直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)課程設(shè)計(jì)

《直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)1綜述直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī)。因其優(yōu)良的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)性能而在電力拖動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。直流電動(dòng)機(jī)有三種制動(dòng)狀態(tài)：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)(電壓反向反接和電動(dòng)勢反向反接)和回饋制動(dòng)。本文在直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上，給出了電機(jī)制動(dòng)的定義，對電機(jī)制動(dòng)的方法進(jìn)行了簡單介紹，并著重介紹了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的工作原理、特點(diǎn)及使用條件。13直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)2直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.1制動(dòng)的定義制動(dòng)，就是讓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的電

2、磁轉(zhuǎn)矩，以使電力拖動(dòng)系統(tǒng)迅速停機(jī)或穩(wěn)定放下重物。這時(shí)電機(jī)所處的狀態(tài)稱為制動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。2.2制動(dòng)的目的在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者從某高速降到某低速運(yùn)轉(zhuǎn)，或者限制位能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問題。2.3制動(dòng)的分類實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種方法，機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)。電磁制動(dòng)是使電機(jī)在制動(dòng)時(shí)使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,其特點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,操作控制方便。現(xiàn)代通用電機(jī)的電磁制動(dòng)類型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。2.4各種制動(dòng)的特點(diǎn)1）反接制動(dòng)：設(shè)備簡單，制動(dòng)迅速

3、，準(zhǔn)確性差，制動(dòng)沖擊力強(qiáng)。2）能耗制動(dòng)：制動(dòng)準(zhǔn)確度高，需直流電源，設(shè)備投入費(fèi)用高。3）回饋制動(dòng)：經(jīng)濟(jì)性好，將負(fù)載的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能反送電網(wǎng)，但應(yīng)用范圍不廣。電容制動(dòng)對高速、低速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)均能迅速制動(dòng)，能量損耗小設(shè)備簡單，一般用語10KW以下的小容量電動(dòng)機(jī)，可適用于制動(dòng)頻繁的場合。13直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)3直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的工作原理以他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為例。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的特點(diǎn)是使U與E的作用方向變?yōu)橐恢?，共同產(chǎn)生電樞電流I，于是由動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來的電功率EI和由電源輸入的電功率UI一起消耗在電樞電路中。具體實(shí)現(xiàn)的方法有兩種

4、，分別用于不同的場合。3.1電壓反向反接制動(dòng)——迅速停機(jī)3.1.1制動(dòng)原理制動(dòng)前后的電路如圖3-1所示。與電動(dòng)狀態(tài)相比，電壓反向反接制動(dòng)時(shí)，將電樞電壓反向，并在電樞電路內(nèi)串聯(lián)一制動(dòng)電阻R。當(dāng)系統(tǒng)因慣性繼續(xù)沿原來方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，因磁場方向不變，E的方向不變，但因U反向，U與E的作用方向變成一致，一起使U反向，使得T也反向成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速迅速下降至零。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，E=0，應(yīng)立即將電樞與電源斷開，否則電機(jī)將反向起動(dòng)。(a)電動(dòng)狀態(tài)13直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)(b)制動(dòng)狀態(tài)圖3-1反接制動(dòng)迅速停機(jī)時(shí)的電路圖3.1.2機(jī)械特性上述制動(dòng)

5、過程也可以通過機(jī)械特性來說明。電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性如圖3-2的特性1，n與T的關(guān)系為n=-T電壓反向反接制動(dòng)時(shí)，n與T的關(guān)系為n=-(-T)機(jī)械特性如圖3-2中特性2。設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載特性如圖3.2中的特性3制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載轉(zhuǎn)矩3的交點(diǎn)a上面。制動(dòng)瞬間，因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速來不及變化，工作點(diǎn)由a點(diǎn)平移到能耗制動(dòng)特性的b點(diǎn)。這時(shí)T反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)過程開始。在T和T的共同作用下，轉(zhuǎn)速n迅速下降，工作點(diǎn)沿特性2由b點(diǎn)移至O點(diǎn)。這時(shí)n=0，應(yīng)立即斷開電源，使制動(dòng)過程結(jié)束。否則電動(dòng)機(jī)將反向

6、起動(dòng)，到d點(diǎn)去反向穩(wěn)定運(yùn)行。13直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)圖3-2反接制動(dòng)迅速停機(jī)過程3.1.3特性分析電壓反向反接制動(dòng)的過程效果與制動(dòng)電阻R大小有關(guān)。R小，則制動(dòng)瞬間I大，T大，制動(dòng)過程短暫，停機(jī)快。但制動(dòng)過程中的最大電樞電流，即工作于b點(diǎn)時(shí)的電樞電流I不得超過I=（1.5~2.0）I。由圖3-1(b)可知，只考慮絕對值時(shí)式中，E=E。由此求得電壓反向反接制動(dòng)的制動(dòng)電阻為R-R3.1.4適用場合設(shè)備簡單，操作方便，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩平均值較大，制動(dòng)強(qiáng)烈，但能量損耗大，適用于要求快速停車的拖動(dòng)系統(tǒng)，對于要求快速并立即反轉(zhuǎn)的系統(tǒng)更為理想。1

7、3直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)　　3.2電動(dòng)勢反向反接制動(dòng)——下放重物3.2.1制動(dòng)原理制動(dòng)前后的電路如圖4-1所示。制動(dòng)時(shí)，電樞電壓不反向，只在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電阻R。(a)電動(dòng)狀態(tài)(b)制動(dòng)狀態(tài)圖4-1反接制動(dòng)下放重物的電路圖3.2.2機(jī)械特性上述制動(dòng)過程也可以通過機(jī)械特性來說明。13直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)反接制動(dòng)時(shí)，U=U，R=R+R，機(jī)械特性方程變?yōu)閚=-T若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如圖4-2所示。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在固有特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)由a平移到人為特性上的b點(diǎn)。由于T

8、降，工作點(diǎn)沿人為特性2由b點(diǎn)向c點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，T=T，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行。這時(shí)n反向，電動(dòng)機(jī)處在制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定下放重物。在這種情況下制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由于n反向，E也隨之反向，由圖4-1(b)可以看出，這時(shí)E與U的作用方向也變成一致，但I(xiàn)和T的方向不變，T與n方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩保