【正文】 機械特性曲線見圖 138中的直線 bc。從圖中可以看出，反接制動時電動機由原來的工作點。沿水平方向移到 b點，并隨著轉(zhuǎn)速的下降，沿直線 bc下降。通常在 c點處若不切除電源，電動機很可能反向啟動，加速到 d點。 所以電樞反接制動停車時，一般情況下，當電動機轉(zhuǎn)速 n接近于零時，必須立即切斷電源，否則電動機反轉(zhuǎn)。 電樞反接制動效果強烈，電網(wǎng)供給的能量和生產(chǎn)機械的動能都消耗在電阻 Ra+Rz上。 圖 138 他勵電動機的電樞反接制動 圖 139 他勵電動機的回饋制動 3．回饋制動（再生制動） 若電動機在電動狀態(tài)運行中，由于某種因素 (如電動機車下坡 )而使電動機的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速時，電動機便處于回饋制動狀態(tài)。 nn0是回饋制動的一個重要標志。因為當 nn0時，電樞電流 Ia與原來 nn0時的方向相反，因磁通 Φ不變，所以電磁轉(zhuǎn)矩隨 Ia反向而反向，對電動機起制動作用。電動狀態(tài)時電樞電流由電網(wǎng)的正端流向電動機，而在回饋制動時，電流由電樞流向電網(wǎng)的正端，這時電動機將機車下坡時的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑厮徒o電網(wǎng)，因而稱為回饋制動。 回饋制動的機械特性方程式和電動狀態(tài)時完全一樣，由于 Ia為負值，所以在第二象限，如圖 139所示。電樞電路若串入電阻，可使特性曲線的斜率增加。 技能訓練 訓練項目 直流電動機啟動、反轉(zhuǎn)和制動方法的操作 一、任務目標 1．學會直流電動機電樞串電阻啟動、降壓啟動的接線和操作。 2．學會直流電動機反轉(zhuǎn)電路的接線和操作。 3．學會直流電動機能耗制動、反接制動的接線和操作。 二、工具、儀器和設備 1．直流電機勵磁電源和可調(diào)電樞電源。 2．直流他勵電動機一臺。 3．勵磁調(diào)節(jié)電阻器一個，電樞調(diào)節(jié)電阻器一個。 4．直流電流表一塊，轉(zhuǎn)速表一塊 5．倒順開關一個。 6．導線若干。 三、實訓過程 1．繪制并連接他勵直流電動機的工作電路 他勵直流電動機電樞串電阻啟動、降壓啟動、改變轉(zhuǎn)向、電樞反接制動的參考電路如圖 140所示。電路的接線如圖 141所示。圖中他勵直流電動機 M的額定功率 PN=185W，額定電壓 UN=220V，額定電流 IN=，額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min，額定勵磁電流 IfN。勵磁回路串接的電阻 RPf選用 1800Ω 阻值的變阻器，他勵直流電動機的啟動電阻 RPa選用 180Ω 阻值的變阻器。電樞回路電流表 PA量程選用 5A，轉(zhuǎn)速表選用 l800r/min量程。按圖進行接線，接好線后，檢查聯(lián)軸器是否連接好。 圖 140 他勵直流電動機啟動的反轉(zhuǎn)的工作電路 圖 141 他勵直流電動機啟動和反轉(zhuǎn)電路的接線 2．直流電動機電樞串電阻啟動和降壓啟動 (1)將他勵直流電動機 M的勵磁調(diào)節(jié)電阻 RPf的阻值調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)變阻器 RPa的阻值調(diào)至最大值，電樞電源輸出調(diào)到最小值。先接通直流勵磁電源開關 S1，再將倒順開關 S2合向正轉(zhuǎn)電動位置，接通電樞電源，啟動直流電動機。 (2)逐漸升高電樞電壓，直至額定電壓 UN=220V，觀察直流電動機降壓啟動過程中轉(zhuǎn)速和電流的變化情況。 (3)再逐漸減小電樞串聯(lián)電阻器 RPa的阻值直至為零，觀察直流電動機電樞串電阻啟動過程中轉(zhuǎn)速和電流的變化情況。 3．直流電動機的反轉(zhuǎn) (1)記錄下直流電動機當前的轉(zhuǎn)向，先斷開電樞回路開關 S2，再斷開勵磁回路電源開關 S1，使電動機停機。將電樞繞組兩頭反接，重復前面步驟，正確啟動電動機，觀察電動機的轉(zhuǎn)向是否改變。 (2)再次斷開電樞回路開關 S2和勵磁回路電源開關 S1，使電動機停機。將勵磁繞組兩頭反接，重復前面步驟，正確啟動電動機，觀察電動機的轉(zhuǎn)向是否又改變了。 (3)在電動機斷電的情況下，同時將電樞繞組和勵磁繞組反接，在重新啟動電動機的過程中觀察轉(zhuǎn)向是否改變 ? 4．直流電動機的反接制動 (1)正確啟動直流電動機后，調(diào)節(jié)電樞電壓到額定值，電樞串聯(lián)電阻器RPa的阻值調(diào)到最大，斷開電樞回路開關 S2，觀察并記錄下自由停車的時間t0。 (2)重新合上開關 S2啟動直流電動機后，將電樞串聯(lián)電阻器 RPa調(diào)到最大值位置，將電樞回路開關 S2迅速合向反轉(zhuǎn)制動位置，仔細觀察并記錄下反接制動到轉(zhuǎn)速為 0的時間 t1，馬上斷開開關 S2。 (3)直流電動機重新啟動后，將電樞串聯(lián)電阻器 RPa調(diào)到中間值位置，將電樞回路開關 S2迅速合向反轉(zhuǎn)制動位置，觀察并記錄下反接制動到轉(zhuǎn)速為 0的時間 t2。 5．直流電動機的能耗制動 (1)改變直流電動機的電路接線，能耗制動的參考電路如圖 142所示。電路的接線如圖 143所示。 圖 142 他勵直流電動機能耗制動工作電路 圖 143 他勵直流電動機能耗制動接線圖 (2)將他勵直流電動機 M的勵磁調(diào)節(jié)電阻器 RPf調(diào)至最小阻值，電樞串聯(lián)電阻器 RPa調(diào)至最大阻值。先接通勵磁電源開關 S1，再將倒順開關 S2合向電動位置，啟動直流電動機。 (3)電動機運轉(zhuǎn)正常后，斷開電樞回路開關 S2，觀察并記錄下自由停車的時間 t0。 (4)重新啟動電動機，將電樞串聯(lián)電阻器 RPa調(diào)到最大值位置，將電樞回路開關 S2迅速合向制動位置，觀察并記錄下能耗制動到轉(zhuǎn)速為 0的時間 t1。 (5)將電樞回路開關 S2再次合向電動位置，啟動直流電動機，將電樞串聯(lián)電阻器 RPa調(diào)到中間值位置，再次將電樞回路開關 S2迅速合向制動位置，觀察并記錄下能耗制動到轉(zhuǎn)速為 0的時間 t2。 四、注意事項 1．本次技能訓練過程中，電動機要多次啟動和停止，注意每次啟動直流電動機時，都要將勵磁調(diào)節(jié)電阻器 RPf調(diào)至最小阻值，電樞調(diào)節(jié)電阻器RPa調(diào)至最大阻值，先接通勵磁電源開關 S1，再接通電樞電源開關 S2。 2．直流電動機停機時，必須先切斷電樞電源，再斷開勵磁電源。 3．電樞回路所接的倒順開關 S2的位置，要記清哪邊是電動，哪邊是制動；哪邊是正轉(zhuǎn)，哪邊是反轉(zhuǎn)。 4．制動的時間很短，但是要分清哪一次快，哪一次慢。 五、技能訓練考核評分記錄表 (見表 111) 表 111 技能訓練考核評分記錄表 序號 考核內(nèi)容 考核要求 配分 得分 1 技能訓練的準備 預習技能訓練的內(nèi)容 10 2 儀器、儀表的使用 正確使用萬用表、轉(zhuǎn)速表、實驗臺等設備 10 3 直流電動機的接線 電路繪制正確、簡潔，接線速度快 20 4 操作電動機的啟動和反轉(zhuǎn) 通電調(diào)試一次成功，操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量正確 30 5 直流電動機的制動 操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量正確 30 6 合計得分 7 否定項 發(fā)生重大責任事故、嚴重違反教學紀律者得 0分 8 指導教師簽名 日期 六、技能訓練報告 1．