他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《電力拖動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)》報(bào)告書</p><p>　　他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　班 級(jí)： 09電氣自動(dòng)化大專 </p><

2、;p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　提交日期： 2012年 3 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)先介紹了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作方式，是為后面電動(dòng)機(jī)制動(dòng)作鋪墊。對(duì)于制動(dòng)，直流電機(jī)制動(dòng)有很多種方式,一般有大致可分為三類，能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)，回

3、饋制動(dòng)。他勵(lì)直流電機(jī)能耗制動(dòng)在工程上得到了廣泛的使用，因?yàn)檫@種制動(dòng)方式，簡(jiǎn)單可靠，安全經(jīng)濟(jì)。能耗制動(dòng)原理其實(shí)就是將電流方向反向，產(chǎn)生相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)速方向相反的力矩，達(dá)到減速制動(dòng)的目的。在這次的設(shè)計(jì)中，我們著重討論的是他勵(lì)直流電機(jī)能耗制動(dòng)。主要討論關(guān)于能耗制動(dòng)一些技術(shù)方面問(wèn)題的分析與設(shè)計(jì)。</p><p>　　以兩種方式講解：圖示法和公式法。在圖示上直觀的解釋了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的停機(jī)過(guò)程，講解了在不

4、同的階段，電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線的變動(dòng)，在關(guān)鍵點(diǎn)的(電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)態(tài))講解。</p><p>　　關(guān)鍵詞：能耗制動(dòng)；迅速停機(jī)；放下重物；</p><p>　　AbstractThe design of the first excited DC motor, paving the way for the back of the electric mechanism of action. For

5、 braking, the DC mechanism of action There are many ways, and generally can be divided into three categories, dynamic braking, reverse braking, regenerative braking. Excited DC motor dynamic braking has been widely used

6、in engineering, because this braking, simple, reliable, safe and economic. The principle of dynamic braking in fact, will reverse the current direction, the oppo</p><p><b>　　前言</b></p><

7、;p>　　隨著電子產(chǎn)品的小型化、高密集和高清晰的發(fā)展以滿足電子產(chǎn)品發(fā)展需要。一方面電力電子技術(shù)和磁性材料的高速發(fā)展，另一方面直流電機(jī)既有電機(jī)優(yōu)良性能又有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，集兩者優(yōu)點(diǎn)于一體。電機(jī)在各使用領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，是電機(jī)發(fā)展方向，也是當(dāng)前行業(yè)中關(guān)注的熱點(diǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制電路大多采用專用集成模塊，隨著電機(jī)應(yīng)用普及，產(chǎn)量不斷增加，電路模塊的成本會(huì)大幅度下降，同時(shí)亦會(huì)促進(jìn)電機(jī)推廣應(yīng)用。</p><p>　　節(jié)

8、約能源是各行各業(yè)的要求，智能化是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展和滿足人類生活水平的要求。隨著技術(shù)發(fā)展和提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力，家電產(chǎn)品更新?lián)Q代快，產(chǎn)品檔次不斷提高，功能不斷增加，性能不斷提升。如健康型、節(jié)能型、智能型空調(diào)家電產(chǎn)品，為其配套的電機(jī)要求高效率，達(dá)到節(jié)能目的，要求智能化，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的模糊控制，達(dá)到高度自動(dòng)化。</p><p>　　為了滿足各種應(yīng)用的要求，適應(yīng)永無(wú)止境的技術(shù)進(jìn)步，不斷開(kāi)發(fā)新型結(jié)構(gòu)、采用新型材料、改進(jìn)加工工藝乃是

9、今后微特電機(jī)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)，如軸向盤式結(jié)構(gòu)，拼塊組合結(jié)構(gòu)，片狀繞組等。新材料有高性能廉價(jià)稀土磁鋼、陶瓷合金、實(shí)心導(dǎo)磁體、高強(qiáng)度工程塑料等等，這些新型材料的廣泛應(yīng)用將會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生面貌全非的變革，具有深遠(yuǎn)影響。在對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品改進(jìn)的同時(shí)，開(kāi)發(fā)新原理電機(jī)具有更大的影響，如目前已實(shí)用化的超聲波電機(jī)已顯示強(qiáng)大生命力，發(fā)展前景非?？春?。除此還有靜電電機(jī)、光熱電機(jī)、微波電機(jī)等等，隨著新材料和新工藝的突破，逐步實(shí)用化，將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品帶來(lái)革命性變革。<

