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他励直流电动机的制动
电力拖动系统的制动就是产生一个与转速方向相反的制动力矩,使电动机停车或限速运行。这个制动力矩可由摩擦力产生、可由机械抱闸产生、甚至可用人力产生,但我们现讨论的是电气制动:即制动转矩由电动机本身产生。因此:
电动:电磁转矩T与n同向,T是驱动转矩
制动:电磁转矩T与n反向,T是制动转矩
,T与n同向时,机械特性在Ⅰ、Ⅲ象限。在第Ⅰ象限:n>0、T>0,称为正向电动。
在第Ⅲ象限:n<0、T<0,称为反向电动。
故电动机制动时,机械特性一定在Ⅱ、Ⅳ象限。
,而任何负载特性都不会出现在第Ⅱ象限,系统不会在第Ⅱ象限有稳态运行点,因此凡第Ⅱ象限即n>0、T<0时的制动仅是一个过渡过程,称为制动过程。第Ⅱ象限的制动仅可用于令拖动系统减速停车。
只有位能性负载如起重机拖动的重物,才会出现在第Ⅳ象限,故电动机只有拖动位能性负载才可能以制动状态稳定运行,称为制动运行。此时n<0、T>0,电机以稳定的速度下降重物。故第Ⅳ象限的制动用于限速下放重物,阻止重物以自由落体速度下降。
根据电动机制动转矩产生的方法不同,就称为不同的制动方法。讨论各种不同的制动方法所用的都是同一个公式,只是根据不同的制动情况代
入不同的数据就行了,应依靠机械特性曲线帮助判断应代入的数据及其正负。机械特性公式:n=U?I(Ra+RcUaRa+Rc) 或:n=-T (Ce?N)2Ce?NCe?N
若要计算电流或所串电阻的大小,由上式移项即可: Ia?
其中:由于是他励机,故Ce?N是常数不变。 Rc?
U?EU?C?aeNn? Ra+RcRa?RcU?EaU?Ce?Nn-Ra??Ra IaIa1
一. 能耗制动
实现:设电动机正在固有机械特性上正向电动运行,
工作点A。把电枢从电网上拉下,通过电阻Rc自成回路,
如图。此时,由于U=0机械特性方程变为:n=-Ra+RcT 2CeCT?N
可见,是过原点的直线。电机由于惯性n>0不变、Ea>0 不变,由电流方程可知Ia??Ea<0,即电流由Ea产生, Ra+Rc
电流反向,T=CT?NIa<0,故工作点以转速nA进入第Ⅱ象
限B点,即进入制动过程。在制动过程:EaIa=PM=TΩ<0,
由电流方程可知,其大小EaIa=Ia2(Ra?Rc),即电磁功率由转
子动能输入,全部消耗在电枢回路电阻上,故称为能耗制动。
若电机所带为反抗性机械负载,则系统沿着机械
特性降速,当转速降到0动能消耗完毕,拖动系统停
转,这就是利用能耗制动过程实现拖动系统快速停车。
若电机带位能性负载,当转速降到0时,重物会
拖着电机反转,Ia、T也同时反向,进入第Ⅳ象限制动
运行,最后稳定运行在负载特性和机械特性的交点C,
以nc速度稳态下放重物。
电枢回路串Rc的目的是为了限制制动开始时即B点的电流,把规定的限制电流及U=0代入电阻方程可计算应外串的电阻值:Rc?0?Ce?NnB?Ra。?IB
直流电动机的能耗制动从概念、实现到用途都跟异步电动机的能耗制动一样,所不同的是