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他励直流电动机的电气制动

电动机的制动是指在电动机轴上加一个与旋转方向相反的转矩,以达到快速停车、减速或稳速。制动可以采用机械方法和电气方法,常用的电气方法有三种:能耗制动、反接制动和回馈制动。判断电动机是否处于制动状态的条件是:电磁转矩T的方向和转速n的方向是否相反。是,则为制动状态,其工作点应位于第二或第四象限;否,则为电动状态。
在电动机的制动过程中,要求迅速、平滑、可靠、能量损耗小,并且制动电流应小于限值。

一 能耗制动
电动机原来工作于电动运行状态,制动时保持励磁电流不变,将电枢两端从电网断开,并立即接到一个制动电阻Rz上。这时从机械特性上看,电枢电流为负值,由此产生的电磁转矩T也随之反向,由原来与n同方向变为与 n 反方向,进入制动状态,起到制动作用,使电动机减速,若是反抗性负载,则电动机停转。这过程中,电动机由生产机械的惯性作用拖动,输入机械能而发电,发出的能量消耗在电阻 Ra+Rz上,直到电动机停止转动,故称为能耗制动。
为了避免过大的制动电流对系统带来不利影响,应合理选择Rz,通常限制最大制动电流不超过额定电流的2~2.5倍。
如果能耗制动时拖动的是重物负载,电动机可能被拖向反转。 能耗制动操作简单,制动平稳,但在低速时制动转矩变小。若为了使电动机更快地停转,可以在转速降到较低时,再加上机械制动相配合。

二 反接制动
反接制动分为倒拉反接制动和电枢电源反接制动两种。
1.倒拉反接制动
    电动机原先提升重物,若在电枢回路中串接足够大的电阻,特性变得很软,转速下降,在重物负载倒拉作用下,电动机继续减速进入反转,最终稳定地运行,即进入制动状态。
倒拉反接制动时,电动机从电源及负载处吸收电功率和机械功率,全部消耗在电枢回路电阻 Ra+Rz上。倒拉反接制动常用于起重机低速下放重物,电动机串入的电阻越大,最后稳定的转速越高。

2.电枢电源反接制动
电动机原来工作于电动状态下,为使电动机迅速停车,现维持励磁电流不变,突然改变电枢两端外加电压的极性,此时电枢电流为负值,由其产生的电磁转矩的方向也随之改变,进入制动状态。因此,在电源反接的同时,必须串接较大的制动电阻Rz,Ra。
电枢反接制动效果强烈,电网供给的能量和生产机械的动能都消耗在电阻Ra+Rz上。
三 回馈制动(再生制动)
若电动机在电动状态运行中,由于某种因素(如电动机车下坡)而使电动机的转速高于理想空载转速时,电动机便处于回馈制动状态。n>n0是回馈制动的一个重要标志。因为当n>n0时,电枢电流与原来n<n0时的方向相反,因磁通Φ不变,所以电磁转矩随Ia反向而反向,对电动机起制动作用。电动状态时电枢电流由电网的正端流向电动机,而在回馈制动时,电流由电枢流向电网的正端,这时电动机将机车下坡时的位能转变为电能回送给电网,因而称为回馈制动。
回馈制动的机械特性方程式和电动状态时完全一样,由于 Ia为负值,所以在第二象限。
 

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