第7章 直流電機

1、教學提示：直流電機包括直流發(fā)電機和直流電動機。直流電教學提示：直流電機包括直流發(fā)電機和直流電動機。直流電機理論主要包括兩方面的內(nèi)容：一是直流電機原理分析，二是機理論主要包括兩方面的內(nèi)容：一是直流電機原理分析，二是直流電機控制技術。前者主要從理論上分析討論直流電機工作直流電機控制技術。前者主要從理論上分析討論直流電機工作原理、結構組成及性能特點；后者則從技術上分析討論直流電原理、結構組成及性能特點；后者則從技術上分析討論直流電機的各種控制方式方法，如直流電機的起動、制動、調(diào)速運行機的各種控制方式方法，如直流電機的起動、制動、調(diào)速運行等等。另外直流電機是一種實用性很強的機電設備，本章結合等等。另外

2、直流電機是一種實用性很強的機電設備，本章結合實際，列舉一些典型題例，說明直流電機在實際生產(chǎn)中的應用。實際，列舉一些典型題例，說明直流電機在實際生產(chǎn)中的應用。第第 七章七章 直流電機直流電機 教學要求：本章讓學生了解直流電機的基本結構、工作原教學要求：本章讓學生了解直流電機的基本結構、工作原理以及直流電機的可逆性；熟悉直流電機的勵磁方式；掌握理以及直流電機的可逆性；熟悉直流電機的勵磁方式；掌握直流電機的工作特性。直流電機的工作特性。 直流電機是最早發(fā)展起來的一種直流電能和機械能相互轉(zhuǎn)直流電機是最早發(fā)展起來的一種直流電能和機械能相互轉(zhuǎn)換的電機。它可以將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽Q為直流發(fā)電機；換的電機。它

3、可以將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，稱為直流發(fā)電機； 也可以把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，稱為直流電動機。它們的工也可以把直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，稱為直流電動機。它們的工作原理都建立在電磁感應定律和電磁力定律的基礎上。直流電作原理都建立在電磁感應定律和電磁力定律的基礎上。直流電動機具有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣，調(diào)速平滑，調(diào)速能量消耗動機具有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣，調(diào)速平滑，調(diào)速能量消耗較少等優(yōu)點。在對起動性能和調(diào)速性能要求高的生產(chǎn)機械中較少等優(yōu)點。在對起動性能和調(diào)速性能要求高的生產(chǎn)機械中（例如大型礦井提升機、電機車及挖掘機等）常用直流電動機（例如大型礦井提升機、電機車及挖掘機等）常用直流電動機作為原動機，組成直流拖

4、動系統(tǒng)。直流發(fā)電機的用途是作直流作為原動機，組成直流拖動系統(tǒng)。直流發(fā)電機的用途是作直流電源，他們在化學工業(yè)的電解、電鍍設備中得到廣泛使用。電源，他們在化學工業(yè)的電解、電鍍設備中得到廣泛使用。7.1直流電機的構造和基本原理直流電機的構造和基本原理 7.1.1直流電機的結構直流電機的結構 直流電機是實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的設備，分為靜止和轉(zhuǎn)動兩大部分。靜止部分稱為定子，轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子。直流電機的結構如圖7-1所示。 1. 定子 定子由主磁極、換向極、機座、電刷裝置和端蓋等組成。 （1）主磁極 主磁極的作用是產(chǎn)生一個恒定的主極磁場,由主磁極鐵心和勵磁繞組組成,如圖6-2所示。磁極鐵心一般由1.5mm的低

