第二章直流电动机拖动系统PPT讲稿.ppt

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1、第二章直流电动机拖动系统第1页，共72页，编辑于2022年，星期二21.1.如果直接起动如果直接起动v起动时起动时U U=U UN N，RsRs=0=0，称为，称为直接起动直接起动；v起动初瞬，电枢电流为：起动初瞬，电枢电流为：电枢电阻较小，起动时电枢电阻较小，起动时电枢电流很大电枢电流很大，可达到，可达到101020I20IN N所以直接起动会造成所以直接起动会造成很大的起动电流和起动转矩很大的起动电流和起动转矩第2页，共72页，编辑于2022年，星期二3直接起动存在的问题：直接起动存在的问题：v起动电流太大，换向恶化，出现强烈的火花或环火，起动电流太大，换向恶化，出现强烈的火花或环火，烧坏

2、换向器，电枢绕组产生很大的电磁力而损坏绕组；烧坏换向器，电枢绕组产生很大的电磁力而损坏绕组；v过大的起动电流还会引起电网电压下降，影响同一电过大的起动电流还会引起电网电压下降，影响同一电网上其他设备的运行；网上其他设备的运行；v如保持主磁通为额定值，此时的电磁转矩如保持主磁通为额定值，此时的电磁转矩T T也将达到额定也将达到额定值的值的10102020倍，造成机械碰撞或冲击强烈，从而损坏电枢倍，造成机械碰撞或冲击强烈，从而损坏电枢绕组和传动机构。绕组和传动机构。v所以，一般不允许直接起动。所以，一般不允许直接起动。第3页，共72页，编辑于2022年，星期二42.2.起动要求起动要求一般直流电动

3、机拖动负载一般直流电动机拖动负载顺利起动的要求顺利起动的要求是：是：v 1)1)起动电流限制在一定范围内，即起动电流限制在一定范围内，即I Istst （1.81.82.52.5）I IN N，=1.8=1.82.52.5为电机的过为电机的过载倍数；载倍数；v 2)2)足够大的起动转矩，足够大的起动转矩，T Tstst （1.11.11.21.2）T TN N；v 3)3)起动设备简单、可靠。起动设备简单、可靠。第4页，共72页，编辑于2022年，星期二53.3.起动方法起动方法关键是限制起动电流关键是限制起动电流v（1 1）降压起动（必须有电压可调的直流电源）降压起动（必须有电压可调的直流电

4、源）v（2 2）电枢回路串电阻起动）电枢回路串电阻起动第5页，共72页，编辑于2022年，星期二6 例题例题 某他励直流电动机的铭牌数据为：某他励直流电动机的铭牌数据为：拖动额定大小为恒转矩负载拖动额定大小为恒转矩负载T TL L运行，忽略运行，忽略T T0 0，（1 1）若采用降压起动，起动电流）若采用降压起动，起动电流I IS S2I2IN N,电压应该降为多电压应该降为多少？此时起动转矩是多少？少？此时起动转矩是多少？（2 2）若采用电枢回路串电阻起动，）若采用电枢回路串电阻起动，I IS S2I2IN N，求串入的电阻，求串入的电阻和起动转矩。和起动转矩。第6页，共72页，编辑于202

5、2年，星期二74.4.电枢回路串一个电阻的缺点电枢回路串一个电阻的缺点v起动过程变慢，稳态速度降低起动过程变慢，稳态速度降低v所以，随着转速上升，应该让所串电阻逐渐所以，随着转速上升，应该让所串电阻逐渐下降，让电枢电流始终保持在较大的数值；下降，让电枢电流始终保持在较大的数值；v方法：串电阻分级起动方法：串电阻分级起动第7页，共72页，编辑于2022年，星期二8二、串电阻分级起动二、串电阻分级起动特性图特性图电路图电路图首先假设：忽略电枢电感，电枢电流可以突变首先假设：忽略电枢电感，电枢电流可以突变 转速转速n n不能突变（机械惯性）不能突变（机械惯性）（一）起动过程分析（以二级起动为例）（一

