直流电动机的制动技术优化

1.电动与制动的区别

电动机的工作状态按拖动性能可分为电动及制动两类。

1）电动状态。当电动机在外加电源的作用下，产生与系统运动方向一致的转矩，并通过传动机构拖动生产机械工作时，即为电动工作状态。在电动工作状态下，电动机的电磁转矩方向与转速的方向相同，为拖动性质的转矩，电动机把由电网取得的电能变成机械能输出。通常情况下，电动机都是工作在电动状态下。

2）制动状态。在某些情况下，也需要电动机工作在制动状态下。制动是指电动机从某一稳定的转速开始减速到停止或限制位能负载的下降速度时的一种运转过程。在制动工作状态下，电动机的电磁转矩方向与转速的方向相反，为制动性质的转矩，电动机把系统的机械能变成电能输出。由此可见，制动工作状态的实质是，电动机成为发电机，消耗机械能。

电力拖动系统之所以需要工作在制动状态，是生产机械提出的要求，主要有以下3种情况：

1）生产机械为加快起动和制动过程，提高生产效率。

2）当生产机械在高速工作过程中，根据需要迅速降为低速或者迅速由正转变为反转。

3）有些处于高处的负载为获得稳定的下放速度。

2.直流电动机的制动方式

直流电动机广义的制动方式有：自由停车法、机械制动法（刹车法）、电气制动法。电气制动法是将系统的机械能转化为电能，消耗在电枢回路或回馈给电网，电气制动的具体方式见表5-3。

表5-3 直流电动机的电气制动方式（以他励式为例）

3.直流电动机能耗制动电路示例

直流电动机带有能耗制动的控制电路如图5-7所示。当按下起动按钮SB₂时，接触器KM1的线圈得电，KM₁所有的常开触点变为闭合，电动机运转，同时常闭触点变为断开，电阻R不接入电路。当按下停止按钮SB₁时，接触器KM₁的线圈失电，其常开触点断开，切断了电枢的供电，同时常闭触点变为闭合，电阻R接入电枢电路，电枢绕组中的反电动势在回路中产生转矩，此时产生的电磁转矩与转子原来的旋转方向相反，从而可起到制动作用。(www.xing528.com)

图5-7 直流电动机带有能耗制动的控制电路

直流电动机能耗制动电路实物示例如图5-8所示。

图5-8 直流电动机能耗制动电路实物接线示例

4.直流电动机的正反转

改变直流电动机旋转方向的方法有两种：一是改变励磁电流的方向（电枢电流方向保持不变），二是改变电枢电流的方向（励磁电流保持不变）。其中，通过改变电枢电流的方向来改变转子旋转方向的电路如图5-9所示。

图5-9 直流电动机的正反转控制电路（通过改变电枢电流方向来实现）

当按下SB₁时，接触器KM₁的线圈得电，位于a、b之间和位于c、d之间的两对常开触点变为闭合使电枢得电旋转，位于e、f之间的常开触点闭合，对SB₁实现自锁。常闭触点KM₁变为断开，可以防止在电动机运转过程中因失误按下了SB₂而导致的短路现象。按下SB₃可使电动机停转。按下SB₂时，转子可以反转，其过程与按下SB₁相似，读者自行分析。该电路的实物接线图（示例）如图5-10所示。

图5-10 直流电动机的正反转控制电路（通过改变电枢电流方向来实现）实物接线示例