电机与拖动基础 第4章 他励直流电动机的运行.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 制动的目的： 1、使转速降低。 2、使系统停车。 3、限制位能性负载的下降速度。 电动机的制动方法： 断开电源 →自由停车：停车时间长，不易控制 抱闸→机械制动：有机械磨损，不易控制 能耗制动 反接制动 电气制动：无机械磨损，易控制 回馈制动 制动运行 4.3.2 能耗制动 1. 能耗制动过程 切除电动机的电源电压，并在电枢回路中串入电阻R。 ΦN + UN - R Ea Ia n K n T 0 A B n0 TL -TB -TL 此时，U＝0， Ea不变，电枢回路总电阻Ra＋R，人为机械特性： 1. 能耗制动过程 n T 0 A B n0 TL R -TB -TL 电枢电流： B→O：n0，T0，能耗制动过程 动转矩TB-TL0,系统减速。 O点，n=0，Ea=0，Ia=0，T=0，电动机自动停车 能耗制动过程中的功率关系 输 入 电功率P1 电枢回路总损耗pCua 电磁功率PM 电动机 空载损耗p0 输出 机械功率P2 UIa = Ia2（Ra+R） + EaIa TΩ = T0Ω + T2Ω 0 + - + - Ia2(Ra+R) |PM| |P2| p0 能耗制动过程中，电动机好像是一台发电机，但与一般发电机由不相同，表现在： 1、没有原动机输入机械功率，其机械能靠的是系统转速从高到低时所释放出来的动能。 2、电功率没有输出，而是消耗在电枢回路的总电阻Ra+R上 能耗制动开始瞬间|Ia|与（Ra+R) 成反比，R越小， |Ia| 越大。 |Ia|大，电磁转矩大，停车快。但Ia过大换向困难，因此规定制动过程中的最大电流Iamax。 2. 能耗制动运行 如果拖动位能性负载，采用能耗制动，运行到O点如不用其它方式停车，T=0，小于负载转矩，系统继续减速，即开始反转，在C点T=TL，稳定在C点。 此时，T0，n0，T与n方向相反，T为制动性转矩，这种稳定运行状态就是能耗制动运行。 回路串电阻大，转速绝对值也大。 n T 0 A B n0 TL1 C -TB nC TL2 功率关系与能耗制动过程相同，机械功率的输入是靠位能性负载减少的位能。 4.3.3 反接制动过程 将电源电压突然反接，同时在电枢回路中串入限流电阻R。 U＝－UN，R=Ra+R 反接制动机械特性： 负载 + UN - R Φ E Ia n Ra M TL -n0 na A TL T 0 n0 n B C -TL 4.3.3 反接制动过程 B →C：T0,n0,反接制动过程 -n0 na A TL T 0 n0 n B C -TL 电源反接后电磁转矩与n反向，电磁转矩和TL共同作用下减速制动；到C点n=0，断电源 ， 停车 。 Ia2(Ra+R) |PM| |P2| p0 P1 功率关系 反接制动过程中的功率关系 输 入 电功率P1 电枢回路 总损耗pCua 电磁功率PM 电动机 空载损耗p0 输 出 机械功率P2 UIa = Ia2（Ra+R） + EaIa TΩ = T0Ω + T2Ω + + - + - 电动机轴上输入的机械功率是系统释放的动能所提供的。 4.3.3 反接制动过程 同样，应该使起始制动电流|Ia|Iamax，所串电阻最小值应为 -n0 na A TL T 0 n0 n B C -TL 能耗制动 反接制动 比较能耗制动在同一个Iamax下，反接制动串电阻要大近一倍。制动过程中电磁转矩大，停车更快。 4.3.3 反接制动过程 如果拖动的反抗性恒转矩负载，负载转矩特性和电动机机械特性如右图所示的情况，反接制动停车后若不断电，电机反向起动，并运行在D点。 频繁正、反转的电力拖动系统，常常采用这种先反接制动停车，接着反向启动的运行方式，达到迅速制动并反转的目的。 　 -n0 na A TL T 0 n0 n B -TL nD 反接制动 反向启动 D 2. 倒拉反转运行 负载为位能性负载时，在电枢回路串入足够大的电阻R，使人为机械特性与负载转矩特性的交点处于第四象限C点， T0,n0 ，倒拉反转运行。 这时n为负值，Ea的方向变反，与U方向一致。 系统下放重物，电动机克服重力保持匀速下降。 R + U - Φ Ra Ia M + E - G n T nC nA A TL1 T 0 n0 C TL2 2. 倒拉反转运行 倒拉反转运行的功率关系与反接制动过程一样。区别仅在于反接制动的输入机械能是负载释放的动能，而倒拉反转是位能性负载减少的位能，或者说是位能性负载倒拉着电动机运行。 常