串励直流电动机的反接制动

他励直流电动机的反接制动(电机与拖动课程设计)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。

1课程设计的目的及内容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。

2他励直流电动的基本结构底脚图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23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fBLIa3．2他励直流电动机的运行分析IfI+-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Uf的作用下，励磁绕组中通过励磁电流If，从而产生3主磁极磁通在电枢电压Ua的作用下，电枢绕组中通过电枢电流Ia。

电枢电流与磁场相互作用产生电磁转矩T，从而拖动产生机械以某一转速n运转。

电枢旋转时，切割磁感线产生电动势E。

电动势的方向与电枢电流的方向相反。

在励磁电路中，励磁电流IfUfRf（3-2-1）在电枢电路中，根据基尔霍夫定律UaERaIa（3-2-2）由此求得电枢电流为IaUaE(3-2-3)RaT(3-2-4)CT根据电枢转矩公式，电枢电流还应满足下式Ia根据上式可得到转速用下式表示nURaIaEa(3-3-5)CECEUaRaT(3-3-6)2CECECT转速与转矩之间的关系为n他励电动机在运行时，如果励磁电路断电，If0，主磁极只有很小的剩磁，由于机械惯性，励磁电路断开瞬间，转速尚来不及变化，将立即剧减，Ia立即剧增。

他励直流电动机三种制动原理直流电动机是一种常用的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。

在使用直流电动机时，为了确保其安全性和可靠性，制动是非常重要的一部分。

本文将介绍以他励直流电动机的三种制动原理。

一、电阻制动原理电阻制动是以他励直流电动机常用的制动方法之一，其原理是通过与电动机并联连接的可调电阻来降低电动机的转速。

当制动命令下达时，电路会将电源与电阻并联连接，形成一个回路，电动机的电流将通过电阻流过，由于电阻的存在，电动机的转矩减小，转速逐渐降低，从而实现制动的效果。

电阻制动的优点是制动效果稳定可靠，缺点是制动时会产生大量的热量，需要散热设备来降低温度。

二、反接电动势制动原理反接电动势制动是以他励直流电动机常用的制动方法之二，其原理是通过改变电动机的接线方式，使其产生反向电动势，从而实现制动的效果。

当制动命令下达时，电路会将电源的正极与电动机的负极相连，电源的负极与电动机的正极相连，从而改变了电动机的电流方向，使电动机产生反向电动势，电动机的转速逐渐减小，实现制动。

反接电动势制动的优点是制动效果快速，缺点是制动时会产生较大的电流，可能对电路和电动机产生冲击。

三、短路制动原理短路制动是以他励直流电动机常用的制动方法之三，其原理是通过将电动机的两端短路连接，使电动机产生较大的电流，从而实现制动的效果。

当制动命令下达时，电路会将电动机的两端通过一个接触器或开关短路连接，电流会在电动机内部形成一个闭环，电动机的转速逐渐减小，实现制动。

短路制动的优点是制动效果快速，制动力度大，缺点是制动时会产生较大的电流，可能对电路和电动机产生冲击。

以他励直流电动机的三种制动原理分别为电阻制动、反接电动势制动和短路制动。

这三种制动方法各有优缺点，根据实际需求选择合适的制动方式能够确保电动机的安全可靠运行。

在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的制动方法，并合理设计制动电路，以达到预期的制动效果。

同时，也需要注意制动过程中产生的热量和电流对电路和电动机的影响，采取相应的措施进行散热和保护。

期末试题A一、判断（每小题1分，共23 分）( √ )1．串励直流电动机启动时，常用减小电枢电压的方法来限制启动电流。

( √ )2．直流电动机启动时，必须限制启动电流。

( √ )3．并励直流电动机的正反转控制可采用电枢反接法，即保持励磁磁场方向不变，改变电枢电流方向。

( × )4．直流电动机进行能耗制动时，必须将所有电源切断。

( √ ) 5．串励直流电动机的反接制动状态的获得，在位能负载时，可用转速反向的方法，也可用电枢直接反接的方法。

( √ )6．在小型串励直流电动机上，常采用改变励磁绕组的匝数或接线方式来实现调磁调速。

（√）7、车床车削螺纹是靠刀架移动和主轴转动（按固定比例）来完成的。

(√ )8、电动机的接地装置应经常检查，使之保持牢固可靠。

（）9、在操作CY6140型车床时，按下SB2，发现接触器KM1得电动作，但电动机M1不能启动，则故障原因可能是热继电器FR1动作后未复位。

（√）10、只有当Z3050摇臂钻床的摇臂完全松开后,活塞杆通过弹簧片才会压下位置开关SQ3，使摇臂上升或下降。

（√）11、Z3050摇臂钻床的摇臂升降电动机M2采用了按钮和接触器双重联锁正反转控制。

（√）12、Z3050型摇臂钻床冷却泵电动机M4不设短路、过载保护。

（√）13、对于X62W型万能铣床为了避免损坏刀具和机床，要求只要电动机M1、M2、M3有一台过载，三台电动机都必须停止运转。

（×）14、X62W型万能铣床主轴电动机的正反转是由主轴换向开关SA2控制的。

（×）15、X62W型万能铣床进给操作手柄被置定于某一方向后，电动机M3只能朝一个方向旋转，其传动链只能与一根丝杠搭合。

（√）16 、X62W型万能铣床圆工作台的回转运动是由进给电动机M3经传动机构驱动的。

（√）17、X62W型万能铣床冷却泵电动机M2转，故障出现在控制回路中。

（√）18、对电动机的选择，以合理选择电动机的额定功率最为重要。

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。

电工二级模拟试题（含参考答案）一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、RLC串联电路发生串联谐振的条件是（）。

