烟台南山学院
电机与拖动课程设计题目直流电动机的反接制动
姓名： XXX
所在学院：计算机与电气自动化学院
所学专业：自动化
班级：自动化XXXX
学号： XXXXXXXXXXX
指导教师：XXX
完成时间： 2013.12.20
目录
绪论 (1)
第一章直流电动机的制动 (2)
1.1 制动的定义 (2)
1.2 制动的目的 (2)
1.3 制动的分类 (2)
1.4 各种制动的特点 (2)
第二章直流电动机反接制动的工作原理 (3)
2.1 电压反向反接制动——迅速停机 (3)
2.1.1 制动原理 (3)
2.1.2 机械特性 (3)
2.1.3 特性分析 (4)
2.1.4 适用场合 (5)
2.2 电动势反向反接制动——下放重物 (5)
2.2.1 制动原理 (5)
2.2.2 机械特性 (5)
2.2.3 特性分析 (6)
2.2.4 适用场合 (7)
第三章反接制动制动电阻的计算 (8)
3.1 电枢电阻的计算 (8)
3.2 相关参数的计算 (8)
3.3 迅速停机 (8)
3.4 下放重物（以800r/min下放重物） (8)
结论 (9)
总结 (10)
参考文献 (11)
绪论
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。
直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。
直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。
本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
第一章直流电动机的制动
1.1 制动的定义
制动，就是让电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩，以使电力拖动系统迅速停机或稳定放下重物。这时电机所处的状态称为制动状态，这时的电磁转矩为制动转矩。
1.2 制动的目的
在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。
1.3 制动的分类
实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。
电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。
现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。
1.4 各种制动的特点
1）反接制动：设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。
2）能耗制动：制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。
3）回馈制动：经济性好，将负载的机械能转换为电能反送电网，但应用范围不广。电容制动对高速、低速运转的电动机均能迅速制动，能量损耗小设备简单，一般用语10KW 以下的小容量电动机，可适用于制动频繁的场合。
第二章 直流电动机反接制动的工作原理
以他励直流电动机为例。
他励电动机反接制动的特点是使U a 与E 的作用方向变为一致，共同产生电枢电流I a ，于是由动能转换而来的电功率EI a 和由电源输入的电功率U a I a 一起消耗在电枢电路中。
具体实现的方法有两种，分别用于不同的场合。 2.1 电压反向反接制动——迅速停机 2.1.1 制动原理
制动前后的电路如图3-1所示。与电动状态相比，电压反向反接制动时，将电枢电压反向，并在电枢电路内串联一制动电阻R b 。当系统因惯性继续沿原来方向旋转时，因磁场方向不变，E 的方向不变，但因U a 反向，U a 与E 的作用方向变成一致，一起使U a 反向，使得T 也反向成为制动转矩，转速迅速下降至零。当转速降至零时，E=0，应立即将电枢与电源断开，否则电机将反向起动。
(a)电动状态 (b)制动状态
图2-1 反接制动迅速停机时的电路图
2.1.2 机械特性
上述制动过程也可以通过机械特性来说明。
电动状态时的机械特性如图2-2的特性1，n 与T 的关系为
n=
ΦE a
C U -2
Φ
T E a C C R T 电压反向反接制动时，n 与T 的关系为
n=-(
ΦE a
C U -2
ΦT E a C C R T)
机械特性如图2-2中特性2。设电动机拖动的是反抗性恒转矩负载，负载特性如图2-2中的特性3
制动前，系统工作在机械特性1与负载转矩3的交点a 上面。制动瞬间，因机械惯性，转速来不及变化，工作点由a 点平移到能耗制动特性的b 点。这时T 反向，成为制动转矩，制动过程开始。在T 和T L 的共同作用下，转速n 迅速下降，工作点沿特性2由b 点移至O 点。这时n=0，应立即断开电源，使制动过程结束。否则电动机将反向起动，到d 点去反向稳定运行。
图2-2 反接制动迅速停机过程
2.1.3 特性分析
电压反向反接制动的过程效果与制动电阻R b 大小有关。R b 小，则制动瞬间I a 大，T 大，制动过程短暂，停机快。但制动过程中的最大电枢电流，即工作于b 点时的电枢电流I ab 不得超过I max =（1.5～2.0）I aN 。
由图3-1(b)可知，只考虑绝对值时b a b z ab R R E U I ++=
式中，E
b =E
a
。由此求得电压反向反接制动的制动电阻为
R
b
max
I
E
U
b
a
+
≥-R
a
2.1.4 适用场合
设备简单，操作方便，制动转矩平均值较大，制动强烈，但能量损耗大，适用于要求快速停车的拖动系统，对于要求快速并立即反转的系统更为理想。
2.2 电动势反向反接制动——下放重物
2.2.1 制动原理
制动前后的电路如图2-3所示。制动时，电枢电压不反向，只在电枢电路中串联一个适当的制动电阻R
b
。
(a)电动状态(b)制动状态
图2-3 反接制动下放重物的电路图
2.2.2 机械特性
上述制动过程也可以通过机械特性来说明。
反接制动时，U=U
a ，R=R
a
+R
b
，机械特性方程变为
n=
Φ
E
a
C
U
-
2
Φ
