直流电机制动方法
直流电动机的电磁制动1.0
机械特性曲线1，V 机械特性曲线1
= VT；
；
1 2
特性1→2 1→2， ★ 当U↓→U2时，特性1→2， 则b点：
U = U2
n A = n B > n 01 。
E A = E B > U 2即U 2 = E B + I B Ra ∴ IB = U 2 − EB < 0 ∴τ < 0 Ra
制动方程： 制动方程：
能耗制动特点: 能耗制动特点:
(1)制动时把系统存储的动能，或位能性负载的位能 制动时把系统存储的动能， 制动时把系统存储的动能 转变成电能， 转变成电能，消耗在电枢电路的总电阻上 I2(Ra+Rc)； ； (2)制动时可减少 ，以增大制动转矩τ ，即多级 制动时可减少Rc， 制动时可减少 能耗制动; 能耗制动; (3) 当n=0 时τ =0 ,可实现准确停车。 可实现准确停车。
VT Ra + Rc n=− − τ 2 Kφ ( Kφ )
-TL对应反抗性负载
反接制动
反接制动功率流程图： 反接制动功率流程图：
P = U N Ia 1
PM = TΩ = Ea I a
P2
I ( Ra + Rc )
2 a
p0
从电网吸收的电能和轴上输入的机械能几乎都 ： 消耗在电枢回路的电阻上。 消耗在电枢回路的电阻上。
电气工程学院
E a > VT
VT I a < 0 ，
电机进入发电状态，电磁转矩起制动作用， 电机进入发电状态，电磁转矩起制动作用，限制转 发电状态 制动作用 速上升， 机械能转换为电能， 回馈到电网 到电网。 速上升， 机械能转换为电能， 回馈到电网。
回馈制动
2.7 他励直流电机的制动
电枢反接制动时的机械特性为：
反接制 动过程
n
n0
A
B
C D
TL
Ra
0
TL
Tem
Ra R Z
反向电 动运行
第二象 限BC段 为反接 制动特 性
n0
C 工作点变化为： A B 。
n=0后，如果负载为反抗性恒转矩负
载。 |TC|≤|TL| 时，电动机就停止转动， 制动过程结束； 若|TC|＞|TL|，电动机将反向启动， 并沿特性曲线加速到D点，进入反向 电动状态下稳定运行。 当制动的目的就是为了停车时，在电 动机转速接近于零时，必须立即断开 电源(一般由速度继电器控制)。
他励直流电机的电动与制动运行
◆直流电动机的两种运转状态： （1）电动运转状态：电动机的电磁转矩方 向与旋转方向相同 ，此时电网向电动机输 入电能， 并转变为机械能带动负载。
（2）制动运转状态：电动机的电磁转矩方向与 旋转方向相反，此时电动机吸收机械能转变为 电能。
电动机很快停车，或者由高速运行很快进入低 速， 要求制动运行。
电力拖动系统的制动，通常采用机械制动和电气制动。 机械制动是利用摩擦力产生阻转矩来实现的。 电气制动就是使电动机产生一个与转速方向相反的电磁 转矩。电气制动的方法有三种：能耗制动、反接制动和 回馈制动。
制动方式
◆直流电动机的制动方式： 断开电源
抱闸 能耗制动 反接制动 回馈制动 电气制动
自由停车
机械制动
电枢回路总电阻R＝Ra＋RZ。 UN
☞原理：实际上是一台他励直流
发电机。轴上的机械能转化成电能，
全部消耗于电枢回路的电阻上，
所以称为能耗制动。
Ia n RZ Ea
If
3-3(4)他励直流电动机的制动
直流电动机的电力拖动
3．反接制动－－电动势反接
UN Ra Rbk Ra Rbk n T n0 T 2 2 Ce N CeCT N CeCT N
保持If 及端电压UN 不变， 仅在电枢回路串入足够 大的制动电阻Rbk，使该人为特性与负载转矩特性 的交点处于第四象限。不同的Rbk，可得到不同的 稳定转速。
转速高于理想空载转速是回馈制动运行状态的重要特点。
第三章
要求与作业：
◆ ◆
直流电动机的电力拖动
理解制动的过程及特点 了解四种制动的方程、曲线及相关计算 3-36
作业：3-19
四、他励直流电动机的制动
1．制动的一般概念
• 制动的概念：通过某种方法产生一个与拖动系
统转向相反的阻转矩以阻止系统运动的过程。
T
n
拖 动
T n
制 动
第三章
直流电动机的电力拖动
n
四、他励直流电动机的制动
1．制动的一般概念
从机械特性看两种运动形态：
制动 Ⅱ 电动 Ⅰ
Ⅲ 电动
Ⅳ
T
制动
电动状态
T与n同向
拖动转矩
1
2
机械特性曲线1，U U N ；
★ 当U↓→U2时，特性1→2，
n01 U U2 , nA nB ； 则b点：
E A E B U 2即U 2 E B I B Ra IB U 2 EB 0 T 0 Ra
制动方程：
Ra U n T 2 Ce CeCT
原理
制动状态
T与n反向
制动转矩
第三章
直流电动机的电力拖动
四、他励直流电动机的制动
• 制动情况分析：
他励直流电动机的制动
他励直流电动机的制动电力拖动系统的制动就是产生一个与转速方向相反的制动力矩，使电动机停车或限速运行。
这个制动力矩可由摩擦力产生、可由机械抱闸产生、甚至可用人力产生，但我们现讨论的是电气制动：即制动转矩由电动机本身产生。
因此：电动：电磁转矩T 与n 同向，T 是驱动转矩制动：电磁转矩T 与n 反向，T 是制动转矩1．由直流电动机的机械特性可知，T 与n 同向时，机械特性在Ⅰ、Ⅲ象限。
在第Ⅰ象限：n>0、T>0，称为正向电动。
在第Ⅲ象限：n<0、T<0，称为反向电动。
故电动机制动时，机械特性一定在Ⅱ、Ⅳ象限。
2．由于电力拖动系统的稳定工作点是负载特性与机械特性的交点，而任何负载特性都不会出现在第Ⅱ象限，系统不会在第Ⅱ象限有稳态运行点，因此凡第Ⅱ象限即n>0、T<0时的制动仅是一个过渡过程，称为制动过程。
第Ⅱ象限的制动仅可用于令拖动系统减速停车。
只有位能性负载如起重机拖动的重物，才会出现在第Ⅳ象限，故电动机只有拖动位能性负载才可能以制动状态稳定运行，称为制动运行。
此时n<0、T>0，电机以稳定的速度下降重物。
故第Ⅳ象限的制动用于限速下放重物，阻止重物以自由落体速度下降。
根据电动机制动转矩产生的方法不同，就称为不同的制动方法。
讨论各种不同的制动方法所用的都是同一个公式，只是根据不同的制动情况代入不同的数据就行了，应依靠机械特性曲线帮助判断应代入的数据及其正负。
机械特性公式：a a c e N U I R R n C φ-（＋）＝ 或：n ＝e N U C φ－29.55()a c e N R R T C φ＋ 假设要计算电流或所串电阻的大小，由上式移项即可： a e N a a c a c U E U C n I R R R R φ--==+＋ 其中：由于是他励机，故e N C φ是常数不变。
a e N c a a a a U E U C n R R R I I φ--==-－一． 能耗制动实现：设电动机正在固有机械特性上正向电动运行，工作点A 。
直流电机制动方式
直流电机制动方式直流电机的制动，有机械制动，再生制动，能耗制动，反接制动机械制动就是抱闸，是电动的抱闸。
反接制动：当切断正向电源后，立即加上反向电源，使电动机快速停止，当电动机速度降到零时，装在电动机轴上的“反接继电器”立即发出信号，切断反向电源，防止电动机真的反转。
1、能耗制动。
指运行中的直流电机突然断开电枢电源，然后在电枢回路串入制动电阻，使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上，使电机快速制动。
由于电压和输入功率都为0，所以制动平衡，线路简单；2、反接制动。
为了实现快速停车，突然把正在运行的电动机的电枢电压反接，并在电枢回路中串入电阻，称为电源反接制动。
制动期间电源仍输入功率，负载释放的动能和电磁功率均消耗在电阻上，适用于快速停转并反转的场合，对设备冲击力大。
3、倒拉反转反接制动适用于低速下放重物。
制动时在电路串入一个大电阻，此时电枢电流变小，电磁转矩变小。
