第3章3节直流电机的起动调速与制动0910.ppt

图3.33 反接制动时直流电机的机械特性 C、回馈制动 定义： 回馈制动是电机的实际转速超过理想空载转速的运行状态。在这种运行状态下，电机处于发电制动状态，故回馈制动又称为再生制动。 回馈制动时电机的接线同电动机运行状态完全相同，其机械特性的表达式也完全相同。所不同的是：电机的实际转速超过理想空载转速，导致外加电压低于感应反电势，即： 。于是有： （3-87） （1）当电机正向运行时： 他励直流电机的机械特性为： （3-88） （2）当电机反向运行时： 他励直流电机的机械特性为： （3-90） 根据式（3-88）和（3-90）绘出回馈制动时直流电机的机械特性如图3.36所示。 图3.36 直流电机回馈制动时的机械特性 由图3.36可以看出，正、反转回馈制动时的机械特性分别位于第II、IV象限，它们分别是正、反转电动机运行时的机械特性（分别位于第I、III象限）的延伸。 回馈制动通常发生在下列三种情况下： 1.重物下放过程中 图3.37 重物下放时直流电机回馈制动的接线图(位能性负载) 2.降压过程中 图3.38 电压降低过程中的回馈制动特性 3.增磁减速过程中 图3.39 弱磁升速过程中的回馈制动特性 3.3.6 直流拖动系统的四象限运行分析 定义: 对于能够提供正、反转运行并能分别实现正、反转方向上的快速制动的拖动系统，由于其对应电机的机械特性分别位于四个象限，故又称为具有四象限运行的电力拖动系统。 图3.42给出了具有四象限运行功能他励直流电机的机械特性及其各种运行状态。 图3.42 四象限运行的他励直流电机机械特性及其各种运行状态 考虑到各种调速特性，图3.43给出了一般电力拖动系统四象限运行以及相应电机运行状态的示意图。 图3.43 一般电力拖动系统的四象限运行与各种运行状态示意图 两个实例： （1）直流电机拖动反抗性负载 图3.34给出了一个直流电机拖动小车实现两点运行的电气控制电路图。图3.45为对应该方案的四象限运行时的机械特性。 图3.44 电动小车拖动系统的电气控制电路图 图3.45 电动小车四象限运行时的机械特性 （2）直流电机拖动位能性负载 图3.46 吊车提升机构的示意图 图3.47 提升机构的负载转矩特性 图3.48与图3.49分别给出了吊车提升机构的电气控制电路图和相应的四象限运行的机械特性。 图3.48 吊车提升机构的电气控制电路图 图3.49 位能性负载四象限运行的机械特性 3.3.1 直流电动机的起动 A、对直流电动机起动过程的一般要求 起动转矩应足够大； 起动电流要小； 起动设备简单、经济与可靠。 起动时：转速 ，相应的感应电势 ，起动电流 较 大。一般情况下， 。 为此，起动时要求满足： （1） ；（2） 。 3.3 直流电动机的起动、调速与制动 B、他励直流电动机的常用的起动方法 为了获得足够大的起动转矩的同时降低起动电流，起动时一般应按照如下步骤进行：（1）首先在励磁绕组中加入额定励磁电流，以建立满载主磁场；（2）待主磁场建立之后再加入电枢电压。 a、电枢回路串电阻起动 图3.19a、b分别给出了他励直流电动机采用两级电阻起动时的电路图和相应的机械特性。 3.18 直流电动机人工起动器的电气原理图 图3.19 直流电机分两级起动的机械特性 b、降压起动 图3.20给出了降压起动过程中他励直流电动机的机械特性。其起动过程与电枢回路串电阻起动过程类似。降压起动的优点是，起动电流小，起动过程平滑，能量消耗少，因而在直流电力拖动系统中得到广泛采用。 图3.20 他励直流电动机的降压起动过程 3.3.2 调速的性能指标 a、调速范围D： 定义： 调速范围定义为拖动系统的最高转速（或速度）与最低转速（或速度）之比，即： （3-46） b、静差率 δ ： 定义： 对调速系统的静差率即转速变化率，它是指理想空载转速与额定转速的转速变化量与空载转速的百分比，即： （3-47） D与δ是相互关联的，它们之间的关系可用图3.21加以说明之。 图3.21中的曲线1、2分别给出了他励直流电动机的固有机械特性、电枢回路串电阻的人工机械特性以及恒转矩负载特性。