直流电机工作原理课件.ppt

1、第三章第三章 直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性 本章要求：本章要求：掌握直流电机的基本工作原理掌握直流电机的基本工作原理及特性，特别是直流电机的机械特性；掌握及特性，特别是直流电机的机械特性；掌握直流电机的启动、调速和制动的各种方法的直流电机的启动、调速和制动的各种方法的优缺点和应用场所。优缺点和应用场所。3.13.1直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理一、一、基本结构基本结构定子和转子两大部分。定子和转子两大部分。(略讲略讲)它是以导体在磁场中运动而产生感应电它是以导体在磁场中运动而产生感应电动势和载流导体在磁场中受到力的作用为基动势和载流导体在磁场中受到

2、力的作用为基础。础。电流的方向：电流的方向：N N极下的有效边中的电流极下的有效边中的电流总是一个方向，而总是一个方向，而S S极下的有效边中的电流总极下的有效边中的电流总是另一个方向，这样才能使两个边上受到的是另一个方向，这样才能使两个边上受到的电磁力的方向一致，电枢因而转动。产生电电磁力的方向一致，电枢因而转动。产生电磁转矩。磁转矩。（换向器的作用）（换向器的作用）二、二、基本工作原理基本工作原理3.13.1直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理 发电机依电磁感发电机依电磁感应定理（右手定应定理（右手定则），电动机依安则），电动机依安培电磁力定律（左培电磁力定律（左手定则

3、）。手定则）。3.13.1直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理3.13.1直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理 直流电机中能量（电能、机械能）转换的直流电机中能量（电能、机械能）转换的方向是可逆的，可用三个方程来描述：方向是可逆的，可用三个方程来描述：转矩方程式：转矩方程式：atIKT电机等速运行转矩平衡电机等速运行转矩平衡.电势方程式：电势方程式：nKEe电压平衡方程式：电压平衡方程式：aaRIEUaaRIUE 电磁转矩电磁转矩T T、负载转矩、负载转矩T TL L、及空载消耗转矩及空载消耗转矩T T0 0相平衡。当负载发生变化时，则相平衡。当负载发生

4、变化时，则n n、E E、I I、T T将自动进行调整，以适应负载的变化，保持将自动进行调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。新的平衡。例如：例如：当当T TL LTT T TL L n n，当，当不变时不变时 E E（E=KE=Ke e n n）I Ia a=（U-EU-E）/R/Ra a T T T=TT=TL L（新的平衡）（新的平衡）3.13.1直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理分类：按分类：按励磁方法励磁方法的不同，的不同，分为分为他励他励、并励并励、串串励励和和复励复励四类，常四类，常用他励和用他励和并励。并励。3.2 3.2 直流发电机直流发电机3.3 3.

5、3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性 将直流电机的电势方程和转矩方程代入将直流电机的电势方程和转矩方程代入直流电动机电压平衡方程式中，并略加整理直流电动机电压平衡方程式中，并略加整理后，可得他励直流电机的机械特性方程为：后，可得他励直流电机的机械特性方程为：nnTKKRKUnteae020T)(0EKUn当当 时的转速时的转速 称为称为理想空载转速。理想空载转速。机械硬度：转矩变化机械硬度：转矩变化dTdT与所引与所引起的转速变化起的转速变化dndn的比值的比值 ，用于，用于衡量机械特性的平直程度。衡量机械特性的平直程度。%100nTdndT3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动

6、机的机械特性 一一.固有机械特性固有机械特性(自然特性）自然特性）是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路内是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路内不接任何电阻时的不接任何电阻时的n=fn=f（T T）。当）。当U=UU=UN N，=N N时，时，n=fn=f（T T）是一条直线。通常用（）是一条直线。通常用（0 0，n n0 0）和（和（T TN N，n nN N ）两点来作直线）两点来作直线 根据铭牌参数（根据铭牌参数（P PN N，U UN N，I IN N，n nN N）计算）计算R Ra a，K Ke e，n n0 0，T TN N。电机正转在第一象限，电机正转在第一象限，反转在第三象限。

