考研電機(jī)學(xué)總復(fù)習(xí)

1、第一章電機(jī)是按基本電磁定律工作的。電機(jī)中的基本電磁定律主要有：全電流定律、電磁感應(yīng)定律、電磁力定律。1.3.1 全電流定律（右手） 磁場(chǎng)是由電流的激勵(lì)而產(chǎn)生的，磁場(chǎng)與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流同時(shí)存在。全電流定律就是描述這種電磁聯(lián)系的基本電磁定律。設(shè)空間有n根載流導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流分別為I1，I2，In，則沿任意可包含所有這些導(dǎo)體的閉合路徑l，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線積分就等于這些導(dǎo)體電流的代數(shù)和1.3.2 電磁感應(yīng)定律 N匝線圈交鏈的磁鏈為，只要發(fā)生了變化，線圈內(nèi)就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)傾向于在線圈內(nèi)產(chǎn)生電流，以阻止的變化。設(shè)電流的正方向與電動(dòng)勢(shì)的正方向一致，電流方向與磁通方向符合右手螺旋法則，電磁感應(yīng)定律的

2、數(shù)學(xué)描述為 線圈與磁場(chǎng)相對(duì)靜止時(shí)，單由磁通隨時(shí)間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與變壓器工作時(shí)的情況一樣（變壓器電動(dòng)勢(shì)）磁場(chǎng)恒定時(shí)，單由線圈與磁場(chǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生（運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)）1. 變壓器電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律與磁通的變化規(guī)律相同（均按正弦變化），但相位上滯后90°2. 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)若希望磁場(chǎng)得以最充分的利用，則磁場(chǎng)應(yīng)只有垂直于線圈平面的分量，即B()=Bn()； 1.3.3 電磁力定律電磁力定律，也叫畢奧薩伐電磁力定律，電磁力F、磁場(chǎng)B和載流導(dǎo)體l的關(guān)系由左手定則確定。鐵磁材料之所以有高導(dǎo)磁性能，依磁疇假說將圖中的磁化曲線分為四段。在oa段，外磁場(chǎng)H較弱，與外磁場(chǎng)方向接近的磁疇發(fā)生

3、偏轉(zhuǎn)，順外磁場(chǎng)方向的磁疇緩緩增加，B增長緩慢。在ab段，H較強(qiáng)，且不斷增加，絕大部分非順磁方向的磁疇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至少量逆外磁場(chǎng)方向的磁疇也發(fā)生倒轉(zhuǎn)，B迅速增加。在bc段，外磁場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，非順磁或逆磁方向磁疇的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷減少，B的增加逐漸緩慢下來，開始出現(xiàn)了所謂磁飽和現(xiàn)象。至c點(diǎn)以后，所有磁疇都轉(zhuǎn)到與外磁場(chǎng)一致的方向，H再增加，B的增加也很有限，出現(xiàn)了深度飽和現(xiàn)象，B和H的關(guān)系最終類似于真空中的情況。圖中還畫出了磁導(dǎo)率曲線。由于飽和現(xiàn)象在bc階段開始出現(xiàn)，其標(biāo)志就是磁導(dǎo)率隨H的增加反而變小，故存在最大值max。鐵磁材料中這種B的變化滯后于H的變化的現(xiàn)象被稱為磁滯。將所有磁滯回線在第1象限內(nèi)的頂點(diǎn)

4、連接起來得到的磁化曲線就叫做基本磁化曲線或平均磁化曲線?；敬呕€解決了磁滯回線上B與H的多值函數(shù)問題，在工程中得以廣泛應(yīng)用。軟磁材料：磁滯回線很窄的鐵磁材料，在電機(jī)中常用的有硅鋼片、鑄鐵、鑄鋼等等。硬磁材料：Br和Hc都比較大，即磁滯回線很寬的鐵磁材料，也叫永磁材料。電機(jī)中常用的永磁材料有鐵氧體、稀土鉆、釹鐵硼等。電機(jī)通常是給定磁通，求解磁動(dòng)勢(shì)。鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下的反復(fù)磁化過程中，磁疇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，相互之間會(huì)不斷摩擦，因而就要消耗一定的能量，產(chǎn)生功率損耗。這種損耗稱為磁滯損耗。磁滯損耗與磁滯回線的面積HdB、電流頻率f和鐵心體積V成正比。注意硬磁材料的退磁曲線對(duì)于硅鋼片一類具有導(dǎo)電能力