T
E
b
a
C
C
R
R+
T
若电动机拖动位能性恒转矩负载，如图4-2所示。制动前，系统工作在固有特性1与负载特性3的交点a上。制动瞬间，工作点由a平移到人为特性上的b点。由于T< T
L
,n
下降，工作点沿人为特性2由b点向c点移动。当工作点到达c点时，T= T
L
，系统重
新稳定运行。这时n反向，电动机处在制动运行状态稳定下放重物。
在这种情况下制动运行时，由于n反向，E也随之反向，由图2-3(b)可以看出，这
时E与U
a 的作用方向也变成一致，但I
a
和T的方向不变，T与n方向相反，成为制动
转矩，与负载转矩保持平衡，稳定下放重物。所以这种反接制动称为电动势反向的反接制动运行。
图2-4 反接制动下放重物过程
2.2.3 特性分析
电动势反向反接制动的效果与制动电阻R
b 的大小有关。R
b
大，特性2的斜率小，
转速低，下放重物慢。由图2-4可知，在d点运行时，只取各量的绝对值，而不考虑其正、负，则
R
a + R
b
=)
(n
C
U
T
C
I
E
U
E
a
T
ad
d
aΦ
+
Φ
=
+
可见，若要以转速n下放负载转矩为T
L
的重物时，制动电阻应为
R
b = )
(n
C
U
T
T
C
E
a
L
TΦ
+
-
Φ
-R
a
忽略
T,则
R
b = )
(n
C
U
T
C
E
a
L
TΦ
+
Φ
-R
a
2.2.4 适用场合
设备简单，操作方便，电枢回路串联电阻较大，机械特性较软，转速稳定性差，能量损耗大，适用于低速匀速下放重物。
第三章 反接制动制动电阻的计算
一台Z 4系列的他励电动机，P N =11KW ，U aN =440V ，I aN =31A ，n N =1480r/min ，I max =62A ，T L =120N ·M ，T 0忽略不计。 3.1 电枢电阻的计算
R a =aN
aN
N aN I I P U -
=2.74Ω；
3.2 相关参数的计算
E=
aN
N
I P =354V ； C E Φ=
N
n E
=0.239； C T Φ=
π
260
C E Φ=2.28 T N =π260N
N
n P =71N ·M
3.3 迅速停机
T L =120N ·m I a =
φ
T L
C T =52.63A E=U a -R a I a =295.79V
R b =
max
I E U b
a +-R a =9.13Ω 3.4 下放重物（以800r/min 下放重物）
R b =
)(n C U T C E a L
T Φ+Φ
-R a =12.34Ω 该电阻值大于0.89Ω，满足要求。
电动机被停止后还有一定的旋转惯性，在要求停止准确的设备就要采用制动方式使电机停止后迅速静止。较常用的有：1）能耗制动。2）反接制动。3）回馈制动。每种制动之间都有其优点和缺点。利用每种方法之间的差别选择一种最优方法进行那个制动，对工作效率，工厂经济效益都有着相当了影响。
本文仅对他励直流电动机的反接制动进行分析解释。反接制动设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。利用其工作原理可以延伸到现实生活中的工作、工程当中去。了解直流电动机的反接制动原理，会在一些方面使工作具有更有利的一面，在工程经济效益上有更有利的位置。
本设计不仅是会前面所学的指示的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面是对课程设计的过程做一个简单的总结。
第一，题目确定之后，资料是最重要的，查资料是做课程设计的前期准备工作，好的开端相当成功了一半。到图书馆，资料室，上网寻找自己所需要的资料。要一一记录下来以备后用。
第二，通过上面的过程，积累了不少的有用资源，对题目有了大概的了解，然后对题目进行更透彻的分析。
第三，有了明确的研究方向，就该动手实现了。
通过本次设计，对原先学的知识又有了一定的新认识，温习了所学过的知识，温故而知新。但在设计过程中，遇到了很多的问题，但最后通过和同学的交流一一得到解决。在这次设计中使我们的同学关系很进一步了，同学之间互相帮助，有上面不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们对知识的了解有进一步的提高。
在这个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我鼓励工作的能力，树立了自己对工作能力的信心，相信会对今后的学习工作有非常重要的影响。而且大大提高了自己的动手能力，是我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个课题还不是很完善，但在设过程中所学到的东西是这次设计的最大收益和财富，使我终身受益。
参考文献
[1] 唐介主编.电机与拖动. 北京：高等教育出版社，2007
[2] 李忠文主编.实用电机控制电路. 北京：化学工程出版社，2003
[3] 张明达主编.电力拖动控制系统. 北京：冶金工业出版社，1983
[4] 杨兴姚主编.电动机调速的原理及系统. 北京：水利电力出版社，1979
[5] 陈伯时主编.电力拖动控制系统. 北京：机械工业出版社，1984
引言 直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使其应用受到了影响。随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动机所取代。但是直流电动机又以起动转矩大、调速性能好、制动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。本课题将讨论他励电动机的基本结构、工作原理以及反接制动的原理及机械制动。
.专业整理. 1 课程设计的目的及内容 电机与拖动是电气专业的一门重要专业基础课。它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。 电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。 本设计主要研究他励直流电动机的反接制动。 .学习帮手.
