電機(jī)學(xué)6直流電動(dòng)機(jī)

第16章直流電機(jī)直流電機(jī)用途和基本工作原理和結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的額定值§16—1直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)基本工作原理直流電機(jī)的用途：視頻固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。左圖表示一臺(tái)最簡單的兩極直流電機(jī)模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止的主磁極N和S，在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對(duì)固定不動(dòng)的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。直流發(fā)電機(jī)（1）線圈中的電動(dòng)勢和電流都是交流電，通過換向片及電刷作用產(chǎn)生的直流電動(dòng)勢及直流電流。（2）感應(yīng)電動(dòng)勢和電流的方向始終一致。（3）電磁電流產(chǎn)生的磁場在空間上是一個(gè)恒定不變的磁場。（4）電磁力制動(dòng)性質(zhì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，原動(dòng)機(jī)必須輸入機(jī)械功率克服電磁力矩制動(dòng)作用使轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。直流電動(dòng)機(jī)（1）將直流電源通過電刷接通電樞繞組，使電樞導(dǎo)體有電流（交流）流過。換向片和電刷起逆變作用。（2）從空間上看，電樞電流產(chǎn)生的磁場是一個(gè)恒定磁場。（3）電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞導(dǎo)體切割磁力線也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢與電樞電流方向相反。（4）直流電動(dòng)機(jī)中，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向一致，是驅(qū)動(dòng)性質(zhì)。歸納：（1）所有的直流電機(jī)的電樞繞組總是自成閉路。（2）電樞繞組的支路數(shù)（2a）永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)，這是由于磁極數(shù)(2p)是一個(gè)偶數(shù).注：a－支路對(duì)數(shù)

；p－極對(duì)數(shù)（3）為了得到最大的直流電勢，電刷總是與位于幾何中線上的導(dǎo)體相接觸。（4）每根電樞導(dǎo)體的電勢性質(zhì)是交流電，而經(jīng)電刷引出的電勢為直流電勢。16-2直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)工作原理

把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過。

直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

在磁場作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。直流電機(jī)的組成

鐵心

主磁極：建立主磁場機(jī)座：構(gòu)成磁路、支撐勵(lì)磁繞組定子電刷：整流和逆變的作用鐵心換向極：改善直流電機(jī)的換向

端蓋：構(gòu)成磁路、防護(hù)換向極繞組

電樞鐵心：主磁路的組成部分又是電樞繞組支撐部分

轉(zhuǎn)子電樞繞組：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢、電磁轉(zhuǎn)矩、進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換換向器：整流（發(fā)電機(jī)）、逆變（電動(dòng)機(jī)）每部分都由電磁和機(jī)械部分組成，以滿足電磁作用的條件。16-3直流電機(jī)的額定值

在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以保證各電氣設(shè)備長期可靠地工作額定功率PN：指電機(jī)在規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率。直流發(fā)電機(jī)：PN是指從發(fā)電機(jī)引出端輸出的電功率PN＝UNIN

；直流電動(dòng)機(jī)：PN是指從它的轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率PN＝UNINηN額定電壓UN：指額定狀態(tài)下電機(jī)出線端的電壓。額定電流IN：指額定狀態(tài)下電機(jī)出線端的電流。額定轉(zhuǎn)速nN：指額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位r/min。額定勵(lì)磁電流If：指電機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)的勵(lì)磁電流值。當(dāng)實(shí)際電流大于額定電流時(shí)，稱為過載或超載，長期會(huì)影響壽命（過熱）；當(dāng)實(shí)際電流小于額定電流時(shí)，稱為欠載或輕載，容量不能充分利用，會(huì)降低效率；當(dāng)實(shí)際電流等于額定電流時(shí)，稱為滿載運(yùn)行。又叫額定負(fù)載狀態(tài)長期欠載運(yùn)行將造成電機(jī)浪費(fèi)，而長期過載運(yùn)行會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命。電機(jī)最好運(yùn)行于額定狀態(tài)或額定狀態(tài)附近，此時(shí)電機(jī)的運(yùn)行效率、工作性能等比較好。額定條件下電機(jī)所能提供的功率指電刷間輸出的額定電功率發(fā)電機(jī)指軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)：是指輸出額定電壓；電動(dòng)機(jī)：是指輸入額定電壓。在額定工況下，電機(jī)出線端的平均電壓在額定電壓下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的電流在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速.對(duì)應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號(hào)等。第17章直流電機(jī)的運(yùn)行原理17.1直流電機(jī)的電樞繞組17.2直流電機(jī)的磁場和電樞反應(yīng)17.3直流電機(jī)的換向17.4電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩17.5直流電機(jī)的基本方程式§17—1直流電機(jī)的電樞繞組電樞繞組是直流電機(jī)的電路部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的樞鈕。直流電機(jī)的電樞繞組分為五種形式單疊繞組、復(fù)疊繞組、單波繞組、復(fù)波繞組、蛙形繞組?；拘g(shù)語：繞組元件：指兩端分別與兩片換向片接觸的單匝或多匝線圈。電樞繞組：由許多結(jié)構(gòu)相同的繞組元件構(gòu)成的。元件邊：在電樞槽中，能與磁場作用產(chǎn)生電動(dòng)勢或轉(zhuǎn)矩的有效邊是指線圈的直線部分。端部（端接）：端部是指線圈非接觸電樞鐵心的那個(gè)部分。上、下層邊：從工藝上考慮，一個(gè)線圈在嵌線時(shí)必須使一個(gè)有效邊在下層邊，另一個(gè)有效邊必須在上層邊。槽數(shù)Z=元件數(shù)S=換向片數(shù)K極距：相鄰兩個(gè)主磁極軸線之間的距離。用槽數(shù)表示p為主磁極極對(duì)數(shù)

