《电机与拖动 第4版》 课件 第7、8章 电力拖动基础、他励直流电动机电力拖动

电力拖动基础电机与拖动目录7.1电机的基本功能与主要类型7.2电力拖动系统的运动方程7.3电力拖动系统的负载特性7.4电力拖动系统的稳定运行条件7.5电力拖动系统调速的基本概念拖动：原动机带动生产机械运动。电力拖动：用电动机作为原动机的拖动方式。1.电力拖动系统的组成电动机传动机构工作机构控制设备电源2.电力拖动系统的优点(1)电能易于生产、传输、分配；(2)电动机类型多、规格全，具有各种特性，能满 各种生产机械的不同要求；7.1电力拖动系统的组成(3)电动机损耗小、效率高、具有较大的短时

过载能力；(4)电力拖动系统容易控制、操作简单、便于实现自动化。3.应用举例精密机床、重型铣床、初轧机、高速冷轧机、高速造纸机、风机、水泵……7.1电力拖动系统的组成4.电力拖动系统的分类◆

单轴电力拖动系统电动机工作机构◆

多轴旋转电力拖动系统电动机工作机构7.1电力拖动系统的组成◆

多轴旋转运动加平移运动系统电动机工作机构◆

多轴旋转运动加升降运动系统电动机G7.1电力拖动系统的组成一、单轴电力拖动系统的运动方程7.2电力拖动系统的运动方程式Te－TL=Jd

d

t式中：

J——转动惯量（kg·m2）

d

/dt——角加速度

J(dΩ/dt)——惯性转矩*TL——总负载转矩，包含T0

忽略T0，则

TL=T2正方向规定Te与n同向TL与n反向飞轮矩(N·m2)∵J=mρ2Gg=D2（）2GD24g=旋转部分的质量（kg）回转半径(m)GD24gJ=Ω=2πn60Te－TL=GD2dn375d

t重力加速度7.2电力拖动系统的运动方程式二、多轴电力拖动系统的折算GD22电动机工作机构nj1GDg2GDd2j2TgGD12GD32GD42电动机等效负载nGD2效等TL1）等效负载转矩等效（折算）原则：机械功率不变。TLΩ

t=TgΩgTL=Tg

tΩΩg=Tgj

t1.多轴旋转系统的折算7.2电力拖动系统的运动方程式式中：

t——

传动机构的效率；

j——传动机构的总转速比：ΩΩgj=nng=●多级（m

级）传动的转速比：j=j1·j2·j3·…·jm

ΩΩ1j1=nn1=Ω1Ω2j2=n1n2=Ω2Ω3j2=n2n3=……Ωm－1Ωmjm=nm－1nm=7.2电力拖动系统的运动方程式●齿轮传动的转速比：n1n2j=z2z1=齿轮的齿数●皮带轮传动的转速比：n1n2j=D2D1=皮带轮的直径●蜗轮蜗杆传动的转速比：n1n2j=z2z1=蜗轮的齿数蜗杆的头数7.2电力拖动系统的运动方程式2）等效飞轮矩等效（折算）原则：动能不变。GD22电动机工作机构nj1GDg2GDd2j2TgGD12GD32GD42电动机等效负载nGD212JΩ2

=122

n60GD2

4GD2n271492=动能：GD2=GDd2+GD12+

+j12GD22＋GD32j12GD42＋GDg2j227.2电力拖动系统的运动方程式2.平移运动系统的折算作用力

平移速度目的：将Fg折算为等效转矩TL

。将Gg折算为等效GDLg2。电动机等效负载nGD2TL7.2电力拖动系统的运动方程式TLΩ

t=Fgvg电动机输出的机械功率平移负载的机械功率TL=Fgvg

tΩ=Fgvg

tn2π60=9.55Fgvg

tn1）平移部件的等效负载转矩等效（折算）原则：机械功率不变。7.2电力拖动系统的运动方程式旋转部分的等效飞轮矩2)平移部件的重量折算为电机轴上的等效飞轮矩等效（折算）原则：动能不变。平移运动部件的重量GDLg2

