7.9 直流电动机的制动（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（高等教育出版社）

7.9 直流电动机的制动 同步精品课堂 电机与变压器 高教版 学习目标 掌握能耗制动 掌握反接制动 掌握并学会回馈制动的内容 知识目标 能力目标 新知学习 一 、能耗制动 制动就是使电力拖动系统停车或降低转速的运行状态。 对于位能负载的工作机械，限制下 降加速度(如电梯下降或电车下坡)的运行状态也属于制动运行状态。 对拖动系统进行制动的方法有自由停车、机械制动和电气制动三类。 新知学习 一 、能耗制动 电气制动是在电动机内产生一个与旋转方向相反的电磁转矩，用以运转系统的快速停车，降 低转速或限制系统的加速度。这里只讨论几种电气制动的原理。 新知学习 一 、能耗制动 图所示为并励电动机能耗制动电路图。一台并励电动机切断电源后，把电枢两端接到 一只适宜的电阻Rz 上，把开关S 从位置1转到位置2上，电动机就能迅速停车。 新知学习 一 、能耗制动 1 2 欲使电动机迅速制动时，保持励磁绕组的电源接通，断开正在运行的直流电动 机的电枢电源。 同时在电枢两端接入电阻Rz,由于电动机转子的惯性，电枢仍在旋转，电枢绕组 此时作发电机运行，绕组中产生感应电动势，通过电阻Rz 而闭合，并产生感应电流Iz, 其方向与 原来电流方向相反 原理 新知学习 一 、能耗制动 1 2 在磁场中受到的电磁力方向也随电流方向的改变而改变，成为制动转矩，将 系统的动能变为电能消耗在电阻Rz上，所以称为能耗制动。 这种制动方法，缺点是电动机停车不够迅速，优点是减速平稳，没有大的冲击。 原理 新知学习 一 、能耗制动 能耗制动是一种电气制动方法，广泛应用于需要快速制动的场合，如起重机、电梯、电动汽车等。 新知学习 一 、能耗制动 它的原理是在电动机脱离交流电源后，立即将直流电源接入定子绕组，产生一个静止的直流磁场。转子因惯性继续旋转并切割直流磁通，产生感生电流，从而在转子导体中产生与转动方向相反的制动力矩，使电动机迅速减速至停止。 新知学习 一 、能耗制动 能耗制动的优点包括制动平稳、准确，能量消耗相对较小，尤其适用于需要频繁制动的场合。不过，它的缺点是制动速度相对较慢，且需要额外的直流电源和整流电路。 新知学习 一 、能耗制动 在实际应用中，能耗制动可以通过时间继电器或速度继电器进行控制，以实现对电动机的精确制动。例如，在按下停止按钮后，电动机会脱离交流电源，随后直流电源接入，开始能耗制动过程。制动结束后，直流电源被切除。 新知学习 一 、能耗制动 能耗制动单元是实现能耗制动的关键组件，它能够将电动机的动能转换为电能，并消耗在转子电路中，从而实现制动。这种制动方式不仅效率高，而且可以减少对制动器的磨损，延长设备使用寿命。 新知学习 一 、能耗制动 能耗制动是一种有效的制动方式，特别适用于那些需要快速、准确制动的场合。随着技术的发展，能耗制动在节能和环保方面的优势也越来越受到重视。 新知学习 二 、反接制动 反接制动就是将电源电压反接到电枢绕组或励磁绕组上，让正在转动的电动机反转，以加速 电枢停转过程。反接制动电路图如图所示。 新知学习 二 、反接制动 电枢绕组反接时，一定要给电枢串联外加电阻，以降低电枢内的电流。 因为在切断电 枢电源的短时间内，电枢中的感应电动势很大，方向与反接后的电压方向相同，大小几乎等于 2倍的端电压。若不外接电阻，将有很大的电流通过电枢，换向器和电刷间产生强烈火花，以 致造成损坏。 01 02 反接制动 新知学习 二 、反接制动 当电动机转速降低近于零时，要迅速切断电源，以免电动机反转。 反接制动法，适用于要求强烈制动或要求迅速反转的场合。缺点是制动时机械冲击较大，消 耗能量较多。 