5、碳鋼板沖片疊裝而成,其上部叫極身,下部叫極掌。 勵磁繞組用圓形截面或矩形截面的絕緣導體繞制、浸漆烘干而成。磁極鐵心套上勵磁繞組后用螺釘固定在機座上。主磁極數(shù)總數(shù)是偶數(shù)，各磁極上勵磁繞組通常都串聯(lián)連接，連接時要保證相鄰磁極的極性按N、S依次排列。為了改善換向，減小噪音，使氣隙磁場有較好的分布波形，通常在極掌下的氣隙是不均勻的，極身處的氣隙比極掌中部的大。 （2）換向極 換向極的作用是改善換向，消除或減小電刷與換向器之間的火花。換向極的結構與主磁極相似，由鐵心和勵磁繞組組成，鐵心由薄鋼板或整塊鋼制成，如圖6-3所示。換向磁極安裝在兩個主磁極之間的幾何中性線上，并用螺釘固定在機座上。換向磁極的數(shù)目一

6、般與主磁極相等，個別小電機，其換向極的數(shù)目也可以少于主磁極的數(shù)目。換向磁極繞組一般用粗的扁銅線繞成，只有幾匝，它總是與電樞繞組串聯(lián)，其極性根據(jù)換向要求確定。 （3）機座 為了保證良好的機械強度和導磁性能，機座由鑄鋼鑄成或由厚鋼板焊接而成。機座的作用有兩個。一是作為各磁極間的磁路，這部分稱為定子磁鋸；二是作為電機的機械支撐。它除用來固定主磁極、換向極和端蓋外，在機座下部兩邊還焊出兩個底腳，將電機固定在堅固的底座上。 （4）電刷 電刷是由石墨等做成的導電塊，放在刷握中，由彈簧把電刷壓在換向器表面上，刷握用螺釘固定在刷桿上，它們彼此絕緣。刷桿數(shù)與電機主磁極數(shù)目相同。電刷裝置由電刷、刷握、握桿、握桿座

7、及銅絲辮等零部件組成，圖6-4。其作用一是使轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子繞組能與外電路接通，使電流經(jīng)電刷輸人電樞或從電樞輸出；二是與換向器配合，獲得直流電壓。整個電刷裝置裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，可以在一定范圍內(nèi)移動，用來調(diào)整電刷位置。各電刷上的銅絲辮將電流接通到刷桿上，并將同極性的各刷桿用匯流條連在一起，再與換向極繞組串聯(lián)后，引到出線盒的接線柱上。（5）端蓋端蓋裝在機座兩側的端面上。用以保護電機內(nèi)部免受外界的侵害并保護運行人員的安全，防止觸電事故。在中、小型電機中，端蓋還負有支撐轉(zhuǎn)子的作用，此時滾動鈾承就裝在端蓋上。因此端蓋必須有足夠的強度，常用鑄鐵制成，用螺釘固定在機座端面上。對大型電機，一般改用支架式滑動鈾承

8、，這時軸承由直接固定在底座上的軸承座支撐。 2. 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子又叫電樞，是直流電機的重要部件，主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器。風扇、轉(zhuǎn)鈾和支架等。 1）電樞鐵心 電樞鐵心是主磁路的一部分。當電樞在磁場中旋轉(zhuǎn)時，鐵心中的磁通方向不斷變化，因而會產(chǎn)生渦流及磁滯損耗，為了減少磁損耗，鐵心通常用厚硅鋼片制成，并固定在轉(zhuǎn)子支架上。對較大的電機，為了加強冷卻，常在帶槽的圓形硅鋼片上沖有軸向通風孔。 （2）電樞繞組 電樞繞組是直流電機的主要電路，是直流電機實 現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關鍵部件。它由許多形狀完全相同的線圈按一定規(guī)律聯(lián)接而成。線圈用絕緣導線繞制，分上、下兩層嵌人鐵芯槽內(nèi)。線圈與槽之間有絕緣，線圈上、下

