他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)課程設(shè)計(jì)概要

1、指導(dǎo)教師評定成績： 審定成績： 重 慶 郵 電 大 學(xué) 移 通 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 校： 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院 學(xué) 生 姓 名： 許小玲 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 5班 學(xué) 號(hào)： 0511110509 指 導(dǎo) 教 師： 陳 龍 燦 摘要 本設(shè)計(jì)先介紹了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作方式，是為后面電動(dòng)機(jī)制動(dòng)作鋪墊。對于制動(dòng)，直流電機(jī)制動(dòng)有很多種方式,一般有大致可分為三類，能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)，回饋制動(dòng)。他勵(lì)直流電機(jī)能耗制動(dòng)在工程上得到了廣泛的使用，因?yàn)檫@種制動(dòng)方式，簡單可靠，安全經(jīng)濟(jì)。能耗制動(dòng)原理其實(shí)就是將電流方向反向，產(chǎn)生相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生一

2、個(gè)與轉(zhuǎn)速方向相反的力矩，達(dá)到減速制動(dòng)的目的。在這次的設(shè)計(jì)中，我們著重討論的是他勵(lì)直流電機(jī)能耗制動(dòng)。主要討論關(guān)于能耗制動(dòng)一些技術(shù)方面問題的分析與設(shè)計(jì)。 以兩種方式講解：圖示法和公式法。在圖示上直觀的解釋了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的停機(jī)過程，講解了在不同的階段，電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線的變動(dòng)，在關(guān)鍵點(diǎn)的(電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)態(tài))講解。在公式法中，我們將嚴(yán)格依據(jù)電動(dòng)的工作特性曲線來討論不同時(shí)態(tài)的變動(dòng)，并且最重要的是在公式法中我們討論了Rb的電阻要求并講解了為什么必須要串入電阻Rb。在下放重物的過程中方式同迅速停機(jī)一致重點(diǎn)放在反向啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況。并且運(yùn)用之前所介紹的基礎(chǔ)知識(shí)來解T，TL，To之間的關(guān)系。關(guān)鍵詞制動(dòng)

3、 能耗制動(dòng) 反接制動(dòng) 回饋制動(dòng) 迅速停機(jī) 放下重物目錄前言 3第1章 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理4第2章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路模型5第3章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性5 3.1 機(jī)械特性表達(dá)式 5 3.2 固有機(jī)械特性 6 3.3 人為機(jī)械特性 7第4章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)9 4.1 能耗制動(dòng) 9 4.2 反接制動(dòng) 13 4.3 回饋制動(dòng) 17第5章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)21第6章 總結(jié)22致謝 23前言電機(jī)與拖動(dòng)是自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。它主要是研究電機(jī)與電力拖動(dòng)的基本原理，以及它與科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際之間的聯(lián)系。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握常用交、直流電機(jī)、變壓器及控制電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；掌

4、握電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、分析計(jì)算，電動(dòng)機(jī)選擇及實(shí)驗(yàn)方法等。電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)是理論教學(xué)之后的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過完成一定的工程設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)會(huì)運(yùn)用本課程所學(xué)的基本理論解決工程技術(shù)問題，為學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)課程打好必要的基礎(chǔ)。 電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載，有時(shí)候要求從高轉(zhuǎn)速迅速降為低轉(zhuǎn)速，甚至停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，就需要對電動(dòng)機(jī)采取措施以保證負(fù)載的要求，這種措施稱為電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。制動(dòng)的基本原理是使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個(gè)反力矩，具體有三種方法，即能耗制動(dòng)、 反接制動(dòng)、回饋制動(dòng) 。第1章1.1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 直流的電動(dòng)機(jī)是將輸入的直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的電氣設(shè)備，即有直流電能機(jī)械能。在直流電動(dòng)機(jī)中，為了產(chǎn)生不變的電磁轉(zhuǎn)矩，