10、;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言3</b></p><p>　　第一章 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理5</p><p>　　1．直流電動(dòng)機(jī)的工作原理5</p><p>　　第二章 直流電動(dòng)機(jī)的分類及其特點(diǎn)6</p><

11、p>　　第三章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性9</p><p>　　第四章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)12</p><p>　　4.1能耗制動(dòng)12</p><p>　　4.1.1能耗制動(dòng)過(guò)程——迅速停機(jī)12</p><p>　　4.2反接制動(dòng)15</p><p>　　4.3回饋制動(dòng)19</p>&

12、lt;p>　　第五章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)24</p><p><b>　　總結(jié)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p>　　第一章 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　1．直流電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　在直

13、流電動(dòng)機(jī)中，為了產(chǎn)生不變的電磁轉(zhuǎn)矩，盡量減小氣隙，以達(dá)到最強(qiáng)的磁場(chǎng)與最高的效率，就要利用磁場(chǎng)的作用，由通電導(dǎo)體形成繞組，由轉(zhuǎn)子鐵心和定子磁極形成磁場(chǎng)，通過(guò)換向器使轉(zhuǎn)子的磁極的極性始終保持和定子的極性相反，形成旋轉(zhuǎn)的力矩，從而外部電路中的直流電流通過(guò)換向轉(zhuǎn)變成電機(jī)內(nèi)部的交流電流，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。</p><p>　?。╝） （b）</p&

14、gt;<p>　　圖1 直流電動(dòng)機(jī)原理圖</p><p>　　如圖1所示電樞繞組通過(guò)電刷接到直流電源上，繞組的轉(zhuǎn)軸與機(jī)械負(fù)載相連，這時(shí)便有電流從電源的正極流出，經(jīng)電刷A流入電刷繞組，然后經(jīng)電刷B流回電源的負(fù)極。在圖（a）所示位置，在N極下面導(dǎo)線電流是由a到b，根據(jù)左手定理可知導(dǎo)線ab受力方向向左，而導(dǎo)線cd受力方向向右。當(dāng)兩個(gè)電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸所形成的電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)1

15、80度時(shí)，這是電流方向已改變?yōu)橛衐到c和b到a，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍然是逆時(shí)針的，這樣使得電機(jī)一直旋轉(zhuǎn)下去。</p><p>　　第二章 直流電動(dòng)機(jī)的分類及其特點(diǎn)</p><p>　　在直流電動(dòng)機(jī)中，除了必須給電樞繞組外接直流電源外，還要給勵(lì)磁繞組通以直流電流用以建立磁場(chǎng)。電樞繞組和勵(lì)磁繞組可以用兩個(gè)電源單獨(dú)供電，也可以由一個(gè)公共電源供電。按勵(lì)磁方式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可以分為他勵(lì)、并勵(lì)、串

16、勵(lì)和復(fù)勵(lì)等形式。由于勵(lì)磁方式不同，它們的特性也不同。</p><p><b>　　2.1他勵(lì)電動(dòng)機(jī) </b></p><p>　　他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)電源供電，如圖2-1所示，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于采用單獨(dú)的勵(lì)磁電源，設(shè)備較復(fù)雜。但這種電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍很寬，多用于主機(jī)拖動(dòng)中。 </p><p>　　圖2-1 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)</p&

17、gt;<p><b>　　勵(lì)磁電流： </b></p><p>　　電樞電流： </p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　2.2并勵(lì)電動(dòng)機(jī) </b></p><p>　　并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組是和電樞繞

18、組并聯(lián)后由同一個(gè)直流電源供電，如圖2-2所示，這時(shí)電源提供的電流I等于電樞電流Ia和勵(lì)磁電流If之和，即I=Ia+If。 </p><p>　　圖2-2 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)</p><p>　　并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的特點(diǎn)是導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、電阻大、電流小。這是因?yàn)閯?lì)磁繞組的電壓就是電樞繞組的端電壓，這個(gè)電壓通常較高。勵(lì)磁繞電阻大，可使If減小，從而減小損耗。由于If較小，為了產(chǎn)生足夠的主磁通Φ，就應(yīng)

19、增加繞組的匝數(shù)。由于If較小，可近似為I=Ia，U==。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較好，在負(fù)載變時(shí)，轉(zhuǎn)速變化很小，并且轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，因此應(yīng)用廣泛。 </p><p>　　2.3 串勵(lì)電動(dòng)機(jī) </p><p>　　串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)之后接直流電源，如圖2-3所示。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組的特點(diǎn)是其勵(lì)磁電流If就是電樞電流Ia，這個(gè)電流一般比較大，所以勵(lì)磁繞組

