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再生制动原理及机械特性分析

【摘要】:当制动转矩与重力形成的转矩相等时,重物G将匀速下降。右击图形区中的任意一个视图,在弹出的快捷菜单中选择命令,系统弹出图11.1.12所示的“零部件线型”对话框。图11.1.12 “零部件线型”对话框图11.1.12所示的“零部件线型”对话框中各选项的功能说明如下:图1-33 再生制动的机械特性①—原机械特性 ②—频率下降后的机械特性

1.特征和原理 当异步电动机的转子转速nM超过同步转速n0时,电动机便处于再生制动状态。其基本特征是:

(1)n0nM同方向;

(2)n0<nM

nM>n0时,转子绕组切割旋转磁场的磁力线的方向和电动机状态(nM<n0)时正好相反。所以,转子绕组中的感应电动势电流的方向也都相反,所产生的电磁转矩的方向也就和旋转方向相反,如图1-31所示。

由于定子电流的相位要随转子电流而变,所以这时的异步电动机实际上处于发电状态,或者说,电力拖动系统的动能被“再生”成电能了。

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图1-31 再生制动原理

2.应用场合

(1)起重机下放重物G时,由于重力加速度的原因,电动机轴上的转速可能超过同步转速而处于再生状态,如图1-32所示。这时,制动转矩的功能是阻止重物无限制地加速。当制动转矩与重力形成的转矩相等时,重物G将匀速下降。

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图1-32 起重机下放重物

(2)变频调速系统的降速是通过降低频率来实现的。在频率刚降低的瞬间,同步转速也同时下降,而电力拖动系统的转速则由于惯性而尚未下降,于是出现了nM>n0的状态。

3.机械特性 再生状态的机械特性是电动机状态机械特性向第二象限的延伸,如图1-33所示。

当起重机放下重物时,因为转子转速超过了同步转速,故工作点顺着原机械特性曲线①向第二象限移动,直至电磁制动转矩-TM与重物的牵引转矩TG相等,这时的工作点已移至G点(-TM=TGnG)。

当变频调速系统降速时,由于频率降低,机械特性变成了曲线②。但由于电力拖动系统的惯性,系统的转速不可能突变,因而工作点将从曲线①上的Q点(TQnQ)按转速未变的原则“跳转”到曲线②上。由于曲线②上与转速nQ对应的点是第二象限的B点,于是得到反方向的制动转矩TB,使电力拖动系统迅速降速。

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图1-33 再生制动的机械特性

①—原机械特性 ②—频率下降后的机械特性