直流電動機(jī)運(yùn)行與電力拖動(3)

1、第第3章章第第3章章 直流電動機(jī)的運(yùn)行與電力拖動直流電動機(jī)的運(yùn)行與電力拖動直流電動機(jī)的機(jī)械特性直流電動機(jī)的機(jī)械特性3.1直流電動機(jī)的起動直流電動機(jī)的起動3.2直流電動機(jī)的調(diào)速直流電動機(jī)的調(diào)速3.3下 頁直流電動機(jī)的制動直流電動機(jī)的制動3.4第第3章章本次課程內(nèi)容和重點(diǎn)本次課程內(nèi)容和重點(diǎn)內(nèi)容：內(nèi)容： 他勵直流電動機(jī)制動的基本概念；能耗制動、反接制動、回饋制動方法、特點(diǎn)和應(yīng)用。重點(diǎn)：重點(diǎn)： 各種制動的特性。下 頁上 頁返 回第第3章章3.4 直流電動機(jī)制動直流電動機(jī)制動1.電動狀態(tài)與制動狀態(tài)n電動狀態(tài)電動狀態(tài) 特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩T方向相同方向相同，T為拖動轉(zhuǎn)矩，Ia 與Ea 方向相反，輸

2、入電能，輸出機(jī)械能，機(jī)械特性在直角坐標(biāo)的第一、三象限。n制動狀態(tài)制動狀態(tài)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩T方向相反，方向相反，T為制動性質(zhì)的阻轉(zhuǎn)矩。Ia 與Ea 方向相同，電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。電動機(jī)是將機(jī)械能變?yōu)殡娔苋肯牡艋虼蟛糠只仞侂娋W(wǎng)。機(jī)械特性在直角坐標(biāo)的第二、四象限。下 頁上 頁返 回制動的概念制動的概念電動電動電動電動制動制動制動制動第第3章章電動狀態(tài)電動狀態(tài)TCCRCUnNTeNeN2a下 頁上 頁返 回TCCRCUnNTeNeN2a正向電動狀態(tài)正向電動狀態(tài)反向電動狀態(tài)反向電動狀態(tài)第第3章章制動狀態(tài)制動狀態(tài)n制動 指通過某種方法產(chǎn)生一個與拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向相反的阻轉(zhuǎn)矩與

3、拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向相反的阻轉(zhuǎn)矩以阻止系統(tǒng)運(yùn)動的過程。下 頁上 頁返 回n 制動不能簡單地理解為停車，停車只是制動過程中的一種停車只是制動過程中的一種形式形式而以。直流電機(jī)正常工作時，制動可以用于使拖動系統(tǒng)減速或停車。出現(xiàn)制動狀態(tài)情況有：(1)要求停車要求停車 切斷電樞電源，自由停車，或小容量電機(jī)切斷電源，機(jī)械抱閘，幫助停車。(2) 降速過程中降速過程中 在降壓調(diào)速幅度比較大時，降速過程中要經(jīng)過制動狀態(tài)。(3) 提升機(jī)構(gòu)下放重物提升機(jī)構(gòu)下放重物 提升機(jī)構(gòu)等速下放重物時，電動機(jī)要處于制動狀態(tài)。它可以維持受位能轉(zhuǎn)矩作用的拖動系統(tǒng)恒速運(yùn)動。如起重類機(jī)械等速下放重物；列車等速下坡等。第第3章章2.實(shí)現(xiàn)制動方法

4、實(shí)現(xiàn)制動方法機(jī)械制動機(jī)械制動，即剎車，它是用磨擦力產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)制動的。其特點(diǎn)是損耗大，多用于停車制動用于停車制動；如起重類機(jī)械的抱閘；電氣制動電氣制動，是使電動機(jī)變直流發(fā)電機(jī)將系統(tǒng)的機(jī)械能或位能負(fù)載的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，消耗在電樞電路的總電阻或回饋電網(wǎng)。電氣制動方法分：能耗制動，反接制動，回饋制動能耗制動，反接制動，回饋制動。下 頁上 頁返 回(4) 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) 電動機(jī)從正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，首先要制動停車，然后才能反向起動。第第3章章3.4.1 能耗制動能耗制動1.能耗制動的實(shí)現(xiàn)b. 制動狀態(tài) 制動時只需要將開關(guān)K合向下方，使電樞回路與電源斷開，接到制動電制動電阻阻RW W上去。電樞電流電樞電流Ia變?yōu)?/p>

5、由變?yōu)橛蒃a產(chǎn)產(chǎn)生，與原來方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩隨之生，與原來方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩隨之反向，反向，T與與n反向，進(jìn)入制動狀態(tài)。反向，進(jìn)入制動狀態(tài)。a.電動狀態(tài) 當(dāng)開關(guān)K合向上方時，電動機(jī)處于電動運(yùn)行電動運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速速n相同方向相同方向，電樞電流Ia與反電勢Ea方向相反。制動過程中，電動機(jī)制動過程中，電動機(jī)由生產(chǎn)機(jī)械的慣性作用拖動而由生產(chǎn)機(jī)械的慣性作用拖動而發(fā)電，發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械貯存的動能轉(zhuǎn)換成電能，將生產(chǎn)機(jī)械貯存的動能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電樞回路的電消耗在電樞回路的電阻上，阻上，直到電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動為止直到電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動為止故稱為能耗制動。故稱為能耗制動。下 頁上 頁返 回第第3章章功