9、層之間有層間絕緣。它有兩個出線端，分別焊在兩個換向片上。當電樞在磁場中旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組中產(chǎn)生感應電動勢；當電樞繞組中流過電流時，電樞就在磁場中受力而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 （3）換向器 換向器是直流電機最重要的部件之一。換向器由許多換向片組成。根據(jù)電機容量和轉(zhuǎn)速的不同，它有多種結構型式。常用的有金屬套筒式換向器和塑料換向器。換向器的導電部分是由許多楔形的銅質(zhì)換向片圍成的圓柱體。片與片間墊以厚的云母絕緣。圓柱體用金屬套筒或塑料緊固成一個整體，如圖6-6 所示。金屬套筒與換向片之間還需用云母套筒絕緣。 對于發(fā)電機，換向器的作用是將繞組中的交變感應電勢轉(zhuǎn)換為電刷上的直流電勢；對于電動機則是將電刷上的直流電流

10、轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交流電流，產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。 (4) 風扇、轉(zhuǎn)軸和支架 對于小容量電機，轉(zhuǎn)子鐵芯就裝在轉(zhuǎn)軸上。對于大容量電機，為減少硅鋼片的消耗和減輕轉(zhuǎn)子重量，軸上裝有支架，鐵芯裝在支架上。此外，在軸上還裝有風扇；以加強電機的冷卻散熱。1. 直流電動機的基本工作原理7.1.2直流電機的工作原理直流電機的工作原理 2. 直流發(fā)電機的基本工作原理勵磁繞組的供電方式，稱為勵磁方式。直流電機的運行特性因勵磁方式的不同有明顯的區(qū)別。按照勵磁方式，可把直流電機分為他勵和自勵兩大類。一、他勵式他勵是指直流電機的勵磁繞組由另外的電源供電，勵磁繞組與電樞繞組不相連接，其接線圖如圖6-9(a)所示。永磁式直流

11、電機屬于此類，由永久磁鐵建立主磁場,與電樞電流無關。二、自勵式自勵式直流發(fā)電機利用自身發(fā)出的電流勵磁；自勵式直流電動機的勵磁繞組與電樞繞組由同一電源供電。自勵直流電機按勵磁繞組與電樞繞組連接方式不同分為三種。1)并勵式。勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，如圖6-9(b)所示。并勵時，勵磁繞組上的電壓就是電樞繞組的端電壓。7.1.3直流電機的勵磁直流電機的勵磁 2)串勵式。勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，如圖6-9(c)所示。串勵時，勵磁電流就是電樞電流或電樞電流的分流。3)復勵式。主磁極鐵心上裝有兩個勵磁繞組，一個是與電樞并聯(lián)的并勵繞組，另一個是與電樞串聯(lián)的串勵繞組，如圖6-9 (d) 所示。若兩勵磁繞組產(chǎn)生的

12、磁動勢方向相同，則稱為積復勵；反之，則稱為差復勵。并勵繞組與電樞繞組并聯(lián)后，再與串勵繞組串聯(lián) (如圖6-9 (d)中實線所示)，稱為短復勵；串勵繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再與并勵繞組并聯(lián) (如圖6-9 (d)中虛線所示)，稱為長復勵。7.2.1 直流電動機的起動與制動7.2直流電機的啟動與反轉(zhuǎn)直流電機的啟動與反轉(zhuǎn) 1. 直流電動機的起動電動機的起動是指電動機接通電源后，電動機由靜止狀態(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。電動機在起動瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩，起動轉(zhuǎn)矩為 stTstICT對于串勵式和復勵式直流電動機，由于電樞電流同時也是勵磁電流(對串勵繞組而言)，因此當起動電流增加時，起動轉(zhuǎn)矩增加得更多，這

13、樣一來，電動機的起動將會更加容易。 因為電樞電阻很小，所以直接起動電流將達到很大的數(shù)值，通?？蛇_到額定電流的10倍以上。過大的起動電流會引起電網(wǎng)電壓的下降，影響電網(wǎng)上其他用戶的正常用電并使電動機的換向嚴重惡化，甚至會燒壞電動機；同時過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機構。因此，除了個別容量很小的電動機外 (通常僅用于以下)，一般直流電動機是不允許直接起動的。 對直流電動機的起動，一般有如下要求: (1)要有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩。 (2)起動電流要限制在一定的范圍內(nèi)。 (3)起動設備簡單、可靠。 目前直流電動機的起動方法大體上有以下幾種: （1）直接起動法 把直流電動機直接接人直流電源(例如蓄電池)

