【正文】 反接制動(dòng)反接制動(dòng)分為電壓反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)兩種。圖3—38 能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性能耗制動(dòng)時(shí)，電機(jī)工作點(diǎn)的變化情況可用機(jī)械特性曲線(xiàn)說(shuō)明。電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)的效果與制動(dòng)電阻的大小有關(guān)。設(shè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，負(fù)載特性如圖333中的特性3。當(dāng)Ia較大，磁路飽和時(shí)，Φ基本保持不變，這時(shí)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性相似，變?yōu)檩^硬的直線(xiàn)特性，如圖3—27中曲線(xiàn)BC段。圖3—26 減弱磁通時(shí)的人為特性當(dāng)n=0時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流IK==常數(shù)，而n隨的減小而增大。由公式T=CI可知，電磁轉(zhuǎn)矩Tem與電樞電流Ia成正比，所以只要?jiǎng)?lì)磁磁通保持不變，則機(jī)械特性方程式也可用轉(zhuǎn)速特性代替，即n=? (3—30) 由式（3—30）可知，當(dāng)U、R為常數(shù)時(shí)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條以為斜率向下傾斜的直線(xiàn)，如圖3—23所示。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性可寫(xiě)為 （3—25） 由上述可知，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，轉(zhuǎn)速較大，負(fù)載電流增加，轉(zhuǎn)速快速下降，當(dāng)負(fù)載電流趨于零時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速趨于無(wú)窮大。補(bǔ)償繞組裝在主磁極極靴里，有了補(bǔ)償繞組，換向極的負(fù)擔(dān)減輕了，有利于改善換向。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(jī)用電刷的型號(hào)規(guī)格很多，其中炭—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—石墨電刷的接觸電阻最小。切割電動(dòng)勢(shì)存在同樣使換向電流變化延緩。元件從開(kāi)始換向到換向終了所經(jīng)歷的時(shí)間，稱(chēng)為換向周期，換向周期通常只有千分之幾秒。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，常常把降壓和弱磁兩種調(diào)速方法結(jié)合起來(lái)。 減弱磁通調(diào)速額定運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，其磁路已基本飽和，即使勵(lì)磁電流增加很多，磁通也增加很少，從電動(dòng)機(jī)的性能考慮也不允許磁路過(guò)飽和。降壓調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是：（1）電源電壓能夠平衡調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；（2）調(diào)速前后機(jī)械特性的斜率不變，硬度較高，負(fù)載變化時(shí)，速度穩(wěn)定性好；（3）無(wú)論輕載還是重載，調(diào)速范圍相同，一般可達(dá)D=~12；（4）電能損耗較小。圖3—11 不同機(jī)械特性的靜差率由式（3—8）可知，若對(duì)靜差率這一指標(biāo)要求過(guò)高，即值越小，則調(diào)速范圍D就越??；反之，若要求調(diào)速范圍D越大，則靜差率也越大，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越差。改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而使負(fù)載工作點(diǎn)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速隨之變化。起動(dòng)時(shí)，以較低的電源電壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流便隨電壓的降低而正比減小。（3）三相電流測(cè)量。將前端蓋對(duì)準(zhǔn)與機(jī)座的標(biāo)記，用木錘均勻敲擊端蓋四周，不可單邊著力，并擰上端蓋的緊固螺栓。② 熱套法。 電動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)（1）清塵。對(duì)于小型電動(dòng)機(jī)，可以先把軸伸端的軸承外蓋卸下，再松開(kāi)后端蓋的緊固螺栓（如風(fēng)扇葉是裝在軸伸端，則需先把端蓋的軸承外蓋取下），然后用木錘輕敲軸伸端，就可以把轉(zhuǎn)子和后端蓋一起下。拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)與電源的連線(xiàn)，并對(duì)電源線(xiàn)線(xiàn)頭做好絕緣處理。額定電壓的單位為V。