辽宁工程技术大学课程设计 2 2 他励直流电动的基本结构 图2-1 直流电动机结构图 图2 他励直流电动机的基本结构 2.1定子 直流电机的定子由以下几部分组成： 主磁极 换向磁极（简称换向极） 机座 端盖 2.2转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 风扇等 电枢绕组电枢磁扼定子磁扼 换向极绕组换向极 底脚 激磁绕组 极身极掌电枢槽电枢齿
.专业整理. .学习帮手. 3 他励直流电动机的工作原理 3.1直流电动机的工作原理图 图3-1 直流电动机的工作原理图 图中N 和S 是一对固定不动的磁极，用以产生所需要的磁场。在N 极S 极之间有一个可以绕轴旋转地绕组。直流电机的这一部分称为电枢。如图3-1所示将电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源的正极流出，经电刷A 流入电枢绕组，然后经电刷B 流回电源的负极。载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f 的作用a BLI f 。 3．2他励直流电动机的运行分析 M Uf + -+ -Ua I a I f 图3-2 它励电动机 电枢电路中它励电动机的电枢和励磁绕组分别由两个独立的直流电源供电。它励电动机的电路如图三所示。在励磁电压f U 的作用下，励磁绕组中通过励磁电流f I ，从而产生 N S A B a d b c i +-e n U + -i
用单片机来控制直流电动机的正反转、加减速的程序如何写啊 用L293D芯片, EN12\IN1\IN2直接连接单片机(任意) EN12 连接单片机,IO口设为高 IN1\ IN2连接单片机IO口设为高\低时,直流电机正转,为低\高时反转 评论|10 2011-08-04 18:14digogog|三级 最简单的就是一个51 ，用一个p0的两个口来控制（P0^0和P0^1），四个端口 A、B、C、D．分为2组AB CD一组分开接电源正极，一组分开接电源 副极。两组的另外一段分别接电机的正极和副极，然后通过P＾0和P＾1给信号正转Y=AB /C/D 反转Y=/a/b CD 评论|00 2011-08-04 19:45wangshaoshay|八级 正负极反接就成了反转 单片机不能直接驱动电机，因为它电流输出太小，所以要通过H桥或者ULN2003等来驱动 评论|00 2011-08-09 23:24zhangdaicong|来自手机知道|六级 单片机不能直接驱动电机的，建议使用H桥或L298，新手使用L298吧，比较方便。如需交流请到机械创新论坛找我。 评论|00 2011-10-28 15:20热心网友 正反转就是电流流向改变就可以.加减速度主要是电动机电压大小控制就可以了. 具体的要有硬件才可以实现的. 评论|00 2011-10-28 15:27生活如歌_|十五级 参考这个程序，通过PWM调整占空比来调整转速 #include
直流电动机正反转Proteus仿真设计 引言 随着人民生活水平的提高，产品质量、性能、自动化程度等已经是人们选择产品的主要因素。其中，直流电动机正反转自动控制在生活中起了很大的作用，比如洗衣机的工作、遥控汽车的操作、DVD的应用等等，它在实际生活中给人们需求上提供了很大的方便与乐趣。不只是生活，它还在工业、农业、交通运输等各方面得到了广泛的应用，实现电动机正反转的控制是很多产品设计的核心问题。直流电动机显示出交流电动机不能比拟的良好启动性能和调速性能，比较广泛应用于速度调节要求过高，正反转频繁或多元同步协调运转的机械生产。因此，学会电动机正反转控制的原理是极其重要的。然而，在本直流电动机正反转仿真设计中，要借助Proteus软件、Keil软件和C语言的辅助进行仿真设计，通过仿真设计，让我们更清楚了解电动机正反转的原理和电路图，增强对直流电动机的认知。 在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。在本设计中，Proteus软件采用了电容、电阻、晶振、电动机、LED、开关、电动机等多种元件进行绘图，并基于80C51和ULN2003A进行电路图设计，充分展示Proteus软件元件库量大，掌握它的基本绘图操作。而对于Keil软件，采取创建工程，创建执行文件，利用C语言编写程序，生成hex文件，为Proteus 仿真提供驱动控制，实现直流电动机正反转的设计。 在本论文设计中，主要介绍直流电动机正反转原理，Proteus软件功能绘图、仿真调试，以及Keil软件功能、程序编写和仿真程序文件生成。让大家更清楚了解Proteus软件、Keil软件、C语言在直流电动机正反转仿真设计的应用。
烟台南山学院 电机与拖动课程设计题目直流电动机的反接制动 姓名： XXX 所在学院：计算机与电气自动化学院 所学专业：自动化 班级：自动化XXXX 学号： XXXXXXXXXXX 指导教师：XXX 完成时间： 2013.12.20
目录 绪论 (1) 第一章直流电动机的制动 (2) 1.1 制动的定义 (2) 1.2 制动的目的 (2) 1.3 制动的分类 (2) 1.4 各种制动的特点 (2) 第二章直流电动机反接制动的工作原理 (3) 2.1 电压反向反接制动——迅速停机 (3) 2.1.1 制动原理 (3) 2.1.2 机械特性 (3) 2.1.3 特性分析 (4) 2.1.4 适用场合 (5) 2.2 电动势反向反接制动——下放重物 (5) 2.2.1 制动原理 (5) 2.2.2 机械特性 (5) 2.2.3 特性分析 (6) 2.2.4 适用场合 (7) 第三章反接制动制动电阻的计算 (8) 3.1 电枢电阻的计算 (8) 3.2 相关参数的计算 (8) 3.3 迅速停机 (8) 3.4 下放重物（以800r/min下放重物） (8) 结论 (9) 总结 (10) 参考文献 (11)
绪论 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。 本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
1 综述 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。 本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
2 直流电动机的制动2.1 制动的定义
