直流电动机的制动方法
MM4变频器VDC直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用
[精] 主题：关于MM4变频器中Vdc直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用Vdc直流电压控制器1、Vdc max最大电压控制器以前我简单地解释过，鼠笼式异步电机在电机学中，就相当于一台变压器。
定子线圈相当初级，鼠笼转子相当短路的次级，通过定子、转子铁心作电磁场变换产生力旋转力矩。
当转子转速大于旋转磁场的转速时，（可以是被拖动的机械惯性太大，也可以是被其他动力（包括重力）拖动。
）转子切割磁力线的方向反向，电动机就处于发电状态。
其结果是较高的电压对直流侧的大容量电容充电。
这负的滑差越大，充电电压越高。
问题是：直流侧电容的耐压是有限的，也就是说，可以储存的电量（电能）是有限的。
如果过高，电容将会过压击穿（爆炸）。
针对于：仅仅是转动惯量很大原因造成过电压的系统，并且控制上没有受控减速（例如：必须按斜率在2秒停止）的要求。
变频器设计了一个Vdc直流电压控制器。
其原理是：既然是频率下降过快造成的过压，那么我们停止频率下降不就行了？正是如此，MM4系列变频器内置的Vdc max最大直流电压控制器中，应对直流侧过压的问题，采用通过内部PID算法，不理睬你给定的下降变化，以保持直流侧电压不致过高为目的，自行给出频率。
当电机转速有所降低，并且直流侧电压降低到设定的限值以内后，继续按减速斜坡减速。
如果直流侧电压再次过高，控制器再次动作。
应用场合：通过对Vdc max最大直流电压控制器工作原理的理解，可以看出，应用的条件是：大惯量的、不会被拖动（超速）的，同时对降速过程没有要求的机械系统。
使用注意事项：注意上述的使用条件。
如果电机是被拖动（例如：势能下降装置，下降拖动速度没有限制时）产生过压，使能这个控制器很可能不管用。
使能这个控制器是P1240=1(bit1)。
此外，建议使能自动电平检测P1254=1。
特别注意：这两项都是默认的（恢复出厂值后）。
2、Vdc min 最小电压控制器（动态缓冲）既然当转子转速大于旋转磁场的转速时，产生再生电流对电容充电。
直流电机操控方法和操作方法
直流电机操控方法和操作方法直流电机与沟通电机一样，也有两种作业办法:电动作业和制动作业。
假定再以正、回转来分的话，则分为正转作业、正转制动作业和回转作业、回转制动作业四种作业办法。
假定以坐标办法来标明的话，则称为电机的四象限作业坐标，当电机正向作业时，其机械特性是一条横跨1、2、4象限的直线。
其间1象限为电动作业状况，电磁转矩方向与旋转方向一样，第2、4象限为制动作业状况，在此状况内是发作一个与转向方向相反的阻力矩，以使拖动体系活络泊车或束缚转速的添加。
制动状况下转矩的方向与转速的方向相反，此刻电机从轴上吸收机械能并转化为电能耗费于电枢回路电路或回馈于电源。
第3象限为反向电动作业。
当电磁转矩TM与转速n同方向，TM是拖动负载运动的，所以电机作业曲线处于1、3象限，1象限为电机正向作业，3象限为电机反向作业;当TM与转速n的方向相反时，标明电机机处于制动作业办法，其机械特性曲线在坐标的2、4象限内，2象限内为电机正向制动，包括能耗制动进程(OA线段)、电源反接制动进程(-TMB线段)和正向回馈制动进程(-n0C)线段;处于第四象限时为电机反向制动，也包括能耗制动进程(OD线段)、倒拉反接制动进程(TME线段)和反向回馈进程(-n0F线段)。
直流电机调速有三种办法:(1)改动电区电压U:由额外电压向下调低，转速也由额外转速向下调低，调速方案大。
(2)改动磁通量Phi;(即改动ke):改动激磁回路的电阻可改动Phi;。
因为激磁回路电感大，电气时刻常数大，调速活络性差，转速只能由额外转速向上调高。
(3)在电枢回路中串联调度电阻。
转速只能调低，铜耗大，不经济。
直流电机的主张、中止和制动操控:直流电机从接入电源初步，电枢由中止初步翻滚到额外转速的进程，称为主张进程。
恳求主张时刻短、主张转矩大、主张电流小。
主张的恳求是仇视的，比方，用逐步行进供电电压施行软起动，来下降起动电流，但主张时刻又会加长;加大主张转矩，又必定增大的主张电流等。
他励直流电动机的四象限运行教学
一样，但是电枢电势克服了外加电
压产生的。
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此时，与电动状态相比，电枢电流已经反向， 电磁转矩也反向，由电动状态时的驱动转矩变 为制动转矩。因此，这时电机吸收机械能，输 出电能，具有发电并向电网回馈电能的性质， 故称为回馈制动状态。 通常，我们把回馈制动 分为正向回调制动和反向回馈制动。所谓正向 回馈制动是指电枢加正向电压的回馈制动状态。
