动 图2-19 能耗制动运行 图2-20 例题分析 2）能耗制动运行 电动机拖动位能性负载下放重物时的运行。 首先采用能耗制动使电动机停止提升。 之后拖动系统在位能负载转矩TL的作用下使电动机反转，n0，Ea0， ，Tem 0，电动机在第四象限能耗制动运行。 到Tem=TL时，匀速下放重物。 2）能耗制动运行 在能耗制动运行状态下，机械功率的输入是靠重物下降时减少的位能提供的，电机将机械能转换为电能，供给电枢电路。 优点：控制比较简单，运行可靠，且比较经济。制动转矩T随转速n的下降而减小，因此制动比较平稳，便于准确停车。 适用场合：要求准确停车的场合制动停车或提升装置均匀下放重物。 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.1 能耗制动 图2-19 能耗制动运行 反接制动可分为电源反接制动和倒拉反接制动。 1）电源反接制动 在制动时将电源极性对调，反接在电枢两端，同时在电枢电路中串一制动电阻限流。 电枢电流 (2-37) 电源反接制动时电动机的机械特性方程式为 (2-38) 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.2 反接制动 1）电源反接制动 n=0后，如果负载为反抗性恒转矩负载。 |TC|≤|TL| 时，电动机就停止转动，制动过程结束； 若|TC|＞|TL|，电动机将反向启动，并沿特性曲线加速到D点，进入反向电动状态下稳定运行。 当制动的目的就是为了停车时，在电动机转速接近于零时，必须立即断开电源(一般由速度继电器控制)。 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.2 反接制动 特性曲线 1）电源反接制动 电源反接制动过程中，电动机从电网吸取电能，系统减少的动能，消耗在电枢电路的电阻上。 限流电阻Rbk的大小应使反接制动时电枢电流不超过电动机的最大允许电流Imax=(2～2.5)IN ，即 (2-39) 优点：设备简单，操作方便，制动转矩较大。 缺点：制动过程中能量损耗较大，在快速制动停车时，如不及时切断电源可能反转，不易实现准确停车。 适用场合：要求迅速停车的生产机械，对于要求迅速停车并立即反转的生产机械更为理想。 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.2 反接制动 2）倒拉反接制动 适用于电动机拖动位能性负载，由提升重物转为下放重物的系统中，将重物低速匀速下放。 下放重物时，电枢电路串入一个较大的电阻Rbk，这时电枢电流变小，电磁转矩Tem变小，即Tem＜TL。在负载重力的作用下，转速迅速沿特性下降并开始反转，也称为倒拉反转。 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.2 反接制动 图2-22 倒拉反接制动原理接线 2）倒拉反接制动 电枢电流则为 (2-40) 电磁转矩Tem与转速n方向相反，为制动转矩，电动机处于制动状态，到Tem=TL时，电动机开始匀速下放重物。 机械特性方程式 课题5 他励直流电动机的制动 2.5.2 反接制动