01 02 反接制动 新知学习 三 、回馈制动 这时候，电动机变成了发电机，电枢中电流方向发生改变，由原来的与 电压相同变为与电压相反，电流流向电网，向电网回馈电能，电磁转矩变为制动转矩，因此称为回 馈制动或反馈制动。 NO.2 并励电动机在运行时，由于某种客观原因，使实际转速n 超过其空载转速n₀,电枢中的反电 动势 E。大于电源电压U NO.1 新知学习 三 、回馈制动 回馈制动的实质是将直流电动机从电动机状态转变为发电机状态运行，以 限制转速不致过高的制动方法。 NO.4 例如，电动机拖动电车下坡，当车速很高时，电车带动电动机转而发电，使车 速稳定在n>n。运行。 NO.3 新知学习 三 、回馈制动 回馈制动是一种电机制动方式，它允许电机在减速或停止时，将动能转换为电能并回馈到电网中，从而实现对电机的制动。这种制动方式在电动车、混合动力汽车等需要频繁制动的场合中非常有用，因为它可以提高能量利用率，减少车辆磨损，并延长电池寿命。 新知学习 三 、回馈制动 在回馈制动过程中，电机的转子由于惯性继续旋转，产生反电动势，使得电机充当发电机的角色。 新知学习 三 、回馈制动 这个过程可以通过改变电机的供电电压和频率来控制，或者利用电机本身产生的反电动势来进行制动。回馈制动可以分为主动模式和被动模式，以及直流回馈制动、交流回馈制动和混合回馈制动等类型。 新知学习 三 、回馈制动 回馈制动的优点包括能量回收、制动过程平稳、制动效果好，以及相比传统摩擦制动，对车辆的磨损小，维护成本低。然而，它也存在一些缺点，如需要特殊的控制器和电路，成本较高，且在速度较低时，回馈能力较差，不能实现有效的制动效果。 新知学习 三 、回馈制动 在实际应用中，回馈制动可以通过变频器实现，变频器可以控制电机的转速和转矩，使其在制动过程中将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网。这种方式不仅可以实现良好的制动效果，还可以回收能量，提高系统的能效。 新知学习 三 、回馈制动 回馈制动是一种高效、智能化的制动方式，在多个领域都得到了广泛的应用。随着科技的不断进步和应用范围的扩大，回馈制动在未来将发挥更加重要的作用。 1.回馈制动通常适用于哪种类型的直流电动机？ A. 他励电动机 B. 并励电动机 C. 串励电动机 D. 复励电动机 课堂练习 答案：C 2.在直流电动机的回馈制动中，电动机处于什么状态？ A. 电动状态 B. 发电状态 C. 空载状态 D. 短路状态 课堂练习 答案：B 3.直流电动机的反接制动是通过什么方式来实现的？ A. 改变电枢电流方向 B. 改变励磁电流方向 C. 同时改变电枢和励磁电流方向 D. 改变电源相序 课堂练习 答案：D 4.直流电动机在能耗制动过程中，电枢电流的方向如何变化？ A. 保持不变 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后迅速减小 课堂练习 答案：D 5.直流电动机的回馈制动和反接制动的主要区别是什么？ A. 回馈制动可以回收能量，反接制动不能 B. 反接制动可以回收能量，回馈制动不能 C. 两者都可以回收能量 D. 两者都无法回收能量 课堂练习 答案：A 6.在直流电动机的制动过程中，能耗制动的能量去向是什么？ A. 转化为热能 B. 转化为电能 C. 转化为机械能 D. 转化为声能 课堂练习 答案：A 7.直流电动机的回馈制动过程中，电动机的转速与理想空载转速相比会怎样？ A. 低于 B. 等于 C. 高于 D. 先高于后低于 课堂练习 答案：C 8.直流电动机在进行回馈制动时，电枢电压的方向如何？ A. 与电动状态时相同 B. 与电动状态时相反 C. 与励磁电流方向相同 D. 与励磁电流方向相反 课堂练习 答案：B 课堂小结 1.简述反接制动。 2.简述并励电动机能耗制动。 3.简述回馈制动。 作业布置 感谢观看 $$