直流他励电动机的反接制动方法分析

杨 勇 吉林电子信息职业技术学院机电工程学院吉林 132021

【文章摘要】

本文对直流他励电动机的反接电气制动方式的控制原理进行了详细的分析和研究，并给出了实现方法， 为根据工况选取合理的电气制动方法提供了理论根据。

【关键词】

直流他励电动机；反接制动；分析

【Abstract】

In this paper,the control principle of electric braking method of anti connected to DC separately excited motor are analyzed and studied in detail,and gives a realization method,provides a theoretical basis for the reasonable selection of electric braking method according to the working condition.

【Keywords】

DC motor;braking;analysis

0 引言

电力拖动系统的制动，通常采用机械制动和电气制动两种方法进行。对频繁启动、制动和反转的生产机械，一般都不采用机械制动而采用电气制动。电气制动就是使电动机产生一个与转速方向相反的电磁转矩。电气制动方法便于控制且比较经济，电气制动方法主要有三种：能耗制动、反接制动和回馈制动。本文仅对直流他励电动机的反接制动方法加以分析和研究。反接制动根据具体的实现方法，可分为电源反接制动和倒拉反接制动。

1 电源反接制动

电源反接制动是在制动时将电源极性对调，反接在电枢两端，同时还要在电枢电路中串一制动电阻，电路原理接线图如图1(a) 所示。当接触器KM1 的常开触点闭合，KM2 的常开触点断开时，电动机拖动负载在A 点稳定运行，如图1(b) 所示。电动机制动时，KMl 的触点断开，KM2 的触点闭合，电枢所加电压反向，同时在电枢电路中串入了电阻，这时，电枢电流则为 （公式1）

由上式可知电枢电流变为负值而改变方向，电磁转矩也随之变为负值而改变方向，与原转速方向相反，成为制动转矩，使电动机处于制动状态。电动状态时，电枢电流的大小由电源电压与电动势之差决定，而反接制动时，电枢电流的大小由电源电压与电动势之和决定。因此，反接制动时，电枢电流是非常大的。为了限制过大的电枢电流，反接制动时必须在电枢电路中串入制动电阻。

（a）电路接线图

（b） 机械特性

图1 他励直流电动机电源反接制动电路与机械特性

电源反接制动过程中，电动机仍与电网连接，从电网吸取电能，同时随着转速的降低，系统储存的动能减少，减少的动能从电动机轴上输入转换为电能，这些电能全部消耗在电枢电路的电阻上。

电源反接制动的特点是：设备简单， 操作方便，制动转矩较大。但制动过程中能量损耗较大，在快速制动停车时，如不及时切断电源可能反转，不易实现准确停车。电源反接制动适用于要求迅速停车的生产机械，对于要求迅速停车并立即反转的生产机械更为理想。

2 倒拉反接制动

倒拉反接制动的方法适用于电动机拖动位能性负载，由提升重物转为下放重物的系统中，将重物低速匀速下放，制动控制电路接线图如图2(a) 所示。其接线与提升重物时的电动状态基本相同，只是在电枢电路串了一个大的电阻。

当电动机提升重物时，接触器的常开触点KM1 和KM2 闭合，电动机在机械特性的A 点稳定运行，如图2(b) 所示。下放重物时，将KM2 的触点断开，电枢电路串入一个较大的电阻，在KM2 断开的瞬间，电动机的转速不能突变，工作点由A 点跳至人为机械特性的C 点，由于电枢串入了较大电阻，这时电枢电流变小，电磁转矩T 变小，即，因此系统不能将重物提升。在负载重力的作用下，转速迅速沿特性下降到，如图2(b) 所示的D 点，在该点电磁转矩还是小于负载转矩， 即，电动机开始反转，也称为倒拉反转，使转速反向，电动机的电动势方向也随之改变，而与电源电压方向相同，于是电枢电流则为

（公式2）

由上式可知，电枢电流仍是正值，未改变方向，以致电磁转矩T 也是正值，未改变方向，但转速已改变方向，因此电磁转矩丁与转速方向相反，为制动转矩，电动机处于制动状态。由上式可知，随着转速的升高，电枢电流增大，电磁转矩也增大，直到时，如图2(b) 所示的B 点， 电动机将在B 点稳定运行，开始匀速下放重物。

倒拉反接制动的功率关系与电源反接制动的功率关系相同，区别在于电源反接制动时，电动机输入的机械功率由系统储存的动能提供，而倒拉反转制动则是由位能性负载以位能减少来提供的。

倒拉反接制动的特点是：设备简单， 操作方便，电枢电路串人的电阻较大，机械特性较软，转速稳定性差，能量损耗较大。倒拉反接制动适用于位能性负载低速下放重物。

【参考文献】

[1] 电机及拖动基础2003. 主编：杨宗豹. 冶金工业出版社

[2] 电机及拖动基础2000. 主编：许晓峰. 高等教育出版社

【作者简介】

杨勇，男，汉族，1971 年生人，祖籍： 吉林省长春市；讲师，毕业于东北电力大学，硕士研究生学历，主要研究方向：电机及电机控制。

（a）电路接线图

（ b）机械特性

图2 他励直流电动机倒拉反接制动电路与机械特性020