6、率流程圖功率流程圖下 頁上 頁返 回第第3章章2能耗制動的機(jī)械特性能耗制動的機(jī)械特性n將將U=0，R=Ra+RW W，代入直流電動機(jī)機(jī)械代入直流電動機(jī)機(jī)械特性方程式得能耗制特性方程式得能耗制動時直流電動機(jī)機(jī)械動時直流電動機(jī)機(jī)械特性特性aa2aICRRTCeCRRnNeNTWW n由上式可知，由上式可知，n0時，時，T0；n=0時，時，T=0，所以機(jī)械特性位于第，所以機(jī)械特性位于第象限，并通過原點(diǎn)，特性斜率取決象限，并通過原點(diǎn)，特性斜率取決于能耗制動電阻于能耗制動電阻RW W 。RW W一定時，一定時，特性斜率特性斜率b b=常數(shù)，與電樞串聯(lián)電阻常數(shù)，與電樞串聯(lián)電阻RW W時人為機(jī)械特性的斜率相

7、同，兩時人為機(jī)械特性的斜率相同，兩條特性互相平行。條特性互相平行。如果如果RW W=0，特性，特性與固有機(jī)械特性相平行。與固有機(jī)械特性相平行。下 頁上 頁返 回第第3章章 3能耗制動過程能耗制動過程n電動機(jī)在拖動負(fù)載電動機(jī)在拖動負(fù)載TL工作時，工作時，工作在固有特性上的工作在固有特性上的A點(diǎn)，對應(yīng)點(diǎn)，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為nA。能耗制動時能耗制動時，U=0, 由于電機(jī)慣性，由于電機(jī)慣性，n0，Ea0 ，在反電動勢在反電動勢Ea作用下產(chǎn)生電樞電作用下產(chǎn)生電樞電流流Ia反向，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩也反向。反向，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩也反向。這時這時IB=- -Ea/(R+Ra)，IB與原來的與原來的IA 方向相反，方向

8、相反，TB反向，與反向，與n相反相反, TB與與TL(同向同向)共同作用使電機(jī)減共同作用使電機(jī)減速，直至速，直至O點(diǎn)，點(diǎn)，T=0，n=0。n如果電動機(jī)拖動的是如果電動機(jī)拖動的是位能性負(fù)載位能性負(fù)載，到，到O點(diǎn)后，點(diǎn)后， TL0，電動機(jī)電動機(jī)將在第四象限反向加速，將在第四象限反向加速，TL成為拖動力矩成為拖動力矩，直至直至TTL時，電時，電動機(jī)以速度動機(jī)以速度nC勻速放下重物。勻速放下重物。n如果電動機(jī)拖動的是如果電動機(jī)拖動的是反抗性負(fù)載反抗性負(fù)載，則電動機(jī)停車，制動停車，則電動機(jī)停車，制動停車過程結(jié)束。過程結(jié)束。下 頁上 頁返 回第第3章章位能性負(fù)載位能性負(fù)載+- -Un0,T0,TL0Ea0

9、,Ia0n0,T0Ea0,Ia0n0,TL0Ea0下 頁上 頁返 回第第3章章設(shè)制動瞬間電勢為設(shè)制動瞬間電勢為EBNa)5 . 22(IRREIBBW4能耗制動電阻能耗制動電阻n為滿足不同的制動要求，可在電樞回路串接不同的為滿足不同的制動要求，可在電樞回路串接不同的制動電阻制動電阻，從而可以改變從而可以改變起始制動轉(zhuǎn)矩起始制動轉(zhuǎn)矩(B點(diǎn)點(diǎn))的大小的大小，以及下放位能負(fù)載，以及下放位能負(fù)載時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速(特性的斜率決定特性的斜率決定)。制動電阻越小，特性曲線的。制動電阻越小，特性曲線的斜率越小，特性越平，起始制動轉(zhuǎn)矩越大，下放位能負(fù)載的斜率越小，特性越平，起始制動轉(zhuǎn)矩越大，下放位能負(fù)載

10、的轉(zhuǎn)速就越低。但轉(zhuǎn)速就越低。但制動電阻不能太小，否則在制動瞬間會產(chǎn)生制動電阻不能太小，否則在制動瞬間會產(chǎn)生過大的沖擊電流過大的沖擊電流。為了避免過大的制動轉(zhuǎn)矩和制動電流給系。為了避免過大的制動轉(zhuǎn)矩和制動電流給系統(tǒng)帶來的不利影響，通常統(tǒng)帶來的不利影響，通常限制最大制動電流不超過限制最大制動電流不超過22.5倍的倍的額定電流。額定電流。即即 IBmax=(22.5) INIB為制動瞬間的電樞電流為制動瞬間的電樞電流aNB)5 . 22(RIERW下 頁上 頁返 回aaBRIUnCEeF F和和n為制動瞬間氣隙為制動瞬間氣隙磁通和電樞轉(zhuǎn)速磁通和電樞轉(zhuǎn)速第第3章章n位能性負(fù)載下放重物的位能性負(fù)載下放重