20、導(dǎo)線粗、匝數(shù)少，它的電阻也較小。 </p><p>　　圖2-3 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　輸入電壓：U=+</b></p><p><b>　　2.4復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī) </b></p><p><b>　　輸入電壓：</b></p><p>

21、<b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　這種直流電動(dòng)機(jī)的主磁極上裝有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與電樞繞組串聯(lián)，另一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)，如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī) </p><p>　　第三章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性</p><p>　　在他勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，、、保持不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁

22、轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系稱為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　可得，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間有如下關(guān)系</p><p>　　其中稱為理想空載轉(zhuǎn)速 </p><p>　　機(jī)械特傾性的斜率，大小反映軟特性與硬特性，其值為：</p><p><b&

23、gt;　　是轉(zhuǎn)速差，其值為：</b></p><p><b>　　機(jī)械特性的硬度為：</b></p><p>　　斜率越小，硬度越大，機(jī)械特性越強(qiáng)。</p><p>　　當(dāng)和保持為額定值，而且電樞電路中無(wú)外接電阻時(shí)的機(jī)械特性稱為固有特性，否則稱為人為特性。</p><p><b>　　3.1固有機(jī)械

24、特性</b></p><p>　　由方程式得到他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有特性，如圖3-1所示，</p><p>　　圖3-1 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有特性 </p><p>　　由于電樞電阻很小，所以機(jī)械特性的斜率很小，硬度很大，固有特性為硬特性。固有特性上的N點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)。這是電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速都等于額定值。額定狀態(tài)說(shuō)明了電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行能力

25、。</p><p>　　固有特性上的M點(diǎn)對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的臨界狀態(tài)。這時(shí)的電樞電流等于換向所允許的最大電樞電流。對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)所允許的最大轉(zhuǎn)矩。臨界狀態(tài)說(shuō)明了電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載能力。</p><p><b>　　3.2人為特性</b></p><p>　　3.2.1增加電樞串接電阻的人為機(jī)械特性</p><p>　　在他勵(lì)直

26、流電動(dòng)機(jī)的電樞電路中串入外接電阻，根據(jù)公式：</p><p>　　這時(shí)相當(dāng)于電路電樞電阻增加，理想空載轉(zhuǎn)速不變，增加，機(jī)械特性硬度減小，機(jī)械特性如圖3.2.1所示，串入電阻越大，人為特性斜率越大，硬度越小。</p><p>　　圖3-2-1 增加電樞電路電阻時(shí)的人為特性 圖3.2.2 機(jī)械特性平行下移</p><p>　　3.2.2降低電樞電壓

27、時(shí)的人為機(jī)械特性</p><p>　　降低時(shí)，減小，不變，不變，人為特性如圖3.2.2所示，機(jī)械特性平行下移。</p><p>　　第四章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)</p><p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。</p><p><b>　　4.1能耗制動(dòng)</b></p><

28、p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的特點(diǎn)是：將電樞與電源斷開(kāi)，串聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電樞回路的電阻上。</p><p>　　能耗制動(dòng)分為兩種，分別用于不同場(chǎng)合。</p><p>　　4.1.1能耗制動(dòng)過(guò)程——迅速停機(jī)</p><p>　?。╝）電動(dòng)狀態(tài) （b）制

29、動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　圖4-1-1（1） 能耗制動(dòng)迅速停機(jī)的電路圖</p><p>　　制動(dòng)前后如圖4-1-1（1）所示，與電動(dòng)狀態(tài)相比，制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，n方向不變，由于磁場(chǎng)方向不變，故E方向也不變。由于電源被切除，電樞通過(guò)制動(dòng)電阻短接，電動(dòng)勢(shì)將產(chǎn)生與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)方向相反的電樞電流，反向，使得T反向而成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度下降至零。當(dāng)n=0時(shí)，E=0，=0，制動(dòng)轉(zhuǎn)