Ggvg2n2=36512GDLg2

4g12mg

vg2=2

n

602平移部件的等效飞轮矩3)多轴系统总等效飞轮矩GD2=GDa2+GDLg27.2电力拖动系统的运动方程式旋转部分的等效飞轮矩3.升降运动系统的折算电动机等效负载nGD2TL●目的：将Gg折算为等效TL

。将Gg折算为等效GDLg2。电动机GgvgnGDd2j1n1GD12GD22GD32GDLg2

=365Ggvg2n21)升降物体的等效飞轮矩2)多轴系统的总等效飞轮矩GD2=GDa2+GDLg27.2电力拖动系统的运动方程式3)等效负载转矩（升降力的折算）(1)重载提升（电动机工作在电动状态）TLΩ

t=Ggvg提升传动效率TL=Ggvg

tΩ=9.55Ggvg

tn※设卷筒半径为R，转速为ng，则vg=2πR

ng60TL=GgRj

t7.2电力拖动系统的运动方程式下放传动效率(2)重载下放（电动机工作在制动状态）TLΩ=Ggvg

t'

TL=

t'GgvgΩ=9.55

t'Ggvgn●

设提升与下放的传动损耗相等提升时:Pal=Pm－PgGgvg

t=－Ggvg下放时:Pal=Pg－Pm

=Ggvg－Ggvg

t

1

t

t'

=2－7.2电力拖动系统的运动方程式1

t

t'

=2－※当

t=0.5

时：提升时，电动机的输出转矩一半克服重力转矩，一半克服损耗转矩；下放时，重力转矩正好等于损耗转矩，电动机的输出转矩为零；※当

t＜

0.5

时：提升时，电动机的输出转矩一小半克服重力转矩，一大半克服损耗转矩；下放时，重力转矩不足于克服损耗转矩，需要电动机输出转矩帮助下放重物。7.2电力拖动系统的运动方程式7.3电力拖动系统的负载特性●

负载的机械特性

n=f(TL)●

转速和转矩的参考方向：OTn+TL－TL一、恒转矩负载特性(1)

反抗性恒转矩负载特性：nTeTL●由摩擦力产生的。●当

n＞0，TL＞0。●当

n＜0，TL＜0。●如机床平移机构、

压延设备等。G

F=μG

vG

F=μG

vOTnOTn(2)位能性恒转矩负载特性：●由重力作用产生的。●当

n＞0，TL＞0。●当

n＜0，TL＞0。●如各种起重机。二、恒功率负载特性●

TL

n=常数。●

如机床的主轴系统等。●

TL∝n1TLnTLn7.3电力拖动系统的负载特性OTn三、通风机、泵类负载特性●

TL∝n2●

TL

的始终与n的方向相反。●

如通风机、水泵、油泵等。OTnT0TL=T0+kn2实际的通风机负载7.3电力拖动系统的负载特性工作点：在电动机的机械特性与负载机械特性的交点上。稳定运行:即：Te－TL=0运动方程:Te－TL=JdΩd

tTe－TL＞0→加速Te－TL＜0→减速n=常数过渡过程:7.4电力拖动系统的稳定运行条件稳定运行的充要条件:dTedn＜dTLdnTe＝TL，且A点能够稳定运行

B点不能够稳定运行

7.4电力拖动系统的稳定运行条件n0TenOTLab干扰→n↓稳定运行点不稳定运行点→a点→Te↑→n↑→Te↓b点:a点:干扰→n↓→Te↓干扰→n↑→Te↑→n↑↓→n=0→堵转→n↓↑→a点稳定运行的充要条件:dTedn＜dTLdn→Te＞TL→Te

