電機(jī)與電氣控制（第二版）課件：直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)

１．了解直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在的問題。２．掌握直流電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法。３．掌握直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法。４．熟悉直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法。５．學(xué)會(huì)直流電動(dòng)機(jī)常用啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)方法的操作使用。學(xué)習(xí)目標(biāo)

直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)任務(wù)引入使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先碰到的問題是怎樣把它啟動(dòng)起來。要使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過程達(dá)到最優(yōu)，以下幾個(gè)方面的問題最值得考慮：啟動(dòng)電流Ist的大小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst的大小，啟動(dòng)設(shè)備是否簡單等。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，常常需要改變運(yùn)動(dòng)方向，例如起重機(jī)、刨床、軋鋼機(jī)等，這就需要電動(dòng)機(jī)能快速地正反轉(zhuǎn)。某些生產(chǎn)機(jī)械除了需要電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力矩外，還要電動(dòng)機(jī)在必要時(shí)，提供制動(dòng)的力矩，以便限制轉(zhuǎn)速或快速停車，例如電車下坡和剎車時(shí)，起重機(jī)下放重物時(shí)，機(jī)床反向運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，都需要電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。因此掌握直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的方法，對(duì)電氣技術(shù)人員是很重要的。相關(guān)知識(shí)一、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)１．電樞回路串電阻器啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，電樞回路串接可變電阻器Rst，Rst稱為啟動(dòng)電阻器。電樞串電阻器啟動(dòng)的電路圖和機(jī)械特性２．減壓啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前先調(diào)好勵(lì)磁電流，然后將電源電壓由低向高調(diào)節(jié)，最低電壓所對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性上的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst＞TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)就開始啟動(dòng)。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的減壓啟動(dòng)電路和機(jī)械特性二、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)（１）在勵(lì)磁電流方向不變即磁場方向不變的條件下，將電樞電壓的正負(fù)極性反接，從而改變電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，如圖ａ所示。（２）在電樞電壓的極性不變時(shí)，將勵(lì)磁繞組反接，改變勵(lì)磁電流的方向，即改變了磁場的方向，可使電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，如圖ｂ所示。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的電路圖ａ）電樞反接ｂ）勵(lì)磁反接三、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)１．能耗制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)原先處于電動(dòng)狀態(tài)工作（電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同），如圖ａ所示。制動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流不變，即勵(lì)磁磁通

Ф不變，把電樞兩端從電源立即切換到電阻器Rb

上，此電阻器稱為制動(dòng)電阻器。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)原理圖ａ）電動(dòng)狀態(tài)ｂ）能耗制動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性方程式變?yōu)椋耗芎闹苿?dòng)的機(jī)械特性２．電樞反接制動(dòng)電樞反接制動(dòng)的電路如圖所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)下，以轉(zhuǎn)速n

穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，維持勵(lì)磁電流不變，即磁通Ф不變，突然改變外加電樞電壓的極性，即電樞電壓由正變負(fù)，與電樞電動(dòng)勢(shì)Ea同向，這時(shí)作用在電樞電路的電壓（UＮ+Ea）≈2UＮ，電樞電流增大

，與原來方向相反，數(shù)值很大，產(chǎn)生一個(gè)很大的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)很快停轉(zhuǎn)。電樞反接制動(dòng)的電路圖電樞反接制動(dòng)的機(jī)械特性３．倒拉反接制動(dòng)當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)位勢(shì)負(fù)載，電樞串入大電阻，會(huì)被外力驅(qū)動(dòng)向著與它的接線應(yīng)有的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，這時(shí)便工作在倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)。倒拉反接制動(dòng)的機(jī)械特性曲線４．回饋制動(dòng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，由于某種客觀原因，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由制動(dòng)性質(zhì)變成驅(qū)動(dòng)性質(zhì)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n高于理想空載轉(zhuǎn)速n0，如電車下坡、起重機(jī)下放重物等情況，勢(shì)能轉(zhuǎn)換所得的動(dòng)能使電動(dòng)機(jī)加速，電動(dòng)機(jī)就處于發(fā)電狀態(tài)，并對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)起制動(dòng)作用。回饋制動(dòng)的機(jī)械特性任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備二、繪制并連接直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作電路三、直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻啟動(dòng)和減壓啟動(dòng)四、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)五、直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)六、直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)總結(jié)