直流电动机的电力拖动.doc

第二章直流电动机的电力拖动
第五节他励直流电动机的制动
教学目的:
1、掌握他励直流电动机的电气制动方法。
2、能耗制动。
3、反馈制动。
4、回馈制动。
教学设想:
教学重点掌握直流电动机电气制动状态的获得。
教学难点
制动过程及稳定状态。
教学方法:讲授→实例练习→小结。
教具:PC、投影机

导入新课:他励直流电动机的电气制动。
讲授新课
电动机的制动可分为机械制动和电气制动两种, 这里只讨论电气制动。所谓电气制动,就是指使电动机产生一个与转速方向相反的电磁转矩Tem,Tem起到阻碍运动的作用。
电动机的制动有两方面的意义:一是使拖动系统迅速减速停车,这时的制动是指电动机从某一转速迅速减速到零的过程(包括只降低一段转速的过程),在制动过程中电动机的电磁转矩Tem起着制动的作用,从而缩短停车时间,以提高生产率;二是限制位能性负载的下降速度。这时的制动是指电动机处于某一稳定的制动运行状态,此时电动机的电磁转矩Tem起到与负载转矩相平衡的作用。
例如起重机下放重物时,若不采取措施,由于重力作用,重物下降速度将越来越快,直到超过允许的安全下放速度。为防止这种情况发生,就可以采用电气机制动的方法,使电动机的电磁转矩与重物产生的负载转矩相平衡,从而使下放速度稳定在某一安全下放速度上。
上述两种情况中,前者属于过渡过程,故称为“制动过程”,后者属于稳定运行,则称为“制动运行”。
他励直流电动机的电气制动方法有:能耗制动、反接制动和回馈制动等,下面分别讨论。
能耗制动
,为能耗制动原理图。制动前接触器KM的常开触头闭合,常闭触头断开,电动机将处于正向电动稳定运行状态,即电动机电磁转矩Tem与转速n的方向相同(均为顺时针方向),Tem为拖动性转矩。在电动机运行中保持励磁,断开常开触头KM使电枢电源断开,
KM常闭触头闭合,用电阻将电枢回路闭合,电动机则进入能耗制。
,电动机能耗制动原理图

能耗制动时,电动机励磁不变,电枢电源电压U=0 ,由于机械惯性,制动始瞬间转速n不能突变,仍保持原来的方向和大小,电枢感应电动势Ea也保持原来的大小和方向,而电枢电流Ia为;
(2-14)
从式(2-14)可见,电流Ia变为负,说明其Tem方向与原来电动运行时相反,因此电磁转矩 Tem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。
由于Tem﹤TL,拖动系统减速。在减速过程中,Ea逐渐减小,Ia、Tem随之变小,动态转矩Tem-TL小于 0 ,拖动系统继续减速,直至n=0 ,此时 Ea、Ia、Tem都为0,如果电动机拖动的是反抗性恒转矩负载,系统就在n=0时停车。从能耗制动开始到拖动系统迅速减速及停车的过渡过程就叫做“能耗制动过程”。在能耗制动过程中,电动机靠惯性旋转,电枢通过切割磁场将机械能转变成电能,再消耗在电枢回路电阻上,因而称能耗制动。
a H

能耗制动的机械特性方程为;

(2-15)
式中为能耗制动机械特性的
斜率,与电枢回路串接电阻时的人为机械特性的斜
率相同。从式(2-15)可知, 当时T= 0,n=0 ,
说明能耗制动的机械特性是一条通过坐标原点并与
电枢回路串接电阻R