技能訓練項目名稱。 2．技能訓練的任務目標。 3．技能訓練所用的工具、儀器和設備。 4．繪制他勵直流電動機啟動、反轉(zhuǎn)和制動的工作電路。 5．電樞繞組和勵磁繞組中，改變?nèi)我庖粋€繞組的兩頭，電動機是否反轉(zhuǎn) ?同時改變兩個繞組的兩頭，電動機是否反轉(zhuǎn) ? 6．自由停車與制動停車，在時間上有什么區(qū)別 ?制動時間與制動電阻的阻值有什么關系 ?反接制動與能耗制動有什么區(qū)別 ? 7．小結(jié)、體會和建議。 思考與練習 1．直流電動機為什么不允許直接啟動 ? 2．他勵直流電動機有哪些啟動方法 ?哪一種啟動方法性能較好 ? 3．一臺他勵直流電動機 PN=10kW， UN=220V， IN=5OA， nN=1600r/min，Ra=,最大啟動電流 Ist=2IN，計算： (1)電樞回路串電阻啟動時，串入的總電阻 Rst； (2)降壓啟動時的初始啟動電壓 Ust。 4．直流電動機有哪幾種改變轉(zhuǎn)向的方法 ?一般采用哪一種方法 ? 5．直流電動機有哪幾種電氣制動方法 ?分別應用于什么場合 ? 6．題 3中的電動機，最大制動電流 Ia=2IN，估算 :(1)能耗制動應該串人的電阻 Rz1； (2)電樞反接制動應該串人的電阻 Rz2。 任務四 直流電動機的使用和維護 學習目標 1．了解直流電動機啟動前的準備工作和啟動、運行時應注意的事項。 2．熟悉直流電動機的定期檢修內(nèi)容和注意事項。 3．了解直流電動機日常保養(yǎng)的相關知識。 3．了解直流電動機的常見故障以及處理方法。 任務分析 直流電動機經(jīng)常性的維護和監(jiān)視工作，是保證電動機正常運行的重要條件。除經(jīng)常保持電動機清潔、不積塵土、油垢外，必須注意監(jiān)視電動機運行中的換向火花、轉(zhuǎn)速、電流、溫升等的變化是否正常。因為直流電動機的故障都會反映在換向惡化和運行性能的異常變化上。做好直流電動機的維護及檢修工作，對提高生產(chǎn)效率、預防事故的發(fā)生具有非常重要的意義。 相關知識 一、直流電動機的使用 1．直流電動機的啟動準備 直流電動機在安裝后投入運行前或長期擱置而重新投入運行前，需做下列啟動準備工作。 (1)用壓縮空氣吹凈附著于電機內(nèi)部的灰塵，對于新電動機應去掉在風窗處的包裝紙。檢查軸承潤滑脂是否潔凈、適量，潤滑脂占軸承室的 2/3為宜。 (2)用柔軟、干燥而無絨毛的布塊擦拭換向器表面，并檢查其是否光潔，如有油污，則可蘸少許汽油擦拭干凈。 (3)檢查電刷壓力是否正常均勻，電刷間壓力差不超過 10%，刷握的固定是否可靠，電刷在刷握內(nèi)是否太緊或太松，電刷與換向器的接觸是否良好。 (4)檢查刷桿座上是否標有電刷位置的記號。 (5)用手轉(zhuǎn)動電樞，檢查是否阻塞或在轉(zhuǎn)動時是否有撞擊或摩擦之聲。 (6)接地裝置是否良好。 (7)用 500V兆歐表測量繞組對機殼的絕緣電阻，如小于 1MΩ 則必須進行干燥處理。 (8)電動機引出線與勵磁電阻、啟動器等連接是否正確，接觸是否良好。 2．直流電動機的啟動 (1)檢查線路情況 (包括電源、控制器、接線及測量儀表的連接等 )，啟動器的彈簧是否靈活，接觸是否良好。 (2)在恒壓電源供電時，需用啟動器啟動。閉合電源開關，在電動機負載下，轉(zhuǎn)動啟動器，在每個觸點上停留約 2s時間，直至最后一點，轉(zhuǎn)動臂被電磁鐵吸住為止。 (3)電動機在單獨的可調(diào)電源供電時，先將勵磁繞組通電，并將電源電壓降低至最小，然后閉合電樞回路接觸器，逐漸升高電壓，達額定值或所需轉(zhuǎn)速。 (4)電動機與生產(chǎn)機械的聯(lián)軸器分別連接，輸入小于 10%的額定電樞電壓，確定電機與生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)速方向是否一致，一致時表示接線正確。 (5)電動機換向器端裝有測速發(fā)電機時，電動機啟動后，應檢查測速發(fā)電機輸出特性，該極性與控制屏極性應一致。 (6)電動機啟動完畢后，應觀察換向器上有無火花，火花等級是否超標。 3．直流電動機的調(diào)速 恒功率弱磁向上調(diào)速，可調(diào)節(jié)勵磁電阻，直至轉(zhuǎn)速達到所需要的值，但不得超過技術條件所允許的最高轉(zhuǎn)速。恒轉(zhuǎn)矩負載可以采用降壓或電樞串電阻向下調(diào)速。 4．直流電動機的停機 (1)如為變速電動機，先將轉(zhuǎn)速降到最低值。 (2)去掉電動機負載 (除串勵電動機外 )后切斷電源開關。 (3)切斷勵磁回路，勵磁繞組不允許在停車后長期通額定電流。 二、直流電動機的維護 電動機在使用過程中定期進行檢查時應特別注意下列事項 : 1．電動機周圍應保持干燥，其內(nèi)外部均不應放置其他物件。 電動機的清潔工作每月不得少于一次，清潔時應以壓縮空氣吹凈內(nèi)部的灰塵，特別是換向器、線圈連接線和引線部分。 2．換向器的保養(yǎng) (1)換向器應是呈正圓柱形光潔的表面，不應有機械損傷和燒焦的痕跡。 (2)換向器在負載下經(jīng)長期無火花運轉(zhuǎn)后，在表面產(chǎn)生一層褐色有光澤的堅硬薄膜，這是正常現(xiàn)象，它能保護換向器的磨損，這層薄膜必須加以保護，不能用砂布摩擦。 (3)若換向器表面出現(xiàn)粗糙、燒焦等現(xiàn)象時可用 0號砂布在旋轉(zhuǎn)著的換向器表面進行細致研磨。若換向器表面出現(xiàn)過于粗糙不平、不圓或有部分凹進現(xiàn)象時應將換向器進行車削，車削速度不大于 ，車削深度及每轉(zhuǎn)進刀量均不大于 ，車削時換向器不應有軸向位移。 (4)換向器表面磨損很多時，或經(jīng)車削后，發(fā)現(xiàn)云母片有凸出現(xiàn)象，應以銑刀將云母片銑成 1～ 。 (5)換向器車削或云母片下刻時，須防止銅屑、灰塵侵入電樞內(nèi)部。因而要將電樞線圈端部及接頭片覆蓋。加工完畢后用壓縮空氣作清潔處理。 3．電刷的使用 (1)電刷與換向器的工作面應有良好的接觸，電刷壓力正常。電刷在刷握內(nèi)應能滑動自如。電刷磨損或損壞時，應以牌號及尺寸與原來相同的電刷更替之，并且用 0號砂布進行研磨，砂布面向電刷，背面緊貼換向器，研磨時隨換向器作來回移動。 (2)電刷研磨后用壓縮空氣作清潔處理，再使電動機作空載運轉(zhuǎn)，然后以輕負載 (為額定負載的 1/4～ 1/3)運轉(zhuǎn) 1h，使電刷在換向器上得到良好的接觸面 (每塊電刷的接觸面積不小于其總面積的 75%)。 4．軸承的保養(yǎng) (1)軸承在運轉(zhuǎn)時溫度太高，或發(fā)出有害雜音時，說明可能損壞或有外物侵入，應拆下軸承清洗檢查，當發(fā)現(xiàn)鋼珠或滑圈有裂紋損壞或軸承經(jīng)清洗后使用情況仍未改變時，必須更換新軸承。軸承工作 2022～ 2500h后應更換新的潤滑脂，但每年不得少于一次。 (2)軸承在運轉(zhuǎn)時須防止灰塵及潮氣侵入，并嚴禁對軸承內(nèi)圈或外圈的任何沖擊。 5．絕緣電阻 (1)應當經(jīng)常檢查電動機的絕緣電阻，如果絕緣電阻小于 1MΩ 時，應仔細清除絕緣表面的污物和灰塵，并用汽油、甲苯或四氯化碳清除之，待其干燥后再涂絕緣漆。 (2)必要時可采