=TL→Te＜TL→Te＞TLTe＝TL，且7.4电力拖动系统的稳定运行条件n0TenO工作段自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。a点→TL↑直至新的平衡TLaTL'

a'点a'Te－TL

＜0→n↓●

电动机的自适应负载能力电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整——自适应负载能力。→I2↑→Te↑I1↑→P1↑如:柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。7.4电力拖动系统的稳定运行条件7.5电力拖动系统调速的基本概念1.调速范围

D=nmax

nmin

=ni

ni-14.调速的稳定性——静差率

δ=×100%n0－nN

n0

=×100%

△nN

n02.调速方向:向上、向下3.调速的平滑性——平滑系数TenOn01n02TNnmaxnmin※重型铣床的进给机构：D=300(2~600r/min)●

直流电动机D、δ、△nN的关系(nN=nmax)D=nN

max

nN(1－

max)TenOn01n02△nN1△nN2TN

nN

nmin＋

nN

max＝不同机械特性，静差率不同例如：nN

=1430r/min，△nN=115r/min，要求δ≤30%、则D=5.3。

要求δ≤20%、则D=3.1。再如：nN

=1430r/min，

D=20，δ≤5%，则△nN=3.76r/min7.5电力拖动系统调速的基本概念5.调速的经济性：初期投资与运行成本6.调速时的允许负载不同转速下满载运行时负载类型：

输出转矩相同——恒转矩调速。

输出功率相同——恒功率调速。

既非恒转矩，也非恒功率调速。7.5电力拖动系统调速的基本概念本章结束第8章他励流电动机电力拖动电机与拖动目录8.1他励直流电动机的机械特性8.2他励直流电动机的起动8.3他励直流电动机的调速8.4他励直流电动机的制动8.5他励电动机的四象限运行第八章直流电机电力拖动32/468.1他励直流电动机的机械特性机械特性n=f(Te)当Ua、Ra、If=常数。第八章直流电机电力拖动33/46OTe

nn0理想空载转速机械特性的硬度8.1他励直流电动机的机械特性(1)固有机械特性n=f(Te)|UaN、Ra、IfN特点-硬特性静差率δ

∊[3%,8%]第八章直流电机电力拖动34/46OTe

nn0n0'T0nNTNTst8.1他励直流电动机的机械特性(2)人为机械特性n=f(Te)|Ua、Ra、If改变电枢回路串电阻特点-Ra↑

β↑

α↓

机械特性变软第八章直流电机电力拖动35/46OTe

nn0RaRa1Ra2TLRa<

Ra1<

Ra28.1他励直流电动机的机械特性(2)人为机械特性n=f(Te)|Ua、Ra、If改变降低电枢电压特点-Ua↓

n0↓，但β、α不变

机械特性硬度不变第八章直流电机电力拖动36/46OTe

nn0UNUa1Ua2TLUN>

Ua1>

Ua2n01n028.1他励直流电动机的机械特性(2)人为机械特性n=f(Te)|Ua、Ra、If改变减小励磁电流特点-Φ↓

Tst↓

n0↑，但Ist不变。第八章直流电机电力拖动37/46OTe

nn0ΦNΦ1Φ2TLΦN>

Φ1>

Φ2n01n02TstOIa

nn0ΦNΦ1Φ2TLΦN>

Φ1>

Φ2n01n02Ist8.1他励直流电动机的机械特性例8-1

他励直流电动机PN=22kW,UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。如保持负载转矩为额定值不变，试求下列情况下的电枢电流和电机的稳定转速：(1)电枢回路串入Rc=0.75Ω的电阻；(2)电枢电压降为U=100V；(3)减弱磁通使Φ=0.85ΦN。解，(1)励磁回路励磁电压不变，