制动，就是让电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩，以使电力拖动系统迅速停机或稳定放下重物。这时电机所处的状态称为制动状态，这时的电磁转矩为制动转矩。 2.2 制动的目的 在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。 2.3 制动的分类 实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。 电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。 现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。 2.4 各种制动的特点 1）反接制动：设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。 2）能耗制动：制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。 3）回馈制动：经济性好，将负载的机械能转换为电能反送电网，但应用范围不广。电容制动对高速、低速运转的电动机均能迅速制动，能量损耗小设备简单，一般用语10KW以下的小容量电动机，可适用于制动频繁的场合。
3 直流电动机反接制动的工作原理 以他励直流电动机为例。 他励电动机反接制动的特点是使U a 与E的作用方向变为一致，共同产生电枢电 流I a ，于是由动能转换而来的电功率EI a 和由电源输入的电功率U a I a 一起消耗在电 枢电路中。 具体实现的方法有两种，分别用于不同的场合。
直流电机正反转和加减调速控制的电路板制作 摘要：随着社会的发展与进步，电动机作为日常生产生活中必不可少的工具，在今天已经变得非常重要，无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品中，都大量使用着各种各样的电动机。据有关资料显示，当今社会人类生产生活中所用到的能源有接近百分之九十来源于电动机。在我国，目前有百分之六十的电能用于电动机。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。 本电机控制系统基于XS128内核的单片机设计，采用LM298直流电机驱动器，利用PWM 脉宽调制控制电机，并通过光耦管测速，经单片机I/O口定时采样，将电动机转速反馈到单片机中。经过设计和调试，本控制系统能实现电机转速较小误差的控制，系统具有上位机显示转速和控制电机开启、停止和正反转等功能。具有一定的实际应用意义。 关键词:XS128，LM298，LM2940，直流电机正反转及调速。
Manufacture of DC motor reversing and add and subtract speed control circuit board Abstract:With the development and progress of society, motor as an essential tool in daily life, have become very important in today, both in industrial and agricultural production, transportation, national defense, aerospace, medical and health, business and office equipment, or in daily life of household appliances and consumer electronics products, a large number of motor using a variety of.According to statistics, the use of today's society energy in human production and life have close to ninety percent from motor. In China, there are currently sixty percent of the energy used in motor. Motor and people's life, are inseparable.The age of electricity, motor speed control using simulation method, PID control, simple and the motor control application more. Simple control refers to the motor starting, braking, reverse control and sequence control. This kind of control through a relay, optocoupler, programmable controller and switching elements to achieve. There is a kind of control called complex control, refers to the motor speed, angle, torque, voltage, current, power and other physical quantity control.The motor control system design of MCU based on MC9S12XS12kernel, use LM298 DC motor driver, using the PWM pulse width modulation control motor, and through the coupler tube speed, the microcontroller I/O port timing sampling, the motor speed feedback to the mcu. After the design and debugging, the control system can realize the control of motor speed with less error, system has a display of speed and control the motor starting, stopping and reversing function PC. Has certain practical significance. Keywords:XS128.LM298.LM2940.Manufacture of DC motor reversing and add and subtract speed control.
她励直流电动机反接制动仿真 一、 工作原理 直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动与倒拉反接制动。电压反向反接制动作用用于电动机的快速停机,而倒拉反接制动用于低速下放位能负载。反接制动就就是通过调换电动机电枢电压方向以改变电枢电流方向,从而使电动机的电磁转矩方向发生改变,最终实现电动机制动。 当电动机在电动运转状态下以稳定的转速n 运行时候,如图1-1所示,为了使工作机构迅速停车,可在维持励磁电流不变的情况下,突然改变电枢两端外施电压的极性,并同时串入电阻,如图1-2所示。由于电枢反接这样操作,制动作用会更加强烈,制动更快。电机反接制动时候,电网供给的能量与生产机械的动能都消耗在电阻Ra+Rb 上面。 E Uf ( a )电动状态 图1-1 制动前的电路图 E Uf (b)制动状态 图1-2 制动后的电路图 同时也可以用机械特性来说明制动过程。电动状态的机械特性如下图三的特性1 n 与T 的关系为
