《電機控制技術(shù)》課件-3.5.1能耗制動

能耗制動

圖3-31是能耗制動的接線圖。開關(guān)S接電源側(cè)為電動狀態(tài)運行，此時電樞電流Ia、電樞電動式Ea、轉(zhuǎn)速n及驅(qū)動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem的方向如圖所示。當(dāng)需要制動時，將開關(guān)S投向制動電阻RB上，電動機便進入能耗制動狀態(tài)。初始制動時，因為磁通保持不變、電樞存在慣性，其轉(zhuǎn)速n不能馬上降為零，而是保持原來的方向旋轉(zhuǎn)，于是n和Ea的方向均不改變。但是，由Ea在閉合的回路內(nèi)產(chǎn)生的電樞電流IaB卻與電動狀態(tài)時電樞電流Ia的方向相反，由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TemB也與電動狀態(tài)時Tem的方向相反，變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，于是電機處于制動運行。制動運行時，電機靠生產(chǎn)機械慣性力的拖動而發(fā)電，將生產(chǎn)機械儲存的動能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在電阻上，直到電機停止轉(zhuǎn)動為止，所以這種制動方式稱為能耗制動。3圖3-31能耗制動接線圖

能耗制動

能耗制動時的機械特性，就是在U=0、Φ=ΦN、R=Ra+RB條件下的一條人為機械特性，即 n=? （3-32） 或n=? （3-33）可見，能耗制動時的機械性是一條通過坐標(biāo)原點的直線，其理想空載轉(zhuǎn)速為零，特性的斜率β=,與電動狀態(tài)下電樞串電阻RB時的人為特性的斜率相同，如圖3-32中直線BC所示。圖3-31能耗制動接線圖能耗制動

能耗制動時，電機工作點的變化情況可用機械特性曲線說明。設(shè)制動前工作點在固有特性曲線A點處，其n>0，Tem>0，Tem為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。開始制動時，因n不突變，工作點將沿水平方向躍變到能耗制動特性曲線上的B點。在B點，n>0，Tem<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，于是電動機開始減速，工作點沿BO方向移動。若電動機拖動反抗性負載，則工作點到達O點時，n=0，Tem=0，電機便停轉(zhuǎn)。若電機拖動位能性負載，則工作點到達O點時，雖然n=0，Tem=0，但在位能負載的作用下，電機反轉(zhuǎn)并加速，工作點將沿曲線OC方向移動。此時Ea的方向隨n的反向而反向，即n和Ea的方向均與電動狀態(tài)時相反，而Ea產(chǎn)生的Ia方向卻與電動狀態(tài)時相同，隨之Tem的方向也與電動狀態(tài)時相同，即n<0,Tem>0，電磁轉(zhuǎn)矩仍為制動轉(zhuǎn)矩。隨著反向轉(zhuǎn)速的增加，制動轉(zhuǎn)矩也不斷增大，當(dāng)制動轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩平衡時，電機便在某一轉(zhuǎn)速下處于穩(wěn)定的制動狀態(tài)運行，即勻速下放重物，如圖3-32中的C點。改變制動電阻RB的大小，可以改變能耗制動特性曲線的斜率，從而可以改變起始制動轉(zhuǎn)矩的大小以及下放位能負載時的穩(wěn)定速度。RB越小，特性曲線的斜率越小，起始制動轉(zhuǎn)矩越大，而下放位能負載的速度越小。減小制動電阻，可以增大制動轉(zhuǎn)矩，縮短制動時間，提高工作效率。能耗制動

但制動電阻太小，將會造成制動電流過大，通常限制最大制動電流不超過2~2.5倍的額定電流。選擇制動電阻的原則是 IaB=≤Imax=(2～2.5)IN

即 RB （3-34）式中，Ea為制動瞬間（制動前電動狀態(tài)時）的電樞電動勢。如果制動前電機處于額定運行，則Ea=UN?RaIN

。能耗制動操作簡單，但隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動勢減小，制