第3章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)2

1、根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械要求，人為調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，稱為調(diào)速。根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械要求，人為調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，稱為調(diào)速。改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)電氣調(diào)速電氣調(diào)速 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由機(jī)械特性與負(fù)載特性的交點(diǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由機(jī)械特性與負(fù)載特性的交點(diǎn)( (工作點(diǎn)工作點(diǎn)) )決定決定調(diào)速要求調(diào)速要求: : 調(diào)速范圍調(diào)速范圍大、大、 調(diào)速平滑、調(diào)速平滑、能耗小能耗小3.6 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速機(jī)電調(diào)速機(jī)電調(diào)速他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：eaaCRRIUn)(電氣調(diào)速方法：電氣調(diào)速方法：1 1）調(diào)壓調(diào)速；）調(diào)壓調(diào)速； 2 2）電樞回路串電阻調(diào)速；）電樞回路串電阻調(diào)速； 3

2、 3）調(diào)磁調(diào)速）調(diào)磁調(diào)速。 額定負(fù)載下電機(jī)允許達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與保證不超過(guò)工作機(jī)額定負(fù)載下電機(jī)允許達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與保證不超過(guò)工作機(jī)械的最大允許靜差率條件下的最低轉(zhuǎn)速之比。械的最大允許靜差率條件下的最低轉(zhuǎn)速之比。minmaxminmaxvvnnD 車床：車床：D 從幾到幾十。從幾到幾十。 精密機(jī)床：精密機(jī)床：D 從幾百到從幾百到 幾千。幾千。 風(fēng)機(jī)水泵類：風(fēng)機(jī)水泵類：D = 2 3。 A A、與調(diào)速有關(guān)的性能指標(biāo)、與調(diào)速有關(guān)的性能指標(biāo)000100NNnnn%nn靜差率越小，轉(zhuǎn)速靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好的相對(duì)穩(wěn)定性越好 對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率即轉(zhuǎn)速變化率，它是指理想空載轉(zhuǎn)速與額對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率

3、即轉(zhuǎn)速變化率，它是指理想空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變化量與空載轉(zhuǎn)速的百分比，即：定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變化量與空載轉(zhuǎn)速的百分比，即：調(diào)速范圍和靜差率的關(guān)系調(diào)速范圍和靜差率的關(guān)系01maxmaxminNnnDnnn01011maxNnnnn01011NNnnnn1NNnDn結(jié)論結(jié)論對(duì)同一調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)靜對(duì)同一調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)靜差率要求不同，所能達(dá)到的差率要求不同，所能達(dá)到的調(diào)速范圍也不同。調(diào)速范圍也不同。 當(dāng)靜差率一定時(shí)，若要求當(dāng)靜差率一定時(shí)，若要求擴(kuò)大調(diào)速范圍，需改變最高擴(kuò)大調(diào)速范圍，需改變最高轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速降。轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速降。 越小，電動(dòng)機(jī)的相對(duì)穩(wěn)定性就越高。越小，電動(dòng)機(jī)的相對(duì)穩(wěn)定性就越高。 一般生產(chǎn)機(jī)械：一般

4、生產(chǎn)機(jī)械： (3040)。 精度高的生產(chǎn)機(jī)械：精度高的生產(chǎn)機(jī)械： 0.1。 相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比1iinKn第第i 級(jí)轉(zhuǎn)速級(jí)轉(zhuǎn)速 第第( i1) 級(jí)轉(zhuǎn)速級(jí)轉(zhuǎn)速 = 1 時(shí)為無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性最好。時(shí)為無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性最好。 原始投資與運(yùn)行成本原始投資與運(yùn)行成本決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資及決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用 在滿足一定技術(shù)指標(biāo)的情況下確定調(diào)速方案時(shí)，力求設(shè)在滿足一定技術(shù)指標(biāo)的情況下確定調(diào)速方案時(shí)，力求設(shè)備投資少，電能損耗小，操作維修方便備投資少，電能損耗小，操作維修方便。2212100%100%PPPPpB B、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法、他勵(lì)直流電

