《电气控制与调速技术 教学课件 ppt 作者 郑建华第1章直流电机PPT 1-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与调速技术 教学课件 ppt 作者 郑建华第1章直流电机PPT 1-5（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,1.5.1、直流电动机的反转,在电力拖动系统中，由于生产工艺上的要求，常常需要改变电动机的旋转方向。例如： 龙门刨床切削时需要电动机正转，后退时需要电动机反转。 由于电动机的电磁转矩是一个拖动性质的转矩，电机的旋转方向取决于电磁转矩的方向。而电磁转矩的方向取决于主磁极磁通和电枢电流的方向。因此，改变直流电动机转向的方法有两种：一是电枢绕组两端极性不变，而将励磁绕组反接；另是励磁绕组极性不变而将电枢绕组反接。,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,1.5.2、 他励直流电动机的制动,制动的方法有机械的用抱闸)和电磁的。电磁制动是通过使电机
2、产生与旋转方向相反的电磁转矩的方法而获得的。电磁制动的优点是制动转矩大，制动强度比较容易控制。在电力拖动系统中多采用这种方法，或者与机械制动配合使用。 电动机的电磁制动方法可分为下列三种： (1)能耗制动； (2)反接制动，它又可分为倒拉反接和电源反接制动两种： (3)回馈制动，又称再生发电制动。 1.能耗制动,如图所示，开关合到电源的位置时，电机作电动机状态运行电动势， 电流、转矩和转动方向如该图所示。将开关合到电阻的位置，电机 被切断了电源而接到一个制动电阻Rz上。在此瞬间，在拖动系统机械 惯性作用下电机继续旋转，转速来不及改变。由于励磁保持不变，因此，电枢仍具有感应电动势Ea ，其方向和
3、大小与处于电动机状态时相同。由于U=0，所以电机的电流,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,式中的负号说明电流与原来电动机运行状态的方向相反，这个电流叫制动电流。制动电流所产生的电磁转矩和原来的方向相反，变为制动转矩，使电动机很快减速至停转。,直流电动机在能耗制动过程中，已转变为发电机运行。和正常发电机不问的是电机依靠系统本身的动能发电，把动能转变成电能，消耗在屯枢问路的电阻上。,电动机的机械特性方程变为,在电磁制动转矩及负载制动转矩共同作用下，电动机很快减速。当转速下降时，电机的电动势Ea随之减小，制动电流Ia随之减小，电磁制动转矩
4、也随之减小。当转速减小至零时，电动势、电流，电磁制动转矩也减至零。 如果负载为反抗性负载，则旋转系统到此停止，而如果负载为位能性负载(例如吊车)，则在位能负载转矩作用下电机将被拖动向反方向旋转，,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,为了避免过大的制动电流对系统带来的不利影响，通常限制最大制动电流不超过(22，5)IN,Ea- 制动开始时电动机的电动势（V） n-制动开始时电动机的转速 （r/min）,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,2、反接制动,1）、电源反接,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,反接制动时，突然断开正转接触器主触头KM1，并闭合反转接触
5、器主触头KM2，直流电源就反接到电枢两端，并在电枢回路中接人了限流电阻R。由于系统惯性的作用，在反接电源的瞬间，转速n的大小和方向都不变，磁通保持额定，方向不变，因此电枢中感应电动势的大小和方向都不变。但由于电源反接了，因而其机械特性则是位于第二象限且斜率很大的一条直线,当转速下降到接近于零时，迅速切除电源，电动机就会很快停下来。 反接制动时的电枢电流Ia是由电源电压和电枢反电动势叠加后共同建立的，因此数值较大。为使制动时的电枢电流在允许之内，反接制动串入的限流电阻R要比能耗制动串人的限流电阻几乎大一倍。,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,反接制动的优点是制动转矩大，制动时间短。
6、缺点是制动准确差、制动过程中冲击大，易损坏系统中的传动零件。此外，反接时，电机既吸取电源电能，又吸取由机械能转变的电能，并将这两部分能量消耗于电枢回路的电阻和串入数值较大的限流电阻上，这样，制动过程中的能量消耗较大，不经济。所以，反接制动一般都应用于不经常起动和制动的场合。,2、倒拉反接制动,当电动机被外力拖动向着与它的控制接线应有的旋转方向相反的方向旋转时，便成为反接运转。,若将大电阻RZ串联到电枢电路中，使电枢电流大大减小，电动机便转到对应于陔电阻的人为特性曲线上的B点。由于这时电动机的电磁转矩小于负载转矩，电动机的转速下降，当转速降至零时，如电动机电磁转矩仍小于负载转矩，则在负载位能转矩
7、作用下将电动机倒拉而开始反转。,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,在此情况下，电动机的电动势方向也随之改变，而与电源电压的方向相同。由于电枢电流方向未变，所以电动机的电磁转矩方向亦未变，但因旋转方向己政变，所以电磁转矩便成为阻碍电动机运转的制动转矩，当M=ML时，电机的转速最终稳定运行在c点。倒拉反按制动时，直流电源仍然向电动机供给电能，而下放重物的位能也变为电能，这两部分电能都消耗在电枢回路电阻和制动心阻上。由此可知，反接制动在电能利用方面很不经济。,3、 回馈制动(再生制动),若电
8、动机在电动状态运行中，由于某种原因，电动机的转速高于理想空载转速时，电机便处于发电制动状态。所以进入回馈制动的条件是： n大于n0。,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,此时电枢中的反电动势E a大于电源电压U，此时电动机变成了发电机，电枢电流的方向发生了改变，由原来与电源电压相同变为与电压相反，电流流向电网，向电网反馈电能。电磁转矩也由于电流的反向改变而变成了制动转矩，因此叫做再生制动，又叫发电制动或回馈制动。 再生制动一般发生在以下情况：降低电压调速和下放重物。 图所示为他励直流电动机电源电压降低，转速从高向低调节的过程，原来电动机运行在固有特性曲线的A点上，电压降低为U1后，
9、运行点从A到B到C再到D，最后稳定 运行于D点。在这一降速过程中，从B到C这一阶段，电动机的转速nno，0，电磁转矩Mno1。这就是一种再生制动运行的状态，系统从高速向低速降速的过程中，所释放出来的动能所提供的，作为发电机状态而产生的电功率不是提供给用电设备而是送给直流电源。,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,第1章 直流电机,第五节 直流电动机反转和制动,走平路时，电动机工作在电动运行状态，工作点为固有机械特性与曲线1的交点A。走下坡路时，电动机工作在再生制动运行状态，工作点在固有机械特性与曲线2的交点B上。从图中可以看出，再生制动运行时，电磁转矩M与n的方向相反， M与ML2平衡，电车恒速行驶。此时，机械功率不是靠负载减少动能来提供的，而是由电车减少位能的储存来提供的。 再生制动的优点在于不需要改接线路，电机即可从电动状态自动转换到发电制动状态而限制转速上升，并能把电能回馈到电网，使电能获得利用。缺点是制动的速度较高（高于理想空载转速），且不能使转速降到零而停车。 再生制动方式适用于快速下放较轻的位能性负载。,