14、全壓起動的方法稱為直接起動法，這種方法對起動電流不加限制，因此只適用于額定功率以下的小型電動機。 （2）起動電阻起動法 圖7-10示出了一種采用起動電阻起動的直流電機起動器，適用于額定功率為數(shù)十千瓦以下的直流電動機的起動。其內(nèi)部設有保護裝置，保證只有在全部起動電阻接人的情況下才允許電動機起動。電動機起動時，首先把開關接入電源，然后用手搬動手柄向箭頭方向轉(zhuǎn)動，將起動電阻依次短接，電阻短接結束后，手柄被卷繞在鐵心上的無電壓線圈吸引并保持在運行狀態(tài)，至此電動機起動結束。停電時或開關斷開時，由于無電壓線圈無勵磁，在彈簧拉力的作用下手柄返回初始起動位置。一般說來，手柄轉(zhuǎn)動的速度不宜過快，應一邊監(jiān)視電流的

15、變化一邊轉(zhuǎn)動手柄。 （3）自動起動法 這是一種使用接觸器自動地將電樞回路串聯(lián)的 起動電阻依次短接的起動方法。根據(jù)短接瞬時檢測 方法的不同，具體可分為以下幾種方法。 1)限流起動法. 起動時，隨著電動機轉(zhuǎn)速逐漸升高，起動電流也逐漸減小，當起動電流減小到某一值時，用欠電流繼電器檢測這一電流值，并用接觸器依次短接起動電阻。圖6-11出示了限流起動法的原理接線圖和順序控制的運行說明圖。 （3）降壓起動法 當電樞電源的電壓可調(diào)時，例如晶閘管可控整流電源，直流電動機可采用降壓起動法，也稱為倫納德(Leonard)法。起動時，以較低的電源電壓起動電動機，起動電流便隨電壓的降低而成正比減小。隨著電動機轉(zhuǎn)速的上

16、升，反電動勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，從而保證電動機按需要的加速度升速。這時，由于主電路不必使用限流電阻器，也就省去了這部分損耗，使降壓起動具有較高的效率。 2. 直流電動機的制動 在電力拖動系統(tǒng)中，電動機經(jīng)常需要工作在制動狀態(tài)。例如，許多生產(chǎn)機械工作時，往往需要快速停車或者由高速運行迅速轉(zhuǎn)為低速運行，這就要求對電動機進行制動。 對于像起重機等重型工作機械，為了獲得穩(wěn)定的下放速度，電動機也必須運行在制動狀態(tài)。因此，電動機制動運行也是十分重要的。 直流電動機的制動方法可分為電氣制動法和機械制動法。與其他種類的電動機一樣，機械制動法主要有電磁制動器、手動

17、制動器、液壓制動器以及空氣制動器等，本節(jié)僅介紹電氣制動方法。所謂的制動就是采用與電動機轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)、減速或限制在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行。 直流電動機的電氣制動法主要有以下三種: 1)能耗制動(dynamicbrake)； 把電樞繞組從電網(wǎng)斷開并立即換接到制動電阻上，這時電機作發(fā)電機運行，把轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)換成電能并消耗在制動電阻和電樞電阻上。因此能耗制動也稱為電阻制動。直流電動機的類型不同，制動電路的接線方法也不相同。圖 6-12 為并勵電動機的能耗制動電路。 并勵電動機制動時，保持勵磁電流不變，把電樞繞組從“電動”狀態(tài)切換到“制動”狀態(tài)，圖中的為制動電阻。圖 6-13 為串勵電