5、的鐵磁材料，在交變磁場(chǎng)作用下，還有另外一個(gè)重要的特性，那就是產(chǎn)生渦流及渦流損耗。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，硅鋼片中將有圍繞磁通呈渦旋狀的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流產(chǎn)生，簡(jiǎn)稱渦流。渦流在其流通路徑上的等效電阻中產(chǎn)生的功率（焦?fàn)枺p耗I2R稱為渦流損耗。渦流損耗與磁場(chǎng)交變頻率f、硅鋼片厚度d和最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm的平方成正比，與硅鋼片電阻率成反比。當(dāng)鐵心內(nèi)的磁場(chǎng)為交變磁場(chǎng)時(shí)，磁滯損耗和渦流損耗同時(shí)發(fā)生，常將磁滯損耗和渦流損耗合在一起來計(jì)算，并統(tǒng)稱為鐵芯損耗。單位重量中鐵耗的計(jì)算公式為類比于電路基本定律，表達(dá)這些關(guān)系的磁路基本定律有磁路歐姆定律、磁路基爾霍夫第一定律（電流定律）和磁路基爾霍夫第二定律（電壓定律）等。1.

6、5.4 交流磁路的特點(diǎn) 根據(jù)勵(lì)磁電流不同，將鐵心磁路分成交流和直流兩大類。所謂交流磁路，就是由交流電流勵(lì)磁、磁場(chǎng)發(fā)生交變的磁路，特點(diǎn)： 首先，在交變磁場(chǎng)作用下，鐵心中將產(chǎn)生損耗（磁滯損耗和渦流損耗），這是直流磁路不會(huì)出現(xiàn)的。 其次，直流磁路中，勵(lì)磁線圈的外施電壓只需要與線圈電阻的壓降相等，數(shù)值較小，而交流磁路中要考慮外施電壓與線圈中感應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)平衡，因而其幅值會(huì)大很多，并且相比較之下，線圈電阻上的壓降相對(duì)較小，一般還可以忽略。最后，就是交變磁通、電流的波形和相位的關(guān)系問題。這是交流磁路的特殊問題。 （3）各種電機(jī)都有對(duì)應(yīng)的等效電路分析模型，一般電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析均可歸結(jié)為等效電路的求解，交流電機(jī)

7、還要應(yīng)用相量圖分析方法。 （4）交流電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行要運(yùn)用雙旋轉(zhuǎn)（即正、負(fù)序）磁場(chǎng)理論和對(duì)稱分量法。 （5）在研究凸極電機(jī)時(shí)，常用雙反應(yīng)理論。 （6）電機(jī)的動(dòng)態(tài)分析用狀態(tài)方程方法。為解決交流電機(jī)電感系數(shù)時(shí)變和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱（凸極同步電機(jī)）所導(dǎo)致的分析困難，常采用坐標(biāo)變換法進(jìn)行化簡(jiǎn)。直流電機(jī)是指能輸出直流電流的發(fā)電機(jī)，或通入直流電流而產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)主要用在需要調(diào)速性能優(yōu)良的場(chǎng)合。此外，還可用于伺服系統(tǒng)中做直流測(cè)速發(fā)電機(jī)及直流伺服電機(jī)直流電機(jī)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是交變的。電刷A、B間的電動(dòng)勢(shì)eAB為直流電動(dòng)勢(shì)直流電機(jī)電樞繞組所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)是極性交替變化的交流電動(dòng)勢(shì)，只是由于換向器配