6、）起动过程分析（以二级起动为例）第8页，共72页，编辑于2022年，星期二9第9页，共72页，编辑于2022年，星期二10v说明：说明：求切换转矩求切换转矩T T2 2的原则：既要使电动机能够带动负载，的原则：既要使电动机能够带动负载，又要保证在切换时的加速度转矩又要保证在切换时的加速度转矩T-TT-TL L不过于小；不过于小；v综合考虑：选综合考虑：选T T2 2（1.11.11.31.3）T TL L I I2 2（1.11.11.31.3）I IL Lv串电阻分级起动方法，电流不超过限值，起动过程中，串电阻分级起动方法，电流不超过限值，起动过程中，起动转矩的大小、起动速度、起动平稳度决定

7、于所选起动转矩的大小、起动速度、起动平稳度决定于所选择的起动级数，级数多，平稳度好，但是设备复杂，择的起动级数，级数多，平稳度好，但是设备复杂，投资高。投资高。v一般空载起动，取级数一般空载起动，取级数m m1 12 2，重载取，重载取m m3 34 4第10页，共72页，编辑于2022年，星期二11（二）、他励直流电动机起动电阻的计算（二）、他励直流电动机起动电阻的计算解析法解析法Ra+Rst1+Rst2+Rst3Ra+Rst3Ra+Rst2+Rst3Ra称为起动电流比称为起动电流比第11页，共72页，编辑于2022年，星期二12用解析法求用解析法求RsRs，存在两种情况：，存在两种情况：v

8、1.1.起动级数起动级数m m已知，先求已知，先求 2.m2.m不确定，则先取不确定，则先取I I1 1和和I I2 2的值，求出的值，求出vM M一般不是整数，取最接近的整数作为实际的起动级数一般不是整数，取最接近的整数作为实际的起动级数v重新求出重新求出 =I1/I2第12页，共72页，编辑于2022年，星期二13 例例2 21 1 一台他励直流电动机的铭牌数据为：一台他励直流电动机的铭牌数据为：I IL L=I=IN N 试用解析法计算四级起动时的起动电阻值。试用解析法计算四级起动时的起动电阻值。解解已知起动级数已知起动级数m=4 选择选择各分段电阻如下各分段电阻如下：第13页，共72页

9、，编辑于2022年，星期二14v在电力拖动系统中，一些电气参数（如电压、电阻等）与负在电力拖动系统中，一些电气参数（如电压、电阻等）与负载转矩的突然变化，会引起过渡过程，但由于惯性，这些变载转矩的突然变化，会引起过渡过程，但由于惯性，这些变化却化却不能导致不能导致电动机的转速、电流、转矩等参量的电动机的转速、电流、转矩等参量的突变突变，而必须是个而必须是个连续变化连续变化的过程的过程 。v过渡过程：过渡过程：电力拖动系统中，转矩平衡方程式一旦被电力拖动系统中，转矩平衡方程式一旦被破坏，系统从一种稳定状态向另一种稳定状态过渡时破坏，系统从一种稳定状态向另一种稳定状态过渡时所经历的过程。所经历的过

10、程。v研究过渡过程的意义：减小过渡过程的持续时间，提研究过渡过程的意义：减小过渡过程的持续时间，提高生产率，减小过渡过程损耗的功率，提高电机利用高生产率，减小过渡过程损耗的功率，提高电机利用率和力能指标，改善系统动态或稳态运行品质，使设率和力能指标，改善系统动态或稳态运行品质，使设备安全可靠运行。备安全可靠运行。第四节第四节 直流拖动系统的过渡过程直流拖动系统的过渡过程第14页，共72页，编辑于2022年，星期二15电力拖动系统中一般存在三种惯性导致过渡过程：电力拖动系统中一般存在三种惯性导致过渡过程：v1 1机械惯性机械惯性 反映在系统的飞轮惯量和飞轮力矩上，它反映在系统的飞轮惯量和飞轮力矩