7、反转在第三象限。3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性（1 1）计算电枢电阻）计算电枢电阻R Ra a：（通常电动机在额定负载下的铜耗（通常电动机在额定负载下的铜耗I Ia a2 2R Ra a约占总约占总损耗损耗P PN N的的50%-75%50%-75%）I Ia a2 2R Ra a=（50%-75%50%-75%）P PN N=（0.50.750.50.75）输入功率输入功率-输出功率输出功率=（0.50.750.50.75）（）（1-1-N N ）U UN NI IN N 式中：式中：N N 为效率，为效率，且

8、此时且此时I Ia a=I=IN N 故有：故有：NNNNNaIUIUPR175.05.0（2 2）求）求K Ke e 在额定条件运行下的反电势在额定条件运行下的反电势E EN N=K=Ke ennN N=U=UN N-I IN NR Ra a故：故：K Ke e=（U UN N-I-IN NR Ra a）/n/nN N 对于一台直流电机而言，它是唯一的。对于一台直流电机而言，它是唯一的。3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性（3 3）求理想空载转速：）求理想空载转速：n n0 0=U=UN N/K/Ke eNNNNnPPT55.9（4 4）求额定转矩：）求额定转矩：例：一台

9、例：一台Z2-51Z2-51型他励电动机，已知型他励电动机，已知P PN N=5.5kW=5.5kW，U UN N=220V=220V，I IN N=31A=31A，n nN N=1500r/min=1500r/min，认为额定，认为额定运行时的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试运行时的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出这台电机近似的固有机械特性。绘出这台电机近似的固有机械特性。3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性解：解：因他励电动机的因他励电动机的n=fn=f（T T）是一条直线，）是一条直线，故只要求出：（故只要求出：（0 0，n n0 0）、（）、（T TN N，n

10、nN N）两点）两点即可。即可。NaNNNeNeNnRIUKKUn0min/1667min/132.071.0)1(5.001rnrVKIUIUPRNeNNNNNamNnPTNNN351500105.555.955.93二二.人为机械特性人为机械特性 是指供电电压或磁通不是额定值、电枢电是指供电电压或磁通不是额定值、电枢电路内接有外加电阻路内接有外加电阻R Radad时的机械特性；电动机的时的机械特性；电动机的启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特性。性。1.1.电枢电路内接有外加电阻电枢电路内接有外加电阻R Radad时的机械特性时的机械特性当当U=

11、UU=UN N，=N N时，电枢电路内接有外加时，电枢电路内接有外加电阻电阻R Radad，机械特性方程为：机械特性方程为：3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性nnTKKRRKUnmeaadNeN23.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性（特性随（特性随R Radad的增大而变软）的增大而变软）可得从（可得从（0 0，n0)n0)点点发出的一簇的人为发出的一簇的人为机械特性曲线。机械特性曲线。当当=N N，R Radad=0=0时，改时，改变电压时，空载转速变化变电压时，空载转速变化而转速降落不变。（而

12、转速降落不变。（U UU UN N；n n n nN N）可得一簇）可得一簇平行于固有特性曲线的人平行于固有特性曲线的人为机械特性曲线。为机械特性曲线。3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性2.2.改变电压时的机械特性改变电压时的机械特性 当当U=UU=UN N，R Radad=0=0时，改变时，改变磁通空载转速和转速降落都磁通空载转速和转速降落都要发生变化。（要发生变化。（N N；T T随磁通的降低而减小；随磁通的降低而减小；n n n nN N，电动机工作在交点以左，电动机工作在交点以左的区域。系统特性较软）的区域。系统特性较软）消弱磁通时，注意消弱磁通时，注意“飞车飞车

13、”现象，一般现象，一般要加要加“失磁失磁”保护。保护。3.3 3.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性3.3.改变磁通时的机械特性改变磁通时的机械特性 电动机启动瞬间，电动机启动瞬间，n=0n=0，e=0e=0，所以启动电流很，所以启动电流很大，造成危害。大，造成危害。3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性回忆电动机机械特性方程式和机械特性曲线回忆电动机机械特性方程式和机械特性曲线TKKRKUnteae2常用启动方法有两种：常用启动方法有两种：降压启动和电枢回路外接电阻启动。降压启动和电枢回路外接电阻启动。3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机