T C C R C U C I R U C E n I R U E I C T n C T E a E a E a a a E a a a a T E 2 E Φ -Φ=Φ-=Φ= -=Φ=Φ= 电压反向反接制动时,n 与T 的关系为 其机械特性如图1-3中的特性2。设电动机拖动反抗性恒转矩负载,负载特性如图1-3中的特性3。 T T L n 2 31 b a c o n o T L 图1-3 反接制动迅速停机过程 制动前,系统工作在机械特性1与负载特性3的交点a 上,制动瞬间,工作点平移到特性2上的b 点,T 反向,成为制动转矩,制动过程开始。在T 与L T 的共同作用下,转速n 迅速下降,工作点沿特性2由b 移至c 点,这就是0=n ,应立即断开 电源,使制动过程结束。否则电动机将反向起动,到d 点去反向稳定运行。 电压反向反接制动的效果与制动电阻b R 的大小有关,b R 小,制动过程短,停机快,但制动过程中的但制动过程中的最大电枢电流,即工作于b 点时的电枢电流 ab I 不得超过aN a I I )0.25.1(max -=。由图1-3可知,只考虑绝对值时 b ab I R R E U a b a ++= 式中,E b =E a 。由此求得电压反接制动的制动电阻为 )(2 T C C R R C U n T E b a E a Φ+-Φ-=
课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：他励直流电动机的能耗制动 学期： 2013-2014学年第2学期 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
课程设计任务书 一、设计题目 他励直流电动机的能耗制动 二、设计任务 对一台已知额定参数的他励直流电动机进行能耗制动，设计求出合适的制动电阻R b ， 并设计求出在已知制动电阻R b 采用稳定下放重物时的转速n。 已知一台他励直流电动机P N=22kW,U aN =220V，I aN =115A,n N =1500r/min.I amax =230A,T0 忽略不计。 （1）拖动T L=120N?m的反抗性恒转矩负载运行，采用能耗制动迅速停机，电枢电路 中至少要串联多大的制动电阻R b ？ （2）拖动T L=120N?m的位能性恒转矩负载运行，采用能耗制动以1000r/min的速度 稳定下放重物，电枢电路中至少要串联多大的制动电阻R b ？ 三、设计计划 第一天，熟悉题目，查阅有关资料，并进行初步的规划。 第二天，进行设计，并记录有关的数据和过程。 第三天，继续完善设计。 第四天，完成课程设计任务书。 第五天，进行答辩。
课程设计成绩评定表
目录 1.直流电动机的基本结构和工作原理 (1) 1．1直流电动机的基本结构 (1) 1．2直流电动机的工作原理 (3) 2.他励直流电动机的制动方法和制动过程 (4) 2.1直流电动机之他励直流电动机 (4) 2.1.1 电流 (5) 2.1.2 转速 (5) 2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程 (6) 2.2.1他励直流电动机能耗制动过程之迅速停机 (6) 2.2.2他励直流电动机能耗制动过程之下放重物 (8) 3、参数的设定与计算 (10) 3.1中间参数的计算 (11) 3.2迅速停机时的制动电阻b R (11) 3.3下放重物时的制动电阻b R (11) 3.4迅速停机过程参数与稳定下放重物过程参数的对比 (12)
湖南涉外经济学院课程设计报告 课程名称：专业综合课程设计 报告题目：电机控制系统设计 学生姓名： 所在学院： 专业班级： 学生学号： 指导教师： 2015年1月3日
课程设计任务书
直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。直流电动机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的起动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。 关键词：直流电动机；发电机；调速；频率
一、概述 (1) 二、直流电机的工作原理 (2) 三、直流电动机的结构 (3) 1．定子 (3) 2．转子 (3) 四、电动机机械特征 (4) 五、P W M调速原理 (5) 1．PWM调速方法 (5) 2．PWM实现方式 (6) 六、总原理图及元器件清单 (8) 七、结论与心得 (10) 八、参考文献 (10)
一、概述 用单片机空中直流电机时，需要加驱动电路，为直流电机提供足够大的驱动电流使用不同的直流电机，其驱动电流也不同，我们要根据实际需求选择合适的驱动电路，通常有以下几种驱动电路：三极管电路放大驱动电路、电机专用驱动电路模块和达林顿驱动器等。如果是驱动单个电机，并且电机的驱动电流不大时，我们可用三级管搭建驱动电路，不过这样要稍微麻烦些。如果电机所需要的驱动电电流较大，可直接选用市场上现成的电机专用驱动模块，这种模块接口简单，操作方便，并可为电机提供较大的驱动电流，不过它的价格要贵一些。 我们控制电机主要是控制他的PWM它是按一定规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以以调节输出量和波形的一种调制方式，我们在控制系统中最常用的是矩形波PWM 信号，在控制时需要调节PWM波的占空比。占空比是指高电平持续时间在一个周期时间内的百分比。控制电机的转速时，占空比越大，速度越快，如果全为高电平，占空比100%时，速度达到最快。
直流电机制动方式 直流电机的制动，有机械制动，再生制动，能耗制动，反接制动机械制动就是抱闸，是电动的抱闸。反接制动：当切断正向电源后，立即加上反向电源，使电动机快速停止，当电动机速度降到零时，装在电动机轴上的“反接继电器”立即发出信号，切断反向电源，防止电动机真的反转。 1、能耗制动。指运行中的直流电机突然断开电枢电源，然后在电枢回路串入制动电阻，使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上，使电机快速制动。由于电压和输入功率都为0，所以制动平衡，线路简单； 2、反接制动。为了实现快速停车，突然把正在运行的电动机的电枢电压反接，并在电枢回路中串入电阻，称为电源反接制动。制动期间电源仍输入功率，负载释放的动能和电磁功率均消耗在电阻上，适用于快速停转并反转的场合，对设备冲击力大。 3、倒拉反转反接制动适用于低速下放重物。制动时在电路串入一个大电阻，此时电枢电流变小，电磁转矩变小。由于串入电阻很大，可以通过改变串入电阻值的大小来得到不同的下放速度。 反接制动时，切换极性相反的电源电压，使电枢回路内产生反向电流：反接制动时，从电源输入的电功率和从轴上输入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路制动电阻上。