5、動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法根據(jù) 可知，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可以采用下列兩種方法調(diào)速： 1aaeeRUnICC1 1）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速2 2）電樞回路串電阻調(diào)速）電樞回路串電阻調(diào)速2NemeNeTNURnTCCC串入電阻越大，機(jī)串入電阻越大，機(jī)械特性越軟，械特性越軟，理想理想空載轉(zhuǎn)速不變，轉(zhuǎn)空載轉(zhuǎn)速不變，轉(zhuǎn)速下降，速下降，靜差率越靜差率越大，穩(wěn)定性越差大，穩(wěn)定性越差。因此，電樞回路。因此，電樞回路串電阻只能在額定串電阻只能在額定轉(zhuǎn)速（又稱為基速）轉(zhuǎn)速（又稱為基速）以下調(diào)速。以下調(diào)速。1. 1. 降低電樞電壓降速降低電樞電壓降速a a、電樞回路串電阻降壓降速、電樞回路串電阻降壓降速NoImageNoImage

6、電樞回路串電阻調(diào)速的電樞回路串電阻調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、控制設(shè)備簡(jiǎn)單。方法簡(jiǎn)單、控制設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 空載或輕載時(shí)調(diào)速范圍小，效果不明顯?？蛰d或輕載時(shí)調(diào)速范圍小，效果不明顯。 低速調(diào)速實(shí)現(xiàn)困難，越低特性越陡（特性軟，易出現(xiàn)低速調(diào)速實(shí)現(xiàn)困難，越低特性越陡（特性軟，易出現(xiàn)波動(dòng)）波動(dòng)） 調(diào)速不平滑，只能有級(jí)調(diào)速。調(diào)速不平滑，只能有級(jí)調(diào)速。 電阻消耗大量電能、損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。電阻消耗大量電能、損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。11001(1)PpnnPnn 2aemeNeTNURnTCCC01n0LTnT4321UUUU 1U2U3U4U02n03n04n 隨著外加電源

7、電隨著外加電源電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的壓的降低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。機(jī)械特性轉(zhuǎn)速下降。機(jī)械特性的硬度保持不變，較的硬度保持不變，較寬的的調(diào)速范圍。寬的的調(diào)速范圍。 電壓降到很低時(shí)，電壓降到很低時(shí)，靜差率增大，相對(duì)穩(wěn)靜差率增大，相對(duì)穩(wěn)定變差。定變差。b b、降低電源電壓降壓降速、降低電源電壓降壓降速傳統(tǒng)的可調(diào)壓電源可采用如圖傳統(tǒng)的可調(diào)壓電源可采用如圖3.243.24所示的發(fā)電機(jī)所示的發(fā)電機(jī)- -電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)組方案。組方案。圖圖3.24 3.24 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)- -電動(dòng)機(jī)機(jī)組的可調(diào)直流電源電動(dòng)機(jī)機(jī)組的可調(diào)直流電源 目前應(yīng)用較為廣泛的是靜止變流器方案，如相控變流器和斬控目前應(yīng)用較為廣泛

8、的是靜止變流器方案，如相控變流器和斬控變流器，有關(guān)內(nèi)容已在變流器，有關(guān)內(nèi)容已在電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)中介紹過(guò)。中介紹過(guò)。NoImageNoImage改變電樞電壓調(diào)速方法改變電樞電壓調(diào)速方法特點(diǎn)分析特點(diǎn)分析調(diào)節(jié)平滑，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。調(diào)節(jié)平滑，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 人為特性硬度大，穩(wěn)定性好。人為特性硬度大，穩(wěn)定性好。 可以調(diào)節(jié)至較低轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍大。可以調(diào)節(jié)至較低轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍大。 屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。 電能損耗較小。電能損耗較小。調(diào)速只能在固有特性之下。調(diào)速只能在固有特性之下。工業(yè)中應(yīng)用廣泛。工業(yè)中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的

