电动势反接制动

如图4.4.7所示，他励直流电动机拖动位能性负载，假定接触器触头KM闭合，电阻被短路，电动机工作在正向电动状态，工作点在固有机械特性1的A点，以转速nA提升重物，如图4.4.7中第Ⅰ象限所示。为了低速下放重物，可使触头KM断开，将电阻Rc串入电枢回路中。此时，电动机将从固有机械特性1的A点过渡到人为机械特性2上的B点。在B点，TB＜TL，电动机减速，T及n沿人为机械特性2从B→C变化。随着n下降，Ea减小，Ia增大，T相应增大。至C点，n＝0，Ea＝0，重物停止上升。此时，电磁转矩T＝TC小于位能负载转矩T′L，故T′L将拖动电动机反转，n＜0，电枢电动势Ea也改变方向，变成与电源电压UN同方向，而电枢电流Ia＝（UN－Ea）／（Ra＋Rc）仍为正，因此T＞0，成为阻碍运动的制动转矩。随着电动机反转速度升高，Ea不断增大，Ia及T也相应增大，电动机的运行点将沿机械特性2在第Ⅳ象限从C点向D点变化，直到D点电磁转矩T＝TD＝T′L，转速不再增加，以稳定转速－nD下放重物，从而限制了重物下降的速度。

电动机在第Ⅳ象限的D点运行时，T＞0，n＜0，二者方向相反，为制动状态。在这种制动方法中，电动机按正转运行接线，但n＝0时电磁转矩小于位能负载转矩，结果电动机被位能负载转矩拖动着反向旋转，电磁转矩则成为制动转矩。同时电枢电动势Ea也因电动机反转而改变方向，变成与电源电压相加，共同产生电枢电流。随着电动机反转速度升高，Ea增大，Ia及T也相应增大。可见这种制动方法与电压反接制动都是在U＋Ea（二者同方向）的情况下工作，只不过电压反接制动是把电源电压反接，而这种制动则是把Ea反向，因此称为电动势反接制动，又称为转速反向制动、倒拉反接制动。

由于电动势反接制动可以在第Ⅳ象限稳定运行，所以是制动运行工作状态。这种运行状态主要用于起重机提升机构低速下放重物。

电动势反接制动的功率关系与电压反接制动的功率关系一样，其差别仅在于电压反接制动时电动机输入的机械功率是由系统释放的动能提供的，而电动势反接制动则是由位能负载减少的位能提供的。

例4－6　一台他励直流电动机额定数据同例4－5。试求：（1）如电动机的负载是位能负载，提升重物在额定负载情况下工作，如在电枢中串电阻Rcmin＝2RN，进行倒拉反接制动，求倒拉反接制动时的稳定转速；（2）如电动机在n＝nN时电源反接，反接初瞬时的电磁制动转矩T＝2TN，电枢中需要串入多大电阻（忽略空载转矩T0）

图4.4.7　他励直流电动的电动势反接制动

解 （1）已知电动机的有关计算数据：

额定电阻为

倒拉反接时电枢电阻为

忽略空载转矩T0，重物下方时因T＝TL＝TN不变，有Ia＝IN＝200A。

电动机的转速为

（2）电动机电源反接时，n＝nN，要求此时电磁制动转矩T＝2TN，则I＝2IN。电枢电路应串入的制动电阻为