第二章第5节直流电动机拖动.pptVIP

2.5 他励直流电动机的电气制动 制动：机械制动和电气制动。 电气制动：使电动机产生一个与转速方向相反的电磁转矩，起到阻碍运动的作用。 制动的意义： 1、迅速停车，以提高生产率，是一个动态过程； 2、限制位能性负载的下降速度，是一个稳态过程。 他励直流电动机的电气制动 电气制动方法： 能耗制动； 反接制动； 回馈制动。 2.5.1 能耗制动 1、实现方法：对正在电动运行的电动机，断开电枢电源并用电阻将电枢连接成回路。 能耗制动 2．制动原理 制动时，Φ不变，U=0 ,因惯性，n不能突变，使 不变，则 可见， 变为负，与电动时相反，因此 也变负，表明此时的方向与转速的方向相反， 起制动作用，称为制动性转矩。 能耗制动 由于 ，n逐渐减小， 随之变小，直至n=0，此 时 都为0。对反抗性恒转矩负载，系统就在n=0时停车。是动态制动过程。 能流：将动能转换为电能消耗在电 阻 上，因而称能耗制动。 能耗制动 3．能耗制动的机械特性 机械特性方程为 式中 为斜率，与串阻时的大小相同。从式可知，当 时，n=0 ，说明机械特性是一条过原点并与电枢回路串接电阻 的人为机械特性平行的直线，如图2.24所示。 能耗制动 从图可知，制动开始，运行点从A瞬间过渡到B点，转速逐渐下降。对反抗性恒转矩负载，当n= 0时， =0，停车。从B点到坐标原点；对位能性恒转矩负载，当n=0时，动态转矩 ，在负载带动下将开始反向旋转，直到C点，在C点上满足稳定运行的充分必要条件，因此C点是稳定工作点。电动机在C点上的稳定运行叫“能耗制动运行”。 能耗制动 在能耗制动稳定运行状态下，电动机靠位能性恒转矩负载带动旋转，电枢通过切割磁场将机械能转变成电能并消耗在电枢回路电（ ）上，其功率转换关系和能耗制动停车过程相同，不同的是能量转换功率 大小在能耗制动稳定运行时是固定的，而在能耗制动停车过程中是变化的。 2.5.2 反接制动 形式：电枢电压反向反接制动、倒拉反接制动。 电枢电压反向反接制动 电枢电压反向反接制动 （3）机械特性 电压反向反接制动的机械特性方程式为 　　　电枢电压反向反接制动机械特性是一条过（-n0）点并与电枢回路串入电阻RF的人为机械特性相平行的直线，如图2.26所示。 电枢电压反向反接制动 　　反接制动开始，运行点从A瞬间过渡到B点，沿曲线2转速下降，当到C点即n=0时，立即断电，制动结束。从B点到C点，是反接制动过程。 　　如果到n= 0时未断电，将有可能反向起动，直到在D点稳定运行。 　反接制动适合于要求频繁正、反转的电力拖动系统，先用反接制动达到迅速停车，然后接着反向启动并进入反向稳态运行，反之亦然。若只要求准确停车的系统，反接制动不如能耗制动方便。 2．倒拉反转反接制动 （1）实现方法 倒拉反转反接制动 （2）制动原理 倒拉反转反接制动 （3）机械特性 即是电枢回路串电阻的人为机械特性，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 在由升转降时，串大电阻，工作点从a跳至b，沿曲线下降至c点，n= 0 ，此时在负载重物的作用下，电动机被倒拉而反转起来，并稳定运行在d点。 倒拉稳定运行的速度可以用电阻的大小控制。 在倒拉制动中，位能负载转矩是拖动转矩，而电动机的电磁转矩是制动转矩，它抑制重物下放的速度，使之限制在安全范围之内，这种制动方式不能用于停车，只可以用于下放重物。 例题2.5.1 一台他励直流电动机的额定功率PN =40kw．额定电压UN＝220V，额定电流IN=207.5A，额定转速nN＝1500 r／min，电枢回路总电阻Ra＝0.0422Ω。电动机拖动反抗性负载转矩运行于正向电动状态时，TL=0.85TN。求： (1) 采用能耗制动停车，并且要求制动开始时最大电磁转矩为1.9TN，电枢回路应串多大电阻？ (2) 采用反接制动停车，要求制动开始时最大电磁转矩不变（仍为1.9TN），电枢回路应串多大电阻？ (3) 采用反接制动若转速接近于零时不及时切断电源，问电动机最后的运行结果如何？ 解 (1) 采用能耗制动停车时