【正文】 用此系統(tǒng)。 3. 在電樞回路中串入調(diào)速電阻調(diào)速調(diào)速方法接線與圖413及圖414相同，但必須注意，調(diào)速變阻器可作起動變阻器用，而起動變阻器不能用于調(diào)速，因為起動變阻器是按短時工作設計的，如將它用于調(diào)速，則很容易損壞。只要改變磁場方向或電樞繞組中的電流方向，電動機的轉(zhuǎn)向也隨之改變。 1．再生制動（又稱回饋制動、發(fā)電制動）所謂再生制動是電機此時處于發(fā)電機狀態(tài)下運行，將發(fā)出的電能反送回電網(wǎng)。如圖418所示，轉(zhuǎn)動時只需將開關(guān)S合向下方，此時勵磁電流仍由直流電源供電，產(chǎn)生恒定的磁通φ，電樞靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁通φ而產(chǎn)生感應電動勢Ea給制動電阻R供電， 將電能消耗在電阻的發(fā)熱上，而電樞電流Ia則與電動機運行時的方向相反，故產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，對電機實行制動。反接制動一般用于要求強烈制動或要求迅速反轉(zhuǎn)的場合，通常只在小功率直流電動機上采用。這部分磁通同時匝鏈著勵磁繞組和電樞繞組，電樞旋轉(zhuǎn)時，能在電樞繞組中感應電動勢，或者產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，把這部分磁通稱為主磁通，用φ0表示。 此時，電樞電流以電刷為分界線，相鄰兩電刷間的電樞圓周上的導體電流方向都相同，而每一電刷的兩側(cè)的導體電流方向相反。以支路中點為基準，任取一磁通管，通過磁通管所形成的回路的磁勢Fa等于此回路中所包含的全電流。但在極間區(qū)域，由于空氣隙變得很大，雖然凡繼續(xù)增加，但磁密B。 圖141(b)(梯形)。如圖142所示，在極尖處的磁密大大增加，線圈處在這個部位時，感應電勢很大使所接兩個換向片間電壓很大，可能超過換向片間的安全電壓。若凡與主極班勢方向相反，起去磁作用。因此，火花的大小直接反映了直流電機換向性能的好壞。 直流和脈流牽引電動機在運行過程中的火花情況，除使用專門的儀器側(cè)量外，是很難直接觀察到的。 換向元件從換向開始到換向結(jié)束所經(jīng)歷的時間稱為換向周期，以T表示，如圖所示，T也就是換向過程中換向器在空間移動距離b所需的時間。換向極極性正確，以使它的磁勢與交軸電樞反應磁勢相反。 （1）電阻換向當時為理想換向情況，此時，元件中的合成電動勢=0，換向元件中的電流的變化取決于換向元件回路電阻，故成為電阻換向。 由于機械原因，如牽引電動機運行中的強烈振動或電刷與換向器裝配工藝不符合燒定要求，使電刷和換向器接觸不良而產(chǎn)生的火花，稱為機械火花。機械火花呈紅色或是黃色，連續(xù)而較粗，沿切線方向飛出，且在換向器表面產(chǎn)生沒規(guī)律的黑痕。因此，在電機運行時，應當經(jīng)常注意和檢查換向器的表面狀態(tài)，觀察薄膜的變化情況，許多牽引電動機的故障在尚未造成破壞前，往往可以根據(jù)換向器表面的異常狀態(tài)來進行早期診斷，找出故障發(fā)生的原因和部位，及時進行處理，以保證電機正常運行。但是，如果單純增大換向極和電樞表面間的氣隙，將使漏磁通增加，而換向極漏磁通也是造成換向極磁路飽和的重要因素。 （3）換向極磁路處于不飽和狀態(tài) 換向電動勢是換向元件切割換向區(qū)磁密產(chǎn)生的，只有磁路不飽和時，才能保證與電樞電流I成比例變化，滿足正比于I的要求。從運用觀點來看，只要薄膜是均勻的、光亮的、穩(wěn)定的和呈棕褐色的，則標志著電機的換向是正常的。因此在電機零部件產(chǎn)生和組裝時，必須精心制造和嚴格工藝要求。只有過分延遲換向時，當t=T，還未降到零，在換向元件和電刷斷開的瞬間，換向元件中的以電磁能量的形式釋放出來，當這部分能量足夠大時，后刷邊就會產(chǎn)生火花。