圖38 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作原理圖如圖3—8（a）所示，設(shè)線(xiàn)圈的ab邊位于N極下，線(xiàn)圈的cd邊位于S極下，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，其大小為：f = BXli （3—1） 式中，f為電磁力，單位為N ；BX為導(dǎo)體所在處的磁通密度，單位為Wb/m；l為導(dǎo)體ab或cd的有效長(zhǎng)度，單位m；i為導(dǎo)體中流過(guò)的電流，單位為A。1．他勵(lì)電機(jī) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)不同的電源供電，這兩個(gè)電源的電壓可以相同，也可以不同。電機(jī)控制技術(shù)的要素，指對(duì)具體的電機(jī)控制系統(tǒng)的最基本的描述或最簡(jiǎn)潔的定性描述。圖3—5所示為小型直流電機(jī)的電樞沖片形狀和電樞鐵心裝配圖。換向極是由換向極鐵心和換向極線(xiàn)圈組成。 圖3—1 小型直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖3—2 小型直流電動(dòng)機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)定子部分定子的作用，在電磁方面是產(chǎn)生磁場(chǎng)和構(gòu)成磁路，在機(jī)械方面是整個(gè)電機(jī)的支撐，定子由磁極、機(jī)座、換向極、電刷裝置、端蓋和軸承組成。電機(jī)控制技術(shù)涉及到機(jī)械學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、電機(jī)學(xué)、自動(dòng)控制、微處理器技術(shù)、電力電子學(xué)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真學(xué)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、軟件工程學(xué)等等群體技術(shù)。直流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械工作，向負(fù)載輸出機(jī)械能，是一種應(yīng)用極為廣泛的電氣設(shè)備。是一種概念，是一種新領(lǐng)域。整體機(jī)座是用導(dǎo)磁率效果較好的鑄鋼材料制成的，該種機(jī)座能同時(shí)起到導(dǎo)磁和機(jī)械支撐作用。（五）端蓋電機(jī)中的端蓋主要起支撐作用。（四）電樞繞組電樞繞組安放在電樞鐵心槽內(nèi)，隨著電樞旋轉(zhuǎn)，在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)；當(dāng)電樞繞組中通過(guò)電流時(shí)，能與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電樞向一定的方向旋轉(zhuǎn)。三相交流同步電動(dòng)機(jī)：凹極轉(zhuǎn)子三相交流同步電動(dòng)機(jī)，凸極轉(zhuǎn)子三相交流同步電動(dòng)機(jī)。串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)具有很大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但其機(jī)械特性很軟，且空載時(shí)有極高的轉(zhuǎn)速，串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)不準(zhǔn)空載或輕載運(yùn)行。電機(jī)的產(chǎn)品型號(hào)表示電機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)，國(guó)產(chǎn)電機(jī)型號(hào)一般采用大寫(xiě)的漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，其格式為：第一部分用大寫(xiě)的拼音表示產(chǎn)品代號(hào)，第二部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)，第三部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示機(jī)座代號(hào)，第四部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵心長(zhǎng)度代號(hào)。此外，電機(jī)的銘牌上還標(biāo)有其他數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠(chǎng)日期、出廠(chǎng)編號(hào)等。封閉式電動(dòng)機(jī)在拆卸皮帶輪或聯(lián)軸大后，就右以把外風(fēng)扇罩的螺栓松脫，取下風(fēng)扇罩，然后松脫或取下轉(zhuǎn)子軸尾端風(fēng)扇上的定位螺釘或銷(xiāo)子，用手錘在風(fēng)扇四周均勻輕調(diào)皮，風(fēng)扇就可以取下。若因軸承裝配過(guò)緊或軸承氧化，不易拆卸時(shí)，可用1000C左右的機(jī)油澆在軸承內(nèi)圈上，趁熱用上述方法拆卸，可用布包好轉(zhuǎn)軸，防止熱量擴(kuò)散。軸承內(nèi)徑/mm最大磨損/mm軸承內(nèi)徑/mm最大磨損/mm20～3085～120～35～80120～150～表31 滾動(dòng)軸承的允許磨損值（4)更換軸承。塞裝要均勻潔凈，不要塞裝過(guò)滿(mǎn)。中小型電動(dòng)機(jī)可在皮帶輪的端面上墊上木塊或銅板，用手錘打入。