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电枢电流为
Ia
U(Ea)UEa RaR RaR
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4.3.5 回馈制动
他励直流电动机在电动状态下提升重物时，如
果反接电枢，就有可能过渡到机械特性的第四象限
运行，此时电动机便在回馈制动状态下匀速下放重
物。他励直流电动机在回馈制动时，转速方向应与
理想空载转速方向一致， 与的方向与电动状态时
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他励直流电动机的固有机械特性与各种人为 机械特性，分布在机械特性的四个象限内，电 动机所带动的生产机械的负载转矩特性，有反 抗性恒转矩、位能性恒转矩、泵类等典型负载 转矩特性，他们分布在四个象限内。电动机会 在四个象限内运行（包括稳态与过渡过程）， 即处于各种不同的运行状态。本节将具体分析 他励直流电动机在各个象限内不同的运行状态。
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4.3.2能耗制动
方法：制动瞬间，切除电动机的电源电压并
在电枢回路串入电阻R。在切换后的瞬间，由于
惯性的作用，小车转速n仍保持与原电动机运行
状态相同的方向和大小，不能突变，电动机运行
点从，磁通不变，电枢感应电动势的方向与大小
电动机反接制动
他励直流电动机反接制动仿真一、 工作原理直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动和倒拉反接制动。
电压反向反接制动作用用于电动机的快速停机，而倒拉反接制动用于低速下放位能负载。
反接制动就是通过调换电动机电枢电压方向以改变电枢电流方向，反接制动就是通过调换电动机电枢电压方向以改变电枢电流方向，从而使电从而使电动机的电磁转矩方向发生改变，最终实现电动机制动。
当电动机在电动运转状态下以稳定的转速n 运行时候，如图1-1所示，为了使工作机构迅速停车，可在维持励磁电流不变的情况下，可在维持励磁电流不变的情况下，突然改变电枢两端外施电突然改变电枢两端外施电压的极性，并同时串入电阻，如图1-2所示。
由于电枢反接这样操作，制动作用会更加强烈，会更加强烈，制动更快。
制动更快。
制动更快。
电机反接制动时候，电机反接制动时候，电机反接制动时候，电网供给的能量和生产机械的动能电网供给的能量和生产机械的动能都消耗在电阻Ra+Rb 上面。
上面。
M UaEIaTn+-Uf( a )电动状态电动状态图1-1 1-1 制动前的电路图制动前的电路图制动前的电路图M UaEIan+-TUfRb(b)制动状态图1-2 1-2 制动后的电路图制动后的电路图制动后的电路图同时也可以用机械特性来说明制动过程。
电动状态的机械特性如下图三的特性1 n 与T 的关系为T C C R C U C I R U C En I R U E I C T n C T E a E a E a a a E a a a aT E 2E F -F =F -=F =-=F =F =电压反向反接制动时，电压反向反接制动时，n n 与T 的关系为的关系为其机械特性如图1-3中的特性2。
设电动机拖动反抗性恒转矩负载，负载特性如图1-3中的特性3。
TT Ln 231bacon o T L图1-3 1-3 反接制动迅速停机过程反接制动迅速停机过程反接制动迅速停机过程制动前，制动前，系统工作在机械特性系统工作在机械特性1与负载特性3的交点a 上，上，制动瞬间，制动瞬间，制动瞬间，工作点工作点平移到特性2上的b 点，点，T T 反向，成为制动转矩，制动过程开始。
电机与电力拖动基础教程第3章(3)
(0，-n0)，斜率为b，与电动状态时 电枢串入电阻RW时的人为机械特性 相平行的直线。
b
Ra RW CeCT Φ 2
第3章
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(3)电压反接制动过程 电压反接时，n不能突变，工 作点由第一象限A点平移至第 二象限B点。T＝-TB＜0，T与 TL共同作用使电机减速，直至 n＝0。反接制动过程结束。 如果电机拖动反抗性负载，n＝0时， T＝-TC＞-TL，电动机反向电动(第三 象限)直至T＝-TL(D点)，电动机稳定 运行。
第3章
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2.电动势反接的反接制动 电动势反接的反接制动仅 适用于位能性恒转矩负载， 又称倒拉反接制动或转速 反向反接制动。 (1)电动势反接制动的实现
当开关K闭合，电动机运行