8、合電刷的作用才把交流電動(dòng)勢(shì)“換向”成為極性恒定的直流電動(dòng)勢(shì)。通常把這種類型的電機(jī)稱之為換向器式直流電機(jī)。主極的極數(shù)一定是偶數(shù)，并且要以交替極性方式沿機(jī)座內(nèi)圓均勻排列。換向極專用于改善電機(jī)換向。換向極裝在兩相鄰主極之間，其數(shù)目一般與主極數(shù)相等。對(duì)小功率直流電機(jī)，換向極數(shù)亦可為主極數(shù)的一半，也可不裝。直流電機(jī)電樞繞組分為如下三種類型。 （1）疊繞組，又分單疊和復(fù)疊繞組。 （2）波繞組，又分單波和復(fù)波繞組。 （3）蛙繞組，即疊繞和波繞混合的繞組。電樞繞組的特點(diǎn)常用虛槽數(shù)、元件數(shù)、換向片數(shù)及各種節(jié)距來表征。因?yàn)槊恳粋€(gè)元件有兩個(gè)元件邊，而每一片換向片同時(shí)接有一個(gè)上元件邊和一個(gè)下元件邊，所以元件數(shù)S一定與

9、換向片數(shù)K相等；又由于每一個(gè)虛槽亦包含上、下層兩個(gè)元件邊，即虛槽數(shù)也與元件數(shù)相等。極距：每個(gè)主磁極在電樞表面占據(jù)的距離或相鄰兩主極間的距離，用所跨弧長或該弧長所對(duì)應(yīng)的虛槽數(shù)來表示。 y1稱為整距元件；相應(yīng)地，y1 為長距；y1 為短距。短距繞組端接聯(lián)線較短，應(yīng)用較廣泛。對(duì)于疊繞組，y20；對(duì)于波繞組，y20。若yyK1，則稱之為單疊。合成節(jié)距y 定義為相串聯(lián)的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面的跨距。上面看y，下面看y1 u 空載時(shí)通過正、負(fù)電刷導(dǎo)出的電動(dòng)勢(shì)最大，u 被電刷短路的元件中的電動(dòng)勢(shì)為零。電刷與換向器上的幾何中性線總是保持重合。對(duì)應(yīng)于一個(gè)主極，換向器上便有一條幾何中性線，因而可放一把（習(xí)慣上

10、稱組，因?yàn)榭赡苁嵌鄠€(gè)電刷組合而成）電刷。電機(jī)有2p個(gè)主極，故換向器圓周上應(yīng)放置2p組電刷。對(duì)單疊繞組，并聯(lián)支路數(shù)和主極數(shù)的關(guān)系就是 2a2P 或 aP常用右行。要增加并聯(lián)支路數(shù)（使電樞通過較大電流），就要求增加主極數(shù)。若希望主極數(shù)不變，但又要求增加并聯(lián)支路數(shù)，實(shí)際的做法就是把多個(gè)單疊繞組嵌放在同一個(gè)電樞上，再借助電刷并聯(lián)方法構(gòu)成復(fù)疊繞組。單波繞組元件的第一節(jié)距y1與疊繞組的要求一樣，即y1，但要求合成節(jié)距增大為 y 2 ，只是不能等于2 。因?yàn)?y= 2時(shí)，由出發(fā)點(diǎn)串聯(lián)p個(gè)元件而繞電樞一周后，就會(huì)回到出發(fā)點(diǎn)而閉合，以致其它繞組無法繼續(xù)連接下去。將所有同極下的元件串朕后回到原來出發(fā)的那個(gè)換向片的

11、相鄰換向片上，則該繞組稱之為單波繞組。 波繞組常用左行而少用右行。四種勵(lì)磁方式：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)。直流電機(jī)的五段式主磁路結(jié)構(gòu) 兩個(gè)氣隙、兩個(gè)齒、兩個(gè)主極、一個(gè)定于軛、一個(gè)轉(zhuǎn)子軛。兩者一個(gè)為磁動(dòng)勢(shì)，一個(gè)為磁密電刷偏離幾何中性線后，電樞電流除了產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)之外，還有直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)。 電刷在幾何中性線上，只有交軸分量，使氣隙磁場(chǎng)畸變，過零點(diǎn)偏移一個(gè)角度，發(fā)電機(jī)時(shí)，順轉(zhuǎn)向偏移，電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)向偏移。交軸電樞反應(yīng)不但使氣隙磁場(chǎng)畸變，而且還有去磁作用。直軸電樞反應(yīng)，當(dāng)電刷順電樞轉(zhuǎn)向從幾何中性線偏移度時(shí)，直軸電樞磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁場(chǎng)方向相反，起去磁作用，使每極磁通量減少；逆電樞轉(zhuǎn)向偏移，直軸電樞磁場(chǎng)將起助