4、回馈制动。电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现由负载拖动电机运行的情况，此时出现 n >n0、Ea >U、 Ia 反向，电机由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态——回馈制动状态。 正向回馈：当电机减速时，电机转速从高到低所释放的动能转变为电能，一部分消耗在电枢回路的电阻上，一部分返回电源； 反向回馈：电机拖位能负载（如下放重物）时，可能会出现这种状态。重物拖动电机超过给定速度运行，电机处于发电状态。电磁功率反向，功率回馈电源。
三相异步电动机反接制动控制线路 一、填空题 1、速度继电器主要作用是以旋转速度的快慢为指令信号，与接触器配合实现对电动机的控制，故又称为继电器。 2、速度继电器的动作转速一般不低于r/min，复位转速约在r/min。 3、虽然能耗制动能量消耗较小，但其较长，且需要附加电源设备，制动力较。对于一些制动要求迅速，系统惯性较大的场合则不能满足要求，需采用制动的方法。 4、反接制动是依靠改变电动机定子绕组的______来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的。在反接制动中常利用______在制动结束时自动切断电源，以防止电动机反向启动运转。 5、反接制动时，旋转磁场与转子的相对转速为______，致使定子绕组中的电流一般约为电动机额定电流的______倍左右。因此这种制动方法适用于______KW 以下小容量电动机的制动，并且对______KW以上的电动机进行反接制动时，需在定子回路中串入______，以限制反接制动电流 6、反接制动经常用于、等主轴的制动控制。 7、速度继电器是一种可以按照被控电动机的高低接通或断开控制电路的电器。其主要作用是与配合使用实现对电动机的制动，故又称为反接制动继电器。 8、速度继电器主要根据电动机的、及电压、电流来选用。 9、反接制动时，由于旋转磁场与转子的很高，故转子绕组中很大，致使定子绕组中的电流也很大，一般约为电动机额定电流的倍左右。因此，反接时，需在定子回路中串入电阻R，以限制反接制动电流， 二、选择题 1、速度继电器的主要作用是实现对电动机的（）。 A、运行速度限制 B、速度计量 C、反接制动控制 2、电动机反接制动电流比直接起动电流大，其原因是旋转磁场以（）的速度切割转子导体，故感应电动势大。 A、(n s-n) B、 n s C、n D、(n s+n) 3、在三相笼式电动机的反接制动控制电路中，为了避免电动机反转，需要用到（）。 A、制动电阻 B、中间继电器 C、直流电源 D、速度继电器 4、异步电动机的反接制动是指改变（）。 A、电源电压 B、电源电流 C、电源相序 D、电源频率
5、课堂教学观察 1 2 3 4 0 5.1令人振奋的 学习环境 5.2班级管理 5.3课堂气氛 5.4目标导向 5.5动机质量 5.6结构性 5.7直观性 5.8巩固 5.9收集并评价 （学生个体的） 学习进步 5.10教学形式与 教学方法的变化性 5.11与学生共同构建 5.12对自主学习给予帮助 5.13促进个体 5.14能力培养 划使用的学习材料轻松取得。 师对待学生公平、公正；学生工作集中注意力并以任务为导向。 生在学习时相互支持，合作良好有建设性。 成果预期表示清楚。 内向学生有勇气，积极参与。 课时；明确该课时重要的关键位置；各子成果令人印象深刻并持续强化下去教师的表述可被理解并无歧义（例如，借鉴直观的范例）；教师的可视化一目了然和包含信息（例如，板书和幻灯片）；所使用的媒体与该课时内容和目标直接相关，令人兴奋和有效的；材料没有“超载”现象发生；学习材料在学生的学习过程中起到了帮助的作用。 的知识与技能；教学促进学生对其他工作任务进行有意识的应用。 使用多种形式收集并评价学习进步；教师设置各种工作任务，分析学生的绩效；学生绩效得到适当地评估；对评估作出让人理解的解释；绩效反馈进展顺利并有差异性；学生反思并口头阐述自己的学习过程（列如，学习进步、学习中遇到的问题）。 所使用的方法符合该课时的目标和内容；在引导学习和自主学习间有意义地变换；教师变换教学方法，以适合不同的学习通道和学习类型；学生选择教学方法，将不同的学习能力和出生的学生组织在一起，以同等标准促进男生与女生发展；学生对所选方法做好了学习准备。 教师通过贴身的交谈与关注赢得学生积极地参与；教师让学生自己计划并实现学习过程的全部或部分；教师有意识地利用学生的建议和贡献；学生得到激励独立去考察、探索、实验、尝试等；学生有机会，独立选择自己的主题并处理。 错误和缺点；学生被刺激，独立处理不同的工作任务。 教师考虑到学生不同的学习能力和学习节奏；教师为单个学生或不同的学习小组布置不同的工作任务；当学生遇到困难时，教师应支持学生；学生既没有被过低要求也没有被过高要求。 学生有能力再次处理已获得的专业知识，理解再处理的方法；学生能用语言表达相互关系并展示其学习成果；学生有能力，借助各类媒体获取信息；学生得到做计划和自检的机会；学生在学习中对自己和他人负责。 说明：1=完全符合；2=大部分符合；3=大部分不符合；4=完全不符合；0=未能被观察
他励直流电动机的制动 电力拖动系统的制动就是产生一个与转速方向相反的制动力矩，使电动机停车或限速运行。这个制动力矩可由摩擦力产生、可由机械抱闸产生、甚至可用人力产生，但我们现讨论的是电气制动：即制动转矩由电动机本身产生。因此： 电动：电磁转矩T 与n 同向，T 是驱动转矩 制动：电磁转矩T 与n 反向，T 是制动转矩 1．由直流电动机的机械特性可知，T 与n 同向时，机械特性在Ⅰ、Ⅲ象限。 在第Ⅰ象限：n>0、T>0，称为正向电动。 在第Ⅲ象限：n<0、T<0，称为反向电动。 故电动机制动时，机械特性一定在Ⅱ、Ⅳ象限。 2．由于电力拖动系统的稳定工作点是负载特性与机械特性的交点，而任何负载特性都不会出现在第Ⅱ象限，系统不会在第Ⅱ象限有稳态运行点，因此凡第Ⅱ象限即n>0、T<0时的制动仅是一个过渡过程，称为制动过程。第Ⅱ象限的制动仅可用于令拖动系统减速停车。 只有位能性负载如起重机拖动的重物，才会出现在第Ⅳ象限，故电动机只有拖动位能性负载才可能以制动状态稳定运行，称为制动运行。此时n<0、T>0，电机以稳定的速度下降重物。故第Ⅳ象限的制动用于限速下放重物，阻止重物以自由落体速度下降。 根据电动机制动转矩产生的方法不同，就称为不同的制动方法。讨论各种不同的制动方法所用的都是同一个公式，只是根据不同的制动情况代入不同的数据就行了，应依靠机械特性曲线帮助判断应代入的数据及其正负。 机械特性公式：a a c e N U I R R n C φ-（＋）＝ 或：n ＝e N U C φ－29.55()a c e N R R T C φ＋ 若要计算电流或所串电阻的大小，由上式移项即可： a e N a a c a c U E U C n I R R R R φ--= =+＋ 其中：由于是他励机，故e N C φ是常数不变。 a e N c a a a a U E U C n R R R I I φ--= =-－