5、盡量減小氣隙，以達(dá)到最強(qiáng)的磁場與最高的效率，就要利用磁場的作用，由通電導(dǎo)體形成繞組，由轉(zhuǎn)子鐵心和定子磁極形成磁場，通過換向器使轉(zhuǎn)子的磁極的極性始終保持和定子的極性相反，形成旋轉(zhuǎn)的力矩，從而外部電路中的直流電流通過換向轉(zhuǎn)變成電機(jī)內(nèi)部的交流電流，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 a） b) 圖1-1 直流電動(dòng)機(jī)原理圖 如圖1-1所示電樞繞組通過電刷接到直流電源上，繞組的轉(zhuǎn)軸與機(jī)械負(fù)載相連，這時(shí)便有電流從電源的正極流出，經(jīng)電刷A流入電刷繞組，然后經(jīng)電刷B流回電源的負(fù)極。在圖（a）所示位置，在N極下面導(dǎo)線電流是由a到b，根據(jù)左手定理可知導(dǎo)線ab受力方向向左，而導(dǎo)線cd受力方向向右。當(dāng)兩個(gè)電磁力對轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)

6、矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180度時(shí)，這是電流方向已改變?yōu)橛衐到c和b到a，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍然是逆時(shí)針的，這樣使得電機(jī)一直旋轉(zhuǎn)下去。第2章2.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路模型他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)電源供電，如圖2-1所示，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于采用單獨(dú)的勵(lì)磁電源，設(shè)備較復(fù)雜。但這種電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍很寬，多用于主機(jī)拖動(dòng)中。勵(lì)磁電流： 電樞電流： 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：第3章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3.1機(jī)械特性表達(dá)式在他勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，、保持不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系稱為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。根據(jù)公式 可得，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間有如下關(guān)系 其中稱為理想空載

7、轉(zhuǎn)速 機(jī)械特傾性的斜率，大小反映軟特性與硬特性，其值為： 是轉(zhuǎn)速差，其值為： 機(jī)械特性的硬度為：斜率越小，硬度越大，機(jī)械特性越強(qiáng)。當(dāng)和保持為額定值，而且電樞電路中無外接電阻時(shí)的機(jī)械特性稱為固有特性，否則稱為人為特性。3.2 固有機(jī)械特性由方程式得到他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有特性，如圖3-1所示，由于電樞電阻很小，所以機(jī)械特性的斜率很小，硬度很大，固有特性為硬特性。固有特性上的N點(diǎn)對應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)。這是電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速都等于額定值。額定狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)的長期運(yùn)行能力。 圖3-1 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有特性固有特性上的M點(diǎn)對應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的臨界狀態(tài)。這時(shí)的電樞電流等于換向所允許的最大電樞電流。對應(yīng)

8、轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)所允許的最大轉(zhuǎn)矩。臨界狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過載能力。3.3 人為機(jī)械特性1、增加電樞串接電阻的人為機(jī)械特性在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電路中串入外接電阻，根據(jù)公式這時(shí)相當(dāng)于電路電樞電阻增加，理想空載轉(zhuǎn)速不變，增加，機(jī)械特性硬度減小，機(jī)械特性如圖3-2所示，串入電阻越大，人為特性斜率越大，硬度越小。 圖3-2 增加電樞電路電阻時(shí)的人為特性2、 降低電樞電壓時(shí)的人為機(jī)械特性 當(dāng)降低電樞電壓時(shí)，降低時(shí)，減小，不變，不變，人為特性如圖3-3所示，機(jī)械特性平行下移。 圖3-3 降低電樞電壓時(shí)的機(jī)械特性3、減弱勵(lì)磁電流時(shí)的人為機(jī)械特性減小勵(lì)磁電流，則磁通減小，增加，增加，減小，人為特性如圖3-4所

9、示。 圖3-4 減弱勵(lì)磁電流時(shí)的機(jī)械特性第4章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有：能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)，回饋制動(dòng)4.1 能耗制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有多種：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。在此我們選擇的研究方向是能耗制動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)開始制動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速到零或反向一個(gè)轉(zhuǎn)速值（下放重物的情況）的過程稱為制動(dòng)過程。對于電動(dòng)機(jī)來講，我們有時(shí)候希望它能迅速制動(dòng)，停止下來，如在精密儀器的制動(dòng)過程中，液晶顯示屏幕的切割等等，但有的時(shí)候我們卻希望電機(jī)能夠慢慢地停下來，利用慣性來工作。于是，直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)又分為迅速停機(jī)和下放重物兩種方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的特點(diǎn)是：將電樞與電源