14、的启动特性生产机械对电机启动的要求是：有足生产机械对电机启动的要求是：有足够的启动转矩、启动时间短、启动平够的启动转矩、启动时间短、启动平稳。稳。I Ist st=U=UN N/R/Ra a=(10-20)I=(10-20)IN N 限流限流 I Ist st=（1.5-21.5-2）I IN N1.1.降压启动：降压启动：2.2.U UU UN Nnn、EUU=UEUU=UN N、n=nn=nN N3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性2.2.电枢回路内串接外加电阻启动：电枢回路内串接外加电阻启动：满足启动要求：满足启动要求：I Ist st=U=UN N/（R R

15、a a+R+Rst st）R Rst st（3-43-4级）级）T T1 1、T T2 2的数值按照电动机的具体启动条件决的数值按照电动机的具体启动条件决定：定：T T1 1=（1.6-21.6-2）T TN N T T2 2=（1.1-1.21.1-1.2）T TN N3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性例题：例题：一台他励直流电动机，其额定数据为：一台他励直流电动机，其额定数据为：P PN N=17kW=17kW，U UN N=220V=220V，I IN N=91A=91A，n nN N=1500r/min,=1500r/min,R Ra a=0.22=0.2

16、2。试求：。试求：（1 1）T TN N=？（2 2）直接启动时的）直接启动时的I Ist st=？（3 3）如果要使启动电流不超过额定电流的两）如果要使启动电流不超过额定电流的两倍，求启动电阻为多少？此时启动转矩为多少？倍，求启动电阻为多少？此时启动转矩为多少？（4 4）如果采用降压启动，启动电流不超过额）如果采用降压启动，启动电流不超过额定电流的两倍，电源电压应为多少？定电流的两倍，电源电压应为多少？3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性mNnPTNNN2.1081500101755.955.93解：解：（1 1）T TN N=？3.4 3.4 直流他励电动机的启

17、动特性直流他励电动机的启动特性（2 2）直接启动时的）直接启动时的I Istst=？ARUIaNst100022.0220（3 3）串入启动电阻）串入启动电阻R Radad99.022aNNadNadaNstRIURIRRUI启动转矩：启动转矩：mNIInRIUIKIKTNstNaNNstNesttst2312150022.09122055.955.955.9注意：注意：NNststTIIT 3.4 3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性（4 4）降压启动时的电源电压：）降压启动时的电源电压：VRIRIUaNast4022.09122总结一下总结一下启动特性启动特性：3.4

18、3.4 直流他励电动机的启动特性直流他励电动机的启动特性3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性 调速调速在一定的负载条件下，人为地改在一定的负载条件下，人为地改变电机的机械特性，以改变电机的稳定转速。变电机的机械特性，以改变电机的稳定转速。请注意，速度调节与速度变化是两个完全请注意，速度调节与速度变化是两个完全不同的概念。速度变化是在某条机械特性下，不同的概念。速度变化是在某条机械特性下，由于负载改变而引起的，而速度调节则是在由于负载改变而引起的，而速度调节则是在某一特定的负载下，靠人为改变机械特性而某一特定的负载下，靠人为改变机械特性而得到的。得到的。TKKRRKU

19、nteadae2 由直流电动机的由直流电动机的机械特性方程：机械特性方程：可知：可知：1.1.改变电枢供电电压改变电枢供电电压U U、2.2.改变电枢电阻改变电枢电阻R Radad、3.3.改变磁通改变磁通，都可以得到不同的人为机都可以得到不同的人为机械特性，达到调速的目的。械特性，达到调速的目的。ABnTnTTL12C3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性TKKRRKUnteadae23.5.1 3.5.1 改变电枢电路外串电阻改变电枢电路外串电阻R Radad3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性TKKRRKUnteadae2BCD23特

20、点：特点：1.R1.Radad越大特性越软越大特性越软2.2.空、轻载时调速范围小空、轻载时调速范围小3.3.实现无级调速困难实现无级调速困难4.4.电能消耗大电能消耗大3.5.2 3.5.2 改变电动机电枢供电电压改变电动机电枢供电电压U UnU U1 1UUN Nn nb b、E E暂时不变暂时不变电流电流T=TT=Tg g3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性TUNTLabgTgU1n工作点由工作点由b b点过渡到点过渡到g g点点3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性由于由于T Tg gT TL L系统加速系统加速nnEITEIT工作