18、動機的能耗制動電路，有兩種接線方式。圖6-13(a)中，電動機作為串勵發(fā)電機產(chǎn)生制動作用；圖6-13(b)中，將串勵繞組接成他勵式，把制動電阻接至電樞回路。復勵電動機能耗制動時，可以只使用并勵繞組，也可以并勵和串勵繞組共用。 2)反接制動(plugging)； 反接制動是把正向運行中電動機的直流電源反極性切換而實行的快速制動方法。圖6-14 示出了反接制動的控制電路。 電動機作“電動”運行時，使接觸器處于狀態(tài)，電樞電流沿圖中實線所示方向流通；實行反接制動時，保持勵磁電流不變，使接觸器處于off狀態(tài)，而接觸器則處于狀態(tài)，這時電樞電流改變?yōu)閳D中虛線所示方向。由于制動時電樞電流方向與“電動”運行時的

19、相反，因此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)。由于電樞回路的電源極性反接，使電樞感應電壓與電源電壓相加。設 電樞回路電阻為，制動電流將按線性方式從初始的約2V/R變化到電動機停轉(zhuǎn)時的1V/R，因此可實現(xiàn)快速制動。一般情況下，為了防止制動電流過大，制動時應在主回路中串接制動電阻。 3)回饋制動。 電動機接線保持不變，當電動機運行的轉(zhuǎn)速超過空載轉(zhuǎn)速時，電動機變?yōu)榘l(fā)電機運行狀態(tài)，這時電動機的電流與電動機的方向相反，電動機把機械能轉(zhuǎn)換成電能回饋給電網(wǎng)。并產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。 回饋制動主要有以下兩種運行狀態(tài): 1) 減速時的過渡狀態(tài)。 直流電動機采用磁場控制時，為了降低轉(zhuǎn)速可以增大勵磁電流，這時電動機的感應電動勢增大并大于

20、電源電壓，電流回饋給電源使電動機減速。隨著轉(zhuǎn)速的降低，感應電動勢也隨之減小到小于電源電壓。當電樞感應電動勢與電樞內(nèi)部壓降之和再次與電源電壓平衡時，電動機將穩(wěn)定運行在新的設定轉(zhuǎn)速上。采用反并聯(lián)靜止倫納德裝置(參見圖6-15)或沃德-倫納德(Ward-Leonard)裝置控制時，常常出現(xiàn)上述過渡狀態(tài)。 2) 回饋制動運行。 一般回饋制動只適用于提升系統(tǒng),用來高速下放重物。 例如控制卷揚機下降運行時, 電動機的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速方向相反, 這時電動機連續(xù)地把機械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋給電網(wǎng), 處于回饋制動運行狀態(tài)。 1. 直流電動機的換向 直流電機電樞繞組中一個電樞元件經(jīng)過電刷從一個支路轉(zhuǎn)換到另一個支路里時

21、，電流方向改變的過程稱為換向。當電機帶負載后，元件中的電流經(jīng)過電刷時，電流方向會發(fā)生變化。換向不良會產(chǎn)生電火花或環(huán)火（換向器表面正負電刷間產(chǎn)生電弧而短路），嚴重時將燒毀電刷，導致電機不能正常運行，甚至引起事故 7.2.2 直流電動機的換向與反轉(zhuǎn)直流電動機的換向與反轉(zhuǎn) 直流電機每個支路里所含電樞元件的總數(shù)是相等的，但是，就某一個元件來說它一會兒在這個支路里，一會兒又在另一個支路里，一個元件從一個支路換到另一個支路時，要經(jīng)過電刷。 當電機帶了負載后，電樞元件中有電流流過，同一支路里各元件的電流大小與方向都是一樣的，相鄰支路里電流大小雖然一樣，但方向卻是相反的?？梢?，某一元件經(jīng)過電刷，從一個支路換到