11、上，它使转速使转速n n不能突变。不能突变。v2 2电磁惯性电磁惯性 反映在电枢回路电感及励磁回路电感上，反映在电枢回路电感及励磁回路电感上，它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突变。变。(对过渡过程影响较小，经常忽略）对过渡过程影响较小，经常忽略）v3 3热惯性热惯性 电动机的温度不能突变。（温度的变化电动机的温度不能突变。（温度的变化一般也不考虑）一般也不考虑）第15页，共72页，编辑于2022年，星期二16一一.他励直流电动机拖动恒转矩负载过渡过程他励直流电动机拖动恒转矩负载过渡过程的数学分析的数学分析1.1.研究前提

12、：研究前提：v只考虑机械过渡过程，忽略电枢电感（只考虑机械过渡过程，忽略电枢电感（n n不能不能突变）突变）v电源电压在过渡过程中恒定不变电源电压在过渡过程中恒定不变v磁通恒定，忽略电枢反应的去磁效应磁通恒定，忽略电枢反应的去磁效应第16页，共72页，编辑于2022年，星期二172.2.以电枢回路串电阻调速为例：以电枢回路串电阻调速为例：v过渡过程：过渡过程：在机械特性上表现为：电动机的在机械特性上表现为：电动机的运行点从起始点运行点从起始点B B开始，沿着机械特性开始，沿着机械特性2 2向着向着稳态点稳态点C C的变化过程。的变化过程。v起始点起始点B B：过渡过程开始的点过渡过程开始的点;

13、v结束点结束点C C：过渡过程结束的点，有时不一定是过渡过程结束的点，有时不一定是稳态点稳态点第17页，共72页，编辑于2022年，星期二183.3.定量分析从定量分析从B B到到C C点沿曲线进行的过渡过程：点沿曲线进行的过渡过程：三要素：起始值三要素：起始值 稳态值稳态值 时间常数时间常数电力拖动系统的机电时间常数，是表征机电力拖动系统的机电时间常数，是表征机械惯性的一个非常重要的物理量械惯性的一个非常重要的物理量 第18页，共72页，编辑于2022年，星期二19v4.4.过渡过程的时间计算过渡过程的时间计算或或第19页，共72页，编辑于2022年，星期二201 1电枢串固定电阻电枢串固定

14、电阻RsRs起动的过渡过程起动的过渡过程 利用三要素法分析：利用三要素法分析：二二.他励直流电动机起动的过渡过程他励直流电动机起动的过渡过程第20页，共72页，编辑于2022年，星期二21或或或或起动过程中转起动过程中转速的上升曲线速的上升曲线起动过程中电枢起动过程中电枢电流的变化曲线电流的变化曲线第21页，共72页，编辑于2022年，星期二222 2电枢串多级电阻分级起动的过渡过程电枢串多级电阻分级起动的过渡过程 他励电动机二级起动的机械特性他励电动机二级起动的机械特性：第一级起动时第一级起动时 第22页，共72页，编辑于2022年，星期二23转速变化曲线转速变化曲线机械特性曲线机械特性曲线

15、电流变化曲线电流变化曲线第23页，共72页，编辑于2022年，星期二24第24页，共72页，编辑于2022年，星期二25 例题例题 一台他励直流电动机铭牌数据为：一台他励直流电动机铭牌数据为：已知四段起动电阻为：已知四段起动电阻为：电枢电阻电枢电阻系统飞轮惯量系统飞轮惯量求分级起动总的起动时间。求分级起动总的起动时间。解：解：第25页，共72页，编辑于2022年，星期二26设设 =(0.231+0.137+0.0808+0.0478)1.61s+40.0306s=0.922s 第26页，共72页，编辑于2022年，星期二27v采用一定的方法来改变生产机械的工作速度，采用一定的方法来改变生产机械

