第2章 直流电机(8).

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1、4.7 4.7 直流电动机的制动直流电动机的制动 制动问题：制动问题：在生产过程中，经常需要采取在生产过程中，经常需要采取 一些措施使电动机尽快停转，或者从某高一些措施使电动机尽快停转，或者从某高 速降到某低速运转，或者限制位能性负载速降到某低速运转，或者限制位能性负载 在某一转速下稳定运转，这就是电动机的在某一转速下稳定运转，这就是电动机的 制动问题。制动问题。 实现制动有两种方法，实现制动有两种方法，机械制动机械制动和和电磁制动电磁制动。 电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋 转方向相反的电磁转矩转方向相反的电磁转矩, ,其特点是制动转矩大其特点

2、是制动转矩大, , 操作控制方便。操作控制方便。直流电机的电磁制动类型有直流电机的电磁制动类型有能耗制动能耗制动、反接反接 制动制动和和回馈制动回馈制动。一、能耗制动一、能耗制动1.1.接线图接线图图图4.7.1 4.7.1 并励电动机能耗制动接线图并励电动机能耗制动接线图2.2.能耗制动过程能耗制动过程B-OB-O0RRnCRRERREUIaeaaanRRCCICTa2TeaTememem2TeaTKTCCRRn 可见，是一条通过原点的直线，如图可见，是一条通过原点的直线，如图4.7.24.7.2所示。所示。图图4.7.2 4.7.2 能耗制动时的机械特性能耗制动时的机械特性0ICTaBTe

3、mB0IaBzemBTTnEemaT，I（绝对值逐渐减小）（绝对值逐渐减小）0n ，即电动机停转。，即电动机停转。3.3.特点：特点： Tem0，两者相反方向（发电机状态），两者相反方向（发电机状态） P1=0，Pem0，P20 与一般发电机的区别：与一般发电机的区别：没有原动机输入机没有原动机输入机械功率，其机械能靠的是系统转速从高到低，械功率，其机械能靠的是系统转速从高到低，制动时所释放出来的动能；电功率没有输出，制动时所释放出来的动能；电功率没有输出，而消耗在而消耗在Ra+RRa+R上。上。 制动电阻越小，制动开始时产生的制动制动电阻越小，制动开始时产生的制动 转矩就越大。转矩就越大。

4、高速时能耗制动作用较大，低速时应配高速时能耗制动作用较大，低速时应配 合机械制动装置使系统停掉。合机械制动装置使系统停掉。注意事项：注意事项：4.4.能耗制动运行能耗制动运行O-CO-C 采用能耗制动时，工作点从采用能耗制动时，工作点从ABO,BOABO,BO是是能耗制动过程，到了能耗制动过程，到了O O点后，如不采取其他制动点后，如不采取其他制动措施，则系统会在负载转矩的作用下反转，工作措施，则系统会在负载转矩的作用下反转，工作点沿着能耗制动曲线到达点沿着能耗制动曲线到达C C后才稳定运行。在后才稳定运行。在C C点，点，电磁转矩为负，与转速方向相反是制动转矩。在电磁转矩为负，与转速方向相反

5、是制动转矩。在C C点的运行方式称为点的运行方式称为能耗制动运行能耗制动运行。如图。如图4.7.34.7.3所所示。示。图图4.7.3 4.7.3 能耗制动运行状态能耗制动运行状态1.1.正转反接正转反接 接线图接线图图图4.7.4 4.7.4 正转反接制动接线图正转反接制动接线图二、反接制动二、反接制动 直流电动机的反接制动可分为正转反接和直流电动机的反接制动可分为正转反接和正接反转两种正接反转两种。 制动分析制动分析LaaRREUIaTemICTnCEeem2TeLaeTCCRRCUn 可见，它为一条处于可见，它为一条处于、象限的直线，象限的直线，如图如图4.7.54.7.5所示。所示。图

6、图4.7.5 4.7.5 正转反接制动时的机械特性正转反接制动时的机械特性当当n=0n=0时，时， , ,0Tem则此时应及时把电则此时应及时把电源关断，否则电动源关断，否则电动机会反转起来。机会反转起来。 特点：特点：1） Tem02） P1 0，Pem0，P200，轴上输出轴上输出P P2 20n0，此时，此时nn0的情的情况，这时况，这时EU，电动机变为发电机运行。，电动机变为发电机运行。Ia=(U-E)/Ra为负值，为负值，Tem（0变为变为nn0101) )2.2.机械特性机械特性 回馈制动实际上是将接在电网上的电机从回馈制动实际上是将接在电网上的电机从电动机工作状态变成发电机工作状

7、态，其机械电动机工作状态变成发电机工作状态，其机械特性方程为：特性方程为：em0KTnn 制动期间，制动期间，Temn0，电机在，电机在高于理想空载转速下作发电机运行，由于电高于理想空载转速下作发电机运行，由于电磁转矩起制动作用，使电机转速不致过高或磁转矩起制动作用，使电机转速不致过高或作减速运行。作减速运行。3.3.特点特点 Tem0； P10，Pem0，P2UEaU，电流流向，电流流向 电源，属于反向回馈制动。电源，属于反向回馈制动。 反向回馈制动常用于高速下放重物时限制电反向回馈制动常用于高速下放重物时限制电 机转速。机转速。图图4.7.9 4.7.9 反向回馈制动时的机械特性反向回馈制

8、动时的机械特性4.8 4.8 直流电机的换向直流电机的换向 就一个具体的电枢元件就一个具体的电枢元件( (线圈线圈) )来说，其来说，其电流总是不断变化的。或者说电枢旋转时，电流总是不断变化的。或者说电枢旋转时，每个具体的电枢元件总是不断地从一个支路每个具体的电枢元件总是不断地从一个支路转进另外一个支路。元件中电流方向改变的转进另外一个支路。元件中电流方向改变的过渡过程称为过渡过程称为换向过程换向过程。 换向是所有直流电机的共同问题，它对换向是所有直流电机的共同问题，它对电机的正常运行有重要影响。电机的正常运行有重要影响。一、换向过程分析一、换向过程分析 (a) 换向开始换向开始(b) 正在换

9、向正在换向(c) 换向结束换向结束图图4.8.1 4.8.1 换向元件的换向过程换向元件的换向过程 电刷是支路的分界线；我们研究跨接在换向片电刷是支路的分界线；我们研究跨接在换向片 1/21/2上的电枢元件。上的电枢元件。 换向刚开始时，元件仍属于右边支路，其电换向刚开始时，元件仍属于右边支路，其电 流为流为+ +i ia a（右（右左）；左）； 处于换向中时，元件被电刷短路，电流大小处于换向中时，元件被电刷短路，电流大小 和方向处于变化的过程中；和方向处于变化的过程中； 换向结束时，元件进入左边支路，其电流已换向结束时，元件进入左边支路，其电流已 经由变为经由变为- -i ia a（左（左右