11、物的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與制動電阻穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與制動電阻有關(guān)有關(guān)設(shè)下放重物的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速要求為設(shè)下放重物的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速要求為nC，重物轉(zhuǎn)矩為，重物轉(zhuǎn)矩為TLC2anTCCRRnNTeWT=TLaL2NRTnCCRCTeW下 頁上 頁返 回第第3章章5.能耗制動特點(diǎn)能耗制動特點(diǎn)(1)制動時制動時 U=0，n0=0 ，直流電動機(jī)脫離電網(wǎng)變成直流發(fā)電，直流電動機(jī)脫離電網(wǎng)變成直流發(fā)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，把系統(tǒng)存儲的動能或位能性負(fù)載的位能轉(zhuǎn)變機(jī)單獨(dú)運(yùn)行，把系統(tǒng)存儲的動能或位能性負(fù)載的位能轉(zhuǎn)變成成電能電能( EaIa)消耗在電樞電路的總電阻上消耗在電樞電路的總電阻上I2(Ra+RW W)。(2)制動時，制動時， n與與T成正比成正比 ,

12、所以轉(zhuǎn)速所以轉(zhuǎn)速n 下降時，下降時，T也下降，故也下降，故低速時制動效果差，為加強(qiáng)制動效果，可減少低速時制動效果差，為加強(qiáng)制動效果，可減少RW W，以增大，以增大制動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩T ，此即多級能耗制動，此即多級能耗制動nTRRnCCICTeTT , aNNaNW(4)(4)制動過程中，電動機(jī)脫離電網(wǎng)，不需要吸收電功率，制制動過程中，電動機(jī)脫離電網(wǎng)，不需要吸收電功率，制動產(chǎn)生的沖擊電流也不會沖擊電網(wǎng)，比較經(jīng)濟(jì)安全。動產(chǎn)生的沖擊電流也不會沖擊電網(wǎng)，比較經(jīng)濟(jì)安全。(3) 實(shí)現(xiàn)能耗制動的線路簡單可靠，當(dāng)實(shí)現(xiàn)能耗制動的線路簡單可靠，當(dāng)n=0 時時T=0 ,可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。準(zhǔn)確停車。下 頁上 頁返

13、回第第3章章6.應(yīng)用應(yīng)用 能耗制動多用于一般生產(chǎn)機(jī)械的制動停車，對能耗制動多用于一般生產(chǎn)機(jī)械的制動停車，對于起重機(jī)械，能耗制動可使位能性負(fù)載的恒低速下于起重機(jī)械，能耗制動可使位能性負(fù)載的恒低速下放重物，確保生產(chǎn)安全；對反抗性負(fù)載能確保停車。放重物，確保生產(chǎn)安全；對反抗性負(fù)載能確保停車。下 頁上 頁返 回第第3章章例：一臺直流他勵電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為：例：一臺直流他勵電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為：PN=40kW，UN=220V，IN=210A，nN=1000r/min，電樞電阻電樞電阻Ra=0.07，試求：（，試求：（1）電動機(jī)帶反抗性負(fù)載）電動機(jī)帶反抗性負(fù)載TL=0.8TN運(yùn)行時，進(jìn)行能耗制動，欲使制動電流等

14、于運(yùn)行時，進(jìn)行能耗制動，欲使制動電流等于2IN時，時，電樞應(yīng)外接多大的電阻？（電樞應(yīng)外接多大的電阻？（2）它的機(jī)械特性方程。）它的機(jī)械特性方程。 解題思路：解題思路：能耗制動時外接電壓為能耗制動時外接電壓為0制動時電樞外接電阻特性改變制動時電樞外接電阻特性改變能耗制動的特性方程能耗制動的特性方程能耗制動時負(fù)載不變能耗制動時負(fù)載不變Na2IRREIBBW制動瞬間的電樞電流制動瞬間的電樞電流IB為為F F和和n為制動瞬間氣隙為制動瞬間氣隙磁通和電樞轉(zhuǎn)速磁通和電樞轉(zhuǎn)速aaBRIUnCEe下 頁上 頁返 回第第3章章(1) 求求TL=0.8TN時的時的Ea 制動瞬間制動瞬間EBV24.20807. 0

15、2108 . 02208 . 0aaNBNaaaNBRIUEIIRIUEWW426. 007. 0210224.2082aNBRIER(2) 制動特性方程制動特性方程TCCRRTCCRRCUnNTeNTeNe2a2aWWF96. 155. 92053. 0100007. 0210220aNeNTNNNNeCCnRIUCTTTCCRRnNTe215. 196. 12053. 0426. 007. 02aW下 頁上 頁返 回第第3章章3.4.3 反接制動反接制動n電動運(yùn)行時，電壓電動運(yùn)行時，電壓U與反電勢與反電勢Ea反方向反方向 反接制動時，電壓反接制動時，電壓U與反電勢與反電勢Ea同方向。同方向