16、的工作速度，以满足生产的需要，这种方法通常称为以满足生产的需要，这种方法通常称为调速调速。v电力拖动系统中通常采用两种调速方法：电力拖动系统中通常采用两种调速方法：v机械调速机械调速：电动机的转速不变，通过改变机：电动机的转速不变，通过改变机械传动机构（如齿轮等）的速比，实现调速；械传动机构（如齿轮等）的速比，实现调速；v电气调速：电气调速：通过改变电动机的参数调节电动通过改变电动机的参数调节电动机的转速。机的转速。第二节第二节 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速第27页，共72页，编辑于2022年，星期二28v调速和因负载变化而引起的转速变化是不同调速和因负载变化而引起的转速变化是不同

17、的：的：v调速：调速：改变电机参数，电机运行在不同的人改变电机参数，电机运行在不同的人为机械特性上，从而在相同的负载下，得到为机械特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度；不同的运行速度；v负载变化：负载变化：电动机在同一条机械特性上发生电动机在同一条机械特性上发生转速变化。转速变化。第28页，共72页，编辑于2022年，星期二29一、他励直流电动机的调速方法一、他励直流电动机的调速方法（一）电枢串联电阻（一）电枢串联电阻分析电枢串接电阻调速的经分析电枢串接电阻调速的经济性：济性：效率效率电枢串联电枢串联电阻调速电阻调速第29页，共72页，编辑于2022年，星期二30串电阻调速特点：串电

18、阻调速特点：v串电阻的方法只能是基速（电动机运行于固有机械特性上的串电阻的方法只能是基速（电动机运行于固有机械特性上的转速）向下调；转速）向下调；v如果拖动恒转矩负载，电动机运行于不同的转速，电如果拖动恒转矩负载，电动机运行于不同的转速，电枢电流大小变化吗？枢电流大小变化吗？v转速越低，损耗越大；转速越低，损耗越大；v该方法稳定性能差，低速运行时，负载在不太大的范围内该方法稳定性能差，低速运行时，负载在不太大的范围内变化，就会引起较大的转速变化；变化，就会引起较大的转速变化；v空载或轻载时，调速范围小，调速效果不明显，但设备空载或轻载时，调速范围小，调速效果不明显，但设备简单，易于操作。简单，

19、易于操作。v总之，该方法，损耗大，低速时调速不稳定。总之，该方法，损耗大，低速时调速不稳定。第30页，共72页，编辑于2022年，星期二31例题22第31页，共72页，编辑于2022年，星期二32（二）降低电源电压（二）降低电源电压 降低电源电压的调速系统的机械特性方降低电源电压的调速系统的机械特性方程式为程式为晶闸管整流器供电晶闸管整流器供电的直流调速系统的直流调速系统降低电源电压调降低电源电压调速时的机械特性速时的机械特性第32页，共72页，编辑于2022年，星期二33降压调速特点：降压调速特点：v恒转矩负载，电枢电流也是恒值；恒转矩负载，电枢电流也是恒值；v降压调速，机械特性硬度不变（斜

20、率不变），降压调速，机械特性硬度不变（斜率不变），稳定性较好，可以在低速范围内运行；稳定性较好，可以在低速范围内运行；v降压调速可以得到较大的调速范围，只要电降压调速可以得到较大的调速范围，只要电源电压连续可调，就可以实现转速的平滑调源电压连续可调，就可以实现转速的平滑调速，即无级调速。速，即无级调速。第33页，共72页，编辑于2022年，星期二34（三）、弱磁（三）、弱磁调速调速 弱磁调速电路示意图弱磁调速电路示意图较大容量系统较大容量系统小容量系统小容量系统弱磁调速时，机械特性方程式是弱磁调速时，机械特性方程式是：第34页，共72页，编辑于2022年，星期二35弱磁调速特点：弱磁调速特点：