12、磁作用。電機(jī)的基本方程將包括電動(dòng)勢(shì)平衡方程、功率平衡方程和轉(zhuǎn)矩平衡方程等?？蛰d特性是當(dāng)n常值、I0時(shí)，U0f(If)的關(guān)系曲線，因?yàn)閁0，If F0，故本質(zhì)上也就是發(fā)電機(jī)由實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定的實(shí)際磁化曲線。1空載特性、2負(fù)載特性、 3外特性、 4 調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)特性：調(diào)節(jié)特性是指n常值、U常值時(shí)，Iff（I）的關(guān)系曲線。它表明負(fù)載變化時(shí)，如何調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流才能維持發(fā)電機(jī)端電壓不變。調(diào)節(jié)特性隨負(fù)載電流增大而上翹。原因是要保持端電壓不變，勵(lì)磁電流必須隨負(fù)載電流的增加而增加，以補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用，并且由于鐵磁材料的飽和影響，勵(lì)磁電流增加的速率還要高于負(fù)載電流。他勵(lì)的特性：1自勵(lì)過程與條件設(shè)發(fā)電機(jī)由原動(dòng)機(jī)拖

13、動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速，由于電機(jī)內(nèi)有一定的剩磁，則機(jī)端將產(chǎn)生一個(gè)不大的剩磁電壓（即圖中空載曲線與縱軸的交點(diǎn)）。該電壓在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的勵(lì)磁電流，如果勵(lì)磁繞組連接適當(dāng)，即勵(lì)磁磁場(chǎng)所產(chǎn)生的主磁通使電機(jī)端電壓繼續(xù)增加，則勵(lì)磁電流進(jìn)一步加大。如此反復(fù)作用，直至勵(lì)磁電流If所建立的端電壓U0恰好與勵(lì)磁回路的電壓降IfRf相等為止。這之后，勵(lì)磁電流不再增加，端電壓保持不變，自勵(lì)過程結(jié)束，電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，如圖中的P點(diǎn)。勵(lì)磁回路電阻愈大，穩(wěn)定運(yùn)行的端電壓愈低，如P”點(diǎn)。并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件為： （1）電機(jī)應(yīng)有剩磁；（2）勵(lì)磁繞組連接正確；（3）勵(lì)磁回路電阻應(yīng)小于臨界電阻（電阻線與空載特性的線性段重合時(shí)對(duì)應(yīng)的電

14、阻值），以確保電機(jī)端有一個(gè)恰當(dāng)?shù)亩穗妷骸?外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性的突出特點(diǎn)是負(fù)載電流有“拐彎”現(xiàn)象。這是因?yàn)镮URL，當(dāng)電壓下降不多時(shí)，電機(jī)的磁路還比較飽和，IF的減小使U的減小不大，于是I隨RL的減小而增大；而當(dāng)I增大到臨界電流Icr（約為額定電流的23倍）后，U的持續(xù)下降已使If的取值進(jìn)入低飽和甚至于不飽和區(qū)，If的減小使U急劇下降，從而反倒使得I不斷減小，直至短路， RL0，U0， If0，短路電流在積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)中，并勵(lì)繞組起主要作用，以保證空載時(shí)能產(chǎn)生額定電壓；若能保證額定負(fù)載時(shí)的端電壓仍為額定電壓，則稱為平復(fù)勵(lì)；而串勵(lì)繞組過度補(bǔ)償，致使額定負(fù)載時(shí)端電壓高于額定電壓，就叫做過復(fù)勵(lì)，反之

15、，就是欠復(fù)勵(lì)。在差復(fù)勵(lì)電機(jī)中，由于負(fù)載時(shí)串勵(lì)統(tǒng)組的作用使電機(jī)主磁通和電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步減小，所以外特性急劇下降，可作為恒流源使用。2.5.2 工作特性一、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)也有下降趨勢(shì)。因此，兩者相消，轉(zhuǎn)速究竟是上升還是下降，最終還要看各自變化的速率。不過，對(duì)于一臺(tái)設(shè)計(jì)良好的直流電動(dòng)機(jī)來說，以穩(wěn)定運(yùn)行為前提，速率特性總是略微下降的。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組絕對(duì)不能開路。這是因?yàn)橹剌d時(shí)，這將使電機(jī)停轉(zhuǎn)，反電動(dòng)勢(shì)為零，電樞電流急劇增加而導(dǎo)致過熱；輕載亦將導(dǎo)致“飛速”而損壞轉(zhuǎn)動(dòng)部件。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線。（并勵(lì)電動(dòng)機(jī)去磁，并勵(lì)發(fā)電機(jī)助磁？）串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速度隨負(fù)載增加而下降的速度很快