接觸電阻的大小可以認為和電刷接觸面積成反比，設R為電刷總接觸電阻，R、R分別為電刷與換向片2的接觸電阻，則 R=R R=R 換向元件中的電流 如圖的換向元件電路，可得換向元件回路的電動勢平衡方程。當電樞磁場旋轉(zhuǎn)時，處于幾何中性線上的換向元件，將切割交軸電樞磁場而產(chǎn)生電樞反應電動勢e，根據(jù)右手定則可以判斷e的方向也是與換向電流方向相同，即e和e方向一致，都是阻礙電流換向的。 如上所述，當旋轉(zhuǎn)的電樞元件從電樞繞組一條支路經(jīng)過電刷進入電樞繞組另一條支路時，該元件中電流從一個方向變換到另一個方向。對于脈流牽引電動機，其換向條件更為困難，允許在2級火花下持續(xù)運行。如果火花在電刷上的范圍很小，亮度微弱，呈淺藍色，它對電機運行并無危害，不必要求絕對沒有火花。交軸電樞反應的影響如上所述。每個主極下的磁場，一半被削弱，另一半被加強，便氣隙的徽密分布曲線由平頂形變成尖頂形。交軸電樞磁勢對主極磁場的影響稱為交軸電樞反應。Fo0s(122 式中s39。 電刷的正常位里，應在主極軸線下的換向片上，這時與電刷相連接的電樞線圈單元位于幾何中心線上或附近。因此，在極靴下，氣隙小，氣隙中沿電樞表面上各點磁密較大；在極靴范圍外，氣隙增加很多，磁密顯著減小，至兩極間的幾何中性線處磁密為零。圖是一臺四極直流電機空載時的磁場分布示意圖（一對極的情形）。因此反接制動的原理實際上與反轉(zhuǎn)原理是一樣的，只是要注意以下兩點：（1）電樞繞組反接時，一定要在電樞回路中串接電阻以限制電樞電流Ia的數(shù)值，如圖419所示，否則在反接的瞬間，反電動勢Ea數(shù)值未變，而外加電壓方向相反，變?yōu)榕cEa同方向，故在該瞬間加在電樞繞組上的電壓接近兩倍的外加電壓，如不串接電阻，將因電樞電流過大而使電刷與換向器表面產(chǎn)生強烈火花而損壞。為此串勵電動機如要進行再生制動，必須先將串勵電動機改為他勵，由專門的低壓直流電源給勵磁繞組供電，以保證磁通有一定的數(shù)值（不隨Ia而變化）。如果制動轉(zhuǎn)矩是用機械制動閘的摩擦轉(zhuǎn)矩來產(chǎn)生，則稱為機械制動；如果是電動機本身產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，則稱電氣制動。目前此種調(diào)速方法已基本被晶閘管可調(diào)直流電源調(diào)速代替。（2） 轉(zhuǎn)速只能從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，且調(diào)速范圍一般來講比較窄，只能作輔助調(diào)速之用。（4） 所需設備較復雜，成本較高。對于小功率直流電動機一般用串電阻起動；容量稍大但不需經(jīng)常起動的電動機也可用串電阻起動，而需經(jīng)常起動的電動機，如起重、運輸機械上的電動機則宜用降低電源電壓的辦法起動。用降低電源電壓的方法起動并勵電動機時必須注意：起動時并勵電動機上必須加額定的勵磁電壓，使磁通保持額定值，否則電動機起動電流雖然比較大，但起動轉(zhuǎn)矩卻很小，電動機可能無法起動。這樣大的起動電流將帶來以下不良影響：（1） 電動機的電刷與換向器之間產(chǎn)生強烈的火花而導致電刷與換向器表面的燒損；（2） 產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)矩使傳動機構(gòu)和生產(chǎn)機械受到強烈的沖擊而損壞；（3） 使電網(wǎng)電壓波動，影響供電的穩(wěn)定性。3． 機械特性n＝f（T） 電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系即為機械特性。410 411 串勵電動機的工作特性1． 轉(zhuǎn)矩特性T＝f（Ia）當電源電壓U不變時，電磁轉(zhuǎn)矩T與電樞電流Ia之間的關(guān)系即為轉(zhuǎn)距特性。 當電動機的勵磁方式不同時，主磁通φ隨負載電流Ia的變化而變動的情況不同，導致不同勵磁方式的直流電動機特性有很大差別，下面分別加以討論。48 49對他勵直流電動機而言，將式（43）兩邊各乘Ia，并移項可得： 即 (45) 式中, P1為電動機輸入電功率；P為電動機的電磁功率；ΔPCu為電動機的銅損耗。 