第7章拖動-直流電動機的起動、調(diào)速

1、7 7 直流電動機直流電動機的電力拖動的電力拖動RIEUaa rQERMIfIaUfU eaCRIUn 故：故：7.1 他他勵直流電動機的機械勵直流電動機的機械特性特性 當當U、Ra、If 為常數(shù)時，為常數(shù)時，n = f（Te）。）。 TeaeaCTICEn ，因：因：e0e2TeeTnTCCRCU Tenn0TstTNnNn0T0 小，特性較硬；小，特性較硬； 堵轉狀態(tài)：堵轉狀態(tài)：n=0，aNstRUI aNNTstNTstRUCICT 02TeNeN0TCCRCUnN 實際空載轉速：實際空載轉速： 大，特性較軟。大，特性較軟。7.1.2 固有固有機械特性機械特性:當當UN，N， R =0時

2、，時， 小，特性較硬。小，特性較硬。e2TeaNeNTCCRCUnN Ten7.1.3 人為人為機械特性：機械特性：1.電樞回路串電阻：電樞回路串電阻：R 0， 大，特性較軟。大，特性較軟。Ran0Ra +RTste0e2TeaNeNTnTCCRRCUnN 2.降低電壓的人為機械特性：降低電壓的人為機械特性： 當當N， R =0時，降電源時，降電源電壓。電壓。e2TeaNeTCCRCUnN TenUNn0U1n01U2n02TL 3. 弱磁的人為機械特性：當弱磁的人為機械特性：當 UN， R =0時，減弱勵磁磁通。時，減弱勵磁磁通。e2TeaeNTCCRCUn Ten1n01Nn02n02TL

3、但勵磁回路決不允許開路。但勵磁回路決不允許開路。機械特性的繪制機械特性的繪制:已知名牌參數(shù)，無法求取已知名牌參數(shù)，無法求取CTN和和CeN 。NaNNNNNenRIUnEC 固有機械特性的繪制固有機械特性的繪制:Tenn0TstTNnN過過T =0, n0 ，和，和TN , nN 兩點畫直線。兩點畫直線。NeN0CUn 2NNNNaIPIU3221R 估算估算NN eTC55. 9C NNNICTT 例：例： Z2他勵直流電動機他勵直流電動機PN22kW，UN 220V，IN 116A，nN1500rmin，求，求Te f (n) 。解：解： min/r/V133. 015001744. 01

4、16220nRIUCNaNNNe min/r1654133. 0220CUn,0TNeN00 1744. 01162200011622032IPIU3221R22NNNNa 估算估算m.N34.147116133. 055. 9IC55. 9ICTeT NNNNN 例：例： 他勵直流電動機他勵直流電動機PN22kW，UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0.125，若保持若保持TL，求串，求串Rc 0.75， 降壓降壓U=100V， =0.85N時的時的Ia 和和n。 解：解： AIINa1151 2200 1250 75115871 40 137NacNeNURRInC.

5、 r / min. 220115 0 1250 1371500NNaeNNUI RCn. AIINa1152 ACICCICIICICTNTNNTTNNTaaTNNTe3 .13585. 011585. 03 得，得，由由1000 125 1156250 137aNeNUR InC.r / min. 2200 125 135 317440 85 0 137NaaeUR InC.r / min. 起動原則：在起動原則：在Ist不超過允許值的情況下，盡可能大的獲得起動轉矩。不超過允許值的情況下，盡可能大的獲得起動轉矩。一、一、 直接直接起動起動 Ist =（1020）IN ，對于一般的直流電動機絕

6、不允許直接起動。，對于一般的直流電動機絕不允許直接起動。但對微型直流電動機，可直接起動。但對微型直流電動機，可直接起動?；疽螅夯疽螅?(1)起動轉矩足夠大，使起動轉矩足夠大，使 Tst(1.11.2)TN； (2)起動電流要小，使起動電流要小，使 Ist (22.5) IN； (3)起動設備要簡單、可靠、經(jīng)濟。起動設備要簡單、可靠、經(jīng)濟。(Z2型直流電動機型直流電動機)他他勵直流電動機的勵直流電動機的起動起動（和反轉）和反轉）起動過程：電動機從靜止到穩(wěn)定運行的過程。起動過程：電動機從靜止到穩(wěn)定運行的過程。1.起動時，轉速起動時，轉速 n 0，電樞感應電動勢，電樞感應電動勢Ea Cen