基本術(shù)語：第一節(jié)矩y1:元件的兩條有效邊在電樞表面上所跨的距離稱為第一節(jié)矩。用槽數(shù)來表示。所以y1是一個(gè)整數(shù)。當(dāng)y1=τ，為整矩繞組，當(dāng)y1<τ為短矩繞組。因?yàn)槎叹乩@組有利于換向，尚能節(jié)省部分端部用銅，故常被采用。ε為小于1的分?jǐn)?shù)。第二節(jié)矩y2:在相串連的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊在電樞表面上所跨的距離，稱為第二節(jié)矩y2，用槽數(shù)表示。合成節(jié)矩y：相串連的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面所跨的距離，稱為合成節(jié)矩y。用槽數(shù)表示。換向器節(jié)矩yk:每個(gè)元件的首末兩端所連接的兩片換向片在換向器表面上的距離，用換向片數(shù)表示。注：換向器的節(jié)距總是等于合成節(jié)矩。y=yk

單波繞組單疊繞組單疊繞組單疊繞組：相鄰聯(lián)接的兩個(gè)元件互相交錯(cuò)地重疊。多個(gè)相鄰元件依次串聯(lián)，同時(shí)每個(gè)元件的引線端依次焊接到相鄰的換向片上最后形成閉合回路。整個(gè)繞組成折疊式前進(jìn)y=yk=1時(shí)繞組向右移動(dòng)；y=yk=-1時(shí)繞組向左移動(dòng)；（用銅量較多，很少采用）換向片數(shù)=元件數(shù)=單迭繞組的槽數(shù)電樞繞組的特點(diǎn)第一節(jié)距全部元件通過換向器連接成一個(gè)閉合回路，由于沿回路中各元件的電動(dòng)勢之和為零，所以不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流電樞繞組為雙層繞組，S=K=Z直流電機(jī)的電刷數(shù)目等于主磁極數(shù)2P。安放電刷的原則：幾何中性線上單疊繞組：y=yk=1,且并聯(lián)支路數(shù)a=P單波繞組：y=yk=（k-1）/p為整數(shù),a=1

一臺(tái)4極16槽直流電機(jī)，換向片數(shù)K=16；元件數(shù)S=16；試畫出整距右行單疊繞組展開圖。畫出均勻分布的平行豎線代表電機(jī)各槽，槽數(shù)等于平行線數(shù)，每個(gè)槽有一條實(shí)線和一條虛線，分別表示上層邊和下層邊。標(biāo)出元件：畫出第一個(gè)元件，跨從1~5。展開圖中可以把一個(gè)元件畫成一匝。第一個(gè)元件的引出線端畫出換向器的兩根橫平行線，并標(biāo)換向片號(hào)；換向片編號(hào)與上層邊槽號(hào)及元件號(hào)相同。依次串聯(lián)16個(gè)元件。再畫出各磁極N、S、N、S。單疊繞組的展開圖畫電刷，電刷組數(shù)=主磁極數(shù),繞組的電刷中心線在每個(gè)磁極的中心線上?！技幢ＷC電刷必須與位于幾何中線處的導(dǎo)體相接觸。畫出電樞轉(zhuǎn)向和電刷連線此時(shí)的等效電路圖，一條主磁極對(duì)應(yīng)一條支路，單疊繞組的支路數(shù)等于極數(shù)，這里為4極，即有4個(gè)支路a=p；電樞繞組的總電流Ia=2a*ia(ia為各支路的電流即元件電流或元件中每匝導(dǎo)體電流)單波繞組單波繞組：相鄰聯(lián)接的兩個(gè)元件呈波浪形單波繞組的連接規(guī)律是從某一換向片開始，把相隔約為一對(duì)極距的同極性磁極下對(duì)應(yīng)位置的所有元件串聯(lián)起來，直到沿電樞和換向器繞過一周后，恰好回到開始換向片的相鄰換向片上。然后，從該換向片開始，繼續(xù)繞連，一直把全部元件聯(lián)完，最后又回到開始出發(fā)的那個(gè)換向片，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。右行繞組端接交叉，且比左行繞組端接線略長，故波繞組常用左行繞組。對(duì)應(yīng)元件邊處于同極性主的磁極下，所以其合成節(jié)距應(yīng)接近或等于一對(duì)極的距離，但不能正好等于二倍極距。（如果相等的話無法繞下去）畫出4極15槽單波左行繞組展開圖分析：合成節(jié)距y＝（k－1）/P＝（15－1）/2＝7（槽）（左行）