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩不論是直流發(fā)電機或直流電動機在負載狀態(tài)下工作時，電樞繞組中都有電流通過，因此在磁場中都將受到電磁力的作用，電磁力在電樞上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩。 通過數(shù)學推導可得電樞回路的感應電動勢為 (41)式中， Ce為直流電機電動勢常數(shù)，對于已制成的電機有確定值；φ 為氣隙中每極磁通（wb）；τ 為極距；n 為電機轉(zhuǎn)速（r/min）。它在軍事上的應用占絕對優(yōu)勢，幾乎取代了絕大部分電磁電動機；其他方面的應用如汽車用永磁電動機、電動自行車用永磁電動機、直流變頻空調(diào)用永磁電動機等。 4．額定轉(zhuǎn)速nN 指電壓、電流和輸出功率為額定值時的轉(zhuǎn)速（r/min）。 換向器是由換向銅片和云母片一片隔一片排成圓形組合裝配而成，是直流電動機的關(guān)鍵部件，也是最薄弱的部分。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子通稱為電樞，是電動機的旋轉(zhuǎn)部分。換向是一個相當復雜的過程，在換向時，將在電刷與換向器的接觸面上產(chǎn)生火花，不利于電動機的運行，因此在功率稍大的直流電動機上都裝有換向極來減小火花，改善電動機的換向。永磁電動機的主磁極直接由不同極性的永久磁體組成。反之，當輸入直流電能，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而使電機旋轉(zhuǎn)時，則是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能輸出，此時即作直流電動機運行。對照41（a）及41（c）可以看出，位于相同磁極下的導體雖然發(fā)生了變化，但由于電刷及銅環(huán)（通稱換向器）的作用使磁極下導體中的電流方向保持不變，即作用力的方向不變，因此線圈將繼續(xù)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，故電動機能連續(xù)運轉(zhuǎn)。通常將磁場固定不動（該磁場可以由永久磁鐵產(chǎn)生，也可由帶鐵心的通電線圈產(chǎn)生），而導體做成可以在磁場內(nèi)繞中心軸ＯＯ′旋轉(zhuǎn)，如圖41中的線圈abcd（稱為電樞繞組）所示。學生答辯對自述部分應寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務、目的和意義，采用的原始資料或參考文獻、設計的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價。本課題重點研究脈流牽引電動機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、脈流牽引電動機的換向理論及改善換向的措施。第25周（暑假）：學生收集資料、上網(wǎng)查詢、整體構(gòu)思。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。對應于圖41（a），導體cd通過銅環(huán)與電刷Ｂ（－）接觸，而導體ab則通過銅環(huán)與電刷Ａ（＋）接觸。單線圈電樞在一個周期內(nèi)的轉(zhuǎn)矩曲線如圖42所示，單線圈電樞的電動機實用價值很小，雙線圈電樞的轉(zhuǎn)矩曲線如圖43所示，雖然該轉(zhuǎn)矩仍是脈動的，但在最大值與最小值之間的波動已明顯削弱。直流電機各主要部件的結(jié)構(gòu)與作用如下： 定子電動機中靜止不動的部分稱為定子。由于電樞在旋轉(zhuǎn)時，電樞鐵心上的槽與齒相對于主磁極鐵心在不斷地變化，即磁路的磁阻在不斷變化，從而在主磁極鐵心中將引起渦流損耗，為減小此損耗，主磁極鐵心一般用1～，再用鉚釘鉚緊成一個整體，