主磁通不变；负载转矩额定值TN不变，

电磁转矩Te=TN+T0

不变；又有Te=CTΦNIa

电枢电流Ia=IN=115A不变。(2)同(1)电枢电流Ia=IN=115A不变。第八章直流电机电力拖动38/468.1他励直流电动机的机械特性例8-1

他励直流电动机PN=22kW,UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。如保持负载转矩为额定值不变，试求下列情况下的电枢电流和电机的稳定转速：(1)电枢回路串入Rc=0.75Ω的电阻；(2)电枢电压降为U=100V；(3)减弱磁通使Φ=0.85ΦN。解，(3)负载转矩额定值TN不变，

电磁转矩Te=TN+T0

不变；弱磁0.85，又有Te=CTΦIa

第八章直流电机电力拖动39/468.2他励直流电动机的起动起动性能起动电流Ist；起动转矩Tst。直接起动n=0，E=0；

Ist=Ia=Ua/Ra=(10~20)IN

换向困难。Tst=Te=CTΦNIst=(10~20)TN

起动迅速。第八章直流电机电力拖动40/46Otn,iaIstME＋Ua－Rst1Rst2＋Uf－IaIfOtn,iaImaxImint1t28.2他励直流电动机的起动电枢串联电阻起动串联(Rst1+Rst2)起动

R2=Ra+Rst1+Rst2起动转矩(电流)：T1(I1)=(1.5~2.0)TN(IN)切除Rst2

R1=Ra+Rst1切换转矩(电流)：T2(I2)=(1.1~1.2)TL(IL)切除Rst1

R1=Ra起动a点

加速到b点

跳变到c点

加速到d点

跳到e点

加速到f点。第八章直流电机电力拖动41/46ME＋Ua－Rst1Rst2＋Uf－IaIfOTenn0T1(I1)TLT2(I2)abdcef8.2他励直流电动机的起动降低电枢电压起动自动调节电压，平滑起动；损耗小；需要可调直流电源。第八章直流电机电力拖动42/46ME＋Ua－＋Uf－IaIfOTenn0UaNUa1Ua2Ua3aT1(I1)cegT2(I2)bdfTLh8.2他励直流电动机的起动他励直流电动机的反转

Te=CTΦIa磁场反向；Lf较大，过渡过程时间长；绕组容易断开，失去励磁。电枢电压反向。如何改变并励、串励、复励电动机转向？第八章直流电机电力拖动43/46ME＋Ua－＋Uf－IaIfOTenn0－n0正向电动反向电动ME＋Ua－IaIf8.3他励直流电动机的调速技术指标调速范围D

静差率δ

平滑性φ容许输出经济指标设备投资运行费用调速方法第八章直流电机电力拖动44/46ME＋Ua－＋Uf－IaIfE＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－Ia8.3他励直流电动机的调速(1)改变电枢电阻调速调速方向n<nN

Ra↑→n↓Ra↓→n↑第八章直流电机电力拖动45/46E＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－IaRa2OTe

nn0Ra1＞TLabcncTLOTenn0Ra2Ra1＞abcOTenn0Ra2Ra1＞TLacb8.3他励直流电动机的调速(1)改变电枢电阻调速一般为有级调速（Ra连续变化成本较大）稳定性变差Ra↑→β↑→α↓→δ↑调速范围小经济性较差转速越低，效率越低。调速范围小允许负载恒转矩负载、风机类负载第八章直流电机电力拖动46/468.3他励直流电动机的调速(1)改变电枢电阻调速运行经济性较差；调速方法简单，控制设备简单；初期设备投资少；机械特性变软，稳定性差。提高机械特性硬度的方法并联电阻；稳定性提高；效率仍然很低。第八章直流电机电力拖动47/46E＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－IaRc2Rc18.3他励直流电动机的调速(2)改变电枢电压调速调速方向n<nN

Ua↓→n↓Ua↑→n↑

调速特性平滑性好，可以实现无级调速；∆n/

∆U为常数。经济性运行经济性好、调速效率高；投资经济性差，需要专用可调电源。稳定性Ua变化

α、β不变，稳定性好；静差率δ变大；调速范围小。允许负载恒转矩负载、风机类负载第八章直流电机电力拖动48/46E＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－IaOTenUa1Ua2＞TLadbcTb8.3他励直流电动机的调速(3)减弱磁通调速调速方向n>nN