第一節(jié)距y＝Z/(2P)+ε=15/4-3/4=31（槽）采用短距繞組(y1<τ)

第二節(jié)距y2＝y(tǒng)－y1＝4（槽）；小結(jié)：常用直流電機(jī)繞組型式的支路數(shù)2a。單疊繞組：2a=2p；單波繞組：2a=2；雙疊繞組：2a=4p；雙波繞組：2a

單波繞組的并聯(lián)支路圖:單波繞組的特點(diǎn)1）同極下各元件串聯(lián)起來組成一條支路，支路對(duì)數(shù)為1，與磁極對(duì)數(shù)無關(guān)；2）當(dāng)元件的幾何形狀對(duì)稱時(shí)，電刷在換向器表面上的位置對(duì)準(zhǔn)主磁極中心線，支路電動(dòng)勢最大；3）電刷數(shù)等于磁極數(shù)；4）電樞電動(dòng)勢等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢；5）電樞電流等于兩條支路電流之和?！?7—2直流電機(jī)的磁場和電樞反應(yīng)直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的空載時(shí)的磁場直流電機(jī)的負(fù)載時(shí)磁場直流電機(jī)的勵(lì)磁方式他勵(lì)式：線端電流等于電樞電流，勵(lì)磁電流獨(dú)立值小。并勵(lì)式：線端電流等于電樞電流加上勵(lì)磁電流。串勵(lì)式：線端電流等于電樞電流等于勵(lì)磁電流。復(fù)勵(lì)式：每個(gè)主磁極上套有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，分為長復(fù)勵(lì)和短復(fù)勵(lì)。先并后串（并聯(lián)繞組先與電樞繞組并聯(lián)然后在與串聯(lián)繞組串聯(lián)）為短復(fù)勵(lì)；先串在并是長復(fù)勵(lì)。如果Fs（串）和Ff（并）方向一致，稱為積復(fù)勵(lì)；如果兩者方向相反稱為差復(fù)勵(lì)。

直流電機(jī)工作中，主磁極產(chǎn)生主磁極磁動(dòng)勢，電樞電流產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢。電樞磁動(dòng)勢對(duì)主極磁動(dòng)勢的影響稱為電樞反應(yīng)。

右圖為一臺(tái)四極直流電機(jī)空載時(shí)的磁場示意圖。當(dāng)勵(lì)磁繞組的串聯(lián)匝數(shù)為，流過電流，每極的勵(lì)磁磁動(dòng)勢為：

直流電機(jī)中，主磁通是主要的，它能在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，而漏磁通沒有這個(gè)作用，它只是增加主磁極磁路的飽和程度。在數(shù)量上，漏磁通比主磁通小得多，大約是主磁通的20%。磁力線由N極出來，經(jīng)氣隙、電樞齒部、電樞鐵心的鐵軛、電樞齒部、氣隙進(jìn)入S極，再經(jīng)定子鐵軛回到N極主磁通主磁路磁力線不進(jìn)入電樞鐵心，直接經(jīng)過氣隙、相鄰磁極或定子鐵軛形成閉合回路漏磁通漏磁路

空載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢主要消耗在氣隙上。當(dāng)忽略鐵磁材料的磁阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形狀。幾何中性線極靴極身（a）氣隙形狀

磁極中心及附近的氣隙小且均勻，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠近極尖處，氣隙逐漸變大，磁通密度減??；極尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著減少，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零。直流電機(jī)空載時(shí)的磁場

空載時(shí)的氣隙磁通密度為一平頂波，如下圖(b)所示。

空載時(shí)主磁極磁通的分布情況，如右圖(c)所示。

為了感應(yīng)電動(dòng)勢或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機(jī)氣隙中需要有一定量的每極磁通，空載時(shí)，氣隙磁通與空載磁動(dòng)勢或空載勵(lì)磁電流的關(guān)系，稱為直流電機(jī)的空載磁化特性。如右圖所示。