21、点由工作点由g g点向点向a a点移点移动动a a点：点：T=TT=TL L、n=nn=na a（系统稳（系统稳定）定）TUNTLabgTgU1n3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性1.1.可以实现无级调速，可以实现无级调速，n nn nN N2.2.机械特性硬机械特性硬3.3.恒转矩调速恒转矩调速4.4.可以利用调压方法启动设备可以利用调压方法启动设备特点：特点：3.5 3.5 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性3.5.3 3.5.3 改变电动机磁通改变电动机磁通特点：特点：1.1.可实现无级调速可实现无级调速2.2.n nn nN N3.3.系统特

22、性软系统特性软4.4.调速范围小调速范围小n nmaxmax1.2n1.2nN N5.5.恒功率恒功率3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性 制动制动-是从某一稳定转速开始减速到停是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制位能负载下降速度的一种运动状止或是限制位能负载下降速度的一种运动状态。态。分清：分清：制动与自然停车的区别；制动与自然停车的区别；电动机与发电机的能量传递关系；电动机与发电机的能量传递关系；T T与与n n的关系的关系;根据电机处于制动时根据电机处于制动时的外部条件和能量传的外部条件和能量传递情况，制动分为：递情况，制动分为：反馈制动、反接制动、能耗制动

23、。反馈制动、反接制动、能耗制动。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6.1 3.6.1 反馈制动反馈制动 电动机在正常接法时，若在外部条件作电动机在正常接法时，若在外部条件作用下使电动机的实际转速大于理想空载转速用下使电动机的实际转速大于理想空载转速时（如电车下坡），反电势时（如电车下坡），反电势E E供电电压供电电压U U，电枢电流电枢电流I Ia a反向，电磁转矩反向，电磁转矩T T反向变成制动反向变成制动转矩，电动机变成发电机，把机械能转变成转矩，电动机变成发电机，把机械能转变成电能，向电源馈

24、送，电动机即处于反馈制动电能，向电源馈送，电动机即处于反馈制动状态。状态。nTbnaanbTPTr在反馈制动状态下：电在反馈制动状态下：电动机的机械特性的表达动机的机械特性的表达式仍为：式仍为：TKKRRKUnteadae2所不同的仅是所不同的仅是T T改变了符号，而理想空载转速和改变了符号，而理想空载转速和特性的斜率均与电动状态下一致。特性的斜率均与电动状态下一致。rpTTT3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性电枢电压突降时的反馈制动状态（调压调速时）电枢电压突降时的反馈制动状态（调压调速时）当电压由

25、当电压由U U1 1突降为突降为U U2 2时，时，由于由于E E和和n n不能突变，所以不能突变，所以电枢电流将由电枢电流将由突变为REUIa1REUIb2即：当即：当n n0b0bn na a时，时，U U2 2E E，则电流，则电流I Ib b为为负值并产生制动转矩，系统工作点由负值并产生制动转矩，系统工作点由a a过渡过渡b b点。点。U1U2b-Tcn n0b0b 在制动转矩和负载转矩的作用下电机转速在制动转矩和负载转矩的作用下电机转速沿由沿由U U2 2所决定的特性曲线从所决定的特性曲线从b b点向点向c c点移动。点移动。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制

26、动特性 当系统转速等于当系统转速等于n n0b0b时，时，E=UE=U2 2，制动电流、转矩降为，制动电流、转矩降为零，反馈制动过程结束。零，反馈制动过程结束。U1U2b-Tcn n0b0b但由于电磁转矩但由于电磁转矩T TT TL L，在负，在负载转矩的作用下转速进一步载转矩的作用下转速进一步下降，直到下降，直到n=nn=nc c，T=TT=TL L（电（电机在电动状态下稳定运行）。机在电动状态下稳定运行）。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性 制动制动-是从某一稳定转速开始减速到停是从某一稳定转速开始减速到停止或是限制位能负载下降速度的一种运动状止或是限制位能负