Φ↓→n↑Φ↑→n↓

Φ↓→E↓→Ia↑→Te↑→n↑→E↑→Ia↓→Te↓→Te=TL稳定性Φ↓n0↑、机械特性变软，稳定性差；静差率δ不变；调速范围电枢去磁反应影响；换向能力；最大转速、机械强度受限；一般D=2，特殊D=4。第八章直流电机电力拖动49/46E＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－IaOTenΦ2Φ1＞TLacb8.3他励直流电动机的调速(3)减弱磁通调速调速平滑性励磁电流较小（约2~5%IN）；易于实现连续改变励磁电流；可实现无级调速。经济性励磁电流较小，初期投资较少；改变励磁电阻Rf设备成本低，易于实现；改变励磁电压Uf设备成本较高；调速设备耗能较少，运行效率高。允许负载恒功率负载Φ↓→Te↓，n↑，P

基本不变；风机类负载、恒转矩负载n↑

P2↑第八章直流电机电力拖动50/46E＋U－＋Uf－IIfRa＋Ua－IaOTenΦ2Φ1＞TLacb8.3他励直流电动机的调速例8-5

他励直流电动机PN=17kW,UN=220V,IN=90A,nN=1500rpm，Ra=0.146Ω。额定电压、额定磁通时驱动某负载时n=1530rpm。现在向下调速，要求最低转速nmin=700rpm。采用降低电枢电压方式，计算电枢电流变化范围。(1)恒转矩负载；(2)恒功率负载。解，额定，CEΦN=(UN–RaIN)/

nN=(220–0.146

90)/1500

CEΦN=0.138n=1530rpm时的感应电动势

Ea=CEΦN

n=0.1381530=211.14V电枢电流Ia=(UN–Ea

)/Ra

=(220–211.14)/0.146=60.69An=700rpm时(1)恒转矩负载，Te=TL=CTΦNIa不变

Ia'=Ia=60.69A第八章直流电机电力拖动51/468.3他励直流电动机的调速例8-5

他励直流电动机PN=17kW,UN=220V,IN=90A,nN=1500rpm，Ra=0.146Ω。额定电压、额定磁通时驱动某负载时n=1530rpm。现在向下调速，要求最低转速nmin=700rpm。采用降低电枢电压方式，计算电枢电流变化范围。(1)恒转矩负载；(2)恒功率负载。(2)恒功率负载，Pe=TeΩ

=TLΩ=CTΦNIaΩ

不变

Ia'/Ia=

Ω/Ω'

=

n

/

n'调速后电流

Ia'=Ia

n

/

n'=

60.691530/700=132.65A结论电枢电流的变化范围是60.69A～132.65A。低速时电枢电流超过额定电枢电流，所以不能在低速时长期运行。

说明降低电枢电压或电枢回路串电阻的调速方法不适合对恒功率负载进行调速。第八章直流电机电力拖动52/468.3他励直流电动机的调速例8-6

他励直流电动机PN=17kW,UN=220V,IN=90A,nN=1500rpm，Ra=0.146Ω。额定电压、额定磁通时驱动某负载时n=1530rpm。要求采用弱磁调速的方法把转速升高到nmax=1900r/min。计算电枢电流变化范围。(1)恒转矩负载；(2)恒功率负载。解，额定，P2N=PeN=CTΦNINΩN=CEΦNnNIN