21、v一般用于升速，从基速向上调；一般用于升速，从基速向上调；v在功率较小的励磁电路中进行调节，控制方在功率较小的励磁电路中进行调节，控制方便，能量损耗小，调速的平滑性较高。便，能量损耗小，调速的平滑性较高。v由于调速范围不大，常和额定转速以下的降由于调速范围不大，常和额定转速以下的降压调速配合应用，以扩大调整范围。压调速配合应用，以扩大调整范围。第35页，共72页，编辑于2022年，星期二36第36页，共72页，编辑于2022年，星期二37不同机械特不同机械特性下的静差性下的静差率率 1静差率（或称相对稳定性）静差率（或称相对稳定性）电动机的机械特性愈硬，则静差率电动机的机械特性愈硬，则静差率愈

22、小，相对稳定性就愈高。愈小，相对稳定性就愈高。二、调速指标二、调速指标 调速方法最主要的有两大指标：即技术指标与经济指标调速方法最主要的有两大指标：即技术指标与经济指标调速指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据。调速指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据。（一）调速的技术指标（一）调速的技术指标 第37页，共72页，编辑于2022年，星期二38v相对稳定性：指负载转矩变化时，转速变化相对稳定性：指负载转矩变化时，转速变化的程度，转速变化越小，相对稳定性越高；的程度，转速变化越小，相对稳定性越高；v静差率与机械特性的硬度又有区别；静差率与机械特性的硬度又有区别；v若对应于最低转速的机械特性能

23、满足静差率若对应于最低转速的机械特性能满足静差率的要求，则其他情况也能满足。的要求，则其他情况也能满足。第38页，共72页，编辑于2022年，星期二392.调速范围调速范围 不同生产机械要求的调速范围是不同的，例如车床不同生产机械要求的调速范围是不同的，例如车床D20120，龙门刨床龙门刨床D1040，机床的进给机构，机床的进给机构D5200，轧钢机，轧钢机D3120，造纸机，造纸机D320等等 调速范围调速范围D与低速静差率与低速静差率%间的关系：间的关系：允许的转速降允许的转速降 第39页，共72页，编辑于2022年，星期二40v说明：若最大转速和转速降一定，则对说明：若最大转速和转速降一

24、定，则对 要求要求越高，越高，小，调速范围小，调速范围D D也越小；也越小；v如果选定了调速方法，则低速机械特性已定，如果选定了调速方法，则低速机械特性已定，在一定的转速降下，可以计算在一定的转速降下，可以计算D D，以校验是否，以校验是否满足生产机械工艺对满足生产机械工艺对D D的要求。的要求。允许的转速降允许的转速降 第40页，共72页，编辑于2022年，星期二41例题23第41页，共72页，编辑于2022年，星期二423平滑性平滑性 相邻两极转速的接近程度。相邻两极转速的接近程度。在一定的调速范围内，调速的级数愈多则认为调速愈平滑。在一定的调速范围内，调速的级数愈多则认为调速愈平滑。平滑

25、系数：平滑系数：值愈接近于值愈接近于1，则平滑性愈好。等于，则平滑性愈好。等于1时称为无级调速，即转速时称为无级调速，即转速连续可调，级数接近无穷多，此时调速的平滑性最好。连续可调，级数接近无穷多，此时调速的平滑性最好。4 4调速时的容许输出（或调速时的功率与转矩）调速时的容许输出（或调速时的功率与转矩）容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速过程中轴上所能输容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。出的功率和转矩。第42页，共72页，编辑于2022年，星期二43（二）调速的经济指标（二）调速的经济指标 调速的经济指标决定于调速系统的设备投资及运行

26、费用，而运行费用又决定于调速的经济指标决定于调速系统的设备投资及运行费用，而运行费用又决定于调速过程的损耗，它可用设备的效率来说明。调速过程的损耗，它可用设备的效率来说明。例例 有一直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定有一直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速转速 ，高速机械特性的理想空载转速，高速机械特性的理想空载转速 如果额定负载下低速机械特性的转速如果额定负载下低速机械特性的转速 ，而相应的理想空载转速而相应的理想空载转速 。（1）试求出电动机在额定负载下运行的调速范围）试求出电动机在额定负载下运行的调速范围D和静差率和静差率 ；（2）如果生产工艺要求静差率