22、另一個支路時，元件里的電流必然改變方向?，F(xiàn)以圖6-16 所示的單疊繞組為例來看某元件里電流換向的過程。 換向問題很復雜，換向不良會在電刷與換向片之間產(chǎn)生火花，當火花大到一定程度時 有可能損壞電刷和換向器表面，從而使電機不能正常工作。 2. 換向的電磁理論 換向過程中，換向元件中會產(chǎn)生電抗電動勢和運動電動勢，并因此引起換向元件中電流的變化。 I)電抗電動勢 2)運動電動勢 3. 產(chǎn)生火花的原因 直流電機運行時往往在電刷下發(fā)生火花，雖然電刷下的小部分發(fā)生微弱火花對電機運行并無危害，但如果火花范圍擴大或程度強烈，則將燒灼換向器和電刷，使其表面粗糙和留有灼痕，而不光滑的換向器表面與粗糙的電刷接觸又使火

23、花程度加強。如此循環(huán)積累下去，將很快使電機不能繼續(xù)運行。所以，在實際運行時，電刷下面的火花不應超過一定的等級。我國國家標準 GB755一1981將火花分成五個等級: I級:電刷下無火花；換向器上沒有黑痕以及電刷上沒有灼痕。 級:電刷邊緣僅小部分 (約1/5至1/4刷邊長)有斷續(xù)的點狀火花；換向器上沒有黑痕以及電刷上也沒有灼痕。411 級:電刷邊緣大部分 (大于1/2刷邊長)有連續(xù)的較稀的顆粒狀火花；換向器上有黑 痕，但不發(fā)展，用汽油擦其表面可除去，同時電刷上有輕微灼痕。 2級:電刷邊緣全部或大部分有連續(xù)的較密的顆粒狀的火花，開始有斷續(xù)的舌狀火花； 換向器上有黑痕，用汽油不能擦除，同時電刷上有灼

24、痕。如短時出現(xiàn)這一級火花，換向器上不出現(xiàn)灼痕，電刷不燒焦或損壞。 3級:電刷整個邊緣有強烈的舌狀火花，伴有爆裂聲音；換向器上黑痕較嚴重，用汽油 不能擦除，同時電刷上有灼痕。如在這一級火花等級下短時運行，則換向器上將出現(xiàn)灼痕，同時電刷將被燒焦或損壞。211 對于一般直流電機，在額定負載下運行，其火花等級應不超過級。 產(chǎn)生火花的原因很多，主要有下列幾種。 一、電磁性原因 二、機械原因 主要是換向器、轉(zhuǎn)子和電刷裝置等方面的缺陷，如換向器偏心、換向片間的云母絕緣突出、轉(zhuǎn)子平衡不良、電刷在刷握盒中松動、電刷壓力不適當以及電刷表面粗糙等，都可能導致電刷與換向器接觸不良或發(fā)生振動而產(chǎn)生火花。也有由于各個刷桿

25、之間、或磁極之間距離不相等，使換向元件受到主磁極磁場的作用而引起火花。 三、化學原因 換向器表面的氧化亞銅薄膜的形成，對電機的良好換向有重大作用。如果電刷壓力過 大，或在高空缺氧與缺乏水汽，或在具有破壞氧化膜的氣體 (如酸性氣體等)的環(huán)境工作，都會使換向器表面的氧化膜遭到破壞，于是就容易引起火花。 總之產(chǎn)生火花的原因是多方面的，情形相當復雜，要結合具體情況來分析。 4.改善換向的方法 改善換向的目的在于消除或削弱電刷下的火花。由于電磁原因是產(chǎn)生火花的主要因素， 所以下面主要分析如何消除或削弱由此引起的電磁性火花。 1）選用合適的電刷，增加電刷與換向片之間的接觸電阻 電機用電刷的型號規(guī)格很多，其