16、。n實(shí)現(xiàn)反接制動有兩種方法：實(shí)現(xiàn)反接制動有兩種方法： 電壓反接（一般用于反抗性負(fù)載）電壓反接（一般用于反抗性負(fù)載） 電動勢反接（用于位能性負(fù)載）電動勢反接（用于位能性負(fù)載）下 頁上 頁返 回第第3章章1.電壓反接的反接制動電壓反接的反接制動(1)電壓反接制動的實(shí)現(xiàn)電壓反接制動的實(shí)現(xiàn)n當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K合向上方時，電動合向上方時，電動機(jī)運(yùn)行于電動狀態(tài)。機(jī)運(yùn)行于電動狀態(tài)。n反接制動時，只需將開關(guān)反接制動時，只需將開關(guān)K合向下方，即合向下方，即把電源電壓把電源電壓U反向接到電動機(jī)電樞兩端反向接到電動機(jī)電樞兩端。同時，在正在運(yùn)行的電機(jī)電同時，在正在運(yùn)行的電機(jī)電樞回路中串入電阻樞回路中串入電阻RW W，這時

17、，這時WWRREURREUIaaaaaIa為負(fù)值，為負(fù)值，T為負(fù)值，為負(fù)值，T與與n反向，為制動狀態(tài)。反向，為制動狀態(tài)。下 頁上 頁返 回第第3章章(2)(2)電壓反接制動的機(jī)械特性電壓反接制動的機(jī)械特性n電壓反接制動時，電壓反接制動時，不變，不變，U= U，R=Ra+RW WTCCRRnTCCRRCUnTeTee2a02aWWn特性曲線是一條理想空載點(diǎn)坐標(biāo)為特性曲線是一條理想空載點(diǎn)坐標(biāo)為(0，- -n0)，斜率為斜率為b b，與電動狀態(tài)時與電動狀態(tài)時電樞串入電阻電樞串入電阻RW W時的人為機(jī)械特性時的人為機(jī)械特性相平行的直線。相平行的直線。 2aCCRRTeWb下 頁上 頁返 回第第3章章

18、(3)電壓反接制動過程電壓反接制動過程n電壓反接時，電壓反接時，n不能突變，工不能突變，工作點(diǎn)由第一象限作點(diǎn)由第一象限A點(diǎn)平移至第點(diǎn)平移至第二象限二象限B點(diǎn)。點(diǎn)。T- -TB0，T與與TL共同作用使電機(jī)減速，直至共同作用使電機(jī)減速，直至n0。反接制動過程結(jié)束。反接制動過程結(jié)束。n如果電機(jī)拖動如果電機(jī)拖動反抗性負(fù)載反抗性負(fù)載，n0時，時，T- -TC- -TL，電動機(jī)反向電動，電動機(jī)反向電動(第三第三象限象限)直至直至T- -TL(D點(diǎn)點(diǎn))，電動機(jī)穩(wěn)定，電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行。下 頁上 頁返 回n如果電動機(jī)拖動的是如果電動機(jī)拖動的是位能性負(fù)載位能性負(fù)載，TL方向不變，電動機(jī)只能方向不變，電動機(jī)只能

19、在第四象限在第四象限E點(diǎn)，點(diǎn)，TTL時，勻速放下重物，時，勻速放下重物，在第四象限，在第四象限，|- -n|- -n0|，T與與n反向，系統(tǒng)進(jìn)入回饋制動。反向，系統(tǒng)進(jìn)入回饋制動。第第3章章電壓反接制動時的能量關(guān)系電壓反接制動時的能量關(guān)系電壓反接制動時電壓反接制動時 說明從電源吸收電能；說明從電源吸收電能； 說明電動機(jī)從負(fù)載吸收機(jī)械能使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將機(jī)說明電動機(jī)從負(fù)載吸收機(jī)械能使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。械能轉(zhuǎn)化為電能。00 , 0aaUIIU00 , 00aaaaIEIEn上述兩部分能量加在一起消耗在電樞回路的電阻上。上述兩部分能量加在一起消耗在電樞回路的電阻上。下 頁上 頁

20、返 回第第3章章(4)電壓反接制動的制動電阻電壓反接制動的制動電阻電動狀態(tài)時電動狀態(tài)時，電樞電流的大小決定于，電樞電流的大小決定于UN與與Ea之差；之差；電壓反接電壓反接制動時，制動時，電樞電流的大小決定于電樞電流的大小決定于UN與與Ea之和，非常大，約為之和，非常大，約為電動狀態(tài)時的電動狀態(tài)時的2倍。必須在反接的同時在電樞電路中串入制動倍。必須在反接的同時在電樞電路中串入制動電阻電阻RW W ，以限制過大的制動電流。，以限制過大的制動電流。RW W的大小應(yīng)使反接制動時電樞電流最大值不超過允許值的大小應(yīng)使反接制動時電樞電流最大值不超過允許值( (22.5)22.5) I IN N，由此可得應(yīng)串

