NAPĘD 

ELEKTRYCZNY

Teresa Orłowska-Kowalska, 

prof. dr hab. inż.

Zakład Napędów Elektrycznych

http://zne.imne.pwr.wroc.pl

godz. konsultacji:  śr.11-13, pt.9-

11

 

 

 

WYKŁAD 6

Charakterystyki silnika 

obcowzbudnego prądu 

stałego

i ich kształtowanie – 

c.d.

 

 

Kształtowanie charakterystyk silnika 

obcowzbudnego podczas hamowania 

elektrycznego

Kształtowanie charakterystyk 

mechanicznych silnika obcowzbudnego 

podczas stanów hamowania 

elektrycznego ma na celu uzyskanie 

możliwości sterowania wartością 

momentu silnika i przebiegiem procesu 

hamowania. 
Wyróżnia się następujące podstawowe 

metody hamowania elektrycznego SPS:
a) hamowanie 

odzyskowe

 (prądnicowe),

b) 

hamowanie 

dynamiczne

 

(rezystorowe),
c) hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

                                            

(przeciwprądowe).

 

 

Hamowanie odzyskowe SPS

  

Stan hamowania odzyskowego SPS -  gdy 
prędkość kątowa silnika 



 jest większa od 

prędkości idealnego biegu jałowego silnika 



0

 dla danej wartości 



w

 i U

t

. 

Podczas tego stanu:
-SEM twornika jest większa od napięcia 
zasilania 
E

s 

> U

t

, co powoduje, że silnik pracuje jak 

prądnica obcowzbudna;
-prąd twornika jest zwracany do źródła 
zasilania;
-moment elektromagnetyczny SPS jest 
skierowany przeciwnie do kierunku 
prędkości silnika, czyli jest momentem 
hamującym. 

 

 

Hamowanie odzyskowe SPS

  

Charakterystyki 

elektromechaniczn

e 
i mechaniczne 

silnika dla stanu 

hamowania 

odzyskowego są 

położone w II lub w 

IV kwadrancie 

(odpowiednio do 

biegunowości 

napięcia zasilania 

obwodu twornika) i 

stanowią 

przedłużenie 

charakterystyk dla 

stanu pracy 

silnikowej. 

Mimo wielu zalet 

ten sposób 

hamowania silnika 

nie zawsze może 

być stosowany. 

 

 

Hamowanie odzyskowe SPS

  

Warunkiem 

koniecznym

 

uzyskania stanu 

hamowania 

odzyskowego jest 

zapewnienie 

możliwości zwrotu 

energii elektrycznej 

przez silnik do 

źródła zasilania

, 

czyli przeciwnego 

niż podczas pracy 

silnikowej 

przepływu I

t

. 

Warunek ten może 

być spełniony, gdy 

obwód twornika 

jest zasilany z:

- baterii 

akumulatorów, 

- generatora prądu 

stałego, 

- prostownika 

sterowanego  

nawrotnego 

lub 

nienawrotn. z 

przełączaniem obwodu 

twornika lub wzbudzenia

 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Przełączenie silnika ze stanu pracy 

silnikowej do stanu hamowania 

dynamicznego uzyskuje się 

przez 

odłączenie obwodu twornika od źródła 

zasilania i zwarcie tego obwodu przez 

rezystor hamowania R

h

 o stałej lub 

nastawianej wartości rezystancji. 
Obwód wzbudzenia silnika podczas tego 

hamowania jest zasilany tak, jak podczas 

pracy silnikowej. 
W trakcie tego hamowania do silnika jest 

dostarczana energia mechaniczna układu 

napędowego, która jest zamieniana na 

energię elektryczną, 

a następnie wytracana w postaci strat 

mocy na rezystancji hamowania R

h

 i 

rezystancji twornika R

t

. 

 

 

Hamowanie dynamiczne

Schemat połączeń (a) i charakterystyki SPS (b) 

podczas hamowania dynamicznego

 

 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Równania charakterystyk 
elektromechanicznych i 
mechanicznych SPS dla stanu 
hamowania dynamicznego wyznacza 
się ogólnych równań charakterystyk 
silnika - należy uwzględnić, że 

podczas tego hamowania obwód 
twornika jest zwarty

, czyli U

t

 = 0, a 

wartość rezystancji dodatkowej w 
obwodzie twornika jest równa 
rezystancji hamowania R

h

.

 

 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Równania charakterystyk 

elektromechanicznych i mechanicznych 

SPS dla hamowania dynamicznego:

(1)

(2)

 

,

t

I

t

w

e

h

t

t

I

k

I

k

R

R

I



















 





.