為了經(jīng)濟(jì)、合理地利用材料，一般直流電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，額定磁通設(shè)定在圖中A點(diǎn)，即在磁化特性曲線開始進(jìn)入飽和區(qū)的位置。直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的磁場直流電機(jī)接上負(fù)載時(shí)，氣隙磁場由主磁極的勵(lì)磁磁動(dòng)勢和電樞磁動(dòng)勢共同建立。規(guī)定：磁力線由電樞出來進(jìn)入定子繞組磁極時(shí)為正，當(dāng)磁力線從定子磁極出來而進(jìn)入電樞時(shí)為負(fù)。磁通密度在極下若氣隙均勻，則Bax正比于x；而在極間，氣隙大，所以Bax很小，所以Bax為馬鞍形磁密波。最后迭加得負(fù)載時(shí)氣隙磁密波形。直流電機(jī)的電樞反應(yīng)負(fù)載時(shí)，電樞電流所生的磁動(dòng)勢對(duì)氣隙中主磁場產(chǎn)生影響，稱為電樞反應(yīng)。氣隙磁場發(fā)生畸變.在直流電機(jī)中，不論電樞繞組是哪種型式，各支路電流都是通過電刷引入獲引出，因此電刷是電樞表面上電流分布的分界線。電樞磁勢的軸線總是與電刷軸線相重合。直流電機(jī)電樞反應(yīng)特點(diǎn)使氣隙磁場發(fā)生畸變，電動(dòng)機(jī)前極尖磁場被加強(qiáng)后極尖磁場減弱，發(fā)電機(jī)剛相反使物理中性線（氣隙中各點(diǎn)磁密為零的連線）偏移。電動(dòng)機(jī)逆向?qū)Υ磐ǖ挠绊憽ｋ娝⒃趲缀沃行跃€上時(shí)，磁路不飽和時(shí)與空載時(shí)一樣，磁路飽和時(shí)有電樞反應(yīng)有去磁作用。交軸和直軸電樞反應(yīng)當(dāng)電刷不在幾何中線時(shí)，設(shè)移過一個(gè)小角度β，除了交軸電樞磁動(dòng)勢外，還會(huì)產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢。電樞磁勢分解成兩個(gè)分量Faq和Fad；即Fa＝Fad＋Fad交軸電樞反應(yīng)：使主磁場的波形畸變。直流發(fā)電機(jī)，前極端（去磁），后極端（增磁）；。直流電動(dòng)機(jī)，前極端（增磁），后極端（去磁）。直軸電樞反應(yīng)：電刷偏移方向直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)順轉(zhuǎn)向偏去磁增磁逆轉(zhuǎn)向偏增磁去磁1換向概述§

17—3直流電機(jī)的換向

為了分析方便假定換向片的寬度等于電刷的寬度。

直流電機(jī)的某一個(gè)元件經(jīng)過電刷，從一條支路換到另一條支路時(shí),元件里的電流方向改變，即換向。

電樞移到電刷與換向片2接觸時(shí)，元件1的被短路，電流被分流。

電刷與換向片1接觸時(shí)，元件1中的電流方向如圖所示，大小為。

電刷僅與換向片2接觸時(shí)，元件1中的電流方向如圖所示，大小為元件112

換向問題很復(fù)雜，換向不良會(huì)在電刷與換向片之間產(chǎn)生火花。當(dāng)火花大到一定程度，可能損壞電刷和換向器表面，使電機(jī)不能正常工作。

產(chǎn)生火花的原因很多，除了電磁原因外，還有機(jī)械的原因。此外換向過程還伴隨著電化學(xué)和電熱學(xué)等現(xiàn)象。

元件從開始換向到換向終了所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為換向周期。換向周期通常只有千分之幾秒。直流電機(jī)在運(yùn)行中，電樞繞組每個(gè)元件在經(jīng)過電刷時(shí)都要經(jīng)歷換向過程。2換向的電磁理論換向元件中的電動(dòng)勢：自感電動(dòng)勢

和互感電動(dòng)勢：換向元件（線圈）在換向過程中電流改變而產(chǎn)生的。切割電動(dòng)勢：在幾何中性線處，由于電樞反應(yīng)在存在，電樞反應(yīng)磁密不為零，在換向元件中感應(yīng)切割電動(dòng)勢。換向元件中的合成電動(dòng)勢為：

根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢、互感電動(dòng)勢和切割電動(dòng)勢總是阻礙換向的。換向電動(dòng)勢：在幾何中性線處，換向元件在換向磁場中感應(yīng)的電動(dòng)勢。換向電動(dòng)勢是幫助換向的。一、直線換向當(dāng)時(shí)換向元件電流隨時(shí)間線性變化。當(dāng)時(shí)換向元件電流隨時(shí)間不是線性變化，出現(xiàn)電流延遲現(xiàn)象。二、延遲換向當(dāng)時(shí)換向元件電流隨時(shí)間再是線性變化，出現(xiàn)電流超前現(xiàn)象。三、超越換向直線換向延遲換向超越換向3

改善換向的方法

除了直線換向外，延遲和超越換向時(shí)的合成電動(dòng)勢不為零，換向元件中產(chǎn)生附加換向電流，附加換向電流足夠大時(shí)會(huì)在電刷下產(chǎn)生火花。還有機(jī)械和化學(xué)方面的因素也能引起換向不良產(chǎn)生火花。

改善換向一般采用以下方法：選擇合適的電刷，增加換向片與電刷之間的接觸電阻裝設(shè)換向磁極位于幾何中性線處裝換向磁極。換向繞組與電樞繞組串聯(lián)，在換向元件處產(chǎn)生換向磁動(dòng)勢抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢大型直流電機(jī)在主磁極極靴內(nèi)安裝補(bǔ)償繞組補(bǔ)償繞組與電樞繞組串聯(lián)，產(chǎn)生的磁動(dòng)勢抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢小結(jié)1換向過程直線換向時(shí)，直流電機(jī)不會(huì)產(chǎn)生火花。如果換向元件中電動(dòng)勢為零，則在被電刷短路的閉合回路中不會(huì)有環(huán)流。2換向元件中的感應(yīng)電動(dòng)勢電抗電動(dòng)勢er；旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢ea3電刷下產(chǎn)生火花的電磁原因在上面兩種合成電動(dòng)勢的作用下，在換向元件經(jīng)電刷短路而成的閉合回路中產(chǎn)生環(huán)流。然后能量以火花的形式放出。4火花的危害火花會(huì)損壞電刷和換向器表面；同時(shí)又干擾附近的電子儀器和設(shè)備。改善換向的方法改善換向、減少火花就要使合成電勢為零，方法就是裝換向極。換向極的作用：在換向元件處建立一個(gè)磁動(dòng)勢。其一部分用來抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢，其余部分用來建立磁場BK，換向元件切割BK產(chǎn)生ek，其方向與er相反，使換向元件的合成電動(dòng)勢為零。成為直線換向消除火花。對(duì)換向極的要求：（1）換向極應(yīng)裝在幾何中性線處（2）換向極的極性應(yīng)使所生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電樞反應(yīng)的磁動(dòng)勢的方向相反（3）換向極繞組必須與電樞繞組相串聯(lián)，而且換向磁路為不飽和。環(huán)火及其防止

