【正文】 機(jī)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(jī)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(jī)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(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n接近于零時，必須立即切斷電源，否則電動機(jī)反轉(zhuǎn)。 電樞反接制動效果強(qiáng)烈，電網(wǎng)供給的能量和生產(chǎn)機(jī)械的動能都消耗在電阻 Ra+Rz上。 圖 138 他勵電動機(jī)的電樞反接制動 圖 139 他勵電動機(jī)的回饋制動 3．回饋制動（再生制動） 若電動機(jī)在電動狀態(tài)運行中，由于某種因素 (如電動機(jī)車下坡 )而使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速時，電動機(jī)便處于回饋制動狀態(tài)。 nn0是回饋制動的一個重要標(biāo)志。因為當(dāng) 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(jī)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(jī)，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(jī)將機(jī)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(jī)械特性方程式和電動狀態(tài)時完全一樣，由于 Ia為負(fù)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(xùn)練 訓(xùn)練項目 直流電動機(jī)啟動、反轉(zhuǎn)和制動方法的操作 一、任務(wù)目標(biāo) 1．學(xué)會直流電動機(jī)電樞串電阻啟動、降壓啟動的接線和操作。 2．學(xué)會直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)電路的接線和操作。 3．學(xué)會直流電動機(jī)能耗制動、反接制動的接線和操作。 二、工具、儀器和設(shè)備 1．直流電機(jī)勵磁電源和可調(diào)電樞電源。 2．直流他勵電動機(jī)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(guān)一個。 6．導(dǎo)線若干。 三、實訓(xùn)過程 1．繪制并連接他勵直流電動機(jī)的工作電路 他勵直流電動機(jī)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(jī) 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(jī)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(jìn)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(jī)啟動的反轉(zhuǎn)的工作電路 圖 141 他勵直流電動機(jī)啟動和反轉(zhuǎn)電路的接線 2．直流電動機(jī)電樞串電阻啟動和降壓啟動 (1)將他勵直流電動機(jī) 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(guān) S1，再將倒順開關(guān) S2合向正轉(zhuǎn)電動位置，接通電樞電源，啟動直流電動機(jī)。 (2)逐漸升高電樞電壓，直至額定電壓 UN=220V，觀察直流電動機(jī)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(jī)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(jī)的反轉(zhuǎn) (1)記錄下直流電動機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向，先斷開電樞回路開關(guān) S2，再斷開勵磁回路電源開關(guān) S1，使電動機(jī)停機(jī)。將電樞繞組兩頭反接，重復(fù)前面步驟，正確啟動電動機(jī)，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否改變。 (2)再次斷開電樞回路開關(guān) S2和勵磁回路電源開關(guān) S1，使電動機(jī)停機(jī)。將勵磁繞組兩頭反接，重復(fù)前面步驟，正確啟動電動機(jī)，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否又改變了。 (3)在電動機(jī)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(jī)的過程中觀察轉(zhuǎn)向是否改變 ? 4．直流電動機(jī)的反接制動 (1)正確啟動直流電動機(jī)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(guān) S2，觀察并記錄下自由停車的時間t0。 (2)重新合上開關(guān) S2啟動直流電動機(jī)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(guān) S2迅速合向反轉(zhuǎn)制動位置，仔細(xì)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(guān) S2。 (3)直流電動機(jī)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(guān) 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(jī)的能耗制動 (1)改變直流電動機(jī)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(jī)能耗制動工作電路 圖 143 他勵直流電動機(jī)能耗制動接線圖 (2)將他勵直流電動機(jī) 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(guān) S1，再將倒順開關(guān) S2合向電動位置，啟動直流電動機(jī)。 (3)電動機(jī)運轉(zhuǎn)正常后，斷開電樞回路開關(guān) S2，觀察并記錄下自由停車的時間 t0。 (4)重新啟動電動機(jī)，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(guān) 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(guān) S2再次合向電動位置，啟動直流電動機(jī)，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(guān) 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(xùn)練過程中，電動機(jī)要多次啟動和停止，注意每次啟動直流電動機(jī)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(guān) S1，再接通電樞電源開關(guān) S2。 2．直流電動機(jī)停機(jī)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(guān) 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(xùn)練考核評分記錄表 (見表 111) 表 111 技能訓(xùn)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(xùn)練的準(zhǔn)備 預(yù)習(xí)技能訓(xùn)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(shè)備 10 3 直流電動機(jī)的接線 電路繪制正確、簡潔，接線速度快 20 4 操作電動機(jī)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(jī)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(zé)任事故、嚴(yán)重違反教學(xué)紀(jì)律者得 0分 8 指導(dǎo)教師簽名 日期 六、技能訓(xùn)練報告 1．