9、直流電源。2aNemeeTURnTCCC0 0 I I 弱磁調(diào)速的轉(zhuǎn)速特性弱磁調(diào)速的轉(zhuǎn)速特性 0 0 T T 弱磁調(diào)速的機(jī)械特性弱磁調(diào)速的機(jī)械特性 01n02nN0nN12 2 1 N stIN12 01n02nN0n2 1 N 2. 2. 弱磁升速弱磁升速弱磁調(diào)速電路示意圖較大容量系統(tǒng)小容量系統(tǒng)NoImage改變勵(lì)磁調(diào)速特點(diǎn)分析改變勵(lì)磁調(diào)速特點(diǎn)分析 u 斜率絕對(duì)值隨磁通下降而增大；斜率絕對(duì)值隨磁通下降而增大； u 為了確保電機(jī)的磁路不至于過(guò)飽和，在有效負(fù)為了確保電機(jī)的磁路不至于過(guò)飽和，在有效負(fù)載范圍內(nèi)，人為機(jī)械特性在固有特性之上，即載范圍內(nèi)，人為機(jī)械特性在固有特性之上，即調(diào)速只能在固有特性之

10、上進(jìn)行調(diào)速只能在固有特性之上進(jìn)行; u 高速下電樞電流去磁作用增大，轉(zhuǎn)速特性不穩(wěn)高速下電樞電流去磁作用增大，轉(zhuǎn)速特性不穩(wěn)定，換向性能下降，故調(diào)速范圍小。定，換向性能下降，故調(diào)速范圍小。 u 調(diào)節(jié)在功率較小的勵(lì)磁電路進(jìn)行，故控制方便，調(diào)節(jié)在功率較小的勵(lì)磁電路進(jìn)行，故控制方便，能量損耗小，調(diào)速平滑性好。能量損耗小，調(diào)速平滑性好。 為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常把降壓和弱磁兩種調(diào)速為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常把降壓和弱磁兩種調(diào)速方法結(jié)合起來(lái)，在額定轉(zhuǎn)速以上，采用弱磁調(diào)速，在額方法結(jié)合起來(lái)，在額定轉(zhuǎn)速以上，采用弱磁調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以下采用降壓定轉(zhuǎn)速以下采用降壓 調(diào)速。調(diào)速。減弱磁通時(shí)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、磁通變化曲線C

11、 C、調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合、調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合調(diào)速系統(tǒng)須滿足下列兩個(gè)準(zhǔn)則：調(diào)速系統(tǒng)須滿足下列兩個(gè)準(zhǔn)則： （1 1）在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)電機(jī)不至于過(guò)熱，為此，求：）在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)電機(jī)不至于過(guò)熱，為此，求： ； （2 2）電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力要盡可能得到充分利用。）電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力要盡可能得到充分利用。aNII鑒于此，不同類型的負(fù)載必須選擇合適的調(diào)速方式。鑒于此，不同類型的負(fù)載必須選擇合適的調(diào)速方式。1. 1. 調(diào)速方式調(diào)速方式電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速方式主要分為兩大類：（1 1）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：在保持 不變的前提下， 保持不變；（2 2）恒功率調(diào)速方式恒功率調(diào)速方式：在保持 不變的前

12、提下， 保持不變。emTaNIIaNIIemP（a) a) 對(duì)于電樞回路串電阻調(diào)速（或降壓調(diào)速）方式：對(duì)于電樞回路串電阻調(diào)速（或降壓調(diào)速）方式：由于調(diào)速過(guò)程中，由于調(diào)速過(guò)程中， ， 保持不變，故電磁轉(zhuǎn)矩為：保持不變，故電磁轉(zhuǎn)矩為：N aNIIemTNNNTCIT常數(shù)電機(jī)軸上的輸出功率為：電機(jī)軸上的輸出功率為：2()10001000609550emememTTT nnPn結(jié)論：結(jié)論： 電樞回路串電阻與減低電源電壓的降壓調(diào)速均屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方電樞回路串電阻與減低電源電壓的降壓調(diào)速均屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，其軸上容許的輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比。式，其軸上容許的輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比。（b) b) 對(duì)于弱磁調(diào)速方式