CEΦN=PN/(INnN)=17000/(901500)=0.1259≠0.138n=1530rpm时的感应电动势

Ea=CEΦN

n=0.1381530=211.14V电枢电流

Ia=(UN–Ea

)/Ra

=(220–211.14)/0.146=60.69An=1900rpm时(1)恒转矩负载，Te=TL=CTΦNIa=CTΦ'Ia'不变

Ia'/Ia=

ΦN/Φ'…….1第八章直流电机电力拖动53/468.3他励直流电动机的调速例8-6

他励直流电动机PN=17kW,UN=220V,IN=90A,nN=1500rpm，Ra=0.146Ω。额定电压、额定磁通时驱动某负载时n=1530rpm。要求采用弱磁调速的方法把转速升高到nmax=1900r/min。计算电枢电流变化范围。(1)恒转矩负载；(2)恒功率负载。

Ia'/Ia=

ΦN/Φ'…….1Φ'=(Ia/Ia')

ΦN又

Ia'=(UN–Ea')/Ra=

(UN–CEΦ'n')/Ra

Ia'=

UN/Ra–CEΦ'n'/Ra

…….2Ia'=

UN/Ra–CE

(Ia/Ia'

)ΦNn'/RaIa'2=(UN/Ra)Ia'–CEIaΦNn'/RaIa'2–(UN/Ra)Ia'+CEΦNIan'/Ra=0Ia'2–(220/0.146)Ia'+0.138

60.69

1900

/0.146=0求解，Ia'=

76.20A

(Ia'=

1430.67A舍去)。(2)恒功率负载，电枢电流不变，Ia'=Ia

=60.69A第八章直流电机电力拖动54/468.3他励直流电动机的调速例8-6

他励直流电动机PN=17kW,UN=220V,IN=90A,nN=1500rpm，Ra=0.146Ω。额定电压、额定磁通时驱动某负载时n=1530rpm。要求采用弱磁调速的方法把转速升高到nmax=1900r/min。计算电枢电流变化范围。(1)恒转矩负载；(2)恒功率负载。(2)恒功率负载，电枢电流不变，Ia'=Ia

=60.69A--------------------------第八章直流电机电力拖动55/468.4他励直流电动机的制动目的：快速停车、匀速放下重物等。方法：机械制动、电气制动。(1)能耗制动动能转换成电能，被制动电阻消耗掉。第八章直流电机电力拖动56/46Te

nE＋Ua－Ia＋Uf－电动状态E＋Uf－RbIaTen制动状态TLTL8.4他励直流电动机的制动(1)能耗制动制动前：特性1制动开始后：特性2Ua=0n0=0迅速停车（bO）

a

b，na=nb，Ea=Eb

Ia反向

Te反向，制动开始

Te+TL共同作用

n↓

O

n=0

E=0

Ia

=0，Te

=0。制动停车。第八章直流电机电力拖动57/46TLOTen12ba8.4他励直流电动机的制动(1)能耗制动迅速停车（bO）Rb↓

Ia↑

Te↑

Tb↑更快速度制动停车。位能负载（Oc）a

b

O

Te=0，TL≠0

n<0反转

Ea<0

Ia<0反向

Te<0|TL|>|Te||n|↑|TL|=|Te|c制动运行状态。第八章直流电机电力拖动58/46TLOTen12ba(Ia)(Ia')2'(Rb小)b'cc'8.4他励直流电动机的制动(1)能耗制动第八章直流电机电力拖动59/46n↓→n=0,→n＜0,E＜0制动运行nTe电动状态制动过程8.4他励直流电动机的制动例8-7

他励直流电动机UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。最大允许电流Iamax<2IN。负载转矩TL=0.9TN。试求，(1)反抗性负载时，能耗制动停机，电枢回路中需要串联制动电阻值；(2)位能负载时，要求下放重物速度n=-300rpm，电枢串联的制动电阻值。解，额定，Te=CTΦNIaTL=0.9TN