2

e

M

e

w

e

h

t

e

M

k

M

k

R

R

M



















 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Charakterystyki 

tworzą zbiór 

prostych 

położonych w II i 

IV kwadrancie i 

przechodzących 

przez początek 

układu 

współrzędnych.

 

Charakterystyki 

hamowania 

kształtuje się 

przez zmianę 

wartości 

rezystancji 

hamowania R

h

 = 

var, przy stałej 

wartości 

strumienia 

wzbudz. 



w

 = 



wN

 

= const.

 

 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Charakterystyka 

dla 

bezpośredniego 

zwarcia obwodu 

twornika (

R

h

 = 0

) 

jest równoległa 

do 

charakterystyki 

naturalnej 

silnika.

Przy zwiększaniu 

wartości 

rezystancji 

hamowania R

h

 

otrzymuje się 

charakterystyki o 

coraz większym 

pochyleniu.

 

 

Hamowanie dynamiczne

 

Zaletą tej metody hamowania:
-prostota układu,
-duża pewność pracy. 
Do istotnych wad należy:
-zmniejszanie się wartości momentu 
hamującego silnika podczas zmniejszania 
prędkości kątowej silnika,
-brak możliwości uzyskania momentu 
hamującego w stanie zatrzymania silnika 
( przy prędkości 



 = 0).

 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Przełączenie ze stanu pracy silnikowej do 
stanu hamowania przeciwwłączeniem -  
przez 

odłączenie obwodu twornika od 

źródła napięcia stałego i ponowne 
załączenie tego obwodu do źródła przy 
przeciwnej do poprzedniej biegunowości 
zasilania.

 

W celu ograniczenia wartości prądu 
twornika, do obwodu twornika należy 
włączyć 

rezystor hamowania R

h

 o stałej 

lub nastawianej wartości R. 
Podczas hamowania obwód wzbudzenia 
silnika nie jest przełączany i jest zasilany 
w taki sam sposób jak podczas pracy 
silnikowej.

 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Schemat (a) i charakterystyki SPS (b) dla 

stanu hamowania przeciwwłączeniem 

dla przyp. 
M

czyn

.

 

 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Wyrażenie określające prąd twornika:

(3)

z którego wynika, że zwrot prądu 
twornika jest przeciwny do 
występującego podczas pracy 
silnikowej, a moment 
elektromagnetyczny silnika jest 
momentem hamującym. 

,

h

t

s

t

t

R

R

E

U

I









 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Równania charakterystyk 
elektromechanicznych i mechanicznych 
SPS dla stanu hamowania 
przeciwwłączeniem mogą być wyznaczone 
z równań ogólnych, po uwzględnieniu 
warunku, że napięcie zasilające obwód 
twornika ma przeciwną biegunowość, a R

d

 

= R

h

. 

Otrzymuje się dla hamowania 
przeciwwłączeniem:

(4)

(5)

 

,

0

t

I

t

w

e

h

t

w

e

t

t

I

k

I

k

R

R

k

U

I



























 





.

0

2

e

M

e

w

e

h

t

w

e

t

e

M

k

M

k

R

R

k

U

M



























 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Podczas hamowania przeciwwłączeniem 

do 

silnika jest doprowadzana energia z dwóch 
stron

: 

-energia mechaniczna od układu 
napędowego 
- i energia elektryczna ze źródła napięcia 
stałego zasilającego obwód twornika. 
Suma tych energii jest wytracana w 
postaci strat mocy na rezystancji 
hamującej i rezystancji uzwojenia 
twornika. 
Straty mocy od tej energii są duże 
i dlatego 

hamowanie przeciwwłączeniem 

nie jest ekonomiczne.

 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Charakterystyki 
hamowania są 
położone 
w II kwadrancie i 
tworzą zbiór 
prostych o różnych 
nachyleniach, 
zależnych od 
wartości rezystancji 
hamowania R

h

. 

Są przedłużeniem 
charakterystyk dla 
stanu pracy 
silnikowej, 
określonych dla 
zasilania obwodu 
twornika napięciem 
o przeciwnej 
biegunowości. 

dla przyp. 
M

czyn

.

 

 

 

Hamowanie 

przeciwwłączeniem

 

Zalety tej metody hamowania:

-prostota ,
- duża skuteczność układu hamowania,
- możliwość uzyskania momentu 
hamującego przy wszystkich wartościach 
prędkości oraz w stanie zatrzymania 
układu napędowego. 

Istotna wada:

- konieczność odłączenia obwodu 
twornika od źródła zasilania przed lub w 
chwili osiągnięcia przez silnik prędkości 
zerowej w celu uniknięcia niepożądanego 
rozruchu silnika w przeciwnym kierunku 
wirowania.

 

 

WYKŁAD 6

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

- czas na 

odpoczyne

k....