21、入的制動電阻值為，由此可得應(yīng)串入的制動電阻值為aNaN)5 . 22(RIEURW制動電阻的比較制動電阻的比較反接aNNRIURW能耗aNN2RIURW反接制動電阻比能耗制動電阻幾乎大一倍反接制動電阻比能耗制動電阻幾乎大一倍下 頁上 頁返 回第第3章章(5)電壓反接制動的特點(diǎn)電壓反接制動的特點(diǎn)及適用場合及適用場合n電壓反接制動，平均制動轉(zhuǎn)矩值較大，制動效果好。電壓反接制動，平均制動轉(zhuǎn)矩值較大，制動效果好。n當(dāng)當(dāng)n=0時，時，T0，若不斷開電源，有可能自動反向起動。，若不斷開電源，有可能自動反向起動。n制動過程中，系統(tǒng)儲存的動能以及從電源吸收的電能都制動過程中，系統(tǒng)儲存的動能以及從電源吸收的電能

22、都消耗在電樞回路中，所以能量消耗大、經(jīng)濟(jì)效益差。消耗在電樞回路中，所以能量消耗大、經(jīng)濟(jì)效益差。n適用于適用于要求快速停車的生產(chǎn)機(jī)械，對于要求快速停車隨要求快速停車的生產(chǎn)機(jī)械，對于要求快速停車隨后立即反向起動的生產(chǎn)機(jī)械更為合適。后立即反向起動的生產(chǎn)機(jī)械更為合適。下 頁上 頁返 回第第3章章2.電動勢反接的反接制動電動勢反接的反接制動n當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K閉合，電動機(jī)運(yùn)行閉合，電動機(jī)運(yùn)行于電動狀態(tài)。于電動狀態(tài)。n當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K斷開，斷開，電樞回路串電樞回路串入較大電阻入較大電阻RW W，使，使n0時，時，電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)反向加速，機(jī)反向加速，T與與n反向，進(jìn)反向，進(jìn)

23、入電動勢反接的反接制動運(yùn)行。入電動勢反接的反接制動運(yùn)行。電動勢反接的反接制動僅電動勢反接的反接制動僅適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又稱倒拉反接制動或轉(zhuǎn)速又稱倒拉反接制動或轉(zhuǎn)速反向反接制動。反向反接制動。 (1)電動勢反接制動的實(shí)現(xiàn)電動勢反接制動的實(shí)現(xiàn)下 頁上 頁返 回第第3章章(2)電動勢反接的電動勢反接的反接制動的機(jī)械特性反接制動的機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向反接制動時，只是轉(zhuǎn)速反向反接制動時，只是在電樞回路中在電樞回路中串入大電阻串入大電阻RW W，其他條件不變，其機(jī)械特性其他條件不變，其機(jī)械特性為：為：L2Na0TCCRRnnTeFW上式與電動狀態(tài)下電樞回路串上式與電動狀態(tài)下電樞回

24、路串電阻的人為機(jī)械特性在形式上電阻的人為機(jī)械特性在形式上是相同的。不同之處是電阻是相同的。不同之處是電阻RW W很大，使很大，使n=0時的電磁轉(zhuǎn)矩時的電磁轉(zhuǎn)矩TK（起動轉(zhuǎn)矩）小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩（起動轉(zhuǎn)矩）小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 。電動運(yùn)行部分電動運(yùn)行部分(減速減速)是曲線是曲線2的的BC段段；電動勢反接的反接制動電動勢反接的反接制動運(yùn)行部分為曲線運(yùn)行部分為曲線2的的CD段。段。電動勢反接的反接制動的機(jī)電動勢反接的反接制動的機(jī)械特性是電動狀態(tài)時的機(jī)械械特性是電動狀態(tài)時的機(jī)械特性在第四象限的延伸部分特性在第四象限的延伸部分 下 頁上 頁返 回第第3章章(3)電動勢反接的反接制動的過程電動勢反接的反接制動的過程

25、（a）正向電動；）正向電動； （b）倒拉反轉(zhuǎn)）倒拉反轉(zhuǎn) 電阻電阻RW W串入瞬間，串入瞬間，n不能突變，不能突變，Ia、T減小，工作點(diǎn)由減小，工作點(diǎn)由A平移平移到到B點(diǎn)。點(diǎn)。TTL，n減小。在減小。在C點(diǎn)，點(diǎn)，n0，TTKTL，在重力，在重力作用下，使物體開始下放。進(jìn)入第四象限，作用下，使物體開始下放。進(jìn)入第四象限，T與與n反向，進(jìn)入反向，進(jìn)入電動勢反接的反接制動狀態(tài)。在電動勢反接的反接制動狀態(tài)。在D點(diǎn)，點(diǎn)，TTL，勻速下放重物。，勻速下放重物。下 頁上 頁返 回第第3章章(4)電阻計(jì)算電阻計(jì)算aaaNRIEURW因?yàn)閯畲挪蛔?，因?yàn)閯畲挪蛔儯珽a隨隨n的反向而改變方向，于是電樞電路的反向而改變