10、斷開，串聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電樞回路的電阻上。能耗制動(dòng)分為兩種，分別用于不同場合。4.1.1 能耗制動(dòng)過程迅速停機(jī) 制動(dòng)前后如圖4-1所示，與電動(dòng)狀態(tài)相比，制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，n方向不變，由于磁場方向不變，故E方向也不變。由于電源被切除，電樞通過制動(dòng)電阻短接，電動(dòng)勢將產(chǎn)生與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)方向相反的電樞電流，反向，使得T反向而成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度下降至零。當(dāng)n=0時(shí)，E=0，=0，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T自動(dòng)消失。a）電動(dòng)狀態(tài)b）制動(dòng)狀態(tài) 圖4-1 能耗制動(dòng)迅速停機(jī)的電路圖 上述制動(dòng)過程也可以通過機(jī)械特性來說明，電動(dòng)狀態(tài)是的機(jī)械特性如圖4-2中的特性1

11、，n與T的關(guān)系為能耗制動(dòng)時(shí)，=0，電樞回路中又增加制動(dòng)電阻，故機(jī)械特性如圖4-2中的特性2，它是一條通過原點(diǎn)、位于2、4象限的直線。 圖4-2 能耗制動(dòng)迅速停機(jī)過程設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速來不及變化，工作點(diǎn)由a點(diǎn)平移到能耗制動(dòng)特性2上的b點(diǎn)。這是T反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)過程開始。在T和的共同作用下，轉(zhuǎn)速n迅速下降，工作點(diǎn)沿特性2由b點(diǎn)移至0點(diǎn)。這時(shí)，n=0，T也自動(dòng)變?yōu)榱?，制?dòng)過程結(jié)束。能耗制動(dòng)過程的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，則大，T大，制動(dòng)過程短，停機(jī)快。但制動(dòng)過程中的最大電樞電流，即工作于b點(diǎn)時(shí)的

12、電樞電流不得超過。由圖3-1（b）可知式中，是工作于b點(diǎn)和a點(diǎn)時(shí)的電動(dòng)勢。由此可得4.1.2 能耗制動(dòng)運(yùn)行下放重物若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如圖4-3所示。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，電動(dòng)機(jī)以一定的速度提升重物。在需要穩(wěn)定下放重物時(shí)，讓電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。工作點(diǎn)由機(jī)械特性1上的a點(diǎn)平移到特性2上的b點(diǎn)，并迅速移動(dòng)到0點(diǎn)，這一階段，電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)過程中。當(dāng)工作點(diǎn)達(dá)到0點(diǎn)時(shí)，T=0，但0，在重物的重力作用下，系統(tǒng)反向啟動(dòng)，工作點(diǎn)將由0點(diǎn)下移到c點(diǎn)，T=，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)n反向，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定下放重物。由于下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)是穩(wěn)定運(yùn)行在能耗制動(dòng)狀態(tài)。圖4-3 能

13、耗制動(dòng)下放重物過程能耗制動(dòng)運(yùn)行與能耗制動(dòng)過程相比，由于n反向，引起E反向，使得和T也隨之反向，兩者的不同如圖4-4所示，在能耗制動(dòng)過程中，n0，T0；然而在能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，n0，T0。能耗制動(dòng)運(yùn)行的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物慢。由圖4-4（b）可知，工作在c點(diǎn)時(shí)，只取各量的絕對值，而不考慮正、負(fù)，則 下放重物時(shí)，與方向相反，與T方向相同，故T=-?？梢姡粢赞D(zhuǎn)速n下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為的重物時(shí)，制動(dòng)電阻應(yīng)為忽略，則 的結(jié)果應(yīng)與式校驗(yàn)是否合適。 a）能耗制動(dòng)過程 （b）能耗制動(dòng)運(yùn)行圖4-4 能耗制動(dòng)過程與能耗制動(dòng)運(yùn)行得比較4.2 反接制動(dòng)4.2.1 電壓反向反接制動(dòng)

14、迅速停機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速n運(yùn)行時(shí)候，如圖4-5所示，為了使工作機(jī)構(gòu)迅速停車，可在維持勵(lì)磁電流不變的情況下，突然改變電樞兩端外施電壓的極性，并同時(shí)串入電阻，如圖4-6所示。由于電樞反接這樣操作，制動(dòng)作用會(huì)更加強(qiáng)烈，制動(dòng)更快。電機(jī)反接制動(dòng)時(shí)候，電網(wǎng)供給的能量和生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)能都消耗在電阻Ra+Rb上面。 圖4-5 制動(dòng)前的電路圖 圖4-6 制動(dòng)后的電路圖 同時(shí)也可以用機(jī)械特性來說明制動(dòng)過程。電動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性如下圖三的特性1，n與T的關(guān)系為電壓反向反接制動(dòng)時(shí)，n與T的關(guān)系為 其機(jī)械特性如圖4-7中的特性2。設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載特性如圖4-7中的特性3。圖4-7 反接