w .. . .. 引言 直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使其应用受到了影响。随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动机所取代。但是直流电动机又以起动转矩大、调速性能好、制动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。本课题将讨论他励电动机的基本结构、工作原理以及反接制动的原理及机械制动。 . . . 资料. .
他励直流电动机的反接制动的设计 1 课程设计的目的及内容 电机与拖动是电气专业的一门重要专业基础课。它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。 电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。 本设计主要研究他励直流电动机的反接制动。 1
辽宁工程技术大学课程设计 10 2 他励直流电动的基本结构 图2 他励直流电动机的基本结构 底脚
他励直流电动机的反接制动的设计 1 2.1定子 直流电机的定子由以下几部分组成： 主磁极 换向磁极（简称换向极） 机座 端盖 2.2转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 风扇等 3 他励直流电动机的工作原理 3.1直流电动机的工作原理图 n
辽宁工程技术大学课程设计 10 图3-1 直流电动机的工作原理图 图中N 和S 是一对固定不动的磁极，用以产生所需要的磁场。在N 极S 极之间有一个可以绕轴旋转地绕组。直流电机的这一部分称为电枢。如图3-1所示将电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源的正极流出，经电刷A 流入电枢绕组，然后经电刷B 流回电源的负极。载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f 的作用a BLI =f 。 3．2他励直流电动机的运行分析 + - I I 图3-2 它励电动机 电枢电路中它励电动机的电枢和励磁绕组分别由两个独立的直流电源供电。它励电动机的电路如图三所示。在励磁电压f U 的作用下，励磁绕组中通过励磁电流f I ，从而产生主磁极磁通Φ。在电枢电压a U 的作用下，电枢绕组中通过电枢电流a I 。电枢电流与磁场
直流电动机 正反转控制系统项目设计 学校：天津农学院 院（系）：机电工程系 专业：测控技术与仪器 班级： 2011级升本班 学生：郑智勋(31) 学号： 1106062131 指导教师：单慧勇
摘要 当今,自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展,而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用.长期以来,直流电动机因其转速调节及正反转控制比较灵活,方法简单,易于大范围平滑调速,控制性能好等特点,一直在传动领域占有统治地位.它广泛应用于数控机床,工业机器人等工厂自动化设备中.随着现代化生产规模的不断扩大,各个行业对直流电机的需求愈益增大,并对其性能提出了更高的要求.为此,研究并制造高性能,高可靠性的直流电机控制系统有着十分重要的现实意义 关键字：直流电动机、正反转控制 Abstract Nowadays,automatic control systems have been widely used and developed in every aspect of life. As the artery in the area of electric drive systems, DC drivers become more and more important modern production. For a long time, DC motor has possessed the main role in the area of electric drive because of its neatly adjustment, simple method and smooth timing in a wide range,besides,its control performance is excellent. DC motor is widely used on the automatic equipments ,such as CNC and industrial robot. As the scale of production becomes larger and larger the demand and requirements become higher and higher,so the research on improving the DC controlling system behavior has important sense. This paper system of DC motor multiple speeds based on STCMCU is designed,as its necessary test equipment. It finished the total project design of system and model selection. The hardware and software designof the system according to the preceding solutions are discussed detailed
第一章直流电动机工作原理 图1-1直流电动机工作原理示意图 图1.1是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极，可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。 将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上，则线圈abcd中流过电流，在导体ab 中，电流由a指向b，在导体cd中，电流由c指向d。导体ab和cd分别处于N、S极磁场中，受到电磁力的作用。用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用，且形成的转矩逆时针方向旋转，如图1-1(a)所示。当电枢旋转180°，导体cd转到N极下，ab转到S极下，如图1-1（b)所示，由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，从电刷B流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方同。 由此可见，加于直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。