7、0，電源電壓全加在電樞，電源電壓全加在電樞電阻上，電樞電阻電阻上，電樞電阻 Ra 很小，因而起動時電樞電流很小，因而起動時電樞電流 I URa(10100) IN很很大，造成換向困難，出現(xiàn)強烈火花；大，造成換向困難，出現(xiàn)強烈火花；2. 起動電流太大會使起動轉矩起動電流太大會使起動轉矩Tst 太大，造成機械沖擊。太大，造成機械沖擊。起動電流的范圍：起動電流的范圍：I1 （1.52）IN， I2 （1.11.2）INRst2Rst1UEMIfIaUfKM1KM2TenRaRa +Rst1 +Rst2n0Ts2TLRa +Rst1 Ts1ancnebcdefIst U(Rst+Ra )二、二、 電樞

8、回路串電阻起動電樞回路串電阻起動起動電阻計算：起動電阻計算：11212staststaRRRRRRR ，令：令：21II 又令：又令：1122Ne11NcNe22NbIRIRCIRUnCIRUn 得，得，又，又， aRRRR 112同理，同理，則，則，TenRaRa +Rst1 +Rst2n0Ts2TLRa +Rst1 Ts1ancnebcdefaRRR212 11211 mststmststastammRRRRRRRRm 級起動，級起動，若若 aaaastRRRRRR111 1111221stastRRRRRRR lglgammamRRmRR ，或，或例：例： Z-290他勵直流電動機他勵直

9、流電動機PN29kW，UN 440V，IN 76A，nN1000rmin，Ra0. 377，若采用四級起動，計算各級起動電阻。，若采用四級起動，計算各級起動電阻。 解：解：NNIIII2 . 1221 ，初選初選664. 1377. 0895. 2RR44a4 895. 2762440IUR1N4 ，滿足要求。，滿足要求。NNN12I2 . 1I202. 1664. 1I2II 627. 0377. 0664. 1RRa1 043. 1627. 0664. 1RR12 736. 1043. 1664. 1RR23 431 664 1 7362 889RR. 25. 0377. 0627. 0R

10、RRa11st 416. 0627. 0043. 1RRR122st 693. 0043. 1736. 1RRR233st 153. 1043. 1736. 1889. 2RRR344st 例例7-2 他勵直流電動機他勵直流電動機PN20kW，UN 220V，IN 76A，nN1500rmin，Ra0. 2，若采用四級起動，計算各級起動電阻。，若采用四級起動，計算各級起動電阻。 解：解：NNIIII2 . 1221 ，初選初選64. 12 . 0447. 1444 aRR 447. 176222014IURN，滿足要求。，滿足要求。NNNIIIII2 . 122. 164. 1212 250.

11、 0377. 01664. 1R1Ra1st 344. 021. 064. 123ststRR 21. 025. 0664. 1RR1st2st 564. 0344. 064. 134ststRR 例例7-3 對例對例8-2，要求，要求I1 1.5IN ，計算起動級數(shù)和各級起動電阻。，計算起動級數(shù)和各級起動電阻。 解：解：NNIIII1 . 15 . 121 ，初選初選327. 12 . 093. 188 mamRRm ，取取 93. 1765 . 12201IURNm36. 11 . 15 . 121 NNIIII 34. 736. 1lg2 . 093. 1lglglg amRRm，滿足要

12、求。，滿足要求。NNNIIIII1 . 113. 1327. 15 . 112 065. 02 . 01327. 111astRR 2 . 0151. 0327. 145ststRR 114. 0086. 0327. 123ststRR 352. 0265. 0327. 167ststRR 086. 0065. 0327. 112ststRR 151. 0114. 0327. 134ststRR 265. 02 . 0327. 156ststRR 467. 0352. 0327. 178ststRR 結論：結論： 選擇的選擇的I1 ，I2或或TS1 ，TS2范圍越窄，分級起動的級數(shù)越多。范圍越

13、窄，分級起動的級數(shù)越多。三、降低電樞電壓起動三、降低電樞電壓起動Ist URa （1.52）IN 1.1TL Te （1.52）TNTenn0TLU2Ts2Ts1U1UNa四、他勵直流電動機的反轉四、他勵直流電動機的反轉eNTEcaNENTCCRRCUn2 電樞繞組反接：電樞繞組反接：TenRaRa+ Rcn0Ra+ RcRa- n0電力拖動系統(tǒng)的過渡過程電力拖動系統(tǒng)的過渡過程 恒轉矩負載突然從恒轉矩負載突然從TLA減少到減少到TLB機械慣性，轉速不能突變機械慣性，轉速不能突變過渡過程過渡過程電動機的轉矩電動機的轉矩T、電流、電流Ia和轉速和轉速n發(fā)生變發(fā)生變化化過渡過程結束過渡過程結束交點交