1．環(huán)火的概念電位差火花：當(dāng)換向片間電壓超過一定數(shù)值時(shí)，換向片間便會(huì)產(chǎn)生火花。稱為~。電磁性火花：電樞電流急劇加大時(shí)使換向嚴(yán)重延遲而引起電刷下較強(qiáng)的火花，稱為~。環(huán)火：兩種火花共同作用下使電刷間形成跨越正負(fù)電刷間的電弧，使整個(gè)換向器被一圈火環(huán)所包圍即環(huán)火。

2．防止環(huán)火的有效方法裝置補(bǔ)償繞組。裝在主極的極靴里且與電樞繞組串聯(lián)。產(chǎn)生與電樞磁動(dòng)勢相反的磁動(dòng)勢。作用：使氣隙磁場不在畸變，防止電位差火花；又對(duì)換向有利，避免環(huán)火?！?7—4電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩電樞繞組是整距，電刷在幾何中性線上

1.直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢電動(dòng)勢常數(shù)

2.直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)矩常數(shù)

直流電機(jī)的電磁功率在電磁感應(yīng)作用下機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的功率稱為電磁功率。

§17—5直流電機(jī)的基本方程式1.直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式（并勵(lì)電動(dòng)機(jī)）

Ea和Ia方向相反，為反動(dòng)勢。T的正方向和n轉(zhuǎn)向相同，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)轉(zhuǎn)短和空載轉(zhuǎn)矩均與n轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)勢平衡方程式：轉(zhuǎn)矩平衡方程式：直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)T=T2+T0=TZ

穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電樞電流為，理想空載時(shí)TZ=0，即Ia=0；

功率平衡方程式輸入的電功率為：電磁功率PM為：

電機(jī)的空載損耗：第18章直流電機(jī)的運(yùn)行特性18-1直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性18-2直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速18-3直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)二、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性指U=UN=常數(shù)，電樞回路中不串入外加電阻時(shí)，勵(lì)磁電流保持不變的條件下，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和效率等與輸出功率之間的關(guān)系曲線，也可用電樞電流表示。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性（他勵(lì)）1。轉(zhuǎn)速特性：

U=UN，RΩ=0，If=IfN設(shè)磁通不變n曲線如圖，若考慮磁通減少時(shí)，則轉(zhuǎn)速有可能上升。2。轉(zhuǎn)矩特性U=UN，RΩ=0，If=IfNT=CMΦia

如果考慮去磁時(shí)，曲線下折。3。效率特性U=UN，RΩ=0，If=IfN

其中是不變損耗，而電樞回路的銅耗即可變損耗PCua=Ia2Ra；求最大效率時(shí)，對(duì)效率公式求導(dǎo)可得出當(dāng)時(shí)電機(jī)具有最大效率。注：電機(jī)通常被制成電機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)時(shí)效率最高。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)總損耗

則估算電路總電阻的公式如下：串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性1.轉(zhuǎn)速特性U=UN，RΩ=0，If=Ia特點(diǎn)（1）負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)速下降很快。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，功率P2增加，UN是常數(shù)，Ia增大使磁通增大，同時(shí)IaR也增大，結(jié)果使轉(zhuǎn)速減少。（2）負(fù)載很輕或空載時(shí)，轉(zhuǎn)速n非常大，產(chǎn)生飛車現(xiàn)象?？蛰d或輕載時(shí)Ia很小或趨于零，磁通也很少，因些要足夠的反電勢來維持與UN相平衡，所以電機(jī)轉(zhuǎn)速高，導(dǎo)致飛車現(xiàn)象，會(huì)損壞電機(jī)。規(guī)定：（1）串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不允許在小于15—20%額定負(fù)載的輕載情況下運(yùn)行，也不充許空載。（2）不易采用皮帶等易滑落和斷裂的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而采用齒輪或直軸連動(dòng)器來拖動(dòng)。

當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，電機(jī)磁路不飽和，每極氣隙磁通與勵(lì)磁電流呈線性關(guān)系。即：轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)矩特性

當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，磁路飽和，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)相同。

當(dāng)負(fù)載電流為零時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速趨于無窮大，所以串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不宜輕載或空載運(yùn)行。U=UN，RΩ=0，If=Ia時(shí)T=f(Ia)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載增加而很快上升T=CMKfIa*Ia=CM`Ia2