27、）如果生产工艺要求静差率 20%，则此时额定负载下能，则此时额定负载下能达到的调速范围是多少？还能否满足原有的要求？达到的调速范围是多少？还能否满足原有的要求？第43页，共72页，编辑于2022年，星期二44解：解：（1）低速静差率低速静差率（2）不能满足原有调速范围的要求不能满足原有调速范围的要求第44页，共72页，编辑于2022年，星期二45三、调速方式与负载类型的配合三、调速方式与负载类型的配合 在调速过程中，只要在不同转速下电流不超过额定值，电动机长在调速过程中，只要在不同转速下电流不超过额定值，电动机长时运行，其发热不会超过容许的限度。时运行，其发热不会超过容许的限度。对于他励直流电

28、动机，转对于他励直流电动机，转矩与功率的关系为：矩与功率的关系为：降压调速时，从高速到低速，容许输出转矩是常数，称为降压调速时，从高速到低速，容许输出转矩是常数，称为恒转矩调速方恒转矩调速方式式。而容许输出功率则正比于转速。而容许输出功率则正比于转速。式中式中通常用于电动机带通常用于电动机带恒转矩负载恒转矩负载。第45页，共72页，编辑于2022年，星期二46弱磁调速：弱磁调速：容许输出功率为常数，称为容许输出功率为常数，称为恒功率调速方式恒功率调速方式通常用于电动机带通常用于电动机带恒功率负载恒功率负载。第46页，共72页，编辑于2022年，星期二47机械特性和容机械特性和容许输出转矩许输出

29、转矩容许输出转容许输出转矩和功率矩和功率第47页，共72页，编辑于2022年，星期二48v制动的目的制动的目的：迅速停车；获得稳定的下放速度；：迅速停车；获得稳定的下放速度；v电气制动方式电气制动方式：能耗制动，反接制动，回馈制动。：能耗制动，反接制动，回馈制动。第三节第三节 他励直流电动机的制动运行他励直流电动机的制动运行 1 1）电动电动运转状态运转状态电动机转矩的方向与转速的方向相电动机转矩的方向与转速的方向相同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载。同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载。2 2）制动制动运转状态运转状态电动机转矩与转速的方向相反，此时，电动机

30、转矩与转速的方向相反，此时，用电动机吸收机械能并转化为电能。用电动机吸收机械能并转化为电能。一、概述一、概述第48页，共72页，编辑于2022年，星期二49二、能耗制动二、能耗制动 电动状态电动状态能耗制动能耗制动第49页，共72页，编辑于2022年，星期二50能耗制动机械特性方程式能耗制动机械特性方程式:1.能耗制动用于快速停车能耗制动用于快速停车第50页，共72页，编辑于2022年，星期二51制动过程中的几点说明：制动过程中的几点说明：v能耗制动，转速下降，造成能量损耗；能耗制动，转速下降，造成能量损耗；v系统的动能，一部分转化为输出的机械能系统的动能，一部分转化为输出的机械能（电动机仍然

31、带负载）；（电动机仍然带负载）；v另一部分转化为电动机和所串电阻上的损耗。另一部分转化为电动机和所串电阻上的损耗。第51页，共72页，编辑于2022年，星期二52 例例2-52-5 一台他励直流电动机的铭牌数据如下：一台他励直流电动机的铭牌数据如下：电枢电流最大允许值为电枢电流最大允许值为2I2IN N,求能耗制动时求能耗制动时电枢回路所应串接的电阻值。电枢回路所应串接的电阻值。第52页，共72页，编辑于2022年，星期二532.能耗制动用于恒速下放重物能耗制动用于恒速下放重物v反抗性负载：反抗性负载：负载转矩的方向总是和转速的负载转矩的方向总是和转速的方向相反，即负载转矩的性质总是起反抗运方

