項目五,任務(wù)七直流電動機的制動

1、電機及拖動技術(shù)應(yīng)用教案 機電工程系 教 案 首 頁（宋體小四號字）任務(wù)七直流電動機的制動第幾節(jié)項目五班 級13機電時 數(shù)3課時教 學(xué) 目 標(biāo)1. 知識目標(biāo)：熟悉直流電動機的制動方法，控制線路。2. 能力目標(biāo)：熟悉各種制動的特點，應(yīng)用場合。3.情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生積極向上的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生接受新知識的能力。教 學(xué) 內(nèi) 容1. 機械制動2. 電力制動教材分析重點通過自主探究，讓學(xué)生掌握直流電動機的制動方法和原理。難點對直流電動機的制動原理的掌握。教學(xué)方法問題引導(dǎo) 動畫演示 案例教學(xué)教學(xué)準(zhǔn)備多媒體 直流電動機實物電機及拖動技術(shù)應(yīng)用教案 機電工程系教 學(xué) 內(nèi) 容教 學(xué) 設(shè) 計第一部分：導(dǎo)課v 本次主題

2、：直流電動機的制動主題描述：制動方法機械制動、電力制動解決問題：1.幫助學(xué)生了解機械制動的原理。2.幫助學(xué)生了解電力制動的原理。3.幫助學(xué)生建立把理論與實踐結(jié)合起來的抽象思維方式。第二部分：授課第 一 課 時想一想：三相異步電動機的制動方法有哪幾種？怎樣實現(xiàn)直流電動機的制動控制？與交流電動機一樣，直流電動機在工作中也需要制動。所謂制動就是在電動機上加上與原轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)或限制電動機的轉(zhuǎn)速。直流電動機的制動也可以分為機械制動和電氣制動，其中電氣制動又可以分為再生制動、能耗制動和反接制動等。一、再生發(fā)電制動（又稱為回饋制動、發(fā)電制動）制動原理當(dāng)電動機下坡或吊車重物下降時，可能會出

3、現(xiàn)這樣的情況，電動機的轉(zhuǎn)速超過了它的空載轉(zhuǎn)速。由公式可知，如果電動機的主磁通不變，則,此時電機就處在發(fā)電機狀態(tài)下運行，即與方向相同，這時電動機把機械能轉(zhuǎn)換成電能，反送到電網(wǎng)中去，并產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，從而限制了電動機轉(zhuǎn)動的速度，這就是再生制動。特別提示：對于串勵電動機而言，主極磁通隨電樞電流的變化而變化，不能保持不變。因此串勵電動機如要進(jìn)行再生制動，必須先將串勵改為他勵，由專門的低壓直流電源給勵磁繞組供電，以保證主極磁通有一定的量（不隨變化）。制動特點 再生制動的優(yōu)點是產(chǎn)生的電能可以反饋回電網(wǎng)中去，使電能獲得利用，簡便可靠而經(jīng)濟。缺點是再生制動只能發(fā)生在>的場合，限制了它的應(yīng)用范圍。二、能耗制

4、動并勵電動機能耗制動制動原理能耗制動是指維持直流電動機的勵磁電源不變，切斷正在運轉(zhuǎn)的電動機電樞的電源，再接入一個外加制動電阻，組成回路，將機械動能變?yōu)闊崮芟脑陔姌泻椭苿与娮枭?，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)?？刂凭€路 如圖5-21所示圖5-21 并勵直流電動機單向起動能耗制動控制電路圖線路工作原理如下：（二）串勵電動機的能耗制動串勵直流電動機的能耗制動分為自勵式和他勵式兩種自勵式能耗制動制動原理自勵式能耗制動是指電動機斷開電源后，將勵磁繞組反接并與電樞繞組和制動電阻串聯(lián)構(gòu)成閉合回路，使慣性運轉(zhuǎn)的電樞處于自勵發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生與原方向相反的電流和電磁轉(zhuǎn)矩，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)。這種制動設(shè)備簡單，在高速時制動力矩

5、大，制動效果好。但在低速時制動力矩減小很快，制動效果變差?？刂凭€路 如圖5-22所示。圖5-22 串勵電動機自勵式能耗制動控制電路圖 線路工作原理如下：他勵式能耗制動制動原理 他勵式能耗制動原理圖如圖5-23所示，制動時，切斷電動機電源，將電樞繞組與放電電阻R1接通，將勵磁繞組與電樞繞組斷開后串入分壓電阻R2，再接入外加直流電源勵磁。若與電樞供電電源共用時，則需要在串勵回路串入較大的降壓電阻（因串勵繞組電阻很?。?。這種制動方法不僅需要外加的直流電源設(shè)備，而且勵磁電路消耗的功率較大，所以經(jīng)濟性較差。圖5-23 他勵式能耗制動原理圖 控制線路 如圖5-24所示。圖5-24 他勵式能耗制動控制線路圖

6、小型串勵直流電動機作為伺服電動機使用時，采用的他勵式能耗制動電路如圖5-23所示。其中，R1和R2為電樞繞組的放電電阻，減小它們的阻值可使制動力矩增大；R3是限流電阻，防止電動機起動電流過大；R是勵磁繞組的分壓電阻；SQ1和SQ2是位置開關(guān)。第 二 課 時三、反接制動并勵直流電動機的反接制動制動原理并勵直流電動機的反接制動是把正在運行的電動機的電樞繞組突然反接來實現(xiàn)的。特別提示：采用反接制動時應(yīng)注意以下兩點：一是電樞繞組突然反接的瞬間，會在電樞繞組中產(chǎn)生很大的反向電流（），易使換向器和電刷產(chǎn)生強烈火花而損傷，故必須在電樞回路中串入附加電阻以限制電樞電流，附加電阻的大小可取近似等于電樞的電阻值；