13、：對(duì)于弱磁調(diào)速方式：由于調(diào)速過(guò)程中，保持由于調(diào)速過(guò)程中，保持 不變，于是有：不變，于是有：aNII1NaNeUR IKC nn 將上式代入電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式得：將上式代入電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式得：1emTNTNKTCIC KInn于是有：于是有：95509550emT nKP常數(shù)結(jié)論：結(jié)論： 弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式，其容許的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式，其容許的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。NoImageNoImage如何才能充分利用電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力如何才能充分利用電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力？按負(fù)載性質(zhì)選擇調(diào)速方式按負(fù)載性質(zhì)選擇調(diào)速方式2. 2. 調(diào)速方式的選擇調(diào)速方式的選擇原則：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配合恒轉(zhuǎn)

14、矩調(diào)速方式原則：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒功率負(fù)載配合恒功率調(diào)速方式恒功率負(fù)載配合恒功率調(diào)速方式TL結(jié)論：結(jié)論： 基速以下，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，而基速以基速以下，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，而基速以上，則采用恒功率調(diào)速方式。上，則采用恒功率調(diào)速方式。 圖圖3.27a3.27a、b b分別給出了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在整個(gè)調(diào)速過(guò)程中的機(jī)械特分別給出了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在整個(gè)調(diào)速過(guò)程中的機(jī)械特性與負(fù)載能力曲線。性與負(fù)載能力曲線。 圖圖3.27 3.27 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速過(guò)程中所容許的轉(zhuǎn)矩和功率他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速過(guò)程中所容許的轉(zhuǎn)矩和功率否則，會(huì)造成不必要的轉(zhuǎn)矩和功率浪費(fèi)否則，會(huì)造成不必

15、要的轉(zhuǎn)矩和功率浪費(fèi)調(diào)速性能比較調(diào)速性能比較1）電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同速的方向相同，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。電動(dòng)機(jī)輸入電能， 輸出機(jī)械能。輸出機(jī)械能。 2） 制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反相反，此時(shí)，用電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。，此時(shí)，用電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械能， 輸出電能。輸出電能。3.7 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)方式制動(dòng)方式 自然停車自然停車 機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng) 電

16、氣制動(dòng)電氣制動(dòng) 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 反接制動(dòng)反接制動(dòng) 回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)：直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)： 在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者限制勢(shì)能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)或者限制勢(shì)能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)既可以采用機(jī)械的方法，也可以采用的制動(dòng)問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)既可以采用機(jī)械的方法，也可以采用電氣的方法。電氣的方法。 制動(dòng)是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開(kāi)始減速到停止或限制位能性制動(dòng)是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開(kāi)始減速到停止或限制位能性負(fù)載下降速度的一種運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程。負(fù)載下降速度的一種運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程。電動(dòng)狀態(tài)

17、電動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)能耗制動(dòng)時(shí)：能耗制動(dòng)時(shí)： 動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能， 被電阻消耗掉。被電阻消耗掉。 nTemEUaIaUfMUfRbIaTemnEMA、能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)定義定義: : 能耗制動(dòng)是指將機(jī)械軸上的動(dòng)能或勢(shì)能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能通過(guò)電能耗制動(dòng)是指將機(jī)械軸上的動(dòng)能或勢(shì)能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能通過(guò)電樞回路的外串電阻發(fā)熱消耗掉的一種制動(dòng)方式。樞回路的外串電阻發(fā)熱消耗掉的一種制動(dòng)方式。emTaTCI20aBememeTRRnTTC C 制動(dòng)前：制動(dòng)前：特性特性 1。 制動(dòng)開(kāi)始后：制動(dòng)開(kāi)始后： Ua = 0， n0 = 0 n = RaRb CeCT2 Tem bOTe n 1n0TLaTL