26、方向，于是電樞電路中電流為中電流為WWRREURREUIaaNaaNa)(下 頁上 頁返 回第第3章章(5)電動勢反接的反接制動的能量關(guān)系電動勢反接的反接制動的能量關(guān)系 上述兩部分能量全部消耗在電樞回路的電阻上，其能量關(guān)系上述兩部分能量全部消耗在電樞回路的電阻上，其能量關(guān)系同電壓反接制動時一樣。同電壓反接制動時一樣。00 , 0000 , 0aaaaaaIEIEnUIIU說明從電源吸收電能說明從電源吸收電能說明從負(fù)載吸收機(jī)械能說明從負(fù)載吸收機(jī)械能下 頁上 頁返 回第第3章章(6)電動勢反接的反接制動的特點(diǎn)及適用場合電動勢反接的反接制動的特點(diǎn)及適用場合n電動勢反接的反接制動設(shè)備簡單、操作方便。電

27、樞回路所電動勢反接的反接制動設(shè)備簡單、操作方便。電樞回路所串電阻較大，機(jī)械特性軟，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)，適用于串電阻較大，機(jī)械特性軟，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)，適用于低速下放重物。低速下放重物。下 頁上 頁返 回第第3章章3.兩種反接制動的異同點(diǎn)兩種反接制動的異同點(diǎn)共同點(diǎn)共同點(diǎn)：能量關(guān)系相同。：能量關(guān)系相同。不同點(diǎn)不同點(diǎn)：電壓反接制動特性位于第二象限，制動轉(zhuǎn)矩大，制：電壓反接制動特性位于第二象限，制動轉(zhuǎn)矩大，制動效果好，電動機(jī)軸上輸入的機(jī)械能來自系統(tǒng)儲存的功能；動效果好，電動機(jī)軸上輸入的機(jī)械能來自系統(tǒng)儲存的功能；電動勢反接的反接制動特性位于第四象限，機(jī)械能來自負(fù)載電動勢反接的反接制動特性位于第四象限，

28、機(jī)械能來自負(fù)載的位能，不能用于停車。的位能，不能用于停車。下 頁上 頁返 回第第3章章例例:一臺直流他勵電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為：一臺直流他勵電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為：PN=40kW，UN=220V，IN=210A，nN=1000r/min，電樞電阻電樞電阻Ra=0.07，現(xiàn)進(jìn)行反接制動。試求：（，現(xiàn)進(jìn)行反接制動。試求：（1）若電動）若電動機(jī)的負(fù)載是位能性負(fù)載，提升重物在額定負(fù)載情況下工作，機(jī)的負(fù)載是位能性負(fù)載，提升重物在額定負(fù)載情況下工作，如在電樞電路中串入如在電樞電路中串入2.1電阻進(jìn)行倒拉反轉(zhuǎn)反接運(yùn)行，略去電阻進(jìn)行倒拉反轉(zhuǎn)反接運(yùn)行，略去空載轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩T0，求倒拉時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；（，求倒拉時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；（

29、2）如電動機(jī)作電壓反）如電動機(jī)作電壓反接，使反接初瞬的電磁制動轉(zhuǎn)矩等于接，使反接初瞬的電磁制動轉(zhuǎn)矩等于2倍的額定轉(zhuǎn)矩，電樞電倍的額定轉(zhuǎn)矩，電樞電路中需串入多大電阻？路中需串入多大電阻？ 下 頁上 頁返 回第第3章章（2）如電動機(jī)作電壓反接，使反接初瞬的電磁制動轉(zhuǎn)矩）如電動機(jī)作電壓反接，使反接初瞬的電磁制動轉(zhuǎn)矩等于等于2倍的額定轉(zhuǎn)矩，電樞電路中需串入多大電阻？倍的額定轉(zhuǎn)矩，電樞電路中需串入多大電阻？ WWRREURREUIaaNaaNa下 頁上 頁返 回第第3章章3.4.3 回饋制動回饋制動(再生發(fā)電制動再生發(fā)電制動)在轉(zhuǎn)矩（在轉(zhuǎn)矩（- -TB- -TL）作用下，速度下降，至）作用下，速度下降，

30、至C點(diǎn)點(diǎn)nn01，T0，制動運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束。在制動運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束。在BC段（第二象限），段（第二象限），Ea與與Ia同向，同向，U與與Ia反向，電動機(jī)將動能轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng)，這個過程反向，電動機(jī)將動能轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng)，這個過程成為回饋制動過程。成為回饋制動過程。(1)正向回饋制動正向回饋制動如發(fā)生在降壓調(diào)速過程中。如發(fā)生在降壓調(diào)速過程中。1回饋制動過程回饋制動過程分正向回饋制動和反向回饋制動分正向回饋制動和反向回饋制動降壓調(diào)速時的回饋制動過程降壓調(diào)速時，當(dāng)電壓降為降壓調(diào)速時，當(dāng)電壓降為U1時，機(jī)械特性向下平移，時，機(jī)械特性向下平移，工作點(diǎn)由工作點(diǎn)由A平移至平移至B，這時，這時nn01，Ea