14、點B上。上。由于由于 (1)機械慣性，機械慣性，(2)電磁慣性，電磁慣性， (3)熱熱慣性引起過渡過程。慣性引起過渡過程。電力拖動系統(tǒng)的過渡過程：當電力拖動系統(tǒng)中電動機的電磁轉矩電力拖動系統(tǒng)的過渡過程：當電力拖動系統(tǒng)中電動機的電磁轉矩T或負載轉矩或負載轉矩TL發(fā)生變化時，系統(tǒng)就要由一個穩(wěn)定運轉狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉狀態(tài)。在這個發(fā)生變化時，系統(tǒng)就要由一個穩(wěn)定運轉狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉狀態(tài)。在這個過渡過程中，電動機的轉速、轉矩和電流都要按一定的規(guī)律變化，它們都是時間過渡過程中，電動機的轉速、轉矩和電流都要按一定的規(guī)律變化，它們都是時間的函數(shù)。的函數(shù)。1轉速轉速n的變化規(guī)律的變化規(guī)律 轉速轉速n

15、包含有兩個分量，一個是強制分量包含有兩個分量，一個是強制分量nB，即過渡過程結束時的穩(wěn)態(tài)值；，即過渡過程結束時的穩(wěn)態(tài)值；另一個是自由分量，它是另一個是自由分量，它是(nA-nB)e -t/ m，按指數(shù)規(guī)律衰減到，按指數(shù)規(guī)律衰減到0。 mtBAB2mmB2L0e02Leennnndtdn375GDdtdnndtdn375GDTnnTnndtdn375GDTT 解微分方程得：解微分方程得：其中，時間常數(shù)其中，時間常數(shù)得：得：由由2轉矩轉矩T的變化規(guī)律的變化規(guī)律轉矩轉矩T的變化是從的變化是從TLA以按指數(shù)規(guī)律逐漸變化到以按指數(shù)規(guī)律逐漸變化到TLB 。 3電樞電流電樞電流Ia的變化規(guī)律的變化規(guī)律電樞電

16、流電樞電流Ia的變化是從的變化是從IaLA以按指數(shù)規(guī)律逐漸變化到以按指數(shù)規(guī)律逐漸變化到IaLB。 m/tLBLALBeTTTT m/taBaAaBaeIIII 轉速為轉速為0的運行點，負載轉矩為的運行點，負載轉矩為Tst，A點即為負載減少到點即為負載減少到TL后的穩(wěn)態(tài)點。后的穩(wěn)態(tài)點。m/tAAennn 他勵直流電動機起動的過渡過程他勵直流電動機起動的過渡過程 m/tASAeTTTT m/tAaSaAaaeIIII 4過渡過程時間的計算過渡過程時間的計算 實際上，當實際上，當t(35)m時各量變化已達穩(wěn)態(tài)值的時各量變化已達穩(wěn)態(tài)值的9598，此時便可認為，此時便可認為過渡過程結束了。過渡過程結束了

17、。 在生產(chǎn)實際中經(jīng)常需要知道過渡過程進行到某一階段所需在生產(chǎn)實際中經(jīng)常需要知道過渡過程進行到某一階段所需的時間。的時間。例如直流電動機電樞回路串電阻起動過程中采用逐段切換起動電阻例如直流電動機電樞回路串電阻起動過程中采用逐段切換起動電阻時，當過渡過程達到某一轉速或者某一轉矩、或者某一電樞電流就要切換起時，當過渡過程達到某一轉速或者某一轉矩、或者某一電樞電流就要切換起動電阻，那么就要求從起始時刻到切換時刻這一階段的過渡過程時間。動電阻，那么就要求從起始時刻到切換時刻這一階段的過渡過程時間。 BaXaBaAamXXXaLBXLBLAmXXXBXBAmXXX/tBABXIIIIlnttITTTTln

18、ttTnnnnlnttnennnnm ，得，得，求，求已知已知，得，得，求，求已知已知，得，得，求，求已知已知由由加快起動過程的途徑加快起動過程的途徑(縮短拖動系統(tǒng)過渡過程時間的措施縮短拖動系統(tǒng)過渡過程時間的措施) 如果從起始轉速如果從起始轉速ns到穩(wěn)定轉速到穩(wěn)定轉速nw的過渡過程中，始終保持動態(tài)轉矩的過渡過程中，始終保持動態(tài)轉矩Td不變，不變，系統(tǒng)為等加速或等減速旋轉，此時，系統(tǒng)為等加速或等減速旋轉，此時，過渡過程時間過渡過程時間為為, 拖動系統(tǒng)過渡過程的時間，與飛輪矩拖動系統(tǒng)過渡過程的時間，與飛輪矩GD2和轉速的改變量和轉速的改變量(nwns)成正比，成正比，而與動態(tài)轉矩而與動態(tài)轉矩Td成