第二章直流电动机的分类 根据励磁方式的不同，直流电机可以分为他励、并励、串励和复励四种。 图2-1直流电动机按励磁方式的分类
第三章 他励直流电动机的机械特性 在他励电动机中，Ua ,Ra ,If 保持不变时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系称为他励电动机的机械特性。根据公式： a I C T T Φ= n Φ=E C E a a a R I E U += 可得，他励电动机的转速与转矩之间有如下关系： T T C C R C U C R I C U C R I U C E T E E E E E E β-=Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=02 a a a a a a a a n n 当Φ、、a a R U 为常数时，()T f n =为一条向下倾斜的直线，如图3所示： 图3-0 他励直流电动机的固有特性 其中： Φ = E C U a 0n 称为理想空载转速； 2a Φ =T E C C R β 称为机械特性的斜率，大小反映软特性与硬特性； T C C R T n T E Φ ==?a β 称为负载时的转速降。 由于电枢电路电阻Ra 很小，所以机械特性的斜率很小，硬度很大,固有特性为硬特性。
. 教育资料引言 直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使其应用受到了影响。随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动机所取代。但是直流电动机又以起动转矩大、调速性能好、制动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。本课题将讨论他励电动机的基本结构、工作原理以及反接制动的原理及机械制动。
他励直流电动机的反接制动的设计 1 课程设计的目的及内容 电机与拖动是电气专业的一门重要专业基础课。它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。 电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。 本设计主要研究他励直流电动机的反接制动。 1
辽宁工程技术大学课程设计 2 2 他励直流电动的基本结构 图2-1 直流电动机结构图 图2 他励直流电动机的基本结构 电枢绕组 电枢磁扼定子磁扼 换向极绕组换向极 底脚 激磁绕组极身极掌 电枢槽 电枢齿
他励直流电动机的反接制动的设计 3 2.1定子 直流电机的定子由以下几部分组成： 主磁极 换向磁极（简称换向极） 机座 端盖 2.2转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 风扇等 3 他励直流电动机的工作原理 3.1直流电动机的工作原理图 N S A B a d b c i +-e n U + -i
指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院 课程设计报告 设计题目：单片机控制直流电动机调速和正反转 学校：重庆邮电大学移通学院 学生姓名：魏星玥 专业：电气工程与自动化 班级：05131101 学号：0513110105 指导教师：杨佳义 设计时间：2013 年12 月 重庆邮电大学移通学院
目录 综述 (3) 一、直流电动机的工作原理 (4) 二、直流电动机的结构 (5) 三、直流电动机的分类 (6) 四、电动机的机械特性 (7) 五、他励直流电动机起动与调速 (8) 六、直流电机H桥驱动电路 (14) 七、PWM的控制技术 (19) 八、直流电动机调速系统的设计 (21) 九、心得体会 (27) 参考文献 (28)
综述 直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。直流电动机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的起动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。
一、直流电动机的工作原理 如图1-1所示，电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源正极流出，经电刷A流入电枢绕组，然后经过电刷B 流回电源的负极。在图1-1所示位置，在N级下面导线电流是由a到b，根据左手定则可知导线ab受力的方向向左，而cd的受力方向是向右的。当两个电磁力对转轴所形成的电磁转矩大于阻转矩是，电动机逆时针旋转。当线圈转过180度时，这是导线的电流方向变为由d到c和b到a，因此电磁转矩的方向仍然是逆时针的 ,这样就使得电机一直旋转下去。 图1-1 直流电动机的工作原理图 二、直流电动机的结构 直流电机由定子、转子和机座等部分构成。 图2-1 直流电机结构图 1、定子 主磁极——主磁极的作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用
直流电动机调速制动及正反转功能电路的设计 【摘要】：在教学过程中我们设计了一个如下的直流电动机控制电路，这个电路可以实现降低电枢电压对电机进行调速功能，减弱磁通调速功能，在停车时的能耗制动功能以及改变电枢电压方向或者改变励磁电流方向实现电机正反转的功能，每种功能都有一定的工作原理，在文章中主要对上述功能和如何利用PLC进行正反转控制做了分析说明。 【关键词】：直流电动机; 调速; 制动; 正反转; PLC控制 直流电动机的使用是电工学中的一个重要部分，由于学生对直流电动机的认识比较模糊，为了让学生对直流电动机的调速、能耗制动和正反转控制有一个比较深的认识，我们制作了下面的电路对上述功能进行了验证。电路如图1示。 1.在这个电路中可以实现下述功能 1.1 改变电枢电压调速功能 1.2弱磁调速功能 1.3能耗制动功能 1.4改变电枢电压方向或改变励磁电流方向实现电机正反转的功能 2.各种功能的原理分析 直流电动机的等效电路可以表示如图2示。图中Ua是直流电动机电枢两端的端电压，Ia是电枢电流，Te是电动机的电磁转矩，T0是电动机空载转矩，TL是电动机轴上的负载转矩，n是电枢转速。 由（2）式可以看出，只要改变磁通Φ、电枢电压Ua、外接电阻R中的任一个即可改变转速n 。由于串联电阻R，效率低，电阻要消耗能量，故不常采用。 2.1 调速功能 在这个电路中，采取前两种方法。这两种调速方法的原理很多书上都有介绍，在此只做简单说明。升高或者降低Ua时，转速n也要相应升高或降低，但由于受额定电压uN的限制，只允许ua〈UN，所以此种方法只适于n0以下调速。由（1）式知，若保持Ua不变，改变磁通Φ也可以改变转速。由于在额定状态