當(dāng)磁路不飽和時(shí)，T與Ia的平方成正比。對(duì)起動(dòng)和過載很好，有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與過載能力。當(dāng)磁路飽和時(shí)，即負(fù)載大時(shí)，If=Ia,T正比于Ia為一直線，過載時(shí)轉(zhuǎn)速下降P2變化不大，輕載時(shí)轉(zhuǎn)速上升。上述特點(diǎn)決定于串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)適用于電力機(jī)車(牽引機(jī)械和重載起動(dòng)場合)等。3.效率特性(并勵(lì)電動(dòng)機(jī))例某并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)如下：PN=96KW，UN=440V，IN=255A，IfN=5A,nN=500r/min.電樞回路總電阻Ra=0.078Ω,電樞反應(yīng)忽略不計(jì)。試求：（1）額定運(yùn)行時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩TN與電磁轉(zhuǎn)矩T。（2）理想空載轉(zhuǎn)速n0與實(shí)際空載轉(zhuǎn)速n0`。（3）于額定運(yùn)行時(shí)突然在電樞回路中串入電阻RΩ=0.122Ω,RΩ串入初瞬時(shí)的電樞電流與轉(zhuǎn)速各為多少？（4）保持額定運(yùn)行時(shí)總負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，則串入RΩ=0.122Ω,RΩ而穩(wěn)定后的電樞電流與轉(zhuǎn)速各為多少？電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式一、生產(chǎn)機(jī)械的分類單機(jī)單軸系統(tǒng)：用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸直接拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。單機(jī)多軸系統(tǒng)：單臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過多根轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械。多電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)或多個(gè)工作機(jī)構(gòu)。MM

電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式描述了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于作用在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的各種轉(zhuǎn)矩。運(yùn)動(dòng)方程式

根據(jù)如圖給出的系統(tǒng)（忽略空載轉(zhuǎn)矩），可寫出拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式：其中為系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩。運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用形式：系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三種狀態(tài)1)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于靜止或恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，即處于穩(wěn)態(tài)。2)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于加速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。3)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于減速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。常把

或稱為動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩,把稱為靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩.生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定不變，與負(fù)載轉(zhuǎn)速無關(guān)。1反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)是反抗運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。如機(jī)床刀架的平移運(yùn)動(dòng)、軋鋼機(jī)、地鐵列車等磨擦類型的負(fù)載。2位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向固定不變，并與轉(zhuǎn)速的方向無關(guān)。如電梯、起重機(jī)、提升機(jī)等。二、恒功率負(fù)載特性特點(diǎn)：負(fù)載功率保持不變，所以有即轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。這類負(fù)載如機(jī)床的切削加工，粗加工時(shí)切削量大，用低轉(zhuǎn)速；精加工時(shí)切削量小，用高轉(zhuǎn)速，在整個(gè)過程中功率不變。三、通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性特點(diǎn)：此類負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，即如通風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等。TLn四、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件1．電力拖動(dòng)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩n=f(TZ)和與機(jī)械特性n=f(T)相交。即T=TZ時(shí)，dn/dt=0,轉(zhuǎn)速不變（靜止或勻速），Ia=T/CMΦ維持不變，此時(shí)為拖動(dòng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。2．電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)穩(wěn)定平衡狀態(tài)：原系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，由于某種原因，偏離了平衡狀態(tài)，但能夠在新的條件下自動(dòng)達(dá)到新的平衡或者外界擾動(dòng)消失后，能夠恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，稱為系統(tǒng)穩(wěn)定平衡狀態(tài)，否則不穩(wěn)定。電壓突然變化時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，然后用T和TZ的大小來判定轉(zhuǎn)速的升高和降低。來判斷是否能回到原來的平衡狀態(tài)。(1)必要條件:電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點(diǎn),即存在(2)充分條件:在交點(diǎn)處,滿足:?；蛘哒f,在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以上存在,在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以下存在3．電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件分析：設(shè)原來穩(wěn)定運(yùn)行在A點(diǎn)，受擾動(dòng)作用離開原來的平衡點(diǎn)

nBC=nA+△n；T=TA+△T,TZ=TZA+△TZ,(TA+△T)(TZA+△TZ)=(GD2/375)d(nA+△n)/dt(dT/dn-dTZ/dn)△n=(GD2/375)d(△n)/dt解這個(gè)微分方程，兩邊取積分，當(dāng)t=0△n=△nCe，此時(shí)△n=△nCee(dT/dn-dTZ/dn)375t/GD2