31、U1，Ia反向，反向，T=TB0，T與與n反向，反向，進(jìn)入制動運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)入制動運(yùn)行狀態(tài)。下 頁上 頁返 回第第3章章(2)反向回饋制動反向回饋制動如反接制動時拖動位能負(fù)載下放重物時回饋制動如反接制動時拖動位能負(fù)載下放重物時回饋制動電機(jī)經(jīng)制動減速，反向電動加電機(jī)經(jīng)制動減速，反向電動加速，最后到達(dá)速，最后到達(dá)G點(diǎn)，制動的電點(diǎn)，制動的電磁轉(zhuǎn)矩與重物作用力平衡，電磁轉(zhuǎn)矩與重物作用力平衡，電力拖動系統(tǒng)便在反向回饋制動力拖動系統(tǒng)便在反向回饋制動狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，即勻速下放狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行，即勻速下放重物重物。為防止轉(zhuǎn)速過高，可在。為防止轉(zhuǎn)速過高，可在反向回饋制動后，將電樞回路反向回饋制動后，將電樞回路串聯(lián)電

32、阻全部切除，使電動機(jī)串聯(lián)電阻全部切除，使電動機(jī)運(yùn)行在電壓反接的固有機(jī)械特運(yùn)行在電壓反接的固有機(jī)械特性的反向回饋制動狀態(tài)，如圖性的反向回饋制動狀態(tài)，如圖中的中的F點(diǎn)點(diǎn)。 nn0AB0TBCTLT-n0位能性負(fù)載時電機(jī)回饋制動機(jī)械特性DEFG正向回饋制動機(jī)械特性位于第二象限；反向回饋制動機(jī)械正向回饋制動機(jī)械特性位于第二象限；反向回饋制動機(jī)械特性位于第四象限特性位于第四象限 下 頁上 頁返 回第第3章章2.回饋制動時的功率流程圖回饋制動時的功率流程圖回饋制動過程中，有功率回饋制動過程中，有功率UIa回饋電網(wǎng)，能量損耗最少?；仞侂娋W(wǎng)，能量損耗最少。下 頁上 頁返 回第第3章章3.回饋制動特點(diǎn)及應(yīng)用場合

33、回饋制動特點(diǎn)及應(yīng)用場合 回饋制動時，回饋制動時， |n|n0| ，EaU，電動機(jī)將系統(tǒng)減少的位能，電動機(jī)將系統(tǒng)減少的位能或動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艽蟛糠只仞伣o電網(wǎng)，能量損耗小，運(yùn)行經(jīng)或動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艽蟛糠只仞伣o電網(wǎng)，能量損耗小，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。因?yàn)榛仞佒苿訚?jì)。因?yàn)榛仞佒苿又挥性谥挥性趞n|n0|時才會出現(xiàn)時才會出現(xiàn)，所以不能用于，所以不能用于快速停車，適用于高速勻速下放重物，在降壓及增磁調(diào)速時快速停車，適用于高速勻速下放重物，在降壓及增磁調(diào)速時可自行轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)運(yùn)行并加快減速過程?？勺孕修D(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)運(yùn)行并加快減速過程。下 頁上 頁返 回第第3章章四象限運(yùn)行分析四象限運(yùn)行分析下 頁上 頁返 回第第3章章

34、本章小結(jié)1 電動機(jī)的起動方法有：直接起動、降壓起動、電樞串電阻起動。起動時應(yīng)有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩，同時要限制起動電流，一般限制在2IN左右。由于起動瞬間，反電勢未建立，使額定電壓全部降在電樞電阻上，電樞電流約為額定電流的1020倍，易損壞電機(jī)，故除小容量電動機(jī)外，一般不允許直接起動。 下 頁上 頁返 回第第3章章本章小結(jié)2 電動機(jī)的機(jī)械特性在、象限內(nèi)為電動狀態(tài)，在、象限內(nèi)為制動狀態(tài)，制動可用于迅速停車或位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載勻速下放。他勵直流電動機(jī)電氣制動有：能耗制動、電壓反接和電動勢反接的反接制動、回饋制動。 下 頁上 頁返 回第第3章章本章小結(jié)3 通過改變電動機(jī)的電氣參數(shù)可改變轉(zhuǎn)速的方法稱為電氣調(diào)

35、速。他勵直流電動機(jī)電氣調(diào)速方法有：降低電樞電壓的調(diào)速、電樞串電阻的調(diào)速和減小主磁通的調(diào)速，其中降低電樞電壓和電樞串電阻的調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，減小磁通的調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。為合理使用電動機(jī)，調(diào)速方式應(yīng)與負(fù)載類型匹配，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率調(diào)速與恒功率負(fù)載是相互匹配的。下 頁上 頁返 回第第3章章課后復(fù)習(xí)要點(diǎn)1.各種制動的實(shí)現(xiàn)方法、特性、方程等。2.復(fù)習(xí)電機(jī)的分類，電路中變壓器概念、工作原理3.預(yù)習(xí)第4章4.14.24. 思考：P84 3.245.作業(yè)：P84 3.22、3.23上 頁返 回第第3章章思考題1、他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法有（ ），（ ），（ ）。2、電動機(jī)制動運(yùn)行的特點(diǎn)是（

