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直流电动机的制动
课程内容
直流电动机回馈制动的原理和制动过程分析
直流电动机的反接制动的原理和制动过程分析
01
02
控制直流电动机反向运转，利用转矩的反向减速制动的方法。
反接制动
直流电动机反接制动的方法
电源反接制动
倒拉反接制动
一、反接制动
01 电源反接制动
电枢回路
励磁回路
一、反接制动
他励直流电机主电路制动过程
在制动前
接触器KM1常开辅助触头闭合，接触器KM2常开辅助触头断开
电枢电压从左边正极接触器KM1流入右边接触器KM1负极,电枢电压为+UN
电动机运行时将电动机电枢绕组接入反向电源,这样将产生反向转矩使电动机快速制动。
电源反接制动
If
Uf
FU2
KM2
UN
Rad
M
KM1
FU1
Ra
KM1
KM2
FU1
电机处于正向电动状态
If
Uf
FU2
KM2
UN
Rad
M
KM1
FU1
Ra
KM1
KM2
FU1
Ea
Ia
01 电源反接制动
电枢回路
励磁回路
一、反接制动
他励直流电机主电路制动过程
在制动时
接触器KM1常开辅助触头断开，接触器KM2常开辅助触头闭合
电枢电压从左边正极接触器KM2流入右边接触器KM2连接的负极,电枢电压为-UN
电动机运行时将电动机电枢绕组接入反向电源,这样将产生反向转矩使电动机快速制动。
电源反接制动
制动电阻接入电路，电机处于制动状态
If
Uf
FU2
KM2
UN
Rad
M
KM1
FU1
Ra
KM1
KM2
FU1
If
Uf
FU2
KM2
UN
Rad
M
KM1
FU1
Ra
KM1
KM2
FU1
Ea
Ea
Ia
-
T = CTΦ Ia
一、反接制动
0
T
-T
TL
-TL
n0
N
1
2
Ra
Ra+Rb
电源反接机械特性曲线图
Ea
CeΦ
n =
UN
CeΦN
=
－
Ra+Rb
CeCTΦN2
T
机械特性制动过程分析
在制动前，电机运行在原来机械特性曲线1号A点
制动时，点由A点跳到B点, 制动力矩- TL与转速N方向相反，进入制动状态
A
B
在制动力距与负载力矩的共同作用下，转速沿着曲线2很快降低到达C点。
如不断开电源，制动力矩T
立即即断开电源回路，N=0, Ia=0, 制动力矩T=0，制动停车过程结束，
如T如T>TL，电动机反向启动起来，沿着曲线2反向加速的第三象限 。
C
一、反接制动
0
T
-T
TL
-TL
n0
N
1
2
Ra
Ra+Rb
电源反接机械特性曲线图
机械特性制动过程分析
A
B
如T>TL，电动机反向启动起来，沿着曲线2反向加速的第三象限
C
能动性负载: TL方向始终不变，在电磁力矩与负载力矩共同作用下，速度会越来越反向增加，超过反向的理想空载转速进入第四象限
反抗性负载：这时N<0，T<0，两者方向一致，进入反向电动状态。
当电磁力矩T=负载力矩TL时稳态运行在反向的一个转速上。
直流电机处于发电机状态。
nD
D
一、反接制动
01 电源反接制动
电枢回路
励磁回路
If
Uf
FU2
KM2
UN
Rad
M
KM1
FU1
Ra
KM1
KM2
FU1
Ea
Ia
特点：制动电流很大，产生制动力巨大，制动效果明显，但不能自动停车，易反转。
注意:在反接制动期间，电动机的电枢电路中必须串接合适的限流电阻。
应用：一般应用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。如:牛头刨床。
通过改变电机的电流方向，使电机反向运转，从而实现制动效果。
倒拉反接制动
02 倒拉反接制动
一、反接制动
If
Uf
UN
Rad
M
电枢回路
励磁回路
KM1
FU1
FU2
Ra
G
T
n
E
V
机械特性制动过程分析
电动机提升重物时（电机制动时）
接触器KM常开触头断开，串入制动电阻Rad，使提升的电磁转矩小于下降的位能转矩，拖动系统将进入倒拉反转反接制动。
通过改变电机的电流方向，使电机反向运转，从而实现制动效果。
倒拉反接制动
02 倒拉反接制动
一、反接制动
机械特性制动过程分析
电动机提升重物时（电机制动时）
串入电阻瞬间机械特性变为曲线2，点由A点跳到B
0
T
TL
-TL
n0
n
1
2
倒拉反接机械特性曲线图
A
接触器KM常开触头断开，串入制动电阻Rad，使提升的电磁转矩小于下降的位能转矩，拖动系统将进入倒拉反转反接制动。
B
0<电磁力矩T<负载力矩TL，电机减速下降到C点
C
负载力矩起驱动作用，系统开始反向下放重物。工作点进入第四象限:T ， n反向
当运动到D点， T=TL ，慢慢稳速下方重物。
D
通过改变电机的电流方向，使电机反向运转，从而实现制动效果。
倒拉反接制动
02 倒拉反接制动
一、反接制动
改变插入电阻的值可以改变下放速度，插入电阻越大，下放物体速度越高。
0
T
TL
-TL
n0
n
1
倒拉反接机械特性曲线图
A
B
C
D
Rad1
Rad2
Rad3
Rad1< Rad2< Rad3
在下放重物过程中，转速n<0，T>0,即转速和转矩方向相反，称为制动的过程。
二、回馈制动
0
T
-T
TL
-TL
n0
N
1
2
Ra
Ra+Rb
电源反接机械特性曲线图
回馈制动过程分析
A
B
C
能动性负载: TL方向始终不变，在电磁力矩与负载力矩共同作用下，速度会越来越反向增加，超过反向的理想空载转速进入第四象限
转速n<0，转矩T>0，运行于制动状态，负载力矩成为驱动力矩。
当T=TL时，以D点的转速稳速下方重物。
nD
D
转速nD>n0 ，感生电动势E>外加电压UN
直流电机处于发电机状态,回馈电网
二、回馈制动
电动运行状态下，由于外界条件的变化，使电枢转速n超过理想空载转速n0，则进入回馈制动。
回馈制动
0
T
-T
TL
-TL
n01
N
1
2
U1
回馈制动机械特性曲线图
A
n02
n1
U2
0
T
-T
TL
-TL
n01
N
2
U1
回馈制动机械特性曲线图
B
C
D
n02
n1
n2
U2
电动状态
反馈制动状态
二、回馈制动
0
T
-T
TL
-TL
n01
N
1
2
U1
回馈制动机械特性曲线图
A
B
D
n02
n1
n2
U2
回馈制动过程分析
当电枢电压突然下降时
由原来机械特性曲线1的A点平移到曲线2的B点
n＞n0，电磁转矩 T ＜0反向，为制动转矩，沿着BC段减速制动
C
电机处于发电状态，将电枢转动的机械能变为电能并回馈到电网
总结
电源反接制动和倒拉反接制动
特点：1.电压反接制动特点是电势回路制动电流很大，产
生制动力巨大，制动效果明显，但不能自动停车，易反转。
2.倒拉反电制动不能用于停车，适用于能动性负载下
放重物的场合。
反接制动
定义：指电动机在电动运行状态下，由于某种条件的变化，使电枢转速n超过理想空载转速n0，则进入回馈制动。
特点：回馈制动的电能消耗较低，经济性好，但系统控制较为复杂。
回馈制动

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