直流他励电动机的制动方法分析

电 力 技 术
山泉工豢投术
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直流他 励 电动机 的制 动方法分析
杨 勇
Hale Waihona Puke （ 吉林电子信息职业技术 学院机 电工程学院 ， 吉林 吉 林 １ ３ ２ ０ ２ １）
摘 要 ：本丈对 直流他 励电动机的三种主要 电气制动方式的控制原 理进行 了分析和研究 ，并给 出了三种电气制动方 式的实现 方法，同时对其经
济 性 进 行 了对 比 ，为 根 据 工 况选 取 合 理 的 电 气 制 动 方 法 提 供 了理 论 根 据 。
关键词 ：直流他励 电动机 ；电气制 动；分析 转为下放重 物的系统中 ，将重物低 速匀速下放 ，其接线 与提 升重物时 的 电动状态基本相 同 ，只是在 电枢 电路串了一个大的电阻。 电力拖 动系统的制动 ，通常 采用机械制 动和电气制动两种 方法进 倒拉反接 制动的特点是 ： 设备 简单 ，操作方便 ，电枢 电路串人 的 行。机械制动 是利用摩擦 力产 生阻转矩来 实现 的 ，如 电磁抱 闸 ，若 采 电阻较大 ，机 械特性较软 ，转速 稳定性差 ，能量 损耗 较大。倒拉反接 用此方法 ，闸皮磨损严重 ，维护工作量增 加 ，所以对频繁 启动、制动 制 动适 用于位 能性负载 低速下放重 物 。 和反转 的生产机械 ，一般 都不采用机械制 动而采用 电气制 动。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 。电气制动方法 ３ 回馈制动 便于控 制且 比较经济 ， 本 文仅对直流他 励电动机的 电气制 动方法加 以 如果在 外部 因素的作用下 ， 电动机 的实 际转速高于理想 空载转速 时 ， 分析和研 究。 电动机 就可以运行在回馈制动状态 。 ３ １ 位 能性负载拖动 电动机时 １ 能耗 制动 电动机拖动位能性 负载提升重物 时 ，将电源反接 ，电动机进入 电 所 谓能耗制动就 是将处于 电动运行 状态的 电动机 电枢 绕组 自电网 源 反接制动状态 ， 当转速降为零时 ， 不断开电源 ， 电动机 开始反向启动 ， 上 断开 ，并立即与一个 附加制动 电阻 Ｒ相连接构成 闭合电路 。能耗制 转速反 向升高 ，而 电动机 在位能负载 的作 用下 转速还要继续增加 ，当 动又可分 为能耗制动停车和能耗制动运行 。 下放转速超过理想 空载转速时 ，电流方 向改变 ，转矩也变为 正值 ，与 １ １ 能 耗 制 动 停 车 转速行的方 向相反 ，变为制动转矩 。于是 电动机变为发 电状态 ，把 系 为实现快速停车 ，电动机 电枢与 电源脱离 ，电枢通过 电阻得 以构 统的动能转变成电能回馈 电网。 所 以回馈制 动状态 又称再 生制 动状态。 成 闭合 电路 。在 电路 切换的 瞬间 ，由于机械的惯性作 用 ，电动机转速 回馈制动稳定运行 时系统减少的位 能变 换为 电能 ，除 电枢 电路 电阻消 不 能突变 ，转速仍保 持原 电动状态 的大 小和方 向，因此 电枢 电动势 的 耗一小部分外 ，大部分 电能 回馈给 电网 ，因此回馈制动能量 损耗 小 ， 大 小和方 向不变 ，电枢 电流为 负 ， 说 明 电枢 电流与 电动状态时的方 向 很经济 ，但只能高速下放重物 ，安全性差 。 相反 ，因此产生 的电磁转矩反 向，与 转速方 向相反 ，成为制动转矩 ， ３ ． ２ 电 动 机 降 压 调 速 时 在制动 转矩的作用下 ，转速迅速下 降，制 动过程 结束。 在 电动机 降压 调速过程中 ，如果突然 降低 电枢 电压 ，感应 电动势 在 制动过程 中 ，电动机 由生产 机械的惯性作用拖 动而发 电，将生 还来不及变化 ，此 时电枢 电流及 电磁转矩 方向将与正 向电动状态 时相 产机械 储存的动能 转换为 电能消耗 在电阻上 ，直到 电动机 停止转动 为 反， 而 转速方向未改变 ，则会出现 回馈制动状态 。 止 。因此这种制动方式被称作能耗制动 。 １ ． ２ 能耗 制动运行 ４ 结语 能耗制动运行状 态时的 电枢 电流和机械特性方程 与能耗制动停车 他励直流 电动机 的制 动方法有三 种 ，即反接制 动 （ 包括 电源 反接 时 相同。功率关系 也是完全一样 的，不 同的只是在 能耗 制动运行状态 制动和倒拉 反接制 动两种 ） 、能耗制 动和 回馈 制动 。能耗 制动的控 制 下 ，机 械功率 的输入 是靠重物下 降时减少的位能提供 的 ，将机械能转 设备简单 ，制动平稳 可靠 ，制动效果不 强烈 ，适于平稳 、准 确停 车的 换 为电能 ，供给 电枢 电路 。能耗制 动运行方法 ，控制 比较简单 ，运行 场合和低速匀速下放 重物。 电源反接 制动的制动转矩大 ，制动强烈 ， 可靠 ， 且 比较经济 。 制 动转 矩随转速的下降而减小 ， 因此制动 比较平稳 ， 但 能量损耗大 ，转速 降为零时必须及 时切断 电源 ，否则可 能反 转 ，适 便 于准确停车 。它适 用于要求准确停 车的场合制动停 车或提升装置均 用于迅速停车并立即反转的场合 。 倒拉反接制动 ， 设备简单 ， 操作方便 ， 匀下放重 物。 但 机械 特性较 软 ， 转速 稳定性 差 ， 能量损耗大 ， 适于低速 匀速下放 重物。 回馈制动的能量损 耗小 ，比较经济 ，但 转速高于理想 空载转 速 ，只适 ２ 反 接 制 动 于 高速 下放重物。 反 接制动根据具体 的实现方法 ，可 分为 电源反接制 动和倒拉反接 制动 。 参考文献 ： ２ １ 电源 反 接 制 动 １ ］杨 宗 豹 主 编 ．电 机 及 拖 动 基 础 ．冶金 工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ３ 为了实现快速停 车 ，在生产 中除采 用能耗制动 外 ，还 采用 电源反 【 接制动 。电源反接制 动就 是在制动 时将 电源的极性对 调 ，同时反接在 ［ ２ ］ 许 晓峰 主编 ． 电机 及拖动基础 ．高等教 育出版社 ， ２ ０ ０ ０ 电枢两 端 ，而且还要在 电枢 电路 中串一 制动 电阻，电磁转 矩也随之变 ［ ３ ］杨毅德 ；王益善 ；王金榜 ．改善他励 直流电动机起 动、制动特性 为 负值 而改变方 向 ，与原转速方 向相反 ，成为制动转 矩 ，使 电动机处 的探讨 ［ Ｊ ］ ．陕西工学 院学报 ． 于制动状 态。 当制动 的 目的就是为 了停 车时 ，在 电动机转 速接近于零 ［ ４ ］ 李勇 ． 直 流电动机拖 动 系统 的电气调速 方法窗体底 端 【 Ｊ ］ ． 四川