16、。這是因?yàn)橛赊D(zhuǎn)速式可知，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)在端電壓U-Ia（Ra+Rf）下降幅度稍大于并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的同時(shí)，CE非但不隨Ia的增大而減小，反而增加，結(jié)果必然使n快速下降。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕對(duì)不允許空載運(yùn)行，以避免發(fā)生“飛速”現(xiàn)象。由于轉(zhuǎn)速n隨P2增加而迅速下降，Tem會(huì)隨P2增加而快速上升，這是串勵(lì)電動(dòng)機(jī)區(qū)別于并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的突出特點(diǎn)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和很強(qiáng)的過載能力，尤其適合于電力機(jī)車一類牽引負(fù)載。積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性介于并勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)之間。若為差復(fù)勵(lì)，則運(yùn)行時(shí)可能不穩(wěn)定。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性接近于一水平線，并稱為硬特性。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性和人工機(jī)械特性如右圖所示。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為雙

17、曲線，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩增加而下降的速率很快，稱之為軟特性。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性和人工機(jī)械特性如右上圖所示。復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性亦介于并勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)之間，結(jié)論與工作特性中的速率特性一致。其中，特性1為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載所具有，特征為轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，即Tn2；特性2為Tn的負(fù)載，如發(fā)電機(jī)等；特性3為提升、牽引類負(fù)載，稱為恒轉(zhuǎn)矩特性，T=C；特性4適用于金屬切削機(jī)床、卷紙機(jī)等，稱為恒功率特性T=c/n這就是電力拖動(dòng)機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行應(yīng)滿足的條件，即負(fù)載機(jī)械特性曲線的切線斜率要大于電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線的切線斜率。對(duì)照?qǐng)D中的典型負(fù)載機(jī)械特性，可知一般負(fù)載條件下，電動(dòng)機(jī)具有下降的機(jī)械特性就基本上可以滿足穩(wěn)定運(yùn)

18、行的需要。特殊情況下，對(duì)于具有上升機(jī)械特性的電動(dòng)機(jī)，只要能夠滿足上式，機(jī)組依然可以穩(wěn)定運(yùn)行。產(chǎn)生如下危害：ª 電網(wǎng)電壓突然降低，影響其它用戶的用電；ª 使電機(jī)本身遭受很大電磁力的沖擊，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞電機(jī)；ª 啟動(dòng)過慢會(huì)燒毀電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的常用起動(dòng)方法有直接起動(dòng)、電樞回路串電阻起動(dòng)和降壓起動(dòng)三種。電源及勵(lì)磁回路開關(guān)Sf先于電樞回路開關(guān)Sa合上，以確保電樞回路得電前磁場(chǎng)已經(jīng)建立。直流電動(dòng)機(jī)有電樞回路串電阻、改變勵(lì)磁電流和改變端電壓三種調(diào)速方式。 機(jī)械特性方程式1、電樞回路串電阻調(diào)速由于調(diào)速前后負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變（設(shè)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載），因此調(diào)速前后的電樞電流值亦保持不變，這也是

19、串電阻調(diào)速的特點(diǎn)。但串入電阻后損耗增加，輸出功率P2T2減小，輸入功率不變P1=UIa，效率降低，很不經(jīng)濟(jì)，因此這種調(diào)速方法只在不得已時(shí)才采用2改變勵(lì)磁電流調(diào)速減小勵(lì)磁電流將使：ª 電機(jī)轉(zhuǎn)速升高（轉(zhuǎn)速只能升高），ª 電機(jī)輸出功率隨之增加，電樞電流增加，輸入功率也增加，從而電動(dòng)機(jī)的效率幾乎不變，ª 機(jī)械特性變軟。改變勵(lì)磁電流調(diào)速較之串電阻調(diào)速要優(yōu)越，也實(shí)用得多。但與串電阻調(diào)速只能下調(diào)降速的特點(diǎn)相反，改變勵(lì)磁調(diào)速通常也只適合于上調(diào)升速，也就是說，要真正大范圍寬廣調(diào)速，它們都有局限性。3改變端電壓調(diào)速 改變電樞電壓是一種比較靈活的調(diào)速方式。轉(zhuǎn)速既可升高也可降低，配合勵(lì)磁