由于串入电阻很大，可以通过改变串入电阻值的大小来得到不同的下放速度。
反接制动时，切换极性相反的电源电压，使电枢回路内产生反向电流：反接制动时，从电源输入的电功率和从轴上输入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路制动电阻上。
4、回馈制动。
电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现由负载拖动电机运行的情况，此时出现 n >n0、Ea >U、 Ia 反向，电机由驱动变为制动。
从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。
正向回馈：当电机减速时，电机转速从高到低所释放的动能转变为电能，一部分消耗在电枢回路的电阻上，一部分返回电源；反向回馈：电机拖位能负载（如下放重物）时，可能会出现这种状态。
重物拖动电机超过给定速度运行，电机处于发电状态。
电磁功率反向，功率回馈电源。
直流电机的制动与控制
一、引言从广义上讲，电机是电能的变换装置，包括旋转电机和静止电机。
旋转电机是根据电磁感应原理实现电能与机械能之间相互转换的一种能量转换装置；静止电机是根据电磁感应定律和磁势平衡原理实现电压变化的一种电磁装置，也称其为变压器。
这里我们主要讨论旋转电机，旋转电机的种类很多，在现代工业领域中应用极其广泛，可以说，有电能应用的场合都会有旋转电机的身影。
与内燃机和蒸汽机相比，旋转电机的运行效率要高的多；并且电能比其它能源传输更方便、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污、容易控制等特点，所以在实际生活中和工程实践中，旋转电机的应用日益广泛。
不同的电机有不同的应用场合，随着电机制造技术的不断发展和对电机工作原理研究的不断深入，目前还出现了许多新型的电机，例如，美国EAD公司研制的无槽无刷直流电动机，日本SERVO公司研制的小功率混合式步进电机，我国自行研制适用于工业机床和电动自行车上的大力矩低转速电机等。
1 旋转电机分类在旋转电机中，由于发电机是电能的生产机器，所以和电动机相比，它的种类要少的多；而电动机是工业中的应用机器，所以和发电机相比，人们对电动机的研究要多的多，对其分类也要详细的多。
实际上，我们通常所说的旋转电机都是狭义的，也就是电动机——俗称“马达”。
众所周知，电动机是传动以及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，电动机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移；尤其是对电动机的速度、位置、转矩的精确控制。
由此可见，对于一个电气工程技术人员来说，熟悉各种电机的类型及其性能是很重要的一件事情。
通常人们根据旋转电机的用途进行基本分类。
下面我们就从控制电动机开始，逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电动机——控制电动机和功率电动机以及信号电机。
2 控制电动机2.1 伺服电动机伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。
直流他励电动机的三种制动方法
直流他励电动机的三种制动方法嘿，朋友们，今天咱们聊聊直流他励电动机的制动方法。
这个话题一听可能觉得有点高深，但其实一点都不复杂，咱们就像喝茶一样，轻松聊聊。
直流他励电动机在咱们的生活中可不算稀罕物，像电动车、风扇之类的家伙，都是它的“亲戚”。
那么，制动这事儿，咱们有啥好方法呢？让我来给你捋一捋。
1. 自然制动1.1 什么是自然制动？首先，咱们得说说自然制动，这就像你走路时，突然停下来的感觉。