對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，一般有如下要求：（1）要有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)電阻的級(jí)數(shù)越多，起動(dòng)過(guò)程就越快且越平穩(wěn)，但所需要的控制設(shè)備就越多，投資也越大。電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度、換向條件、電壓等級(jí)等方面的限制，而最低轉(zhuǎn)速則受到低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性的限制。若電源電壓由UN下降至U1，則達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)后，工作點(diǎn)將移到對(duì)應(yīng)人為特性曲線(xiàn)上的B點(diǎn)，其轉(zhuǎn)速下降為n1。調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)速n和電流ia(或Tem)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖3—14所示。在A/點(diǎn)，TemTL，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始加速，隨著n上升，Ea增大，Ia和Tem減小，工作點(diǎn)沿A/B方向移動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，Tem=TL，出現(xiàn)了新的平衡，此時(shí)電動(dòng)機(jī)便在較高的轉(zhuǎn)速n1下穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)以圖3—17所示單疊繞組為例來(lái)看某個(gè)元件里電流換向的過(guò)程。直線(xiàn)換向時(shí)不產(chǎn)生火花，故又稱(chēng)為理想換向，直線(xiàn)換向時(shí)元件電流i的變化曲線(xiàn)如圖3—18所示。此時(shí)前刷邊電流密度增大，后刷邊電流密度減小，這種情況同樣對(duì)換向是不利的。1kW以上的直流電機(jī)，幾乎都安裝換向極。 （3—22） 從前面敘述可知，空載損耗P0是不隨負(fù)載電流變化的，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)效率較低，輸入的功率大部分消耗在空載損耗上；當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)效率也增大，輸入的功率大部分消耗在機(jī)械負(fù)載上；但當(dāng)負(fù)載電流大到一定程度時(shí)銅損快速增大此時(shí)效率又開(kāi)始變小。由于有串勵(lì)和他勵(lì)（并勵(lì)）磁勢(shì)的存在，復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)既有較高的起動(dòng)能力和過(guò)載能力，又可允許空載或輕載運(yùn)行。改變R大小，可以得到一簇通過(guò)理想空載點(diǎn)n并具有不同斜率的人為特性，如圖3—26所示。通過(guò)式求出后，便可求得他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性方程式n=n?。圖3—28 串電阻時(shí)的人為特性 圖3—29 降低電源電壓時(shí)的人為特性改變磁通時(shí)的人為特性串勵(lì)電動(dòng)機(jī)改變磁通的方法之一是在勵(lì)磁繞組上并聯(lián)一個(gè)分流電阻RPf，如圖3—30（a）所示。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在固有特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上。 能耗制動(dòng)圖3—37是能耗制動(dòng)的接線(xiàn)圖。RB越小，特性曲線(xiàn)的斜率越小，起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大，而下放位能負(fù)載的速度越小。RB的大小應(yīng)反接制動(dòng)時(shí)電樞電流不超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大允許值Imax=(2~)IN,因此應(yīng)串入的制動(dòng)電阻值為 （3—47） 比較式（3—47）和式（3—45）可知，反接制動(dòng)電阻值要比能耗制動(dòng)電阻值約達(dá)一倍。隨著反向轉(zhuǎn)速的增加，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不斷增大，當(dāng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，電機(jī)便在某一轉(zhuǎn)速下處于穩(wěn)定的制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，即勻速下放重物，如圖3—38中的C點(diǎn)。因此，電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)運(yùn)行也是十分重要的。制動(dòng)時(shí)，電樞電壓不反向，只在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電阻。降低電源電壓時(shí)的人為特性降低電源電壓時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速降低，其人為特性向下平移。②計(jì)算C、C C= C③計(jì)算理想空載點(diǎn)數(shù)據(jù) ，④計(jì)算額定工作點(diǎn)數(shù)據(jù) 以上計(jì)算中，用到的額定功率、額定電壓、額定電流和額定轉(zhuǎn)速n均可從電動(dòng)機(jī)的銘牌中查得。