20、調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍還可以更加寬廣且效率較高。因而，它已發(fā)展成為一種普遍應(yīng)用的調(diào)速方式。調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：· 轉(zhuǎn)速可在大范圍變化；· 轉(zhuǎn)速隨電壓成正比變化；· 調(diào)速平穩(wěn)，可無級(jí)調(diào)速；· 機(jī)械特性硬；· 效率高。制動(dòng)力矩若以電磁方式產(chǎn)生，就叫做電磁制動(dòng)。電機(jī)學(xué)中所講的制動(dòng)主要是指電磁制動(dòng)，并有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)三種形式。制動(dòng)時(shí)，開關(guān)S從“電動(dòng)”擲向“制動(dòng)”，勵(lì)磁回路不變，電樞回路經(jīng)制動(dòng)電阻RL閉合。此時(shí)電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)依然不變，電樞因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)在電樞回路中產(chǎn)生電流，但電流方向與電動(dòng)勢(shì)相反，相當(dāng)于一臺(tái)他勵(lì)發(fā)電機(jī)，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)

21、方向相反，因而產(chǎn)生制動(dòng)作用，使轉(zhuǎn)子減速，直至所有可轉(zhuǎn)換利用的慣性動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，消耗在制動(dòng)電阻及機(jī)組本身上，機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 能耗制動(dòng)利用機(jī)組動(dòng)能來取得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，操作簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)，但制動(dòng)時(shí)間較長（低速時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩很?。匾獣r(shí)可加機(jī)械制動(dòng)閘。反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是能很快地使機(jī)組停轉(zhuǎn)，但缺點(diǎn)是電流過大，其數(shù)值幾乎是直接起動(dòng)電流的兩倍（額定電流的30倍以上），對(duì)電機(jī)沖擊太大，有必要加以限制。為此，反接時(shí)電樞回路中串入了足夠大的電阻RL，使 Ia的沖擊值被控制在一個(gè)合理的允許范圍之內(nèi)。應(yīng)注意的是，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零值時(shí)，應(yīng)及時(shí)把電源斷開，否則電機(jī)將反轉(zhuǎn)運(yùn)行起來。需要說明的是，能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)都是把機(jī)組的動(dòng)能

22、，甚至于電網(wǎng)供給的功率全部消耗在電樞回路中的電阻Ra+RL上，很不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至某一數(shù)值，即EU時(shí)，電流將反向，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩起制動(dòng)作用，限制了轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步上升，將下坡時(shí)機(jī)車的位能轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng)，故稱為回饋制動(dòng)。2.7.2 經(jīng)典換向理論 1換向元件中的電動(dòng)勢(shì)（1）旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)ek。換向元件的元件邊在換向過程中從電樞表面移過的距離稱為換向區(qū)域。（2）電抗電動(dòng)勢(shì)er。換向元件在換向周期內(nèi)電流從+ia變?yōu)?ia，故與換向元件交鏈的磁通要發(fā)生變化，并在元件中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。換向元件中總的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)和電抗電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，對(duì)于換向良好的電機(jī)，在理想情況下，ek和 er大小相當(dāng)，方向相反，e0；反之， e不為零，導(dǎo)致?lián)Q向不良。就有可能在電刷下發(fā)生火花。經(jīng)典電磁換向理論表明，附加換向電流ik是導(dǎo)致延遲或超越換向，進(jìn)而產(chǎn)生火花的根本原因。因此，改善換向亦必須從減小ik入手，具體途徑：ª 減小換向回路合成電動(dòng)勢(shì)ª 增加換向回路電阻 前者顯然是更主要的，也是更根本的。要使e減小，兩種方法：方法之一是減小電抗電動(dòng)勢(shì)er，方法之二是在換向區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)適當(dāng)?shù)耐獯艌?chǎng)，使它能在換向元件內(nèi)產(chǎn)