于电动状态。 当开关K断开，电枢回路串 入较大电阻RW，使n＝0时， 电磁转矩小于负载转矩，电动 机反向加速，T与n反向，进 入电动势反接的反接制动运行。
Ra RW n T nC 2 CeCT ΦN
T=TL
CeCT Φ n RW Ra TL
2 N C
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5.能耗制动பைடு நூலகம்点
(1)制动时 U=0，n0=0 ，直流电动机脱离电网变成直流发电 机单独运行，把系统存储的动能或位能性负载的位能转变 成 电能( EaIa)消耗在电枢电路的总电阻上I2(Ra+RW)。 (2)制动时， n与T成正比 ,所以转速n 下降时，T也下降，故 低速时制动效果差，为加强制动效果，可减少RW，以增大 制动转矩T ，此即多级能耗制动 C Φ n T CT ΦN I a CT ΦN e N , T n Ra RW
最简单直流制动电路图大全（直流电动机单管整流桥式整流电路图详解）
最简单直流制动电路图大全（直流电动机单管整流桥式整流电路图详解）最简单直流制动电路图（一）如下图所示的是直流电动机能耗制动的控制电路。
当按下停止按钮SB1时，KM1线圈断电释放，其常开触点将电动机的电枢从电源上断开，接触器KM2得电，使电枢并联到一个外加电阻R（制动电阻）上，这时励磁绕组则仍然接在电源上。
由于电动机的惯性而旋转使它成为发电机。
这时电枢电流的方向与原来的电流方向相反，电枢就产生制动转矩以反抗由于惯性所产生的力矩，使电动机迅速停止旋转。
调整制动电阻R的阻值，可调整制动时间，制动电阻R越小，制动越迅速，R值越大则制动时间越长。
一种简单实用的直流电动机耗能制动控制电路最简单直流制动电路图（二）单管整流能耗制动见图1，当停车时，按下停止按钮TA，C、SJ失电释放，这时SJ 延时断开的触点仍然闭合，使制动接触器ZC获电动作，电源经制动接触器接到电动机的两相绕组，另一相经整流管回到零线。
达到整定时间后，SJ常开触点断开，ZC失电释放，制动过程结束。
这个电路简单，成本低，常用于10kW以下电动机且对制动要求不高的场合。
最简单直流制动电路图（三）单相桥式整流能耗制动见图2，当电动机停转时，按下停止按钮TA，QC失电释放，同时TA常开触点闭合，使TC、SJ获电动作，将变压器降压整流后的直流电接入电动机定子绕组，开始制动。
达到整定时间后，SJ延时断开的常闭触点断开，TC失电释放，制动过程结束，TC同时断开变压器B 的电源。
最简单直流制动电路图（四）直流能耗制动见图3，本电路简单可靠，适用于5kW以下的电动机。
工作过程：按下启动按钮QA，接触器IC线圈得电，电动机转动，同时电容器C被充电，停车时按下TA按钮，接触器IC失电断开电动机，电容C对线圈阻值为3kΩ的高灵敏继电器J放电，使J吸合，2C接触器线圈得电吸合，从而进行直流能耗制动，经一定时间后，电容C放电完毕，继电器J释放，此时制动结束。
选择电容C容量的大小，可改变制动时间的长短。
各种制动电路的特点及原理
各种制动电路的特点及原理制动电路是指用于控制机电设备制动的电路系统。
根据不同的使用要求和控制原理，制动电路可以分为多种类型，下面将对各种制动电路的特点和原理进行详细介绍。
1. 直流电阻制动电路直流电阻制动电路是一种简单且成本较低的制动方式。
其原理是通过串联一个电阻器来消耗电动机运转时产生的反电动势，以实现制动效果。
该制动电路的特点是操作简单、结构简洁、成本较低。
但缺点是效率低，制动力有限，制动过程中产生大量的能量损失。
2. 直流电源制动电路直流电源制动电路是通过改变电动机的供电方式来实现制动的一种电路。
其原理是将电动机从电网供电转变为直流电源供电，通过电流的反向流动实现制动效果。
该制动电路的特点是制动力大，制动效果好，制动过程平稳。
但缺点是系统复杂，成本较高。
此外，由于制动时产生大量的能量会回馈到电网中，影响电网负载和电能质量。
3. 反接制动电路反接制动电路也称为动态制动电路，是通过改变电动机的接线方式来实现制动的一种电路。
其原理是将电动机的两个线端对调连接，使电动机的旋转方向逆转，从而实现制动效果。
该制动电路的特点是制动时产生的制动力大，制动效果显著。
但由于电动机反接后工作于反转状态，电动机可能会受到冲击和振动，运行平稳性差。
此外，反接制动电路也存在操作复杂和安全隐患的问题。
4. 回馈制动电路回馈制动电路是通过将电动机本身产生的反电动势回馈到制动电路中，以实现制动效果的一种电路。
其原理是通过改变电动机的输出电流和磁场，实现电动机自动制动。
该制动电路的特点是制动过程平稳、可靠，制动力可控性好。
但由于回馈制动电路需要依赖电动机本身产生的反电动势，所以只适用于那些能产生反电动势的电动机。
5. 电阻-反接复合制动电路电阻-反接复合制动电路是将直流电阻制动和反接制动结合起来的一种制动方式。
