1、单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,4.3 他励直流电动机四象限运营,在电力拖动系统中，他励直流电动机有两种运转状态：,（,1,）电动运营状态：电动机电磁转矩方向与电动机转速方向相同，输入电能，并变为机械能带动负载。,第1页,第1页,（2）制动运营状态：其特点是电动机电磁转矩与电动机转速方向相反，此时电磁转矩属制动性质转矩，电动机吸取机械能并转化为电能，或把这些电能转变成势能消耗掉，或把这些电能回送给电网，因而其能量传递关系与发电机相同。,第2页,第2页,他励直流电动机固有机械特性与各种人为机械特性，分布在机械特性四个象限内，电动机所带动生
2、产机械负载转矩特性，有反抗性恒转矩、位能性恒转矩、泵类等经典负载转矩特性，他们分布在四个象限内。电动机会在四个象限内运行（包含稳态与过渡过程），即处于各种不同运行状态。本节将详细分析他励直流电动机在各个象限内不同运行状态。,第3页,第3页,4.3.1,电动运营状态,其特点是电动机电磁转矩方向与转速,n,方向相同，电动机从电网输入电能并将其变为机械能带动负载，其特性曲线绘制在平面坐标系第一、三象限内。,1,正向电动运营,他励直流电动机工作在第一象限，如图4.9所表示,A,点和,B,点，电动机电磁转矩,T0,转速,n0，,这种状态称为正向电动运营，由于,T,与,n,同方向，,T,为拖动性转矩。,第
3、4页,第4页,2反向电动运营,拖动对抗性负载，正转时电动机工作在第一象限，反转时电动机工作在第三象限，如图,4.9,所表示,C,点，这时电动机电源电压为负值。在第三象限运营时，电磁转矩,T0,转速,n0,，,T,与,n,仍然同方向，,T,仍然为拖动性转矩，这种运营状态称为反向电动运营。,第5页,第5页,第6页,第6页,4.3.2能耗制动,办法：制动瞬间，切除电动机电源电压并在电枢回路串入电阻,R,。,在切换后瞬间，由于惯性作用，小车转速,n,仍保持与原电动机运营状态相同方向和大小，不能突变，电动机运营点从，磁通不变，电枢感应电动势方向与大小亦与电动状态时相同，,而电枢电流：,第7页,第7页,第
4、8页,第8页,能耗制动特点是,N,，,U,0,，,总电阻 ，代入式,(4-1),，得到能耗制动特性方程,第9页,第9页,改变制动电阻大小，可得到不同斜率特性曲线，R越大，特性越斜；R越小，特性越平，制动越快。但R不能太小，R太小，在制动瞬间会产生过大冲击电流，过大，换向则很困难。,第10页,第10页,4.3.3,反接制动过程,所谓电压反接就是将电源电压反方向接到电动机电枢两端，如图,4.13,所表示。这时电路中感应电势极性和外加电压极性一致，几乎有近两倍额定电压加到电枢回路两端。电压,U,方向改变了，此时电枢电流,第11页,第11页,在电压反接制动过程中，,=,N,，,U,=-U,N,，,总电
5、阻，代入式,(4,1),，得到反接制动特性方程,第12页,第12页,第13页,第13页,为了限制过大电枢电流，在电枢回路中一定要串入反接制动电阻,R,，,所串电阻越小，机械特性斜率越硬，制动瞬间电枢电流越大，为使制动时最大电流不超出允许值，应使所串电阻,R,最小值为,第14页,第14页,4.3.4,倒拉反转运营,这种制动办法普通发生在提升重物转为下放重物情况下，负载是位能性。在电枢回路中串入足够大电阻,R,，,在刚串接一瞬间，转速不能突变，工作点以,A,点突变到相应人为机械特性,B,点上，这时由于电磁转矩,T,T,L,，,电动机转速将不断下降，当下降到,C,点，,n=0,，,电磁转矩,T,T,
6、L,，,电动机在转矩作用下倒拉着电机开始向相反方向旋转,第15页,第15页,电枢电流为,第16页,第16页,4.3.5,回馈制动,他励直流电动机在电动状态下提升重物时，假如反接电枢，就有也许过渡到机械特性第四象限运营，此时电动机便在回馈制动状态下匀速下放重物。他励直流电动机在回馈制动时，转速方向应与抱负空载转速方向一致，,与方向与电动状态时同样，但电机转速高于抱负空载转速，即电枢电势高于外加电压，电枢电流是电枢电势克服了外加电压产生。,第17页,第17页,此时，与电动状态相比，电枢电流已经反向，电磁转矩也反向，由电动状态时驱动转矩变为制动转矩。因此，这时电机吸取机械能，输出电能，含有发电并向电网回馈电能性质，故称为回馈制动状态。通常，我们把回馈制动分为正向回调制动和反向回馈制动。所谓正向回馈制动是指电枢加正向电压回馈制动状态。,第18页,第18页,第19页,第19页,
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