（1）固有機(jī)械特性當(dāng)U=U，= ，R=R(R=0)時(shí)的機(jī)械特性稱(chēng)為固有機(jī)械特性，其方程式為n= （3—32) 因?yàn)殡姌须娮鑂很小，特性斜率很小，通常額定轉(zhuǎn)速降nN只有額定轉(zhuǎn)速的百分之幾到百分之十幾，所以他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是硬特性，如圖3—24中直線(xiàn)Rn0所示。 （3—27） 從前面敘述可知，空載損耗P0是不隨負(fù)載電流變化的，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)效率較低，輸入的功率大部分消耗在空載損耗上；當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)效率也增大，輸入的功率大部分消耗在機(jī)械負(fù)載上；但當(dāng)負(fù)載電流大到一定程度時(shí)銅損快速增大此時(shí)效率又開(kāi)始變小。根據(jù)直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩公式可得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性表達(dá)如下： （3—21） 由此式可見(jiàn)，在忽略電樞反應(yīng)的情況下電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，若考慮電樞反應(yīng)使主磁通略有下降，電磁轉(zhuǎn)矩上升的速度比電流的上升的速度要慢一些，曲線(xiàn)的斜率略有下降。為達(dá)到此目的，換向極繞組應(yīng)與電樞繞組相串聯(lián)，使換向極磁場(chǎng)也隨電樞磁場(chǎng)的強(qiáng)弱而變化，換向極極性的確定原則是使換向極磁場(chǎng)方向與電樞磁場(chǎng)方向相反。3．超越換向如果換向極的磁場(chǎng)較強(qiáng)，ek抵消er后有剩余，剩余電勢(shì)產(chǎn)生的ik改變了方向（ik0）。設(shè)兩相鄰的換向片與電刷間的接觸電阻分別為和，元件自身電阻為R，流過(guò)的電流為，元件與換向片間的連線(xiàn)電阻為，與兩個(gè)換向片連接的元件電流為和，是換向元件的合成電動(dòng)勢(shì)，則根據(jù)基爾霍夫電壓定律可列寫(xiě)換向元件在換向過(guò)程中的回路方程： （3—10） 根據(jù)合成電動(dòng)勢(shì)的取值情況，換向可分為直線(xiàn)換向、延遲換向或超越換向1．直線(xiàn)換向如果元件里的合成電動(dòng)勢(shì)為零，并忽略元件電阻過(guò)程R和元件與換向片或超越換向片間的連線(xiàn)電阻，則上式可簡(jiǎn)化為 （3—11） 式中接觸電阻和是變化的，其值與電刷和換向片之間的接觸面積成反比，即 （3—12） （3—13） 式中、是電刷與換向片2的接觸面積，是換向片與電刷完全接觸時(shí)的接觸電阻，是電刷軸向長(zhǎng)度，為換向器線(xiàn)速度，是換向周期。當(dāng)電機(jī)帶有負(fù)載后，電樞元件中有電流流過(guò)，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。在磁通減弱的瞬間，轉(zhuǎn)速n不突變，電動(dòng)勢(shì)Ea隨著而減小，于是電樞電流Ia增大。電動(dòng)機(jī)原來(lái)在A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，Tem=TL，n=nN,當(dāng)串入Rs1后，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)橹本€(xiàn)n0B，因串電阻瞬間轉(zhuǎn)速不突變，故Ea不突變，于是Ia及Tem突變減小，工作點(diǎn)平移到A/點(diǎn)。降低電源電壓調(diào)速的原理及調(diào)速過(guò)程可用圖3—12說(shuō)明。評(píng)價(jià)調(diào)速性能好壞的指標(biāo)由以下四個(gè)方面（1）調(diào)速范圍調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下可能運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，通常又用D表示，即 （3—6） 不同的生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍有不同的要求。為了縮短起動(dòng)時(shí)間，保持電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中的加速不變，就要求在起動(dòng)過(guò)程中電樞電流維持不變，因此隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高,應(yīng)將起動(dòng)電阻平滑地切除，最后使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到運(yùn)行值。過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶(hù)；使電動(dòng)機(jī)的換向嚴(yán)重惡化，甚至?xí)龎碾妱?dòng)機(jī)；同時(shí)過(guò)大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。（6）皮帶輪的安裝。③ 注潤(rùn)滑脂。如發(fā)現(xiàn)軸承有卡住或過(guò)松現(xiàn)象，要用塞尺檢查軸承的磨損情況。在軸承的內(nèi)