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他勵直流電動機的電氣制動

電動機的制動是指在電動機軸上加一個與旋轉方向相反的轉矩,以達到快速停車、減速或穩速。制動可以采用機械方法和電氣方法,常用的電氣方法有三種:能耗制動、反接制動和回饋制動。判斷電動機是否處于制動狀態的條件是:電磁轉矩T的方向和轉速n的方向是否相反。是,則為制動狀態,其工作點應位于第二或第四象限;否,則為電動狀態。
在電動機的制動過程中,要求迅速、平滑、可靠、能量損耗小,并且制動電流應小于限值。

一 能耗制動
電動機原來工作于電動運行狀態,制動時保持勵磁電流不變,將電樞兩端從電網斷開,并立即接到一個制動電阻Rz上。這時從機械特性上看,電樞電流為負值,由此產生的電磁轉矩T也隨之反向,由原來與n同方向變為與 n 反方向,進入制動狀態,起到制動作用,使電動機減速,若是反抗性負載,則電動機停轉。這過程中,電動機由生產機械的慣性作用拖動,輸入機械能而發電,發出的能量消耗在電阻 Ra+Rz上,直到電動機停止轉動,故稱為能耗制動。
為了避免過大的制動電流對系統帶來不利影響,應合理選擇Rz,通常限制最大制動電流不超過額定電流的2~2.5倍。
如果能耗制動時拖動的是重物負載,電動機可能被拖向反轉。 能耗制動操作簡單,制動平穩,但在低速時制動轉矩變小。若為了使電動機更快地停轉,可以在轉速降到較低時,再加上機械制動相配合。

二 反接制動
反接制動分為倒拉反接制動和電樞電源反接制動兩種。
1.倒拉反接制動
    電動機原先提升重物,若在電樞回路中串接足夠大的電阻,特性變得很軟,轉速下降,在重物負載倒拉作用下,電動機繼續減速進入反轉,最終穩定地運行,即進入制動狀態。
倒拉反接制動時,電動機從電源及負載處吸收電功率和機械功率,全部消耗在電樞回路電阻 Ra+Rz上。倒拉反接制動常用于起重機低速下放重物,電動機串入的電阻越大,最后穩定的轉速越高。

2.電樞電源反接制動
電動機原來工作于電動狀態下,為使電動機迅速停車,現維持勵磁電流不變,突然改變電樞兩端外加電壓的極性,此時電樞電流為負值,由其產生的電磁轉矩的方向也隨之改變,進入制動狀態。因此,在電源反接的同時,必須串接較大的制動電阻Rz,Ra。
電樞反接制動效果強烈,電網供給的能量和生產機械的動能都消耗在電阻Ra+Rz上。
三 回饋制動(再生制動)
若電動機在電動狀態運行中,由于某種因素(如電動機車下坡)而使電動機的轉速高于理想空載轉速時,電動機便處于回饋制動狀態。n>n0是回饋制動的一個重要標志。因為當n>n0時,電樞電流與原來n<n0時的方向相反,因磁通Φ不變,所以電磁轉矩隨Ia反向而反向,對電動機起制動作用。電動狀態時電樞電流由電網的正端流向電動機,而在回饋制動時,電流由電樞流向電網的正端,這時電動機將機車下坡時的位能轉變為電能回送給電網,因而稱為回饋制動。
回饋制動的機械特性方程式和電動狀態時完全一樣,由于 Ia為負值,所以在第二象限。
 

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