30、矩T自動(dòng)消失。</p><p>　　上述制動(dòng)過(guò)程也可以通過(guò)機(jī)械特性來(lái)說(shuō)明，電動(dòng)狀態(tài)是的機(jī)械特性如圖4-1-1（2）中的特性1，n與T的關(guān)系為</p><p>　　能耗制動(dòng)時(shí)，=0，電樞回路中又增加制動(dòng)電阻，故</p><p>　　機(jī)械特性如圖4-1-1（2）中的特性2，它是一條通過(guò)原點(diǎn)、位于2、4象限的直線。</p><p>　　設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

31、的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速來(lái)不及變化，工作點(diǎn)由a點(diǎn)平移到能耗制動(dòng)特性2上的b點(diǎn)。這是T反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)過(guò)程開(kāi)始。在T和的共同作用下，轉(zhuǎn)速n迅速下降，工作點(diǎn)沿特性2由b點(diǎn)移至0點(diǎn)。這時(shí)，n=0，T也自動(dòng)變?yōu)榱悖苿?dòng)過(guò)程結(jié)束。</p><p>　　能耗制動(dòng)過(guò)程的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，則大、T大，制動(dòng)過(guò)程短，停機(jī)快。但制動(dòng)過(guò)程中的

32、最大電樞電流，即工作于b點(diǎn)時(shí)的電樞電流不得超過(guò)。由圖4-1-1（1）（b）可知式中，，是工作于b點(diǎn)和a點(diǎn)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。由此可得</p><p>　　4-1-1（2）能耗制動(dòng)迅速停機(jī)過(guò)程 圖4-1-2（1）能耗制動(dòng)下放重物</p><p>　　4.1.2.能耗制動(dòng)運(yùn)行——下放重物</p><p>　　若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如圖4-1

33、-2（1）所示。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，電動(dòng)機(jī)以一定的速度提升重物。在需要穩(wěn)定下放重物時(shí)，讓電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。工作點(diǎn)由機(jī)械特性1上的a點(diǎn)平移到特性2上的b點(diǎn)，并迅速移動(dòng)到0點(diǎn)，這一階段，電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)過(guò)程中。當(dāng)工作點(diǎn)達(dá)到0點(diǎn)時(shí)，T=0，但＞0，在重物的重力作用下，系統(tǒng)反向啟動(dòng)，工作點(diǎn)將由0點(diǎn)下移到c點(diǎn)，T=，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)n反向，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定下放重物。由于下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)是穩(wěn)定運(yùn)行在能耗制動(dòng)

34、狀態(tài)。 </p><p>　　能耗制動(dòng)運(yùn)行與能耗制動(dòng)過(guò)程相比，由于n反向，引起E反向，使得和T也隨之反向，兩者的不同如圖4-1-2（2）所示，在能耗制動(dòng)過(guò)程中，n＞0，T＜0；在能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，n＜0，T＞0。</p><p>　?。╝）能耗制動(dòng)過(guò)程 （b）能耗制動(dòng)運(yùn)行</p><p>　　圖4-1-2（2）能耗

35、制動(dòng)過(guò)程與能耗制動(dòng)運(yùn)行得比較</p><p>　　能耗制動(dòng)運(yùn)行的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物慢。由圖4-1-2（2）（b）可知，工作在c點(diǎn)時(shí)，只取各量的絕對(duì)值，而不考慮正、負(fù)，則</p><p>　　下放重物時(shí)，與方向相反，與T方向相同，故T=-?？梢?jiàn)，若要以轉(zhuǎn)速n下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為的重物時(shí)，制動(dòng)電阻應(yīng)為</p><p>　　忽略，則

36、 </p><p>　　的結(jié)果應(yīng)與式校驗(yàn)是否合適。</p><p><b>　　4.2反接制動(dòng)</b></p><p>　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的特點(diǎn)是：使與E的作用方向一致，共同產(chǎn)生電樞電流，于是由動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電功率E和由電源輸入的電功率一起消耗在電樞電路中。</p><p>　　4.

37、2.1電壓反向反接制動(dòng)——迅速停機(jī)</p><p>　?。╝）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　圖4-2-1（1）反接制動(dòng)迅速停機(jī)電路圖</p><p>　　制動(dòng)前后如圖4-2-1（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。當(dāng)系統(tǒng)因慣性繼續(xù)沿原

38、來(lái)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，因磁場(chǎng)方向不變，E的方向不變，但因反向，與E的作用方向變成一致，一起使反向，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(kāi)，否則電機(jī)將反向起動(dòng)。 </p><p>　　電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性如圖中的特性1，n與T的關(guān)系為</p><p>　　電壓反向反接制動(dòng)時(shí)，n與T的關(guān)系為</p><p>　　機(jī)械特性如圖4