电枢电流Ia=0.9IN

=0.9115=103.5A(1)反抗性负载，Eb=Ea=UN–RaIa

=220-103.50.125=207.06V

制动电阻最小值，

Rbmin=Eb/Iamax–Ra

=207.06/(2

115)–0.125=0.78Ω第八章直流电机电力拖动60/468.4他励直流电动机的制动例8-7

他励直流电动机UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。最大允许电流Iamax<2IN。负载转矩TL=0.9TN。试求，(1)反抗性负载时，能耗制动停机，电枢回路中需要串联制动电阻值；(2)位能负载时，要求下放重物速度n=-300rpm，电枢串联的制动电阻值。(2)位能负载，稳定运行c点，TL=0.9TNTe=CTΦNIa

电枢电流Ia=0.9IN

感应电动势，E=CEΦNnc=0.137300=41.1V

制动电阻最小值，

Rbmin=Ec/Ia–Ra

=41.1/103.5–0.125=0.272Ω220-0.125115=CEΦN1500

CEΦN=205.625/1500=0.137第八章直流电机电力拖动61/468.4他励直流电动机的制动(2)反接制动制动前：特性1制动开始后：特性2-Ua-n0迅速停车（bc）

a

b，na=nb，Ea=Eb

Ia反向

Te反向

制动开始

Te+TL共同作用

n↓

c

n=0

E=0

Te

≠0。立即断电停车。第八章直流电机电力拖动62/46OTen12－n0TLbace8.4他励直流电动机的制动(2)反接制动迅速停车（cd）

n=0

E=0，

Te

≠0。未断电，反向起动，

n反向，E反向，|TL|<|Te||n|↑

d，|TL|=|Te|反向电动运行。第八章直流电机电力拖动63/46OTen12－n0TLbace－TLd8.4他励直流电动机的制动(2)反接制动制动效果（bd）Rb↓

特性2斜率↓，制动转矩|Tb|↑

制动过程更快。位能负载？第八章直流电机电力拖动64/46OTen12－n0TLbace－TLd2

Tb

b

Tbc'd'f'8.4他励直流电动机的制动(2)反接制动位能负载？!①电枢接入Rb；②Ia↓Te↓Te＜TL

n↓③n＜0|n|↑制动前，特性1制动开始，特性2a

b

Te<TL

n↓b

c

n<0↓c

d

Te=TL倒拉制动电源能量以及重物位能全部消耗在制动电阻上。效果Rb↓

斜率越小

nd越小，制动越快第八章直流电机电力拖动65/46OTen1TLa1'2bdc8.4他励直流电动机的制动例8-8

他励直流电动机UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。最大允许电流Iamax<2IN。负载转矩TL=0.9TN。试求，(1)反抗性负载时，电压反接制动停机，电枢回路中需要串联制动电阻值；(2)位能负载时，采用电动势反向反接恒速下放重物速度n=-1000rpm，电枢串联的制动电阻值。解，额定，Te=CTΦNIaTL=0.9TN

电枢电流Ia=0.9IN

=0.9115=103.5A(1)反抗性负载，Eb=Ea=UN–RaIa

=220-103.50.125=207.06V

制动电阻最小值，

Rbmin=(UN+Eb)

/Iamax–Ra

=(220+207.06)/(2

115)–0.125=1.734Ω第八章直流电机电力拖动66/468.4他励直流电动机的制动例8-8

他励直流电动机UN=220V,IN=115A,nN=1500rpm，Ra=0.125Ω。最大允许电流Iamax<2IN。负载转矩TL=0.9TN。试求，(1)反抗性负载时，电压反接制动停机，电枢回路中需要串联制动电阻值；(2)位能负载时，采用电动势反向反接恒速下放重物速度n=-1000rpm，电枢串联的制动电阻值。(2)位能负载，稳定运行d点，nd

<0，电动势E反向，E<0E=CEΦNnd=0.137(–1000)=–137V

电压平衡方程

UN=Ea+Ia(Ra+Rb)

制动电阻

Rb=(UN–E)

/Ia–Ra

=(220–(–137))/103.5–0.125=3.32Ω

n