19、反比。因此，要想縮短電力拖動系統(tǒng)的過渡過程，就應設法成反比。因此，要想縮短電力拖動系統(tǒng)的過渡過程，就應設法減小減小GD2，增大動態(tài)轉矩，增大動態(tài)轉矩Td。 d2d2LTdn375GDtTdtdn375GDTT，得：，得：由由 0Tn0T1375GDt0nT1375GDtnnT1375GDtdSd2gWd2gSWd2g ，當制動時，當制動時，當起動時，當起動時，1減少拖動系統(tǒng)的減少拖動系統(tǒng)的GD2 在輸出功率和運轉速度相同的情況下，選用兩臺電動機同軸拖動負載時，總在輸出功率和運轉速度相同的情況下，選用兩臺電動機同軸拖動負載時，總的的GD2要比相同功率的單臺電動機小。對于單臺電動機拖動的系統(tǒng)，為減

20、少要比相同功率的單臺電動機小。對于單臺電動機拖動的系統(tǒng)，為減少GD2而把電動機轉子作得細長，加速系統(tǒng)的過渡過程。而把電動機轉子作得細長，加速系統(tǒng)的過渡過程。2. 增大動態(tài)轉矩增大動態(tài)轉矩Td 寬調(diào)速直流力矩電動機，其允許的最大轉矩較大，即寬調(diào)速直流力矩電動機，其允許的最大轉矩較大，即Td(T maxTL)較大。較大。3理想起動電流規(guī)律（最佳過渡過程控制）理想起動電流規(guī)律（最佳過渡過程控制） 在起動過程中讓在起動過程中讓Id接近電動機允許的最大電流接近電動機允許的最大電流Imax ，起動過渡過程最短。在，起動過渡過程最短。在制動過程中讓制動過程中讓Id接近電動機允許的接近電動機允許的Imax ，

21、制動過渡過程最短。，制動過渡過程最短。 電流充滿系數(shù)電流充滿系數(shù)Ki，它表示在過渡過程中電流實際變化曲線與橫坐標所包圍的，它表示在過渡過程中電流實際變化曲線與橫坐標所包圍的面積與最大電流矩形曲線與橫坐標所包圍的面積之比，面積與最大電流矩形曲線與橫坐標所包圍的面積之比， SLaT2gWLaT2gnIIC1375GDtnIIC1375GDt 為最佳過渡過程為最佳過渡過程1tIdtIKgmaxat0aig 晶閘管整流電路向直流電動機供電時，電樞電路中串聯(lián)電抗器，晶閘管整流電路向直流電動機供電時，電樞電路中串聯(lián)電抗器，起濾波作用。其起動過程，同時存在機械慣性與電磁慣性。起濾波作用。其起動過程，同時存在

22、機械慣性與電磁慣性。電樞電路電感對起動過渡過程的影響電樞電路電感對起動過渡過程的影響 電樞電感對起動過渡過程的影響，不僅使電流與轉速電樞電感對起動過渡過程的影響，不僅使電流與轉速上升延誤，而且使起動產(chǎn)生振蕩過程。上升延誤，而且使起動產(chǎn)生振蕩過程。第一階段：只有電磁慣性。第一階段：只有電磁慣性。第二階段：同時存在機械慣性與電磁慣性。第二階段：同時存在機械慣性與電磁慣性。7.3 他勵直流電動機他勵直流電動機的調(diào)速的調(diào)速一、一、 電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速 Ten1n02TLabc0211100eeeNaeNaPPPPPPPCnInCn In 他勵、并勵直流電動機拖動負載時，保持電源電

23、壓及勵磁電流為額定值不變，在電他勵、并勵直流電動機拖動負載時，保持電源電壓及勵磁電流為額定值不變，在電樞回路中串入不同的電阻，機械特性的斜率樞回路中串入不同的電阻，機械特性的斜率 = (R+ Ra) CT Ce N2 將增大。電動機和負將增大。電動機和負載的機械特性的交點將下移，穩(wěn)定轉速降低。串入載的機械特性的交點將下移，穩(wěn)定轉速降低。串入 R 越大，斜率越大，穩(wěn)定轉速越低。越大，斜率越大，穩(wěn)定轉速越低。特點：設備簡單，調(diào)節(jié)方便，但轉速越低，串入電阻的特點：設備簡單，調(diào)節(jié)方便，但轉速越低，串入電阻的Ia2 R 越大，效率低。當越大，效率低。當機械持性變軟時，轉速穩(wěn)定性差。機械持性變軟時，轉速穩(wěn)