32、向相反，即负载转矩的性质总是起反抗运动的作用；动的作用；v位能性负载：位能性负载：由拖动系统中的某些具有位能由拖动系统中的某些具有位能的部件构成，（如起重类型负载中的重物），的部件构成，（如起重类型负载中的重物），特点：负载转矩具有固定的方向，不随转速特点：负载转矩具有固定的方向，不随转速的方向而改变。的方向而改变。第53页，共72页，编辑于2022年，星期二54电动机带位能负载时电动机带位能负载时的能耗制动电路图的能耗制动电路图第54页，共72页，编辑于2022年，星期二55能耗制动时电流与转速的关系：能耗制动时电流与转速的关系：第55页，共72页，编辑于2022年，星期二56 例例2-62

33、-6一台他励直流电动机的数据如下：一台他励直流电动机的数据如下：在能耗制动状态下以在能耗制动状态下以500r/min500r/min的转速下放重物，电枢电流为的转速下放重物，电枢电流为额定值，求电枢回路内应串接的电阻值，并计算这时的电磁转额定值，求电枢回路内应串接的电阻值，并计算这时的电磁转矩。矩。第56页，共72页，编辑于2022年，星期二57反接制动反接制动 反接制动可用两种方法实现，即转速反向（用于位能负载）与电枢反反接制动可用两种方法实现，即转速反向（用于位能负载）与电枢反接（一般用于反作用负载）。接（一般用于反作用负载）。三、电压反向的反接制动三、电压反向的反接制动 电压反向的反电压

34、反向的反接制动电路图接制动电路图1.1.接线接线第57页，共72页，编辑于2022年，星期二58断开断开 和和 ，接通接通 和和2.2.电路电路第58页，共72页，编辑于2022年，星期二59vBCBC段就是反接制动过程；段就是反接制动过程；v如果制动的目的是为了使系统停车，则到了如果制动的目的是为了使系统停车，则到了C C点必须采取措点必须采取措施，否则，电机会沿着机械特性自行反转，反向加速并到达施，否则，电机会沿着机械特性自行反转，反向加速并到达新的稳态点。新的稳态点。位能性负载位能性负载终止在终止在E E点点反抗性负载反抗性负载终止在终止在D D点点3.3.机械特性机械特性第59页，共7

35、2页，编辑于2022年，星期二604.4.电枢反接时电枢反接时的过渡过程的过渡过程电枢反接时的人为机械特电枢反接时的人为机械特性和转速及电流变化曲线性和转速及电流变化曲线1反作用负载反作用负载 2位能负载位能负载 第60页，共72页，编辑于2022年，星期二61第61页，共72页，编辑于2022年，星期二62 例例2-72-7 一台他励直流电动机的铭牌数据如下：一台他励直流电动机的铭牌数据如下：电枢电流最大允许值为电枢电流最大允许值为2I2IN N,求电压反向的求电压反向的反接制动时电枢回路所应串接的电阻值。反接制动时电枢回路所应串接的电阻值。第62页，共72页，编辑于2022年，星期二63v

36、说明：说明：在电枢电流允许的最大值相同时，电在电枢电流允许的最大值相同时，电压反向的反接制动电枢回路所串电阻几乎是压反向的反接制动电枢回路所串电阻几乎是能耗制动所串电阻的两倍；能耗制动所串电阻的两倍；v特点：特点：平均制动转矩较大，制动效果好；平均制动转矩较大，制动效果好；v能量消耗大，经济效率差；能量消耗大，经济效率差；v转速为转速为0 0时，如果不断开电源，有可能反向起时，如果不断开电源，有可能反向起动；动；v适用于要求快速停车的生产机械；适用于要求快速停车的生产机械；v对要求快速停车，随后立即反向起动的生产对要求快速停车，随后立即反向起动的生产机械更为合适。机械更为合适。第63页，共72

