直流他励电动机的制动特性.ppt

* 3．5 直流他励电动机的制动特性 1．制动与启动 启动：施电于电动机使电动机速度从静止加速到某一稳定转速的一种运动状态； 制动：电动机脱离电网则是使电动机速度是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制位能负载下降速度的一种运转状态。 2. 制动与自然停车 1）自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩消耗机械能使转速慢慢下降，直到转速为零而停车。这种停车过程需时较长，不能满足生产机械快速停车的要求； 2）制动：电动机脱离电网，外加阻力转矩使电动机迅速停车。为了提高生产效率，保证产品质量，需要加快停车过程，实现准确停车等，要求电动机运行在制动状态，常简称为电动机的制动。 3. 电动机的两种工作状态 1) 电动状态： 为拖动转矩 为阻转矩 电动机的作用是将电能转换机械能。故称这种状态为电动状态。 2）制动状态： 为阻转矩 为拖动转矩 电动机的作用是吸收或消耗重物的机械能。故称电动机的这种工作状态为制动状态。 4. 电动机工作在制动状态下的两种情况 1）使转速迅速减速到停止； 2）限制位能负载的下降速度。 一、反接制动 反接制动具有如下特点： 1）电动机的外加电枢电压U与感应电动势E的方向在外界的作用下由相反变为相同； 2）电动机的输出转矩TM与转速n的方向相反。 在反接制动中，把改变电枢电压U的方向所产生的反接制动称为电源反接制动；而把改变电枢电动势E的方向所产生的反接制动称为倒拉反接制动。 1．电源反接制动 设电动机外加电枢电压的参考方向为图中所示。 当电压的实际方向与参考方向相同时，电动机的机械特性为 当电压的实际方向与参考方向相相反时，电动机的机械特性为 其特性曲线分别如图（b）中的曲线1和曲线2所示。 a点：当电动机稳速运行在第一象限中特性曲线1的a点时： b—c段： n0，Tm0——反接制动状态。 n0，Tm0——电动 注意:由于在反接制动期间，电枢感应电动势和电源电压是串联相加的，因此，为了限制电枢电流 ，电动机的电枢电路中必须串接足够大的限流电阻。 电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。 思考：如果是位能负载，C点之后电动机的运行状态如何？ 2．倒拉反接制动 电动机固有机械特性和电枢回路串接电阻和曲线2所示。 现电动机驱动位能负载转矩，机械特性如图（b）中的曲线3所示。 a点：重物匀速上升。 Tm0，n0，电动机工作在电动状态。 c—d段：Tm0，n0，电动机工作在电动状态。 由于电动机的输出转矩小于负载转矩，转速沿着曲线2下降。 d—b段：当转速下降到0时，由于电动机的输出转矩TM仍然小于负载转矩TL，所以，在位能负载的作用下，电动机反向启动，直到平衡点d而稳定运行。电动机匀速下放重物。 电动机在d—b段： Tm0，n0，电动机工作在制动状态。 常称这种制动状态为倒拉制动状态。 二、反馈制动 特点： 1）在外部条件的作用下，实际转速大于理想空载转速； 2）电动机输出转矩的作用方向与n的方向相反。 1．电车走下坡路时的反馈制动 设电车与地面的摩擦转矩为Tr ，阻转矩；下坡时电车所产生的位能转矩为Tp，拖动转矩；且 TpTr ，前进时速度n 为正。 电车由直流电动机拖动，机械特性如图所示： 匀速走平路时（a点）：输出转矩TM用来克服负载转矩Tr 。 在a—n0段：TM与n的方向相同，故为电动状态。 在n0—b段：TM与n的方向相反，且工作速度大于理想空载转速，故电动机工作在反馈制动状态。 2．电枢电压突然下降时的反馈制动 设当电动机的电枢外加电压为U1和U2，且 U1U2时的机械特性如图所示： 若电动机工作在A点时将电枢电压突然降低为U2，电动机的机械特性变为曲线2，由于机械惯性，工作点由A转换到B点。此时-TM-TL0 ，电动机的转速在TM、TL的共同的作用下沿着曲线2下降直到新的平衡点D。 在B—C段，