24、定性差。如果拖動恒轉矩負載如果拖動恒轉矩負載TL ，Te CT Ia TL，不管串接多大的，不管串接多大的R ，Ia 不變，當勵磁不變，當勵磁磁通保持恒定時，磁通保持恒定時， Ia僅取決僅取決TL，且成正比。，且成正比。電動機的固有機械特性的轉速稱為基速，電動機的固有機械特性的轉速稱為基速，電樞回路串電阻調(diào)速的范圍在基速與零電樞回路串電阻調(diào)速的范圍在基速與零轉速之間。轉速之間。例例7-4 一臺他勵直流電動機一臺他勵直流電動機PN22kW，UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0. 125，拖動恒轉矩負載拖動恒轉矩負載。若轉速調(diào)到。若轉速調(diào)到1000rmin，求電樞回路需串入

25、多大電阻，求電樞回路需串入多大電阻? 解：解：220115 0.1250.1371500NNaeNNUI RCn Ten1n02TLabcLeTaTTCI 因因，恒恒定定2200.137 10000.1251150.6NeNcaNUCnRRI 二、二、 降低電樞電源電壓調(diào)速降低電樞電源電壓調(diào)速Tenn0TL12abc 直流電動機單獨由可調(diào)直流電源供直流電動機單獨由可調(diào)直流電源供電，最高電壓不超過電，最高電壓不超過UN ；勵磁繞組由另；勵磁繞組由另一電源供電，保持勵磁磁通為額定值。當一電源供電，保持勵磁磁通為額定值。當電樞電源電壓不同時，電動機將得到不同電樞電源電壓不同時，電動機將得到不同的轉速

26、。當電樞電源電壓為的轉速。當電樞電源電壓為 UN 時，電動時，電動機和負載機械特性的交點為機和負載機械特性的交點為a，轉速為，轉速為n，電壓降到交點電壓降到交點 c ，轉速為，轉速為n2 ， ，電，電樞電源電壓越低，轉速也越低。樞電源電壓越低，轉速也越低。 特點：機械特性的硬度不變，在低速運行時，轉速隨負載變動變化的幅度較小，特點：機械特性的硬度不變，在低速運行時，轉速隨負載變動變化的幅度較小， 穩(wěn)定性好。當電樞電源電壓連續(xù)調(diào)節(jié)時，實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速效率高，轉速穩(wěn)穩(wěn)定性好。當電樞電源電壓連續(xù)調(diào)節(jié)時，實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速效率高，轉速穩(wěn)定性好，但所需的調(diào)壓電源設備投資較高。這種調(diào)速方法在直流電力拖動

27、中被廣定性好，但所需的調(diào)壓電源設備投資較高。這種調(diào)速方法在直流電力拖動中被廣泛應用。泛應用。其調(diào)速范圍也只在基速與零轉速間調(diào)節(jié)。其調(diào)速范圍也只在基速與零轉速間調(diào)節(jié)。當勵磁磁通保持恒定時，當勵磁磁通保持恒定時， Ia 的大小取的大小取決于決于TL ，且成正比。，且成正比。例例7-5，例題，例題8-4中，中，拖動恒轉矩負載拖動恒轉矩負載。速度調(diào)到。速度調(diào)到1000rmin，采用，采用改變電樞電源電壓調(diào)速時，電樞電源電壓應調(diào)到多少伏？改變電樞電源電壓調(diào)速時，電樞電源電壓應調(diào)到多少伏？ 解：解：LeTaTTCI 因因，Tenn0TL12abc0 137 10000 125 115151eNaNUCnR

28、 I.V 三、弱磁調(diào)速三、弱磁調(diào)速Ten1n01Nn0TL12abc勵磁弱磁調(diào)速的范圍是基速與電動機允許的最高勵磁弱磁調(diào)速的范圍是基速與電動機允許的最高轉速轉速(1.23)nN )間調(diào)節(jié)。間調(diào)節(jié)。若電動機拖動恒轉矩負若電動機拖動恒轉矩負載，弱磁調(diào)速時，載，弱磁調(diào)速時，要注意電樞電流不要過載，要注意電樞電流不要過載，因因為為Te CT Ia TL，若磁通減少，保持，若磁通減少，保持TL不變，不變，電樞電流電樞電流Ia 增大。增大。特點：設備簡單，調(diào)節(jié)方便，運行效率較高，適用于恒功率負載，但勵磁過弱，特點：設備簡單，調(diào)節(jié)方便，運行效率較高，適用于恒功率負載，但勵磁過弱，機械特斜率大，轉速穩(wěn)定性差；

29、拖動恒轉矩負載，會使電樞電流過大。直流拖動機械特斜率大，轉速穩(wěn)定性差；拖動恒轉矩負載，會使電樞電流過大。直流拖動系統(tǒng)中，廣泛采用改變電樞電源電壓調(diào)速及弱磁調(diào)速相結合的調(diào)速方式，可得到系統(tǒng)中，廣泛采用改變電樞電源電壓調(diào)速及弱磁調(diào)速相結合的調(diào)速方式，可得到很寬的調(diào)速范圍，損耗小，效率高，滿足各種生產(chǎn)機械對調(diào)速的需求。很寬的調(diào)速范圍，損耗小，效率高，滿足各種生產(chǎn)機械對調(diào)速的需求。保持直流電動機電樞電源電壓不變，在電保持直流電動機電樞電源電壓不變，在電動機拖動負載轉矩小于額定轉矩時，減少動機拖動負載轉矩小于額定轉矩時，減少直流電動機的勵磁磁通，使電動機轉速升直流電動機的勵磁磁通，使電動機轉速升高。當勵

30、磁磁通高。當勵磁磁通N時，電動機和負載機時，電動機和負載機械特性的交為械特性的交為a；勵磁磁通減少為；勵磁磁通減少為1 ，空，空載轉速增大，機械持性斜率變大，交點為載轉速增大，機械持性斜率變大，交點為c。如果拖動恒功率負載，如果拖動恒功率負載， PL TL Te Pe UN Ia Ia2 Ra 常數(shù)，轉速升常數(shù)，轉速升高，電磁轉矩減小，電樞電流高，電磁轉矩減小，電樞電流Ia不變，不變，弱磁調(diào)速適用恒功率負載。弱磁調(diào)速適用恒功率負載。7.4 直流電動機直流電動機的制動的制動電動機的電磁轉矩電動機的電磁轉矩 Te 與轉速與轉速 n 的方向相反，的方向相反， Te 起制動作用。起制動作用。制動的兩個

31、情況：制動的兩個情況： (1)使系統(tǒng)迅速減速停車。即電動機從某一轉速迅速減速到零的使系統(tǒng)迅速減速停車。即電動機從某一轉速迅速減速到零的過程；過程； (2)限制位能性負載的下降速度，即電動機處于某一穩(wěn)定的制動限制位能性負載的下降速度，即電動機處于某一穩(wěn)定的制動運行狀態(tài)，此時電動機的電磁轉矩運行狀態(tài)，此時電動機的電磁轉矩 Te 起到與負載轉矩相平衡的作起到與負載轉矩相平衡的作用。用。一、一、 能耗制動能耗制動 電樞脫離電源，接到能耗制動電阻電樞脫離電源，接到能耗制動電阻 Rb 上，上，由于機械慣性，制動瞬間由于機械慣性，制動瞬間n 和和Ea 保持原來的方保持原來的方向和大小，向和大小，Ia (UE

32、a ) (Rb+Ra ) 0Ea (Rb+Ra ) ，Ia變?yōu)樨?，方向與電動機狀態(tài)相變?yōu)樨?，方向與電動機狀態(tài)相反，反，Te 也為負，其方向與也為負，其方向與n 的方向相反，為制的方向相反，為制動性轉矩。動性轉矩。Te TL0，系統(tǒng)減速。在減速過，系統(tǒng)減速。在減速過程中，程中， Ea逐漸減小，逐漸減小， Ia 、Te 絕對值隨之變小，絕對值隨之變小，繼續(xù)減速，直至繼續(xù)減速，直至 n 0， Ea、 Ia 、Te 都為都為0。EaMIaUTeTLnI 電動狀態(tài)電動狀態(tài)EaMIaTeTLnII 能耗制動過程能耗制動過程(反抗性反抗性)RbTeEaMIaTLnIV 能耗制動運行（位能性）能耗制動運行（位