37、页，编辑于2022年，星期二64电动机带位能负载时的电动机带位能负载时的转速反向制动电路图转速反向制动电路图四、转速反向的反接制动四、转速反向的反接制动 转速反向的反接转速反向的反接制动机械特性制动机械特性转速反向的反接制动特性方程式为转速反向的反接制动特性方程式为 电枢电路的电压平衡方程式变为电枢电路的电压平衡方程式变为 第64页，共72页，编辑于2022年，星期二65上式表明，上式表明，与与 两者之和消耗在电枢电路的电阻两者之和消耗在电枢电路的电阻 上。上。v 转速反向反接制动的特点：转速反向反接制动的特点：v 设备简单，操作方便，电枢回路所串电阻较大，设备简单，操作方便，电枢回路所串电阻

38、较大，机械特性软，能量消耗大，不经济；机械特性软，能量消耗大，不经济；v 适用场合：适用于低速下放重物。适用场合：适用于低速下放重物。第65页，共72页，编辑于2022年，星期二66 例例2-82-8 一台他励直流电动机的铭牌数据如下：一台他励直流电动机的铭牌数据如下：该电动机工作于倒拉反转状态，电枢电该电动机工作于倒拉反转状态，电枢电流为额定值流为额定值,以转速以转速600r/min600r/min恒速下放重恒速下放重物，求这时电枢回路所应串接的电阻值。物，求这时电枢回路所应串接的电阻值。第66页，共72页，编辑于2022年，星期二67 三、回馈制动（或称再生制动）三、回馈制动（或称再生制动

39、）（一）位能负载拖动电动机（一）位能负载拖动电动机 电动机回馈制动电电动机回馈制动电路图路图(带位能负载带位能负载)这时位能负载带动电动机，电枢将轴这时位能负载带动电动机，电枢将轴上输入的机械功率变为电磁功率上输入的机械功率变为电磁功率 后，大部分回馈给电网（后，大部分回馈给电网（），），小部分变为电枢回路的铜耗小部分变为电枢回路的铜耗 。电动机变为一台与电网并联运行的。电动机变为一台与电网并联运行的发电机。发电机。第67页，共72页，编辑于2022年，星期二68（二）电车下坡（二）电车下坡第68页，共72页，编辑于2022年，星期二69（三）他励电动机改变电枢电压调速（三）他励电动机改变电枢

40、电压调速 在降低电压的降速过程中，当突然降低电枢电压，感应电动势还来在降低电压的降速过程中，当突然降低电枢电压，感应电动势还来不及变化时，就会发生不及变化时，就会发生 的情况，亦即出现了回的情况，亦即出现了回馈制动状态。馈制动状态。第69页，共72页，编辑于2022年，星期二70第二章第二章 习题课习题课第70页，共72页，编辑于2022年，星期二71 例例11一台他励直流电动机的数据如下：一台他励直流电动机的数据如下：忽略空载转矩忽略空载转矩T T0 0，电动机带动额定恒转矩负载运行时，电动机带动额定恒转矩负载运行时，要求把转速降到要求把转速降到1000r/min1000r/min，计算：，

41、计算：（1 1）采用）采用电枢串电阻，需串接的电阻值。电枢串电阻，需串接的电阻值。（2 2）采用降低电压调速需要把电压降到多少？）采用降低电压调速需要把电压降到多少？（3 3）上述两种调速方法，电动机的输入功率与输出）上述两种调速方法，电动机的输入功率与输出功率各是多少？功率各是多少？第71页，共72页，编辑于2022年，星期二72 例例22某台他励直流电动机的数据如下：某台他励直流电动机的数据如下：在电动机额定运行时制动停车，制动时的起始电流是在电动机额定运行时制动停车，制动时的起始电流是2IN,2IN,试就反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载试就反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种情况，求：两种情况，求：（1 1）能耗制动的时间；）能耗制动的时间；（2 2）电枢反接制动的时间（转速制动到）电枢反接制动的时间（转速制动到0 0）；）；（3 3）整个电枢反接过程中）整个电枢反接过程中第72页，共72页，编辑于2022年，星期二