15、制動(dòng)迅速停機(jī)過程制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)平移到特性2上的b點(diǎn)，T反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)過程開始。在T和的共同作用下，轉(zhuǎn)速n迅速下降，工作點(diǎn)沿特性2由b移至c點(diǎn)，這是，應(yīng)立即斷開電源，使制動(dòng)過程結(jié)束。否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)，到d點(diǎn)去反向穩(wěn)定運(yùn)行。電壓反向反接制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)，小，制動(dòng)過程短，停機(jī)快，但制動(dòng)過程中的但制動(dòng)過程中的最大電樞電流，即工作于b點(diǎn)時(shí)的電樞電流不得超過。由圖4-7可知，只考慮絕對值時(shí)式中，Eb=Ea。由此求得電壓反接制動(dòng)的制動(dòng)電阻為4.2.2 電動(dòng)勢反向反接制動(dòng)下方重物制動(dòng)前的電路如圖4-8所示，制動(dòng)后的電路如圖4-9

16、所示。制動(dòng)時(shí)，電樞電壓不反向，只在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電阻。機(jī)械特性方程邊變?yōu)閳D4-8制動(dòng)前的電路圖 圖4-9 制動(dòng)后的電路圖若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則如圖4-10所示。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在固有特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)由a平移到人為特性上的b點(diǎn)。由于，n下降，工作點(diǎn)沿特性2由b點(diǎn)向c點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，但，在重物的重力作用下，系統(tǒng)反向起動(dòng)，工作點(diǎn)由c點(diǎn)下移到d點(diǎn)，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行。這是n反向，電動(dòng)機(jī)處在制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定下放重物。在這種情況下制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由于n反向，E也隨之反向，由圖可以看出，這時(shí)E與Ua的作用方向也變?yōu)橐恢拢蚑的方向不變

17、，T與n方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持平衡，穩(wěn)定下放重物。所以這種反接制動(dòng)稱為電動(dòng)勢反向的反接制動(dòng)運(yùn)行。電動(dòng)勢反接制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物滿。由圖五知，在d點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，為簡化分析，只取各量的絕對值，而不考慮其正負(fù)，則可見，若要以轉(zhuǎn)速n下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為的重物，制動(dòng)電阻應(yīng)為忽略，則 圖4-10反接制動(dòng)下放重物過程4.3 回饋制動(dòng)4.3.1 正向回饋制動(dòng)電車下坡電車在平地行駛或上坡時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩阻礙電車前往行駛。如圖4-11所示：圖4-11 回饋制動(dòng)電車下坡過程系統(tǒng)工作在機(jī)械特性與負(fù)載特性2的交點(diǎn)a上。電車下坡時(shí)，反向變成幫助電車往下行駛，負(fù)載特性變?yōu)樘?/p>

18、性3。在和的共同作用下，n加速，工作點(diǎn)由a點(diǎn)沿特性1向上移動(dòng)。到達(dá)時(shí)，但，即-與n方向相同，在作用下，電機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)越過繼續(xù)向上移動(dòng)。這時(shí)反向，成為阻止電車下坡的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但，工作點(diǎn)繼續(xù)上移，直至機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)b為止，電車恒速往下行駛。自從工作點(diǎn)越過后，使得，電動(dòng)機(jī)就進(jìn)入了回饋制動(dòng)過程，到達(dá)b點(diǎn)后，電機(jī)便處于回饋制動(dòng)運(yùn)行。由于這種回饋制動(dòng)，電樞電壓方向沒有改變，故稱正向回饋制動(dòng)。正向回饋制動(dòng)與電機(jī)狀態(tài)相比，雖然、的方向都未改變，但因，使得以及反向，兩者的區(qū)別如圖4-12所示： （a）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài) 圖4-12 正向回饋制動(dòng)時(shí)的電路圖 正向回饋制動(dòng)在調(diào)速過程中也時(shí)常