27、载下降速度的一种运动状态。态。分清：分清：制动与自然停车的区别；制动与自然停车的区别；电动机与发电机的能量传递关系；电动机与发电机的能量传递关系；T T与与n n的关系的关系;根据电机处于制动时根据电机处于制动时的外部条件和能量传的外部条件和能量传递情况，制动分为：递情况，制动分为：反馈制动、反接制动、能耗制动。反馈制动、反接制动、能耗制动。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6.1 3.6.1 反馈制动反馈制动 电动机在正常接法时，若在外部条件作电动机在正常接法时，若在外部条件作用下使电动机的实际

28、转速大于理想空载转速用下使电动机的实际转速大于理想空载转速时（如电车下坡），反电势时（如电车下坡），反电势E E供电电压供电电压U U，电枢电流电枢电流I Ia a反向，电磁转矩反向，电磁转矩T T反向变成制动反向变成制动转矩，电动机变成发电机，把机械能转变成转矩，电动机变成发电机，把机械能转变成电能，向电源馈送，电动机即处于反馈制动电能，向电源馈送，电动机即处于反馈制动状态。状态。nTbnaanbTPTr在反馈制动状态下：电在反馈制动状态下：电动机的机械特性的表达动机的机械特性的表达式仍为：式仍为：TKKRRKUnteadae2所不同的仅是所不同的仅是T T改变了符号，而理想空载转速和改变了

29、符号，而理想空载转速和特性的斜率均与电动状态下一致。特性的斜率均与电动状态下一致。rpTTT3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性电枢电压突降时的反馈制动状态（调压调速时）电枢电压突降时的反馈制动状态（调压调速时）当电压由当电压由U U1 1突降为突降为U U2 2时，时，由于由于E E和和n n不能突变，所以不能突变，所以电枢电流将由电枢电流将由突变为REUIa1REUIb2即：当即：当n n0b0bn na a时，时，U U2 2E E，则电流，则电流I Ib b为为负值并产生制动转矩，系统工作点由负

30、值并产生制动转矩，系统工作点由a a过渡过渡b b点。点。U1U2b-Tcn n0b0b 在制动转矩和负载转矩的作用下电机转速在制动转矩和负载转矩的作用下电机转速沿由沿由U U2 2所决定的特性曲线从所决定的特性曲线从b b点向点向c c点移动。点移动。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性 当系统转速等于当系统转速等于n n0b0b时，时，E=UE=U2 2，制动电流、转矩降为，制动电流、转矩降为零，反馈制动过程结束。零，反馈制动过程结束。U1U2b-Tcn n0b0b但由于电磁转矩但由于电磁转矩T TT TL L，在负，在负载转矩的作用下转速进一步载转矩的作用下转

31、速进一步下降，直到下降，直到n=nn=nc c，T=TT=TL L（电（电机在电动状态下稳定运行）。机在电动状态下稳定运行）。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性卷扬机下放重物（位能）产生反馈制动卷扬机下放重物（位能）产生反馈制动 设电动机正转提升重设电动机正转提升重物，改变电压后，电动机物，改变电压后，电动机反转，重物下降，特性在反转，重物下降，特性在第三象限，第三象限，a ba b系统在第三象限没有稳定系统在第三象限没有稳定运行点，当加速超过运行点，当加速超过-n-n0 0EU,IEU,Ia a改变方向，改变方向，T T变为正值，并与变为正值，并与T TL L相

32、相反，进入第四象限，电动机进入反馈制反，进入第四象限，电动机进入反馈制动，动，b cb c特点：改变附加电阻大特点：改变附加电阻大小，可改变电动机下降小，可改变电动机下降速度，但下降速度过高，速度，但下降速度过高，制动方式是不太安全的。制动方式是不太安全的。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6.2 3.6.2 反接制动反接制动 当他励直流电机的电枢电压或电枢电势当他励直流电机的电枢电压或电枢电势中任何一个在外部条件作用下改变方向，即中任何一个在外部条件作用下改变方向，即两者由方向相反变为方向一致时

33、，电动机即两者由方向相反变为方向一致时，电动机即处于反接制动状态。处于反接制动状态。（电源反接制动；倒拉反接制动）（电源反接制动；倒拉反接制动）1.电源反接制动：电源反接制动：1 1）U U正向（左图中红线）特性曲线为下正向（左图中红线）特性曲线为下图中直线图中直线1 1，系统工作点为，系统工作点为a a，转速为，转速为n na a3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性2 2）U U反向时有：反向时有：E=-U-IE=-U-Ia aR RTKKRRKUnteadae2可见系统变为特性曲线为可见系统变为特性