36、）。3、直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行調(diào)速時，應(yīng)采用（ ）調(diào)速方法，而拖動恒功率負(fù)載進(jìn)行調(diào)速時，應(yīng)采用（ ）調(diào)速方法。4、他勵直流電動機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時，若只增大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將（ ）。5、他勵直流電動機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時,若降低電源電壓,則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將（ ）,穩(wěn)定運(yùn)行時電樞電流將（ ）。6、他勵直流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)指標(biāo)主要有：（ ），（ ），（ ）。電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速降壓調(diào)速降壓調(diào)速弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電機(jī)轉(zhuǎn)向電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電機(jī)轉(zhuǎn)向相反即電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩相反即電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩電樞回路串電阻調(diào)速、降壓調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速、降壓調(diào)速弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速下降下

37、降下降下降不變不變調(diào)速范圍調(diào)速范圍靜差率靜差率平滑性平滑性下 頁第第3章章下 頁7、他勵直流電動機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時,若要將轉(zhuǎn)速調(diào)低,可用的方法是（ ）、（ ），若要將轉(zhuǎn)速調(diào)高，則可用的方法是（ ）。8、屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速的方法是（ ），而屬于恒功率調(diào)速的方法是（ ）。9、如果不串聯(lián)制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態(tài)運(yùn)行時電樞電流的（）倍。 10、當(dāng)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速超過（ ）時，出現(xiàn)回饋制動。 11、欲改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向,可以改變（ ）或（ ）。12、倒拉反接制動適用于（ ），實(shí)現(xiàn)方法是（ ）。 串電阻調(diào)速串電阻調(diào)速降壓調(diào)速降壓調(diào)速弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速和電樞回路串

38、電阻調(diào)速和降壓調(diào)速降壓調(diào)速弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速2理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速電樞電流的方向電樞電流的方向勵磁電流的方向勵磁電流的方向位能性負(fù)載位能性負(fù)載電樞回路中串入大電阻電樞回路中串入大電阻上 頁第第3章章下 頁13、直流電動機(jī)弱磁調(diào)速時，磁通減少，轉(zhuǎn)速增大。（ ）14、直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)通常采用改變電樞電流方向來實(shí)現(xiàn)。（ ）15、直流電動機(jī)正常工作時，如電磁轉(zhuǎn)矩增大，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降。（ ）16、他勵直流電動機(jī)能耗制動時，電樞電壓U=0。（ ）17、直流電動機(jī)串多級電阻起動。在起動過程中，每切除一級起動電阻，電樞電流都將突變。（ ） 18、提升位能負(fù)載時的工作點(diǎn)在第一象限內(nèi)，而下放位能負(fù)載時的工作點(diǎn)在

39、第四象限內(nèi)。（ ） 19、他勵直流電動機(jī)的降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。（ ） 上 頁第第3章章20、一臺他勵直流電動機(jī)額定電壓為220V,拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行在某一轉(zhuǎn)速上,電樞電流為28A,今將電壓降低到110V而每極磁通保持不變,則穩(wěn)定以后的電樞電流等于（ ）A、14A； B、28A； C、56A21、他勵直流電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行串電阻調(diào)速，設(shè)調(diào)速前、后的電樞電流分別為I1和I2，那么：（ ）A、I1I2。 22、一直流電動機(jī)拖動一臺他勵直流發(fā)電機(jī)，當(dāng)電動機(jī)的外電壓，勵磁電流不變時，增加發(fā)電機(jī)的負(fù)載，則電動機(jī)的電樞電流和轉(zhuǎn)速n將（ ）。A、增大，n降低； B

40、、減少，n升高； C、減少，n降低BBA下 頁上 頁第第3章章23、一臺他勵直流電動機(jī)，在保持轉(zhuǎn)矩不變時，如果電源電壓U降為0.5倍,忽略電樞反應(yīng)和磁路飽和的影響，此時電機(jī)的轉(zhuǎn)速（ ）：A、不變； B、轉(zhuǎn)速降低到原來轉(zhuǎn)速的0.5倍； C、轉(zhuǎn)速下降； D、無法判定24、起動他勵直流電動機(jī)時，磁路回路應(yīng)（ ）電源。A、與電樞回路同時接入； B、比電樞回路先接入； C、比電樞回路后接入25、他勵直流電動機(jī)磁通增加10，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時（T2不變），不計(jì)飽和與電樞反應(yīng)的影響，電機(jī)穩(wěn)定后，Ia 變化為：（ ）.A、增加； B、減小； C、基本不變26、并勵直流電動機(jī)在運(yùn)行時勵磁繞組斷開了，電機(jī)將（ ）。A、飛車； B、停轉(zhuǎn)； C、可能飛車，也可能停轉(zhuǎn)CBBC下 頁上 頁第第3章章27、直流電動機(jī)的額定功率指（ ）。A、轉(zhuǎn)軸上吸收的機(jī)械功率； B、轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率C、電樞端口吸收的電功率； D、電樞端口輸出的電功率。28、當(dāng)電動機(jī)的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機(jī)械功率都大時，這時電動機(jī)處于（