33、能性）RbTenbaabaaaRRERREUI,0U 制動的過渡過程：制動的過渡過程：OTenn0TL-TLabcnceTebaTCCRRn2 新機械特性：新機械特性： 1220115 0 1250 1371500NNaeNNUI RCn. 例例7-7 一臺他勵直流電動機一臺他勵直流電動機UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0. 125，Iamax 2IN ， TL = 0.9TN ，拖反抗性負載停機，拖反抗性負載停機，需串多大電阻？拖位能性負載以需串多大電阻？拖位能性負載以-300rmin放重物，需串多大電放重物，需串多大電阻？阻？ 解：解：AIITTNaNa5 .10

34、31159 . 09 . 09 . 0 因，因，VIRUEEaaNab06.2075 .103125. 0220 OTenn0TL-TLabcnc 78. 0125. 0115206.207maxminaabbRIER AIINa5 .1039 . 02 VnCENEc1 .41300137. 0 272. 0125. 05 .1031 .41aacbRIER1.轉速反向的反接制動轉速反向的反接制動(倒拉反轉制動倒拉反轉制動) 拖動拖動位能性恒轉矩負載位能性恒轉矩負載在正向運行，若在正向運行，若串入的電阻串入的電阻Rb大到一定程度大到一定程度之后，電動之后，電動機就穩(wěn)定工作在反轉狀態(tài)機就穩(wěn)定工

35、作在反轉狀態(tài)(n 0，E a0)，Ia (UN ( Ea ) (Rb+Ra ) ，Ia為正，為正，Te為正，為正，Te 的方向與的方向與n的方的方向相反，由于電動機是靠位向相反，由于電動機是靠位能性負載倒拉著反轉的，故能性負載倒拉著反轉的，故為倒拉反轉制動運行狀態(tài)。為倒拉反轉制動運行狀態(tài)。EaMIaUTeTLnI 電動狀態(tài)電動狀態(tài)TenTeEaMIaTLnIV 倒拉反轉制動倒拉反轉制動RbU二、反接制動二、反接制動OTenn0TLabcd abaaIRREU 2abeeeTRRUnTCC C 在正向倒拉反轉運行狀態(tài)下，在正向倒拉反轉運行狀態(tài)下， U N 、Ia 為正，電源的為正，電源的P1 U

36、N Ia 0 ；而；而Pe Ea Ia 0 ，從電源輸入的電功率和機械轉換的電，從電源輸入的電功率和機械轉換的電功率都消耗在電樞回路電阻功率都消耗在電樞回路電阻(Rb+Ra )上。上。 abaaIRREU 2電樞（電壓）反向反接制動：電樞（電壓）反向反接制動：電樞兩端的電源電壓為反向接法，同時電樞兩端的電源電壓為反向接法，同時接入反接制動電阻接入反接制動電阻RF ，電樞電壓為，電樞電壓為UN。反接制動初始瞬間，由于機械慣性，。反接制動初始瞬間，由于機械慣性，轉速和電樞感應電動勢保持原來的方向和大小，轉速和電樞感應電動勢保持原來的方向和大小，Ia (U+Ea ) (RF+Ra )， Ia 變負，

37、變負，T e也變負，與也變負，與 n 的方向相反，的方向相反， Te 為制動性轉矩。為制動性轉矩。 動態(tài)轉矩動態(tài)轉矩 Te TL0，系統(tǒng)減速，直至系統(tǒng)減速，直至 n 0。EaMIaUTeTLnI 電動狀態(tài)電動狀態(tài)TenRFEaMIaTeTLnII 反接制動狀態(tài)反接制動狀態(tài)UOTenn0TLab2aFeeeTRRUnTCC C c 在反接制動過程中，在反接制動過程中，U反接，反接， Ia反向，電源輸入功率反向，電源輸入功率 PlU N Ia 0；而電磁；而電磁功率功率 Pe Ea Ia 0，機械功率被轉換成電功率，都消耗在，機械功率被轉換成電功率，都消耗在 (RF+Ra )上。上。反接制動電阻反

38、接制動電阻RF的計算的計算 aNNamaxaaNFRI5 . 25 . 1U2RIEUR 他勵直流電動機反接制動的過渡過程他勵直流電動機反接制動的過渡過程1當負載為位能性恒轉矩負載時當負載為位能性恒轉矩負載時 他勵直流電動機拖動位能性恒轉矩負載進行反接制動時。從他勵直流電動機拖動位能性恒轉矩負載進行反接制動時。從B點沿曲線點沿曲線2到達到達C點為反接制動的點為反接制動的過程，即制動停車過程，如果只要求停車就應及時切除電動機電源，否則電動機將反向起動，直到過程，即制動停車過程，如果只要求停車就應及時切除電動機電源，否則電動機將反向起動，直到D點穩(wěn)定運行，電動機進入反向回饋制動運行狀態(tài)。從點穩(wěn)定運