其原理是在直流电阻制动电路的基础上，增加反接制动电路，既消耗电动机自带的反电动势，又通过反接制动实现制动。
该制动电路的特点是制动力大、制动效果好，且制动过程平稳，能有效消耗电动机运行时产生的反电动势。
直流电动机的起动、调速和制动解读
3.1 直流电动机的起动
3.3.3 降压起动
当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。
起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电 压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增 大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的 数值上，保证按需要的加速度升速。
TL
Tem
3.2 直流电动机的调速
3.2 .2 改变电枢电源电压调速
优点： 1）电源电压能够平滑调节，可实现无级调速。
2）调速前后的机械特性的斜率不变，硬度较高，负载变化时 稳定性好。
3）无论轻载还是负载，调速范围相同，一般可达 D=2.5〜12。 4）电能损耗较小。 缺点： 需要一套电压可连续调节的直流电源。
指负载变化时，转速变化的程度，转速变化小，稳定性好。
%
n0 n N n N 100% 100% n0 n0
δ %越小，相对稳定性越好；δ %与机械特性硬度和n0有关。
D nmax nmax nmax nmax n N nmin n0 min n N n N (1 ) n N
4. 经济性
在考虑技术指标的同时，还应考虑设备投资、电能消耗、 运行费用等。
3.2 直流电动机的调速
直流电动机的起动、 调速和制动
第三章 直流电动机的起动、调速和制动
主要内容
3.1 直流电动机的起动 3.2 直流电动机的调速 3.3 直流电动机的制动 3.4 直流电动机的各种运行状态 3.5 电力拖动系统的过渡过程
共5节
3.1 直流电动机的起动
3.1 直流电动机的起动 起动：指电动机从静止状态转动起来。 起动过程：电动机从静止运转到某一稳态转速的过程叫起 动过程。 系统对起动的要求 (1)起动转矩Tst足够大， Tst>（1.1～1.2)TL (2) Ist不能太大，一般为（1.5～2)IN (3) 起动设备要简单、可靠、经济
电机及电力拖动复习题
电机及电力拖动复习题一、填空题01.直流电机单波绕组的一个特点是只有两条支路，而与极数无关。
02.直流电机中超越换向将使前刷边发热加剧，消除环火的方法是装置补偿绕组。
03.直流电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动三种。
04.调速指标包括：调速范围、静差率、平滑系数和允许输出及经济性。
05.电力拖动系统稳定运行的条件是dndT dndT L em <。
06.直流机单叠绕组的联接特点是每个元件的两个出线端接在相邻的换向片上。
07.直流发电机铭牌上标注的额定功率是指电机输出端发出的电功率08.直流电机按励磁方式的不同可以分为他励、并励、串励和复励直流电机。
09.拖动系统的运动方程式是dt dnGDT T em ⋅=-37522。
折算到单轴系统的内容一般有：工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算。
10.直流电动机常用的起动方法有电枢串电阻和降压起动两种。
11.他励直流电动机有电枢电路串电阻、弱磁和降低电枢电压三种调速方法。
12.生产机械的负载转矩特性分为恒转矩、恒功率和风机、泵类负载转矩特性。
13.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向不变。
14.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反。
15.当直流电动机的转速超过理想空载转速_时，出现回馈制动。
16.直流电动机功率公式：直流发电机转矩公式：17.直流电机的节距指的是：极距指的是：18.直流电动机的人为特性都比固有特性软。
19.可用下列关系来判断直流电机的运行状态。
当U>E 时为电动机状态，当U<E时为发电机状态。
20.单迭绕组极对数为P 时，则并联支路数最多为p 。
21.他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为1I 和2I ， 1I =2I22.三相变压器可用三个单相变压器组成，这种三相变压器称为三相变压器组。
23.我国规定①Y ，yn0；②Y ，d11；③YN ，d11；④YN ，y0和⑤Y ，y0等五种作为三相双绕组电力变压器的标准联结组。
串励直流电动机最全原理讲解
.