dT/dn<dTZ/dn時(shí)，△n小于趨近于零，系統(tǒng)穩(wěn)定。

dT/dn>dTZ/dn時(shí)，△n增大，系統(tǒng)不穩(wěn)定。系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件：電機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載特性必須有交點(diǎn)，且在交點(diǎn)處滿足判斷方法：1、根據(jù)定義，增加轉(zhuǎn)速來進(jìn)行判斷2根據(jù)穩(wěn)定的充要條件當(dāng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，§18—2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)定義：電動(dòng)機(jī)接到規(guī)定電源后，轉(zhuǎn)速從零上升到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程稱為起動(dòng)過程。這里分析穩(wěn)態(tài)起動(dòng)即n=0，Ea=0之瞬間，起動(dòng)電流將很大。起動(dòng)問題是評(píng)價(jià)電動(dòng)機(jī)性能的重要方面之一。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。這里只介紹穩(wěn)態(tài)情況，即在電動(dòng)機(jī)接入電源瞬間，轉(zhuǎn)子待轉(zhuǎn)而未轉(zhuǎn)動(dòng)這一瞬間的狀態(tài)。系統(tǒng)要求起動(dòng)電流要小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大的原因是要保證電源供電質(zhì)量和起動(dòng)時(shí)間要短。直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的原則（1）起動(dòng)電流要小，使。同時(shí)要求滿磁起動(dòng)If=IfN。（2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大，使。（3）起動(dòng)設(shè)備簡單可靠經(jīng)濟(jì)。

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程。起動(dòng)瞬間，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流分別為

為了限制起動(dòng)電流，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常采用電樞回路串電阻或降低電樞電壓起動(dòng)。

起動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速為零，電樞電動(dòng)勢為零，而且電樞電阻很小，所以起動(dòng)電流將達(dá)很大值。

過大的起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動(dòng)機(jī)的換向惡化；同時(shí)過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)。二、起動(dòng)方法直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)）直流電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，n=0，E=0，電源電壓全部加在電樞電阻上，由于Ra很小，所以起動(dòng)時(shí)的電樞電流（沖擊電流）很大，可達(dá)到（10~20）IN值。

1會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，造成換向困難；

2同時(shí)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩太大易使設(shè)備受損；

3過大的起動(dòng)電流又會(huì)引起很大的電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響同一電網(wǎng)上的其它電氣設(shè)備。所以對(duì)一般的直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)（小容量電機(jī)除外）降壓起動(dòng)起動(dòng)時(shí)降壓,使。且；隨著轉(zhuǎn)速的升高，E也變大，電樞電流開始變小，這時(shí)開始漸漸升高端電壓直到U=UN，則起動(dòng)完畢，降壓起動(dòng)

當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時(shí)，可采用降壓方法起動(dòng)。

起動(dòng)時(shí)，以較低的電源電壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，反電動(dòng)勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。

降壓起動(dòng)需專用電源，設(shè)備投資較大，但它起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)過程能量損耗小，因此得到廣泛應(yīng)用。電樞回路串電阻起動(dòng)（三級(jí)起動(dòng)電阻）

剛起動(dòng)時(shí)，全部電阻都接入U(xiǎn)=UN，合理選擇R的值一般能使起動(dòng)電流等于額定電流的1.5～2倍即可，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速升高。隨著轉(zhuǎn)速的升高，反向電動(dòng)勢也增大，電樞電流變小，轉(zhuǎn)矩也減少，此時(shí)到b點(diǎn)切除電阻RΩ3，瞬間速度不變，跳到另一條曲線上，然后依次切除其它電阻最后升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，起動(dòng)停止。一、起動(dòng)過程電樞回路串電阻起動(dòng)以三級(jí)電阻起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)為例二、分組起動(dòng)電阻的計(jì)算

設(shè)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速n1、n2、n3時(shí)電勢分別為Ea1、Ea2、Ea3，則有：b點(diǎn)c點(diǎn)d點(diǎn)e點(diǎn)f點(diǎn)g點(diǎn)比較以上各式得：

在已知起動(dòng)電流比β和電樞電阻前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級(jí)串聯(lián)電阻為:（6）計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻。（1）估算或查出電樞電阻

；（2）根據(jù)過載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的最大電流；（3）選取起動(dòng)級(jí)數(shù)；（4）計(jì)算起動(dòng)電流比：取整數(shù)（5）計(jì)算轉(zhuǎn)矩:，校驗(yàn)：如果不滿足，應(yīng)另選或值并重新計(jì)算，直到滿足該條件為止.計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻的步驟：例他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下，PN=55kW，UN=220V，IN=287A，nN=1500r/min，Ra=0.0302Ω,電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若采用電樞回路串電阻起動(dòng)，起動(dòng)電流限制在1.8IN以內(nèi)，求應(yīng)串入的電阻值和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（0.396歐,695Nm）§18—3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)：在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者從某高速降到某低速值運(yùn)轉(zhuǎn)（制動(dòng)過程），或者限制位能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)（穩(wěn)定運(yùn)行），這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種方法，機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)就是給一個(gè)人為地機(jī)械阻力；例如，自行車下坡時(shí)使用手動(dòng)拉閘；或機(jī)械抱閘，其時(shí)間短，但閘皮磨損嚴(yán)重。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。電磁制動(dòng)是使電機(jī)本身在制動(dòng)時(shí)使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)是：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，操作控制方便，直流電機(jī)的電磁制動(dòng)類型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。電磁制動(dòng)，操作控制方便，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)的原理和方法方法：保持If不變，電樞端電壓與電源開關(guān)斷開，接到制動(dòng)電阻上。即Φ=ΦN