39、-2-1（2）中的特性2，設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載特性如圖4-2-1（2）中的特性3。</p><p>　　制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)平移到特性2上的b點(diǎn)，T反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)過(guò)程開(kāi)始。在T和的共同作用下，轉(zhuǎn)速n迅速下降，工作點(diǎn)沿特性2由b點(diǎn)移至c點(diǎn)，這時(shí)n=0，應(yīng)立即斷開(kāi)電源，使制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)，到d點(diǎn)去反向穩(wěn)定運(yùn)行。</p>

40、;<p>　　圖4-2-1（2）反接制動(dòng)迅速停機(jī)過(guò)程 </p><p>　　電壓反向反接制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)，小，制動(dòng)瞬間的大，T大，制動(dòng)過(guò)程短，停機(jī)快，但制動(dòng)過(guò)程中的最大電樞電流，即工作于b點(diǎn)時(shí)的電樞電流不得超過(guò)。</p><p>　　由圖4-2-1（1）（b）可知，只考慮絕對(duì)值時(shí)</p><p>　　式中，。由此可得電壓反接制動(dòng)的制動(dòng)電阻

41、為</p><p>　　4.2.2電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)——下放重物</p><p>　?。╝）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　圖4-2-2反接制動(dòng)下放重物電路圖</p><p>　　制動(dòng)前后的電路如圖4-2-2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。

42、機(jī)械特性方程為：</p><p>　　若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則如圖4-2-2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＜，n下降，工作點(diǎn)沿特性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=，但T＞，在重物的重力作用下，系統(tǒng)反向起動(dòng)，工作點(diǎn)由c點(diǎn)下降到d點(diǎn)，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。</p&g

43、t;<p>　　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4-2-2（b）可知，這時(shí)的E與的作用方向也變成一致。但和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)矩保持平衡，穩(wěn)定下放重物。</p><p>　　電動(dòng)勢(shì)反向反向制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物慢。由圖4-2-2（b）可知，在d點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，取各量的絕對(duì)值，則</p><

44、;p>　　可見(jiàn)，若要以轉(zhuǎn)速n下放重物轉(zhuǎn)矩為的重物，制動(dòng)電阻應(yīng)為</p><p>　　圖4-3-1（5）回饋制動(dòng)下放重物過(guò)程 圖4-3-1（1）反饋制動(dòng)電車下坡過(guò)程</p><p><b>　　4.3回饋制動(dòng)</b></p><p>　　他勵(lì)電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)的特點(diǎn)是：使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速，因而E＞，電

45、機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能回饋給電網(wǎng)。</p><p>　　4.3.1.正向回饋制動(dòng)——電車下坡</p><p>　　電車在平地行駛或上坡時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩阻礙電車往前行駛，如圖4-3-1（1）所示，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性與負(fù)載特性2的交點(diǎn)a上。電車下坡時(shí)，反向，變成幫助電車往下行駛，負(fù)載特性變?yōu)樘匦?。在T和-的共同作用下，n加速，工作點(diǎn)由a點(diǎn)沿特性1向上移動(dòng)。到達(dá)時(shí)， T=0，但-＜

46、0， 即-與n方向相同，在-作用下，電機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)越過(guò)繼續(xù)向上移動(dòng)。這時(shí)T反向，成為阻止電車下坡的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但因，工作點(diǎn)繼續(xù)上移，直至機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)b為止，T=-，電車恒速往下行駛。自從工作點(diǎn)越過(guò)后，n＞，使得E＞，電動(dòng)機(jī)就進(jìn)入了回饋制動(dòng)過(guò)程，電樞電壓方向沒(méi)有改變，故稱正向回饋制動(dòng)。正向回饋制動(dòng)與電動(dòng)狀態(tài)相比，雖然n、E、的方向都未改變，但因E＞，使得以及T反向，兩者的區(qū)別如圖圖4.3.1（2）（a）、（b）所示。&

47、lt;/p><p>　　（a）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　圖4-3-1（2）正向回饋制動(dòng)是的電路圖</p><p>　　正向回饋制動(dòng)在調(diào)速過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，若減速后的理想空載轉(zhuǎn)速低于減速前的轉(zhuǎn)速，電機(jī)便會(huì)在調(diào)速過(guò)程中的某一階段處于正像回饋制動(dòng)過(guò)程。如圖所示，在改變電樞電壓調(diào)速和