18、a 點(diǎn)點(diǎn)b 點(diǎn)，點(diǎn)，Ia 反向反向(Ia0)制動(dòng)開(kāi)始制動(dòng)開(kāi)始n = 0，E = 0 na = nb，Ea = Eb Te 反向反向 (T0 ) ， Tem 和和 TL 的共同作用的共同作用a Ia= 0，Tem = 0，nO 點(diǎn)，點(diǎn)， 自動(dòng)停車。自動(dòng)停車。 2制動(dòng)過(guò)程制動(dòng)過(guò)程(特性特性2) Tb Tb 制動(dòng)效果制動(dòng)效果 Rb 2 (Rb大大)bOTe n1TLa2 (Rb小小)bIa |Tb | 制動(dòng)快，停車迅速。制動(dòng)快，停車迅速。 Ia =Eb RaRb 2IN 切換點(diǎn)（切換點(diǎn)（b 點(diǎn)）點(diǎn)） Rb 的選擇的選擇 RaRb Eb2INUfRbIaTnEMbOTe n 1n0TLa2ca 點(diǎn)點(diǎn)b

19、 點(diǎn)點(diǎn)O 點(diǎn)點(diǎn) Tem = 0， TL0n 反向起動(dòng)反向起動(dòng)(n0)Ea 反向反向(Ea0) Ia 再次反向再次反向 (Ia0) Tem 再次反向再次反向 (Tem0)， n Tem 反向起動(dòng)反向起動(dòng) 制動(dòng)過(guò)程制動(dòng)過(guò)程 能耗制能耗制 動(dòng)運(yùn)行動(dòng)運(yùn)行 Ea Ia Tem = TL (c 點(diǎn)點(diǎn))。 B、反接制動(dòng)反接制動(dòng)定義： 反接制動(dòng)是指外加電樞電壓反向或電樞電勢(shì)在外部條件作用下反接制動(dòng)是指外加電樞電壓反向或電樞電勢(shì)在外部條件作用下反向的一種制動(dòng)方式。反向的一種制動(dòng)方式。a a、電樞反接的反接制動(dòng)電樞反接的反接制動(dòng) 對(duì)于反抗性類負(fù)載，把外加電源反接，同時(shí)在電樞回路中串入對(duì)于反抗性類負(fù)載，把外加電源反

20、接，同時(shí)在電樞回路中串入限流的反接制動(dòng)電阻，便可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。限流的反接制動(dòng)電阻，便可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。電樞反接時(shí)：電樞反接時(shí)： 動(dòng)能、電源電能均被動(dòng)能、電源電能均被 Rb 消耗掉。消耗掉。 2n0 OTe n1n0 TL 制動(dòng)前：制動(dòng)前：特性特性1 n =Ua Ce Ra CeCT2 Tem 制動(dòng)開(kāi)始后：制動(dòng)開(kāi)始后： 特性特性2 制動(dòng)過(guò)程制動(dòng)過(guò)程 TL n = TemUa Ce RaRb CeCT2 bacda 點(diǎn)點(diǎn)b 點(diǎn)點(diǎn)，Ia 反向反向(Ia0)Tem 和和 TL 的共同作用的共同作用 n = 0，Tem 0， na = nb，Ea = Eb， Tem 反向反向(Tem0) ， n 立刻斷電

21、，立刻斷電，未斷電，反向起動(dòng)未斷電，反向起動(dòng) 制動(dòng)開(kāi)始；制動(dòng)開(kāi)始； c 點(diǎn)點(diǎn) 停機(jī)。停機(jī)。 d 點(diǎn)，反向電動(dòng)運(yùn)行。點(diǎn)，反向電動(dòng)運(yùn)行。 立刻立刻 斷電斷電制動(dòng)瞬間制動(dòng)瞬間 b 點(diǎn)的點(diǎn)的 E RaRb Ua Eb 2IN 制動(dòng)效果制動(dòng)效果 2 (Rb小小)bTe Te Rb 特性特性 2 斜率斜率 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 制動(dòng)快。制動(dòng)快。 Rb 的選擇的選擇 （各量取絕對(duì)值）（各量取絕對(duì)值） 2 (Rb大大)n0n0 bOTe n1TLaUfRbIaE UaM圖圖3.34 3.34 直流電機(jī)帶位能性負(fù)載反接制動(dòng)時(shí)的電路圖直流電機(jī)帶位能性負(fù)載反接制動(dòng)時(shí)的電路圖當(dāng)采用轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)時(shí)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)