，U=0，電樞回路總電阻R=Ra+Rz。

0=E+Ia(Ra+Rz)，接電阻瞬間，轉(zhuǎn)速不變，于是得Ia=-CeΦn/(Ra+Rz)。電流變?yōu)樨?fù)，電磁轉(zhuǎn)矩也變?yōu)樨?fù)，說明電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速反向，為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。實(shí)質(zhì)是把軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，全部消耗在電阻上，所以稱為能耗制動(dòng)。2．機(jī)械特性

Rz=0相當(dāng)于直接起動(dòng)不允許，Rz大，電流小，轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng)時(shí)間長；Rz小沖擊電流大。所以通常選取制動(dòng)初瞬間沖擊電流I1=-2IN。另也可采用二級(jí)能耗制動(dòng)。來加速制動(dòng)過程。如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載那么其在轉(zhuǎn)速為零時(shí)就會(huì)停車；如果是位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，n=0,T=0但負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小方向均不變，所以重物下降使電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)入四象限，當(dāng)T=Tz時(shí)系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)。又稱為能耗制動(dòng)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：簡單經(jīng)濟(jì)，且在制動(dòng)過程中與電源脫離。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的減少而減少，因而制動(dòng)時(shí)間長。反接制動(dòng)電壓反接制動(dòng)時(shí)接線如圖所示。一、電壓反接制動(dòng)電動(dòng)制動(dòng)

開關(guān)S投向“電動(dòng)”側(cè)時(shí)，電樞接正極電壓，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，開關(guān)投向“制動(dòng)”側(cè)，電樞回路串入制動(dòng)電阻后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流：

反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動(dòng)作用——電壓反接制動(dòng)。電壓反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性為：曲線如圖中所示。工作點(diǎn)變化為：。制動(dòng)過程中

、、均為負(fù),而、為正表明電機(jī)從電源吸收電功率表明電機(jī)從軸上吸收機(jī)械功率表明軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌谢芈冯姽β省?/p>

可見,反接制動(dòng)時(shí),從電源輸入的電功率和從軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成的電功率一起消耗在電樞回路電阻上。反接制動(dòng)停機(jī)狀態(tài)（用于快速停機(jī)）對(duì)應(yīng)于二象限，速度不變，I1=-2IN，到n=0時(shí)T不等于0，所以停車的話要切斷電源，否則系統(tǒng)有可能反向起動(dòng)反向電動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)對(duì)第三象限。反抗性負(fù)載，穩(wěn)定運(yùn)行在第三象限。如果是位能性負(fù)載，系統(tǒng)反向起動(dòng)后，不斷加速，會(huì)進(jìn)入到第四象限回饋制動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)第四象限，速度大于理想空載轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到新的平衡狀態(tài)，把位能轉(zhuǎn)換成電能返回到電源，處于再生發(fā)電狀態(tài)（高速）

二、電動(dòng)勢反向的反接制動(dòng)只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載電樞回路串入較大電阻后特性曲線正向電動(dòng)狀態(tài)提升重物(A點(diǎn))負(fù)載作用下電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)(下放重物)電機(jī)以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下放重物D點(diǎn)在電樞回路中串聯(lián)一個(gè)較大的電阻,即可實(shí)現(xiàn)制動(dòng).工作點(diǎn)由A-B-C-D,CD段為制動(dòng)段第二章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

電動(dòng)勢反向反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性方程。由于串入電阻很大，有

倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性曲線就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性在第四象限的部分。倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的能量關(guān)系和電壓反接制動(dòng)時(shí)相同。（用于位載穩(wěn)定低速下放）適用范圍：位能負(fù)載穩(wěn)定低速下放。電樞回路中串入大電阻。此時(shí)E<0為反電勢反接制動(dòng)特點(diǎn)：制動(dòng)過程耗能大，不經(jīng)濟(jì)，但制動(dòng)效果強(qiáng)，制動(dòng)時(shí)間短；可以自動(dòng)反轉(zhuǎn)。適用于經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)，頻繁正反轉(zhuǎn)的磨擦類負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械如龍門吊及龍門刨床等生產(chǎn)機(jī)械

綜述反接制動(dòng)的特點(diǎn)：（1）制動(dòng)過程中實(shí)際轉(zhuǎn)向與其理想空載轉(zhuǎn)速方向相反（2）電機(jī)從電網(wǎng)中輸入的電功率和從軸上輸入的機(jī)械功率全部消耗在電樞回路的電阻上回饋制動(dòng)

回饋制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同。

電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，在某種條件下會(huì)出現(xiàn)情況，此時(shí)，反向，反向，由驅(qū)動(dòng)變?yōu)橹苿?dòng)。從能量方向看，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)——回饋制動(dòng)狀態(tài)。穩(wěn)定運(yùn)行有兩種情況:當(dāng)電車下坡時(shí)，運(yùn)行轉(zhuǎn)速可能超過理想空載轉(zhuǎn)速,進(jìn)入第二象限電壓反接制動(dòng)帶位能性負(fù)載進(jìn)入第四象限

發(fā)生在動(dòng)態(tài)過程中的回饋制動(dòng)過程有以下兩種情況:1、降壓調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的回饋制動(dòng)制動(dòng)過程為