7、二是當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速等于零時，應(yīng)及時準(zhǔn)確可靠地斷開電樞回路的電源，以防止電動機反轉(zhuǎn)?？刂凭€路并勵直流電動機雙向起動反接制動控制電路如圖5-25所示。其中，KV是電壓繼電器；KA是欠電流繼電器；R1和R2是二級起動電阻；RB是制動電阻；R是勵磁繞組的放電電阻。圖5-25 并勵直流電動機雙向起動反接制動控制電路圖線路工作原理如下： 串勵電動機的反接制動串勵電動機的反接制動可通過位能負(fù)載時轉(zhuǎn)速反向法和電樞直接反接法兩種方式來實現(xiàn)。位能負(fù)載時轉(zhuǎn)速反向法 這種方法通過強迫電動機的轉(zhuǎn)速反向，使電動機的轉(zhuǎn)速方向與電磁轉(zhuǎn)矩的方向相反來實現(xiàn)制動。如提升機下放重物時，電動機在重物（位能負(fù)載）的作用下，轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩T

8、反向，使電動機處于制動狀態(tài)。如圖5-26所示。圖5-26 串勵電動機轉(zhuǎn)速反向法制動原理圖第 三 課 時 電樞直接反接法 制動方法它是切斷電動機的電源后，將電樞繞組串入制動電阻后反接，并保持其勵磁電流方向不變的制動方法。 特別提示：采用電樞反接制動時，不能直接將電源極性反接，否則，由于電樞電流和勵磁電流同時反向，起不到制動作用。 控制線路 如圖5-27所示。圖5-27 串勵電動機反接制動自動控制電路圖圖5-27中AC是主令控制器，用來控制電動機的正反轉(zhuǎn)；KM是線路接觸器；KM1是正轉(zhuǎn)接觸器；KM2是反轉(zhuǎn)接觸器；KA是過電流繼電器，用來對電動機進(jìn)行過載和短路保護；KV是零壓保護繼電器；KA1、KA

9、2是中間繼電器；R1、R2是起動電阻；RB是制動電阻。線路的工作原理如下：準(zhǔn)備起動：將主令控制器AC手柄放在“0”位合上電源開關(guān)QF零壓繼電器KV線圈得電KV常開觸頭閉合自鎖。電動機正轉(zhuǎn)：將控制器AC手柄向前扳向“1”位置AC觸頭（2-4）、（2-5）閉合KM和KM1線圈得電KM和KM1主觸頭閉合電動機M串入電阻R1、R2和 RB起動KT1、KT2線圈得電它們的常閉觸頭瞬時分?jǐn)郖M4、KM5處于斷電狀態(tài)。因KM1得電時其輔助常開觸頭閉合KA1線圈得電KA1常開觸頭閉合 KM3、KM4、KM5依次得電動作KM3、KM4、KM5常開觸頭依次閉合短接電阻RB.R1、R2電動機起動完畢進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)。電

10、動機反轉(zhuǎn)：將主令控制器AC手柄由正轉(zhuǎn)位置向后扳“1”反轉(zhuǎn)位置，這時，接觸器KM1和中間繼電器KA1失電，其觸頭復(fù)位，電動機由于慣性仍沿正轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動。但電樞電源則由于接觸器KM、KM2的接通而反向，使電動機運行在反接制動狀態(tài)，而中間繼電器KA2線圈上的電壓變得很小，并未吸合，KA2常開觸頭分?jǐn)?，接觸器KM3線圈失電，KM3常開觸頭分?jǐn)啵苿与娮鑂B接入電樞電路，電動機進(jìn)行反接制動，其轉(zhuǎn)速迅速下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速降到接近于零時，KA2線圈上的電壓升到吸合電壓，此時，KA2線圈得電，KA2常開觸頭閉合，使KM3得電動作，RB被短接，電動機進(jìn)入反轉(zhuǎn)起動運轉(zhuǎn)，其詳細(xì)過程請自行分析。若要電動機停轉(zhuǎn)，把主令控制器手

11、柄扳向“0”位即可。特點優(yōu)點：制動轉(zhuǎn)矩比較恒定，制動較強烈，操作比較方便。缺點：需要從電網(wǎng)吸取大量的電能，而且對機械負(fù)載有較強的沖擊作用。一般應(yīng)用在快速制動的小功率直流電動機上。 第三部分：總結(jié)與拓展（總結(jié)：這節(jié)課的課堂小結(jié)。拓展：課后作業(yè)）1、再生發(fā)電制動的應(yīng)用場合，優(yōu)缺點。再生制動的優(yōu)點是產(chǎn)生的電能可以反饋回電網(wǎng)中去，使電能獲得利用，簡便可靠而經(jīng)濟。缺點是再生制動只能發(fā)生在>的場合，限制了它的應(yīng)用范圍。2、能耗制動的制動原理。能耗制動是指維持直流電動機的勵磁電源不變，切斷正在運轉(zhuǎn)的電動機電樞的電源，再接入一個外加制動電阻，組成回路，將機械動能變?yōu)闊崮芟脑陔姌泻椭苿与娮枭?，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)。3、反接制動的特點優(yōu)點：制動轉(zhuǎn)矩比較恒定，制動較強烈，操作比較方便。缺點：需要從電網(wǎng)吸取大量的電能，而且對機械負(fù)載有較強的沖擊作用。一般應(yīng)用在快速制動的小功率直流電動機上。一、情境設(shè)計：1.多媒體教室2.多媒體投影二、方法設(shè)計1.問題引導(dǎo)2.實物演示3.案例教學(xué)三、過程設(shè)計：第一部分：