电动机在停下来时，如果不加任何外力，转子就会因为摩擦和空气阻力慢慢减速。
这种制动方法简单得让人惊讶，基本上就靠“慢慢来”。
当然，这种方法制动比较慢，特别是在大负载的情况下，像你拽着一辆小车，得慢慢使劲，才能停下来。
1.2 自然制动的优缺点这自然制动有它的好处，省电、简单、几乎不用费什么力气。
但缺点也明显，制动时间长，等你等得花儿都谢了，电动机才停下来。
特别是要快速停止的场合，简直让人抓狂！所以，虽说是个好方法，但并不是所有场合都能派上用场。
2. 反向制动2.1 反向制动的原理接下来，咱们聊聊反向制动，听起来有点酷吧？其实，它就是通过让电动机反向转动来实现制动。
就像开车时，你猛踩刹车，车子会往后滑。
这种方法能够让电动机迅速停下，效率极高，特别适合需要快速停止的场合。
2.2 反向制动的优缺点反向制动的好处是速度快，能让电动机瞬间停下，特别适合大负载情况下的制动。
但是，要是使用不当，有可能会对电动机造成损伤，甚至影响它的寿命。
就像你打球时，如果太猛，容易伤到自己。
所以，用这招的时候，得小心翼翼，别让电动机“受伤”。
3. 动态制动3.1 动态制动的方式最后，咱们来看看动态制动，这可是个“高科技”的玩法！动态制动就是在电动机停止的时候，利用电动机本身的能量，通过电阻把它转化成热量来实现制动。
简单来说，就是让电动机“自己玩”，自己把自己给停下来。
3.2 动态制动的优缺点这种制动方法可谓是“稳稳的幸福”，能快速停下，还能保护电动机，减少损伤。
直流电动机制动
二、能耗制动 U0
Ia
U
Ea Ra
Ia
Ea Ra RL
TCtIa
Ct
Ea Ra RL
Ct
Cen
Ra RL
CeCt 2n
Ra RL
nCUeR CaeC tR 2LT
Ra RL
CeCt2
T
n
n 01
n1
U1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
T
TL
C
C
U
M
Ea
C
RL
三、反接制动 反接制动的作用 1、减速 2、限速反转
n
n 01
n1
U1
0
TL T
要获得最慢的下放速度不需要在 电枢内加任何电阻。
2、一台他励直流电动机 UN 220V nN150r0/min INa10A Ra 1
如果当重物停在空中时突然重物脱落， 问电动机的转速为多少？
n
n 01
0
nN150r/0min U1
TL T
UEaNIaNRa
EaNU-IaNRa 22-10 01210V
n
n 01
0
n1 n2 U1
U2
T
Ea U Ia T -T制动转矩 n
Ea U
恢复电动机状态
电气火车下坡时速
度是否会无止尽上
升？
n
n2
n 01
n U
Ce
CeR Cat2
T
n1 U1
0
T
T
TL
n Ea U Ia T 制动转矩
为什么串励电机不能回馈制动
n
0
T
n 始终不能生成制动的电磁转矩
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直流电机制动方法
直流电机制动方法
直流电机的制动，有机械制动，再生制动，能耗制动，反接制动机械制动就是抱闸，是电动的抱闸。
反接制动：当切断正向电源后，立即加上反向电源，使电动机快速停止，当电动机速度降到零时，装在电动机轴上的“反接继电器”立即发出信号，切断反向电源，防止电动机真的反转。
1、能耗制动
指运行中的直流电机突然断开电枢电源，然后在电枢回路串入制动电阻，使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上，使电机快速制动。
由于电压和输入功率都为0，所以制动平衡，线路简单；
2、反接制动
为了实现快速停车，突然把正在运行的电动机的电枢电压反接，并在电枢回路中串入电阻，称为电源反接制动。
制动期间电源仍输入功率，负载释放的动能和电磁功率均消耗在电阻上，适用于快速停转并反转的场合，对设备冲击力大。