（1）他励能耗制动
他励能耗制动是把励磁绕组由串励形式改接成 他励形式，即把励磁绕组单独接到电源上，电枢绕组 外接制动电阻RB后形成回路，如图2.33（a）所示。 由于串励直流电动机的励磁绕组电阻 RF很小，如果采 用原来的电源，因电压较高，则必须在励磁回路中串 入一个较大的限流电阻 R sf 。此外还必须保持励磁电 流 的方向与电动状态时相同，否则不能产生制I动f 转矩（因 I a 已反向）。他励能耗制动时的机械特性 为一直线，如图2.33（b）中直线BC段所示，其制动 过程与他励直流电动机的能耗制动完全相同。他励能 耗制动的效果好，应用较广泛。
.
2．人为特性 串励直流电动机
同样可以采用电枢串 电阻、改变电源电压 和改变磁通的方法来 获得各种人为特性， 其人为机械特性曲线 的变化趋势与他励直 流电动机的人为机械 特性曲线的变化趋势 相似，如图2.32所示。
图2.32 串励直流电动 机的人为机械特性
.
2.7.3 串励直流电动机的电气制动
对于串励直流电动机，由于理想空载转 速为无穷大，所以它不可能有回馈制动运转状 态，只能进行能耗制动和反接制动。 1．能耗制动
图234串励电动机的自励能耗制动2反接制动串励直流电动机的反接制动也有电枢电压反须串入足够大的电阻以限制电流
2.7 串励直流电动机的电力拖动
2.7.1 机械特性
1．固有机械特性
图2.30是串励电动机的接 线图，励磁绕组与电枢绕组串联，
图2.33 串励电 动机的他励能 耗制动
.
（2）自励能耗制动 自励式能耗制动时，电枢回路脱离电源后，通过制动电阻形
成回路，但为了实现制动，必须同时改接串励绕组，以保证励磁 电流的方向不变，如图2.34（a）所示。自励能耗制动时的机械特 性如图2.34（b）中曲线BO段所示。由图可见，自励能耗制动开 始时制动转矩较大，随着转速下降，电枢电动势和电流也下降， 同时磁通也减小，从公式 TemCTIa可见，制动转矩下降很快， 制动效果变弱，制动时间较长且制动不平稳。由于这种制动方式 不需要电源，因此主要用于事故停车。
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直流电动机的制动方法
机械制动是通过机械装置实现电动机的制动，主要包括摩擦制动
和回转制动两种。
摩擦制动是通过摩擦力将电动机转子停止，并锁定转子位置。常
用的摩擦制动器有刹车器和离合器等。
回转制动是通过改变电动机的电路接法，使电动机产生反向电动
势，从而使电动机转子反向转动并停止。常用的回转制动器有反向接
法和短接法等。
电磁制动是通过改变电动机磁场的方式实现电动机的制动。常用
的电磁制动器有电阻制动器和电动机刹车器等。
电阻制动器是通过在电动机绕组中串联电阻，使电动机产生电磁
励磁，从而使电动机转子减速并停止。电动机刹车器则是通过改变电
动机绕组的接法，使电动机产生强磁场，从而使电动机转子受到电磁
力阻碍并停止。
在实际应用中，不同的制动方法根据需要进行选择，以实现最佳
的制动效果。