【正文】 阻兩個(gè)，電樞調(diào)節(jié)電阻一個(gè)，負(fù)載電阻一個(gè)。 5．導(dǎo)線若干。電路的接線如圖 134所示，圖中他勵(lì)直流電動(dòng)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(lì)磁電流 IfN。直流發(fā)電機(jī) MG按他勵(lì)發(fā)電機(jī)連接，作為直流電動(dòng)機(jī) M的負(fù)載。電樞回路電流表PA和 PA3的量程均選用 5A，勵(lì)磁回路的電流表 PAl和 PA2均選用 1000mA的量程。按圖進(jìn)行接線，接好線后，檢查 M、 MG之間是否用聯(lián)軸器直接連接好。直流發(fā)電機(jī) MG的勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻 RPf調(diào)至最大值，負(fù)載電阻 RL調(diào)至最大值。其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。此時(shí)電動(dòng)機(jī) M的勵(lì)磁電流 If1即為額定勵(lì)磁電流 IfN。測(cè)取發(fā)電機(jī)負(fù)載電流 IF，電動(dòng)機(jī)電樞輸入電流 Ia和轉(zhuǎn)速 n的數(shù)值，共取 78組數(shù)據(jù)，記錄于表 16中。表 16數(shù)據(jù)所反映的直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性與機(jī)械特性的形狀完全一樣，只要將電樞電流 Ia轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 T就是該電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī) MG的勵(lì)磁電流 If為 l00mA不變，再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 RL和電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電阻 RPf1，使電動(dòng)機(jī) M的 U=UN， Ia=， If1=IfN，記下此時(shí)發(fā)電機(jī) MG的電樞電流 IF。 (3)測(cè)取 5組數(shù)據(jù)，記錄于表 17中。調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī) MG的勵(lì)磁電流 If=l00mA不變，再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 RL和電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電阻 RPf1，使電動(dòng)機(jī) M的 U=UN， Ia=，If1=IfN，記下發(fā)電機(jī) MG的電樞電流 IF。 (3)共取 78組數(shù)據(jù)，記錄于表 18中。再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī) MG的勵(lì)磁電阻使 If=l00mA，調(diào)節(jié) MG的負(fù)載電阻 RL，便電動(dòng)機(jī) M的 U=UN， Ia=，記下發(fā)電機(jī)此時(shí)的 IF值。逐漸增加電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻 RPf1的阻值，直至 n=，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的 n、 If1和 Ia。 表 19 降低電樞電壓調(diào)速記錄表 If1（ mA） n（ r/min） Ia（ A） 四、注意事項(xiàng) 1．每次啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，都要將勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻 RPf1調(diào)至最小，電樞調(diào)節(jié)電阻 RPa調(diào)至最大；先接通勵(lì)磁電源，再接通電樞電源；啟動(dòng)后將 RPa調(diào)至最小。 3．調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路電阻 RPf1時(shí)，動(dòng)作要慢，防止勵(lì)磁電流 If1過小引起電動(dòng)機(jī)“飛車”。 五、技能訓(xùn)練考核評(píng)分記錄表 (見表 110) 表 110 技能訓(xùn)練考核評(píng)分記錄表 序號(hào) 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(shí)驗(yàn)臺(tái)等設(shè)備 10 3 直流電動(dòng)機(jī)的接線 電路繪制正確、簡(jiǎn)潔，接線速度快 20 4 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 通電調(diào)試一次成功，操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測(cè)量正確 30 5 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測(cè)量正確 30 6 合計(jì)得分 7 否定項(xiàng) 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(bào)告 1．技能訓(xùn)練項(xiàng)目名稱。 3．技能訓(xùn)練所用的工具、儀器和設(shè)備。 5．電樞繞組和勵(lì)磁繞組中，改變?nèi)我庖粋€(gè)繞組的兩頭，電動(dòng)機(jī)是否反 轉(zhuǎn) ?同時(shí)改變兩個(gè)繞組的兩頭，電動(dòng)機(jī)是否反轉(zhuǎn) ? 6．自由停車與制動(dòng)停車，在時(shí)間上有什么區(qū)別 ?制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)電阻的阻值有什么關(guān)系 ?反接制動(dòng)與能耗制動(dòng)有什么區(qū)別 ? 7．小結(jié)、體會(huì)和建議。 2．掌握直流電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法。 4．