39、行，電動機進入反向回饋制動運行狀態(tài)。從B點到點到D點的整個過渡過程中的轉速、轉矩和電點的整個過渡過程中的轉速、轉矩和電樞電流變化規(guī)律為，樞電流變化規(guī)律為， mmm/tDaBaDaa/tABA/tDADeIIIIeTTTTennnn 設設C點制動停車時間為點制動停車時間為t0，2.當負載為反抗性恒轉矩負載時當負載為反抗性恒轉矩負載時 他勵直流電動機拖動反抗性恒轉矩負載進行反接制動時。從他勵直流電動機拖動反抗性恒轉矩負載進行反接制動時。從B點沿曲線點沿曲線2到達到達C點為反接制動的點為反接制動的過程，即制動停車過程，如果只要求停車就及時切除電動機電源，否則電動機將反向起動，直到過程，即制動停車過程

40、，如果只要求停車就及時切除電動機電源，否則電動機將反向起動，直到E點點穩(wěn)定運行，電動機進入反向電動運行狀態(tài)。從穩(wěn)定運行，電動機進入反向電動運行狀態(tài)。從C點到點到E點的過渡過程點的過渡過程中各量的變化規(guī)律為，中各量的變化規(guī)律為， mDaCamm/taDa/tACA/tEEeIIIIeTTTTennn aAaCaAaBm0ACABm0DDAm0TTIIlntTTTTlntnnnlnt 或或或或aDaCaDaBm0IIIIlnt 反饋反饋制動制動例例7-8，例例7-7 中，中，Iamax 2IN ， TL = 0.9TN ，拖反抗性負載停機，拖反抗性負載停機，電壓反接制動，需串多大電阻？拖位能性負載

41、以電壓反接制動，需串多大電阻？拖位能性負載以-1000rmin放放重物，電動勢反接制動，需串多大電阻？重物，電動勢反接制動，需串多大電阻？ 解：解： 1220115 0 1250 1371500NNaeNNUI RCn. AIINa5 .1031159 . 09 . 0 VIRUEaaNb06.2075 .103125. 0220 故，故，制動時，轉速不變，制動時，轉速不變， 735. 1125. 0115206.207220maxminaabNbRIEUR abaIRREU 因，因，2 2200 13710000 1253 45103 5NeNcbaaUCnRRI. 四、四、 回饋制動：回饋

42、制動：EaU，Ia0 1正向回饋制動：正向回饋制動：U方向不變。方向不變。EaMIaUTeTLnI 電動狀態(tài)電動狀態(tài)TenEaMIaTeTLnII正向回饋制動正向回饋制動U 若他勵直流電動機在正向運行，由于某種原因使電動機的若他勵直流電動機在正向運行，由于某種原因使電動機的 n n0 ，這時，這時Ea UN， Ia負值，負值，Te為負，與為負，與n 的方向相反，為制動性轉矩。的方向相反，為制動性轉矩。OTenn0TLan01bdc0REUIaaa 此時此時Pe Ea Ia 0 ，機械功率被轉換成電功率；而，機械功率被轉換成電功率；而P1 UN Ia 0 ，電動機，電動機向電源發(fā)出電功率，把電能

43、回饋給電源。向電源發(fā)出電功率，把電能回饋給電源。bc段反段反饋制動饋制動EMIaUTeTLnI 電動狀態(tài)電動狀態(tài)TenRbEMIaTeTLnII 反接制動狀態(tài)反接制動狀態(tài)UTeEMIaTLnIV 反向回饋制動反向回饋制動RbUTeEMIaTLnIII 反向電動反向電動RbU2 反向回饋制動：改變反向回饋制動：改變U方向方向OTenn0TL-TLabncce段：反接制動段：反接制動cb d-n01 01000nnnTRRnCUIebaEa，且，且而，而， 段：反向電動段：反向電動dc 段：反向回饋段：反向回饋ed 例例7-9，例例7-7 中拖位能性負載，中拖位能性負載，TL = TN ，反向回饋制動放重物，反向回饋制動放重物，需用多大轉速？電壓反向瞬時，需用多大轉速？電壓反向瞬時， Iamax 2IN ，需串多大制動電阻，需串多大制動電阻和用多大轉速？和用多大轉速？ 解：解： NLeTTT 因，因，1 VIRUEaaNb625.205115125. 02202 220115 0 12517000 137NaaeUI RnC.r / min. 726. 1125. 01152625.205220maxminaabNbRIEUR 2201150 125