48、改變勵(lì)磁電流調(diào)速時(shí)，工作點(diǎn)都要從a點(diǎn)平移到b點(diǎn)，然后經(jīng)c點(diǎn)到達(dá)d點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，在bc階段，n＞，電機(jī)處于正向回饋制動(dòng)過(guò)程中。它的存在，有利于縮短bc段的時(shí)間，加快調(diào)速過(guò)程。</p><p>　?。╝）電車下坡改變電樞電壓調(diào)速 （b）電車下坡改變勵(lì)磁電流調(diào)速</p><p>　　圖4-3-1（3）調(diào)速時(shí)出現(xiàn)的正向回饋制動(dòng)</p><p>　　4

49、.3.2反向回饋制動(dòng)——下放重物</p><p>　　（a）電動(dòng)狀態(tài) （b）制動(dòng)狀態(tài)</p><p>　　圖4-3-1（4）反向回饋制動(dòng)時(shí)的電路圖</p><p>　　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。制動(dòng)前后的電路如圖所示。其中制動(dòng)時(shí)的電路與圖4-3-1（4）（b）所示電壓反向反接制

50、動(dòng)電路相同。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性也與電壓反向反接制動(dòng)時(shí)一樣。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。</p><p>　　圖4-3-1（5）回饋制動(dòng)下放重物過(guò) </p><p>　　如圖4-3-1（5）所示，制動(dòng)前，系統(tǒng)運(yùn)行在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。制動(dòng)瞬間，工作點(diǎn)平移到認(rèn)為特性2上的b點(diǎn)，T反向，n迅速下降。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，在T和的共同作用下，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)，工作點(diǎn)沿特性2繼續(xù)下

51、移。到達(dá)d點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速等于理想空載轉(zhuǎn)速，T=0，但＞0，在重物的重力作用下，系統(tǒng)繼續(xù)反向加速，工作點(diǎn)繼續(xù)下移。當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)e點(diǎn)時(shí)，T=，系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行。這時(shí)的電動(dòng)機(jī)在比理想空載轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定下放重物。</p><p>　　在上述制動(dòng)過(guò)程中，bc段電機(jī)處于電壓反向反接制動(dòng)過(guò)程，cd段電機(jī)處于反向起動(dòng)過(guò)程，de段電機(jī)出于回饋制動(dòng)過(guò)程，在e點(diǎn)電機(jī)處于回饋制動(dòng)運(yùn)行。由于這種回饋制動(dòng)是在電樞電壓反向后得到的，故稱反向回

52、饋制動(dòng)。</p><p>　　反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，與圖4.3.1（4）（a）的電動(dòng)狀態(tài)相比，如圖4.3.1（4）（b）所示，由于n反向，E反向，且E＞，方向不變，T方向不變，但與n反向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能送回電源。</p><p>　　回饋制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。小，則特性2的斜率小，轉(zhuǎn)速低，下放重物慢。</p><p&g

53、t;　　由圖4.3.1（4）（b）可知，回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，取各量的絕對(duì)值，不考慮正、負(fù)，則</p><p>　　可見(jiàn)，若要以轉(zhuǎn)速n下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為的重物，制動(dòng)電阻應(yīng)為</p><p><b>　　忽略，則</b></p><p>　　采用回饋制動(dòng)下放重物時(shí)，轉(zhuǎn)速很高，超過(guò)了理想空載轉(zhuǎn)速，要注意不得超過(guò)電機(jī)允許的最高轉(zhuǎn)速。同時(shí)還要滿足的要求。<

54、/p><p>　　第五章 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)=22Kw，=440V，=65.3A，=600r/min，，忽略不計(jì)。欲求（1）拖動(dòng)=0.8的反抗性負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)采用能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)迅速停機(jī)，電樞電路中應(yīng)串入的最小制動(dòng)電阻。（2）拖動(dòng)=0.8位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)采用能耗制動(dòng)以n=300r/min恒速下放重物，電樞內(nèi)串入制動(dòng)電阻的大小。</p><p&

55、gt;<b>　　解：由額定數(shù)據(jù)求得</b></p><p>　?。?）迅速停機(jī)時(shí) </p><p><b>　　， </b></p><p>　?。?）下放重物時(shí) </p><p>　　該值大于1.16，滿足要求。</p><p><b>　　總結(jié)