22、械特性表示為：當(dāng)采用轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)時(shí)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表示為：12()aemeeTRRUnTCC Cb b、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)電樞接入電樞接入 Rb 瞬間瞬間 Ia Tem TemTL n E Ia Tem , TemTL n = 0，TemTL 反向起動(dòng)反向起動(dòng) n0 | n | | E | Ia Tem Tem = TL 。 OTe n 1n0TLa2c 制動(dòng)運(yùn)制動(dòng)運(yùn) 行狀態(tài)行狀態(tài) bd 制動(dòng)前：制動(dòng)前：特性特性 1 n =Ua Ce Ra CeCT2 Tem 制動(dòng)開(kāi)始后：制動(dòng)開(kāi)始后： 特性特性 2n = Ua Ce RaRb CeCT2 Tem Ia 和和

23、 Tem 始終沒(méi)有改變方向。始終沒(méi)有改變方向。 圖圖3.35 3.35 位能性負(fù)載反接制動(dòng)的機(jī)械特性位能性負(fù)載反接制動(dòng)的機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)特性方程式為轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)特性方程式為 電樞電路的電壓平衡方程式變?yōu)殡姌须娐返碾妷浩胶夥匠淌阶優(yōu)?aaaaEUEURRI)()(TCCRRnnTea20aaaaaIEUIRRI)(2上式表明，上式表明， 與與 兩者之和消耗在兩者之和消耗在電樞電路的電阻電樞電路的電阻 上。上。 aUIaEI RRaC、回饋制動(dòng)回饋制動(dòng) 定義： 回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)是電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀態(tài)。在是電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀態(tài)。在這種運(yùn)行狀態(tài)下

24、，電機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，故回饋制動(dòng)又稱為這種運(yùn)行狀態(tài)下，電機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，故回饋制動(dòng)又稱為再生再生制動(dòng)制動(dòng)。 回饋制動(dòng)時(shí)電機(jī)的接線同電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)完全相同，其機(jī)械特回饋制動(dòng)時(shí)電機(jī)的接線同電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)完全相同，其機(jī)械特性的表達(dá)式也完全相同。所不同的是：電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)理想空性的表達(dá)式也完全相同。所不同的是：電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致外加電壓低于感應(yīng)反電勢(shì)，即：載轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致外加電壓低于感應(yīng)反電勢(shì)，即： 。于是有：。于是有：aEU 101RREUIaaB n n0 電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)， 動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能回饋電網(wǎng)。動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能回饋電網(wǎng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： EaUa 回

25、饋制動(dòng)通常發(fā)生在下列三種情況下：回饋制動(dòng)通常發(fā)生在下列三種情況下： 1. 1.重物下放過(guò)程中重物下放過(guò)程中 2. 2.降壓過(guò)程中降壓過(guò)程中 3. 3.增磁減速過(guò)程中增磁減速過(guò)程中（1 1）當(dāng)電機(jī)正向運(yùn)行時(shí)：）當(dāng)電機(jī)正向運(yùn)行時(shí)：他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性為：他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性為： 102()aemeeTRRUnTnCC C（2 2）當(dāng)電機(jī)反向運(yùn)行時(shí)：）當(dāng)電機(jī)反向運(yùn)行時(shí)：他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性為：他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性為：102()aemeeTRRUnTnCC C 1. 1.重物下放過(guò)程中重物下放過(guò)程中圖圖3.37 3.37 重物下放時(shí)直流電機(jī)回饋制動(dòng)的接線圖重物下放時(shí)直流電機(jī)回饋制動(dòng)的接線圖(