熟悉直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法。 任務(wù)分析 使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先碰到的問題是怎樣把它啟動(dòng)起來。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，常常需要改變運(yùn)動(dòng)方向，例如起重機(jī)、刨床、軋鋼機(jī)等，這就需要電動(dòng)機(jī)能快速地正反轉(zhuǎn)。例如電車下坡和剎車時(shí)，起重機(jī)下放重物時(shí)，機(jī)床反向運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，都需要電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。 一、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 直流電動(dòng)機(jī)從接入電源開始，轉(zhuǎn)速由零上升到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止的過程稱為啟動(dòng)過程或啟動(dòng)。為了使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從零逐步加速到穩(wěn)定的運(yùn)行速度，在啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)必須產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩。直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流 Ist=UN/Ra，將升到很大的數(shù)值，同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也很大，過大的電流及轉(zhuǎn)矩，對(duì)電動(dòng)機(jī)及電網(wǎng)可能會(huì)造成一定的危害，所以一般啟動(dòng)時(shí)要對(duì) Ist加以限制。另外，啟動(dòng)設(shè)備要盡量簡(jiǎn)單、可靠。 相關(guān)知識(shí) 2．啟動(dòng)方法 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法有電樞串電阻啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)兩種。 （ 1）電樞回路串電阻啟動(dòng) 啟動(dòng)時(shí)在電樞回路中串入啟動(dòng)電阻 Rst進(jìn)行限流，電動(dòng)機(jī)加上額定電壓，Rst的數(shù)值應(yīng)使 Ist不大于允許值。但這樣做比較困難，實(shí)際中只能將電阻分段切除，通常利用接觸器的觸點(diǎn)來分段短接啟動(dòng)電阻。 在啟動(dòng)過程中，通常限制最大啟動(dòng)電流 Ist1=(～ )IN； Ist2=(～)IN，并盡量在切除電阻時(shí)，使啟動(dòng)電流能從 Ist2回升到 Ist1。 啟動(dòng)時(shí)依次切除啟動(dòng)電阻 Rst Rst Rst3，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)從 a點(diǎn)到 b點(diǎn)、 c點(diǎn)、 d點(diǎn)、 ?? 。 圖 135 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)時(shí)機(jī)械特性 圖 136 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng) （ 2） 降壓?jiǎn)?dòng) 降壓?jiǎn)?dòng)只能在電動(dòng)機(jī)有專用電源時(shí)才能采用。為保證足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)保持磁通不變，待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)速的上升、反電動(dòng)勢(shì)的增加，再逐步提高其電樞電壓，直至將電壓恢復(fù)到額定值，電動(dòng)機(jī)在全壓下穩(wěn)定運(yùn)行。 二、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 在有些電力拖動(dòng)設(shè)備中，由于生產(chǎn)的需要，常常需要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。根據(jù)公式 T=CTΦIa可知，只要改變磁通 Φ或電樞電流 Ia這兩個(gè)量中一個(gè)量的方向，就能改變 T的方向。由于磁滯及勵(lì)磁回路電感等原因，反向磁場(chǎng)的建立過程緩慢，反轉(zhuǎn)過程不能很快實(shí)現(xiàn)，故一般多采用后一種方法。制動(dòng)可以采用機(jī)械方法和電氣方法，常用的電氣方法有三種：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。是，則為制動(dòng)狀態(tài)，其工作點(diǎn)應(yīng)位于第二或第四象限；否則為電動(dòng)狀態(tài)。 1．能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)對(duì)應(yīng)的機(jī)械特性如圖 136所示。這時(shí)從機(jī)械特性上看，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)從 A點(diǎn)切換到 B點(diǎn)，在 B點(diǎn)因?yàn)?U=0，所以 Ia=Ea/(Ra+Rz)，電樞電流為負(fù)值，由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 T也隨之反向，由原來與 n同方向變?yōu)榕c n反方向，進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，起到制動(dòng)作用，使電動(dòng)機(jī)減速，工作點(diǎn)沿特性曲線下降，由 B點(diǎn)移至 O點(diǎn)。