技能訓(xùn)練項目名稱。 2．技能訓(xùn)練的任務(wù)目標(biāo)。 3．技能訓(xùn)練所用的工具、儀器和設(shè)備。 4．繪制他勵直流電動機(jī)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(jī)是否反轉(zhuǎn) ?同時改變兩個繞組的兩頭，電動機(jī)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(guān)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(xí) 1．直流電動機(jī)為什么不允許直接啟動 ? 2．他勵直流電動機(jī)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(jī) 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(jī)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(jī)有哪幾種電氣制動方法 ?分別應(yīng)用于什么場合 ? 6．題 3中的電動機(jī)，最大制動電流 Ia=2IN，估算 :(1)能耗制動應(yīng)該串人的電阻 Rz1； (2)電樞反接制動應(yīng)該串人的電阻 Rz2。 任務(wù)四 直流電動機(jī)的使用和維護(hù) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解直流電動機(jī)啟動前的準(zhǔn)備工作和啟動、運行時應(yīng)注意的事項。 2．熟悉直流電動機(jī)的定期檢修內(nèi)容和注意事項。 3．了解直流電動機(jī)日常保養(yǎng)的相關(guān)知識。 3．了解直流電動機(jī)的常見故障以及處理方法。 任務(wù)分析 直流電動機(jī)經(jīng)常性的維護(hù)和監(jiān)視工作，是保證電動機(jī)正常運行的重要條件。除經(jīng)常保持電動機(jī)清潔、不積塵土、油垢外，必須注意監(jiān)視電動機(jī)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(jī)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(jī)的維護(hù)及檢修工作，對提高生產(chǎn)效率、預(yù)防事故的發(fā)生具有非常重要的意義。 相關(guān)知識 一、直流電動機(jī)的使用 1．直流電動機(jī)的啟動準(zhǔn)備 直流電動機(jī)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(zhǔn)備工作。 (1)用壓縮空氣吹凈附著于電機(jī)內(nèi)部的灰塵，對于新電動機(jī)應(yīng)去掉在風(fēng)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(biāo)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(jī)殼的絕緣電阻，如小于 1MΩ 則必須進(jìn)行干燥處理。 (8)電動機(jī)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(jī)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(guān)，在電動機(jī)負(fù)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(jī)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(dá)額定值或所需轉(zhuǎn)速。 (4)電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)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(jī)與生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速方向是否一致，一致時表示接線正確。 (5)電動機(jī)換向器端裝有測速發(fā)電機(jī)時，電動機(jī)啟動后，應(yīng)檢查測速發(fā)電機(jī)輸出特性，該極性與控制屏極性應(yīng)一致。 (6)電動機(jī)啟動完畢后，應(yīng)觀察換向器上有無火花，火花等級是否超標(biāo)。 3．直流電動機(jī)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(dá)到所需要的值，但不得超過技術(shù)條件所允許的最高轉(zhuǎn)速。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可以采用降壓或電樞串電阻向下調(diào)速。 4．直流電動機(jī)的停機(jī) (1)如為變速電動機(jī)，先將轉(zhuǎn)速降到最低值。 (2)去掉電動機(jī)負(fù)載 (除串勵電動機(jī)外 )后切斷電源開關(guān)。 (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(jī)的維護(hù) 電動機(jī)在使用過程中定期進(jìn)行檢查時應(yīng)特別注意下列事項 : 1．電動機(jī)周圍應(yīng)保持干燥，其內(nèi)外部均不應(yīng)放置其他物件。 電動機(jī)的清潔工作每月不得少于一次，清潔時應(yīng)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(yīng)是呈正圓柱形光潔的表面，不應(yīng)有機(jī)械損傷和燒焦的痕跡。 (2)換向器在負(fù)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?，F(xiàn)象，它能保護(hù)換向器的磨損，這層薄膜必須加以保護(hù)，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(jìn)行細(xì)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(jìn)現(xiàn)象時應(yīng)將換向器進(jìn)行車削，車削速度不大于 ，車削深度及每轉(zhuǎn)進(jìn)刀量均不大于 ，車削時換向器不應(yīng)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(yīng)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(yīng)有良好的接觸，電刷壓力正常。電刷在刷握內(nèi)應(yīng)能滑動自如。電刷磨損或損壞時，應(yīng)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(jìn)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(jī)作空載運轉(zhuǎn)，然后以輕負(fù)載 (為額定負(fù)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(yīng)拆下軸承清洗檢查，當(dāng)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(yīng)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(yán)禁對軸承內(nèi)圈或外圈的任何沖擊。 5．絕緣電阻 (1)應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查電動機(jī)的絕緣電阻，如果絕緣電阻小于 1MΩ 時，應(yīng)仔細(xì)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