26、(位能性負(fù)載位能性負(fù)載) )OTe n1n0TL2n0acbd e a 點(diǎn)點(diǎn)改變改變Ua極性極性n不能躍變不能躍變c 點(diǎn)點(diǎn)b 點(diǎn)點(diǎn)反接制動(dòng)反接制動(dòng)d 點(diǎn)點(diǎn)反向起動(dòng)反向起動(dòng)e 點(diǎn)，點(diǎn)，Tem = TL 。 Tem TL回饋制動(dòng)回饋制動(dòng) 電壓反向反電壓反向反 接制動(dòng)過(guò)程接制動(dòng)過(guò)程 反向起動(dòng)過(guò)程反向起動(dòng)過(guò)程 回饋制動(dòng)過(guò)程回饋制動(dòng)過(guò)程 回饋制回饋制 動(dòng)運(yùn)行動(dòng)運(yùn)行 2. 2.降壓過(guò)程中降壓過(guò)程中圖3.38 電壓降低過(guò)程中的回饋制動(dòng)特性 在降低電樞電在降低電樞電 壓調(diào)速過(guò)程中壓調(diào)速過(guò)程中 TLOTe nUa1n01Ua2n02acbd 回饋制回饋制 動(dòng)過(guò)程動(dòng)過(guò)程 3. 3.增磁減速過(guò)程中增磁減速過(guò)程中TL

27、 在增加勵(lì)磁電在增加勵(lì)磁電 流調(diào)速過(guò)程中流調(diào)速過(guò)程中 OTe nIf1n01If2n02acbd 回饋制回饋制 動(dòng)過(guò)程動(dòng)過(guò)程 例例 一臺(tái)他勵(lì)直流電一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：kWPN29VUN440AIN2 .76min/1050rnN393. 0aR（1）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)位能負(fù)載，在固有特性上作回饋制動(dòng)下）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)位能負(fù)載，在固有特性上作回饋制動(dòng)下放，放， ，求電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速。，求電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速。AIa60解解 （1）NaNNenRIUC39. 01050393. 02 .76440電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速 NaNNCRIUnmin/1190min/

28、39. 0393. 060440rr（2）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，作反接制動(dòng)下放，）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，作反接制動(dòng)下放， 時(shí)，轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速速 ，求串接在電樞電路中的電阻值、電網(wǎng)輸入的，求串接在電樞電路中的電阻值、電網(wǎng)輸入的功率、從軸上輸入的功率及電樞電路電阻上消耗的功率。功率、從軸上輸入的功率及電樞電路電阻上消耗的功率。 AIa50min/600rnaeNaInCURRR（2）電樞電路總電阻）電樞電路總電阻 48.1350)600(39. 0440077.13393. 048.13aRRR電樞串接電阻電樞串接電阻 電網(wǎng)輸入功率電網(wǎng)輸入功率 aNIUP 1kW22W22000W50440RIPa2電樞

29、電路電阻上消耗的功率電樞電路電阻上消耗的功率 kW7 .33W33700W48.13502軸上功率（為負(fù)值，表示從軸上輸入功率）軸上功率（為負(fù)值，表示從軸上輸入功率） aaaNaaIRIUIEP)(2kW7 .11W11700W50)48.1350440(解：能耗制動(dòng)時(shí)最大電流出現(xiàn)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為解：能耗制動(dòng)時(shí)最大電流出現(xiàn)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 stestnCEVV19550039. 0電樞電路總電阻電樞電路總電阻 95. 1100195ststaIERRR電樞電路串接電阻電樞電路串接電阻 557. 1393. 095. 1aRRR（3）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反作用負(fù)載，從）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反作用負(fù)載，從 進(jìn)行能耗制動(dòng)，若其進(jìn)行能耗制動(dòng)，若其最大制動(dòng)電流限制在最大制動(dòng)電流限制在100A，試計(jì)算串接在電樞電路中的電阻值。，試計(jì)算串接在電樞電路中的電阻值。 min/5