34、曲线为2 2所示所示 系统状态由系统状态由1 1的的a a点变到点变到2 2的的b b点，电磁转矩点，电磁转矩变为负值，此时在电磁转矩和负载转矩的作用变为负值，此时在电磁转矩和负载转矩的作用下使转速迅速下降，系统状态沿着直线下使转速迅速下降，系统状态沿着直线2 2由由b b点点向向c c点移动，当点移动，当n=0n=0时反接制动结束。时反接制动结束。若此时不切断电源，若此时不切断电源，将导致反向启动。有反抗将导致反向启动。有反抗性负载和位能性负载两种性负载和位能性负载两种情况。情况。注意：由于注意：由于E E和和U U是串联相是串联相加，电枢电流过大，应有加，电枢电流过大，应有足够大的限流电阻

35、。足够大的限流电阻。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性2.2.倒拉反接制动（改变倒拉反接制动（改变E E）当电机处于正向电动状态，系统工作点为当电机处于正向电动状态，系统工作点为a a点，点，n=nn=na a（提升重物）（提升重物）放下重物时：放下重物时：串入串入R Radad（特性曲线由（特性曲线由1 1变变2 2，系统工作点由系统工作点由a a变为变为c c），），TTT TL Lnn（工作点（工作点由由c c向向d d移动）移动）EITEIT（此时（此时T TT TL L）n n3.6 3.6

36、 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性d d 点：点：n=0n=0，E=0E=0，I=II=Ist st=U/R=U/R（堵转电流），（堵转电流），由于由于U U存在，存在，T Tst st（堵转转矩）（堵转转矩）T TL L在在T TL L的作用下的作用下n n反向加反向加速速EE（反向）（反向）I=I=（U+EU+E）/R/RT=TT=TL L（即（即b b点），以点），以n nb b速度稳速放下重物。速度稳速放下重物。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性在整个过程中，在整个过程中，U

37、U不变，不变，I I变化大小但不变向，故变化大小但不变向，故T T没有变向。没有变向。n n发生方向变发生方向变化。化。注意特点：注意特点：改变附加电阻改变附加电阻R Radad ，可以得到不同的下降，可以得到不同的下降速度，附加电阻越小，下降速度越低，保证速度，附加电阻越小，下降速度越低，保证生产的安全。生产的安全。缺点是由于对缺点是由于对T TL L的估计不足，可能本应的估计不足，可能本应下降而变成上升，机械特性硬度小，速度的下降而变成上升，机械特性硬度小，速度的稳定性差。稳定性差。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流

38、他励电动机的制动特性3.6.3 3.6.3 能耗制动能耗制动 脱开电源，电枢串接一个附加电阻，在脱开电源，电枢串接一个附加电阻，在E E的作用下，的作用下，I I反向，反向，T T反向，产生制动转矩，反向，产生制动转矩，机械能消耗在附加电阻上。机械能消耗在附加电阻上。由于由于U=0U=0，故：，故：TKKRRnteada2是一条过原点，位于第二、是一条过原点，位于第二、四象限的直线。也有反抗四象限的直线。也有反抗性负载和位能性负载。性负载和位能性负载。通常应用在系统需通常应用在系统需要迅速准确停车及卷扬要迅速准确停车及卷扬机重物恒速下放的场所。机重物恒速下放的场所。但要注意但要注意附加电阻大小附加电阻大小的选择。的选择。3.6 3.6 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性直流他励电动机各种运行特性总结直流他励电动机各种运行特性总结从以上分析可知：电从以上分析可知：电动机有电动和制动两动机有电动和制动两种状态，用正常的接种状态，用正常的接线方法，可以实现电线方法，可以实现电机的运转、反馈制动、机的运转、反馈制动、反接制动，这三种状反接制动，这三种状态处在同一条机械特态处在同一条机械特性的不同区域。能耗性的不同区域。能耗制动时接线稍有不同。制动时接线稍有不同。第四章：机电传动系统的过渡第四章：机电传动系统的过渡过程过程自学自学