在這過程中，電動(dòng)機(jī)由生產(chǎn)機(jī)械的慣性作用拖動(dòng)，輸入機(jī)械能而發(fā)電，發(fā)出的能量消耗在電阻 Ra+Rz上，直到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，故稱為能耗制動(dòng)。 NNNa IUIERzRa )()( ?????如果能耗制動(dòng)時(shí)拖動(dòng)的是位能性負(fù)載 ,電動(dòng)機(jī)可能被拖向反轉(zhuǎn) ,工作點(diǎn)從 O點(diǎn)移至 C點(diǎn)才能穩(wěn)定運(yùn)行。若為了使電動(dòng)機(jī)更快地停轉(zhuǎn)，可以在轉(zhuǎn)速降到較低時(shí)，再加上機(jī)械制動(dòng)相配合。 （ 1）倒拉反接制動(dòng) 如圖 137所示，電動(dòng)機(jī)原先提升重物，工作于 a點(diǎn)，若在電樞回路中串接足夠大的電阻，特性變得很軟，轉(zhuǎn)速下降，當(dāng) n=0時(shí) (c點(diǎn) )，電動(dòng)機(jī)的 T仍然小于 TL，在位能性負(fù)載倒拉作用下，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)減速進(jìn)入反轉(zhuǎn)，最終穩(wěn)定地運(yùn)行在 d點(diǎn)。倒拉反接制動(dòng)的機(jī)械特性方程和電樞串電阻電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)相同。倒拉反接制動(dòng)常用于起重機(jī)低速下放重物，電動(dòng)機(jī)串入的電阻越大，最后穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速越高。由于加在電樞回路的電壓為 (U+Ea)≈ 2U，因此，在電源反接的同時(shí)，必須串接較大的制動(dòng)電阻 Rz， Rz的大小應(yīng)使反接制動(dòng)時(shí)電樞電流 Ia≤ IN。從圖中可以看出，反接制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)由原來的工作點(diǎn)。通常在 c點(diǎn)處若不切除電源，電動(dòng)機(jī)很可能反向啟動(dòng)，加速到 d點(diǎn)。 電樞反接制動(dòng)效果強(qiáng)烈，電網(wǎng)供給的能量和生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)能都消耗在電阻 Ra+Rz上。 nn0是回饋制動(dòng)的一個(gè)重要標(biāo)志。電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞電流由電網(wǎng)的正端流向電動(dòng)機(jī)，而在回饋制動(dòng)時(shí)，電流由電樞流向電網(wǎng)的正端，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將機(jī)車下坡時(shí)的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑厮徒o電網(wǎng)，因而稱為回饋制動(dòng)。電樞電路若串入電阻，可使特性曲線的斜率增加。 2．學(xué)會(huì)直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)電路的接線和操作。 二、工具、儀器和設(shè)備 1．直流電機(jī)勵(lì)磁電源和可調(diào)電樞電源。 3．勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻器一個(gè)，電樞調(diào)節(jié)電阻器一個(gè)。 6．導(dǎo)線若干。電路的接線如圖 141所示。勵(lì)磁回路串接的電阻 RPf選用 1800Ω 阻值的變阻器，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電阻 RPa選用 180Ω 阻值的變阻器。按圖進(jìn)行接線，接好線后，檢查聯(lián)軸器是否連接好。先接通直流勵(lì)磁電源開關(guān) S1，再將倒順開關(guān) S2合向正轉(zhuǎn)電動(dòng)位置，接通電樞電源，啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。 (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(dòng)機(jī)電樞串電阻啟動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速和電流的變化情況。將電樞繞組兩頭反接，重復(fù)前面步驟，正確啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否改變。將勵(lì)磁繞組兩頭反接，重復(fù)前面步驟，正確啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是否又改變了。 (2)重新合上開關(guān) S2啟動(dòng)直流電動(dòng)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(dòng)位置，仔細(xì)觀察并記錄下反接制動(dòng)到轉(zhuǎn)速為 0的時(shí)間 t1，馬上斷開開關(guān) S2。 5．直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng) (1)改變直流電動(dòng)機(jī)的電路接線，能耗制動(dòng)的參考電路如圖 142所示。 圖 142 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)工作電路 圖 143 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖 (2)將他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) M的勵(lì)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。 (3)電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)間 t0。 (5)將電樞回路開關(guān) S2再次合向電動(dòng)位置，啟動(dòng)直流電動(dòng)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(dòng)位置，觀察并記錄下能耗制動(dòng)到轉(zhuǎn)速為 0的時(shí)間 t2。 