56、</b></p><p><b>　　一、反接制動(dòng)</b></p><p>　　直流電機(jī)制動(dòng)，將電機(jī)的電源正負(fù)極反接，改變電樞電流的方向，這樣轉(zhuǎn)矩的方向也改變，使得轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的方向相反。交流電機(jī)制動(dòng)采用改變相序的方法產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，原理類似。反接制動(dòng)制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅速，控制電路簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，但制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過(guò)程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)部件。</

57、p><p><b>　　二、能耗制動(dòng)</b></p><p>　　制動(dòng)時(shí)在電機(jī)的繞組中串接電阻，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將擁有的能量轉(zhuǎn)換成電能消耗在所串接電阻上。這種方法在各種電機(jī)制動(dòng)中廣泛應(yīng)用，變頻控制也用到了。從高速到低速，這時(shí)電氣的頻率變化很快，但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子帶著負(fù)載有較大的機(jī)械慣性，不可能很快的停止，這樣就產(chǎn)生反電勢(shì)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其產(chǎn)生反向電壓轉(zhuǎn)矩與原電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)

58、矩相反，而使電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的制動(dòng)力矩，迫使轉(zhuǎn)子較快停下來(lái)但由于通常變頻器是交－直－交整流電路是不可逆的因此無(wú)法回饋到電網(wǎng)上去，結(jié)果造成主電路電容器二端電壓升高，稱泵升電壓，當(dāng)超過(guò)設(shè)定上限值電壓時(shí)，制動(dòng)回路導(dǎo)通，這就是制動(dòng)單元的工作過(guò)程，制動(dòng)電阻流過(guò)電源，從而將動(dòng)能變熱能消耗電壓隨之下降，待到設(shè)定下限值時(shí)即斷.這種制動(dòng)方法屬不可控，制動(dòng)力矩有波動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間是可人為設(shè)定的。</p><p>　　制動(dòng)電阻的選取經(jīng)驗(yàn)：&

59、lt;/p><p>　?、匐娮柚翟叫?，制動(dòng)力矩越大，流過(guò)制動(dòng)單元的電流越大;</p><p>　?、诓豢梢允怪苿?dòng)單元的工作電流大于其允許最大電流，否則要損壞器件;</p><p>　?、壑苿?dòng)時(shí)間可人為選擇;</p><p>　　④小容量變頻器(≤7.5KW)一般是內(nèi)接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的;</p><p>　?、莓?dāng)在快速制

60、動(dòng)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)說(shuō)明電阻值過(guò)大來(lái)不及放電，應(yīng)減少電阻值.</p><p><b>　　三、回饋制動(dòng)</b></p><p>　　當(dāng)采用有源逆變技術(shù)控制電機(jī)時(shí)，將制動(dòng)時(shí)再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，并將電能消耗在電網(wǎng)上從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><

61、p>　　感謝我們的指導(dǎo)老師XX老師這一段時(shí)時(shí)間對(duì)我們的幫助與軸導(dǎo),我們所有人能得到預(yù)期的結(jié)果的與XX老師的幫助是分不開(kāi)的,每當(dāng)我們遇到問(wèn)題時(shí),向XX老師尋求幫助,X老師總是細(xì)心的給我們指導(dǎo),為我們每個(gè)人分析可能出問(wèn)題的原因,在外界條件上給了我們最大的便利</p><p>　　這次電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)能夠圓滿完成，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師，在我不明白的地方，是他們給我以幫助。通過(guò)這次程序設(shè)計(jì)，我對(duì)電力拖動(dòng)有了更進(jìn)

62、一步的了解，為以后的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ).千言萬(wàn)語(yǔ)衷心感謝指導(dǎo)老師和我的同學(xué)，希望以后再次和大家合作,最后祝老師工作順利,同學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)步！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】《電動(dòng)機(jī)及其控制電路》 徐本釗 主編 人民郵電出版社 1996年出版；</p><p>　　【2】《實(shí)用電動(dòng)機(jī)控制》 孫旭東 主編 人民

63、郵電出版社 1998年出版；</p><p>　　【3】《電機(jī)與拖動(dòng)》 唐介 主編 高等教育出版社 2003年出版；</p><p>　　【4】《電力傳動(dòng)與自動(dòng)化控制系統(tǒng)》 范正翹主編 北京航空航天出版社 2003年出版；</p><p>　　【5】《電機(jī)拖動(dòng)與控制》 曹承志 主編 機(jī)械出版社 1997年出版；</p><p>　　【6】《電