[发明专利]直流电动机发电制动方法及电路

说明书

技术领域

本专利涉及一种直流电动机的发电制动方法及电路，特别是一种用于他励直流电动机的发电制动方法和电路。

背景技术

直流电动机把电能转化为机械能，在现代工业中有大量的应用。根据直流电动机基本知识，我们知道直流电动机可分为有刷直流电动机和无刷直流电动机，有刷直流电动机可分为永磁有刷直流电动机和电励磁有刷直流电动机，电励磁直流电动机包括他励直流电动机、并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机，本发明是解决他励直流电动机的发电制动问题。永磁有刷直流电动机由永磁磁极定子和电枢转子构成，永磁磁极定子由永久磁铁构成。电励磁直流电动机由电励磁磁极定子和电枢构成，电励磁磁极定子在磁极上有励磁绕组，励磁绕组中通过直流电形成电磁铁；电枢转子包括电枢铁心和电枢绕组。永磁有刷直流电动机和并励直流电动机可以看作是他励直流电动机的特例。直流电动机，只要适当改变其运行条件，又可以作为直流发电机运行。

直流电动机转动时，要使电动机减速或停车，或限制电动机转速的升高，就需要对电动机进行制动，制动方式有机械制动和电磁制动。他励直流电动机的电磁制动一般有能耗制动、反接制动、发电回馈制动，由于发电回馈制动可以回收利用制动中释放出的大部分能量，是一种高效经济的制动方法。本发明提出了一种新的发电制动方法及电路。

发明内容

本发明针对他励直流电动机的制动问题，提出了一种发电制动的方法及电路。

根据直流电动机基本知识，他励直流电动机运行时，若电动机的转速n大于其理想空载转速n0，电动机电枢电势大于输入直流电压，电动机处于发电状态，将系统的动能转换为电能回馈到输入电源，产生制动，这种制动就是发电回馈制动。

他励直流电动机的发电回馈制动有以下几种情况：

1.降压调速时产生的回馈制动

在降压调速过程中，由于系统惯性的存在，电机的转速来不及变化，就会出现电动机电枢电势大于输入直流电压，发生回馈制动过程。

2.增磁调速时产生的回馈制动

当他励直流电动机增加磁通减速时，也会使电动机电枢电势大于输入直流电压，发生回馈制动过程。

3.正向运行时产生的回馈制动

他励直流电动机在电动状态下下放位能性负载时，若电磁转矩和位能性负载产生的转矩均与转速方向相同，则电机转速会迅速上升，当电动机的转速n大于其理想空载转速n0，就会使电动机电枢电势大于输入直流电压，电动机发电回馈制动运行，电机速度稳定在较高的速度。

4.反向运行时产生的回馈制动

他励直流电动机带动位能性负载正向提升时，将电枢电压反接，电机速度迅速降低到0后开始反转，电机反转速度持续增大，当电动机的转速n大于其理想空载转速n0，就会使电动机电枢电势大于输入直流电压，电动机发电回馈制动反向运行，电机速度稳定在较高的速度。

从以上四种他励直流电动机的发电回馈制动情况可以看出，要实现电动机的发电回馈制动，首先要保持有励磁存在，使电动机处于发电状态，电动机要高速转动，电动机的转速n大于其理想空载转速n0，发电状态的电动机电枢电势要大于输入直流电压，才能够实现电动机的发电回馈制动。

如何使他励直流电动机在转速不是很高、或者较低的情况下，也能实现发电制动，或者发电回馈制动，就是本发明要解决的问题。

本发明的技术方案是，当转动的他励直流电动机需要制动时，首先使电动机中保持有磁场存在，使直流电动机处于发电状态；然后断开电动机电枢绕组上的输入电源，将发电状态下的电枢绕组电势电压，经过一个电压变换电路进行电压变换，将电枢电势电压变换后，由电压变换电路输出到一个负载。这样，将电动机发出的电能，通过电压变换电路，传送到负载，实现直流电动机的发电制动，通过控制电压变换电路的输出就可以调节制动力矩的大小。如果将电压变换电路的输出回馈到直流电动机的输入电源，也就是将直流电动机的输入电源作为电压变换电路的负载，就可以实现发电回馈制动。