19、出現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，若減速后的理想空載轉(zhuǎn)速低于減速前的轉(zhuǎn)速，電機(jī)便會(huì)在調(diào)速過程的某一階段處于正向回饋制動(dòng)過程。如圖4-13所示： （a）改變電樞電壓調(diào)速 （ b）改變勵(lì)磁電流調(diào)速圖4-13 調(diào)速是出現(xiàn)的正向回饋制動(dòng)在改變電樞電壓調(diào)速和改變勵(lì)磁電流調(diào)速時(shí)，工作點(diǎn)都要從a點(diǎn)平移到b點(diǎn)，然后經(jīng)c點(diǎn)到達(dá)d點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。在階段，電機(jī)處于正向回饋制動(dòng)過程中。它的存在，有利于縮短短的時(shí)間，加快調(diào)速過程。4.2.2 反向回饋制動(dòng)下放重物制動(dòng)時(shí)，將電樞電壓反向，并在電樞回路中串聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻。制動(dòng)前后的電路圖如圖4-14所示： （a）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài)圖4-14 反向回饋制動(dòng)時(shí)的電路圖這時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是

20、位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。如圖4-15所示：圖4-15 回饋制動(dòng)下放重物過程制動(dòng)前，系統(tǒng)運(yùn)行在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)平移到人為特性2上的b點(diǎn)，反向，n迅速下降。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，在和的共同作用下，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)，工作點(diǎn)沿特性2繼續(xù)下移。到達(dá)d點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩等于理想空載轉(zhuǎn)矩，但，在重物的重力作用下，系統(tǒng)繼續(xù)反向加速，工作點(diǎn)繼續(xù)下移。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)e點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行。這時(shí)的電動(dòng)機(jī)在比理想空載轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定下放重物。在上述制動(dòng)過程中，段電機(jī)處于電壓反向反接制動(dòng)過程，段電機(jī)處于反向起動(dòng)過程，段電機(jī)處于回饋制動(dòng)過程，在e點(diǎn)電機(jī)處于回饋制動(dòng)運(yùn)行。由于這種回饋制動(dòng)是在電樞電壓反向后

21、得到的，故稱反向回饋制動(dòng)。反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，與圖4-4（a）的電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相比，如圖4-4（b）所示，由于n反向，反向，且，方向不變，方向不變，但與n方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能送回電源?；仞佒苿?dòng)的效果也與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，則特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物慢。由圖4-14（b）可知，回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，為簡化分析，只取各量的絕對值，而不考慮其正負(fù)，則可見，若要以轉(zhuǎn)速n下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩的重物，制動(dòng)電阻應(yīng)為忽略，則采用回饋制動(dòng)下放重物時(shí)，轉(zhuǎn)速很高，超過了理想空載轉(zhuǎn)矩，要注意轉(zhuǎn)速不得超過電機(jī)允許的最高轉(zhuǎn)矩（產(chǎn)品目錄或電機(jī)手冊中可以查到）。同時(shí)還要注意有上式求得的還

22、要滿足的要求。第5章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)設(shè)計(jì)一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)設(shè),，,，忽略不計(jì)。拖動(dòng)TL=0.8TN的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，計(jì)算電樞電路中應(yīng)串入的制動(dòng)電阻值不能小于多少？解：由額定數(shù)據(jù)求得：總結(jié)1、 能耗制動(dòng)制動(dòng)時(shí)在電動(dòng)機(jī)的繞組中串接電阻，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將擁有的的能量轉(zhuǎn)換成電能消耗在所串聯(lián)的電阻上。這種方法在各種電機(jī)制動(dòng)中廣泛應(yīng)用，變頻控制也用到了。從高速到低速，這是電氣的頻率變化的很快，但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子帶著負(fù)載有較大的機(jī)械慣性，不可能很快的停止，這樣就產(chǎn)生反電動(dòng)勢電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其產(chǎn)生反向電壓轉(zhuǎn)矩與原電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)矩相反，而使電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的制動(dòng)力矩，迫使轉(zhuǎn)子較快停下來但由于通常變頻器是交直交整流電路是不可逆的，因此無法回饋到電網(wǎng)上去，結(jié)果造成主電路電容器二端電壓升高，稱崩升電壓，當(dāng)超過設(shè)定上限值電壓時(shí)，制動(dòng)