2．直流電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，再斷開勵(lì)磁電源。 4．制動(dòng)的時(shí)間很短，但是要分清哪一次快，哪一次慢。 2．技能訓(xùn)練的任務(wù)目標(biāo)。 4．繪制他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的工作電路。 思考與練習(xí) 1．直流電動(dòng)機(jī)為什么不允許直接啟動(dòng) ? 2．他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些啟動(dòng)方法 ?哪一種啟動(dòng)方法性能較好 ? 3．一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) PN=10kW， UN=220V， IN=5OA， nN=1600r/min，Ra=,最大啟動(dòng)電流 Ist=2IN，計(jì)算： (1)電樞回路串電阻啟動(dòng)時(shí)，串入的總電阻 Rst； (2)降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的初始啟動(dòng)電壓 Ust。 任務(wù)四 直流電動(dòng)機(jī)的使用和維護(hù) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作和啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。 3．了解直流電動(dòng)機(jī)日常保養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)。 任務(wù)分析 直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)常性的維護(hù)和監(jiān)視工作，是保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的重要條件。因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)的故障都會(huì)反映在換向惡化和運(yùn)行性能的異常變化上。 相關(guān)知識(shí) 一、直流電動(dòng)機(jī)的使用 1．直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)準(zhǔn)備 直流電動(dòng)機(jī)在安裝后投入運(yùn)行前或長(zhǎng)期擱置而重新投入運(yùn)行前，需做下列啟動(dòng)準(zhǔn)備工作。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。 (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。 (5)用手轉(zhuǎn)動(dòng)電樞，檢查是否阻塞或在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是否有撞擊或摩擦之聲。 (7)用 500V兆歐表測(cè)量繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻，如小于 1MΩ 則必須進(jìn)行干燥處理。 2．直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) (1)檢查線路情況 (包括電源、控制器、接線及測(cè)量?jī)x表的連接等 )，啟動(dòng)器的彈簧是否靈活，接觸是否良好。閉合電源開關(guān)，在電動(dòng)機(jī)負(fù)載下，轉(zhuǎn)動(dòng)啟動(dòng)器，在每個(gè)觸點(diǎn)上停留約 2s時(shí)間，直至最后一點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂被電磁鐵吸住為止。 (4)電動(dòng)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(shí)表示接線正確。 (6)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢后，應(yīng)觀察換向器上有無火花，火花等級(jí)是否超標(biāo)。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可以采用降壓或電樞串電阻向下調(diào)速。 (2)去掉電動(dòng)機(jī)負(fù)載 (除串勵(lì)電動(dòng)機(jī)外 )后切斷電源開關(guān)。 二、直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù) 電動(dòng)機(jī)在使用過程中定期進(jìn)行檢查時(shí)應(yīng)特別注意下列事項(xiàng) : 1．電動(dòng)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。 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。 (3)若換向器表面出現(xiàn)粗糙、燒焦等現(xiàn)象時(shí)可用 0號(hào)砂布在旋轉(zhuǎn)著的換向器表面進(jìn)行細(xì)致研磨。 (4)換向器表面磨損很多時(shí)，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～ 。因而要將電樞線圈端部及接頭片覆蓋。 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。電刷磨損或損壞時(shí)，應(yīng)以牌號(hào)及尺寸與原來相同的電刷更替之，并且用 0號(hào)砂布進(jìn)行研磨，砂布面向電刷，背面緊貼換向器，研磨時(shí)隨換向器作來回移動(dòng)。 4．軸承的保養(yǎng) (1)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度太高，或發(fā)出有害雜音時(shí)，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(shí)，必須更換新軸承。 (2)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)須防止灰塵及潮氣侵入，并嚴(yán)禁對(duì)軸承內(nèi)圈或外圈的任何沖擊。 (2)必要時(shí)可采用熱