26、中碳一石墨電刷的接觸電阻最大，石墨電刷和電化石 墨電刷次之，銅一石墨電刷的接觸電阻最小。 直流電機如果選用接觸電阻大的電刷，有利于換向，但接觸壓降較大，電能損耗大， 發(fā)熱厲害，同時由于這種電刷允許的電流密度較小，電刷接觸面積和換向器尺寸以及電刷的摩擦都將增大。設計制造電機時綜合考慮兩方面的因素，選擇適當?shù)碾娝⑴铺?。為此，在使用維修中，欲更換電刷時，必須選用與原來同一牌號的電刷，如果實在配不到相同牌號的電刷，那就盡量選擇特性與原來相接近的電刷，并全部更換。 2）裝設換向極 目前改善直流電機換向最有效的辦法是安裝換向極。 3） 移動電刷位置 4）減小電抗電動勢 5. 直流電動機的反轉(zhuǎn) 由于生產(chǎn)工藝

27、上的要求，有些直流拖動系統(tǒng)，例如電力機車，需要電動機同時具備正、反向旋轉(zhuǎn)的功能。 由前面分析得知，直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩，所以電動機運行時的旋轉(zhuǎn)方向與電磁轉(zhuǎn)矩的方向一致。為了改變電動機的轉(zhuǎn)向，就要改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。電磁轉(zhuǎn)矩取決于磁通和電樞電流的相互作用。只要磁通和電樞電流的方向有一個發(fā)生改變，則電磁轉(zhuǎn)矩和電樞轉(zhuǎn)向也隨之改變。具體方法有二: (1)保持電樞端電壓的極性不變，將勵磁繞組反接，使勵磁電流反向，而改變磁通的方向； (2)保持勵磁繞組的電壓極性不變，將電樞繞組反接，使電樞電流改變方向。 顯而易見，如果電樞繞組和勵磁繞組同時反接，使磁通和電樞電流都改變方向，則電磁轉(zhuǎn)矩和電樞旋轉(zhuǎn)方

28、向都達不到反向的目的。 由于直流電動機勵磁繞組的匝數(shù)較多，電感較大，反向勵磁的建立過程緩慢，電動機反轉(zhuǎn)的過程不能迅速進行。同時，當勵磁繞組斷開時，會產(chǎn)生很高的感應電勢，可能使絕緣擊穿，所以在實際應用中，多采用反接電樞繞組的方法來實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)。7.3 直流電動機的調(diào)速直流電動機的調(diào)速 在生產(chǎn)實踐中，有許多生產(chǎn)機械根據(jù)工藝要求需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。例如刨床在切割過程中，當?shù)毒咔腥牒屯顺龉ぜr要求用較低的轉(zhuǎn)速；中間一段切削用較高的速度；工件臺返回時則用高速。又如軋鋼機在軋制不同截面與品種的鋼材時，需要采用最合適的轉(zhuǎn)速?？梢?，調(diào)節(jié)生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速是生產(chǎn)工藝的要求，也是生產(chǎn)控制過程的重要一環(huán)。 電力拖動系統(tǒng)的

29、調(diào)速可以采用機械調(diào)速、電氣調(diào)速或二者配合起來調(diào)速。通過改變傳動機構速比進行調(diào)速的方法稱為機械調(diào)速；通過改變電動機參數(shù)進行調(diào)速的方法稱為電氣調(diào)速。本節(jié)只介紹他勵直流電動機的電氣調(diào)速。 為了評價各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點，對調(diào)速方法提出了一定的技術經(jīng)濟指標，稱為調(diào)速指標。下面先對調(diào)速指標作介紹，然后討論他勵電動機的調(diào)速方法。 一、評價調(diào)速的指標 評價調(diào)速性能好壞的指標有以下4個方面。 1）調(diào)速范圍 2）靜差率 (相對穩(wěn)定性) 3）調(diào)速的平滑性 4）調(diào)速的經(jīng)濟性 二、調(diào)速方法 他勵直流電動機的電氣調(diào)速就是通過改變電動機的電氣參數(shù)而人為地改變電動機的機械特性，從而使負載工作點發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速隨之變化?？梢?，在調(diào)速前后，電動機必然運行在不同的機械特性上