A、ωL=ΩcB、L=CC、ωL=1/ΩD、L=1/C正确答案：C2、三相四线制中，中性线的作用是（）。

A、保证三相负载B、保证三相电流C、保证三相电压D、保证三相功率对称正确答案：D3、由白炽灯、电烙铁、电阻器组成的交流电路都可近似看成是（）电路。

A、电阻、电感B、纯电容C、纯电阻D、纯电感正确答案：C4、不能用电阻串、并联化简的直流电路叫（）直流电路。

A、串、并B、简单C、多样D、复杂正确答案：D5、低压熔断器,广泛应用于低压供配电系统和控制系统中,主要用于（）保护,有时也可用于过载保护。

A、短路B、熔断C、速断D、过流正确答案：A6、设计规范中RS232通讯的距离是（）。

A、200MB、1300MC、10MD、15M正确答案：D7、在变频器的变频运行与工频运行互相切换的控制线路中，输出接触器和工频切换接触器必须要有（）措施。

A、点动B、连锁C、互锁D、自锁正确答案：C8、直流有刷电动机是应用时间最长的一种电动机，以下（）不属于其优势。

A、电动机有电刷B、可靠C、电动机坚固D、电动机功率大正确答案：A9、如果要实现快速变化信号的实时控制与检测，A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换（）。

A、精度B、速度C、能力D、数值正确答案：B10、绝缘材料的主要作用是用来（）带电和不带电的导体，使电流只能沿着导体流动。

A、引导B、连接C、隔离D、保护正确答案：C11、A/D转换器的转换时间与转换（）的类型有关。

A、电路B、频率C、速度D、角度正确答案：A12、从业人员做到真诚不欺，下列哪项不对（）。

A、不搭“便车”B、坦诚相待C、偶尔可以欺骗他人D、出工出力正确答案：C13、在一台变频器驱动一台电动机的情况下，一般不设置（）接触器。

A、输入B、连接C、输出D、相连正确答案：C14、运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制，在普通的运算放大器中，输出电压最大值一般仅为（）。

并励直流电动机双向反接制动控制电路原理并励直流电动机双向反接制动控制电路的特点
同三相异步电动机一样，并励直流电动机双向反接制动电路就是，当直流电动机在正向运转需要停止运行时，在切断直流电动机电源后，立即在直流电动机的电枢中
通入反转的电流；而直流电动机在反向运转需要停止运行时，在切断直流电动机电源后，立即在直流电动机的电枢中通入正转的电流，从而达到使直流电动机在正、反转的情况下立即停车的目的。

并励直流电动机双向反接制动控制电路原理图如图所示。

在图中，当合上电源总开关QS时，断电延时时间继电器KT1、KT2，电流继电器KA通电闭合；当按下正转启动按钮SB1时，接触器KM1通电闭合，直流电动机M串电阻R1、R2启动运转；经过一定时间，接触器KM6闭合，切除串电阻R1，直流电动机M串电阻R2继续启动运转；又经过一定时间，接触器KM7通电闭合，切除串电阻R2，直流电动机全速全压运行，电压继电器KV闭合，继而接触器KM4通电闭合，完成正转启动过程。

第四章直流电动机的基本控制线路在精密机械加工与冶金工业生产过程中，如：高精度金属切削机床、轧钢机、造纸机、龙门刨床、电气机车等生产机械都是用直流电动机来拖动的。

这是因为直流电动机具有启动转矩大、调速范围广、调速精度高、能够实现无级平滑调速以及可以频繁启动等一系列优点，对需要能够在大范围内实现无级平滑调速或需要大启动转矩的生产机械，常用直流电动机来拖动。

第一节学习目的和要求一、学习目的1．掌握并励和串励直流电动机的起动、换向、调速和制动控制线路的工作原理2．根据并励串励直流电动机的控制线路原理图能熟练进行线路的安装、接线和调试。

三、学习要求1．掌握直流电动机基本控制线路的工作原理，理解和分析控制线路的特点。

2．能根据直流电动机的控制线路原理图熟练进行线路的安装、接线，在调试过程中，能根据出现的故障现象进行正确的分析与排除。

第二节学习与训练指导本章要点●并励直流电动机的起动、换向、制动、调速控制线路●串励直流电动机的起动、换向、制动控制线路本章难点●并励直流电动机的反接制动控制方法●串励直流电动机的反接制动自动控制原理本章主要学习并励直流电动机和串励直流电动机的基本控制线路，包括起动控制线路、正反转控制线路、制动控制线路和调速控制线路。

同时对各个控制线路的保护电路也作了详细的分析。

因为交、直流电动机基本控制线路的工作原理大同小异，所以在学习过程中要注意新旧知识的联系。

一、并励直流电动机的基本控制线路（一）重点内容1. 并励直流电动机的起动控制线路对于并励直流电动机来说，一般不允许直接起动。

这是因为并励直流电动机直接起动时电枢电流可高达十几倍或更高的额定电流，使绕组由于过热而损坏。

并励直流电动机的起动控制常采用降压起动。

（1）直流电动机起动变阻器主要由电阻元件、调节转换装置和外壳三大部分组成。

调节转换装置、电阻元件均置于旋转式变阻器的定型箱壳中，电阻元件一般为螺旋形，采用康铜电阻材料制成。

失压保护联锁装置依靠旋轴中心的扭力弹簧自动复位切断电路。

直流电机与交流电机的制动方法
直流电机与交流电机的制动方法主要包括以下几种：
1. 能耗制动：这是一种电制动方式，通过将运转中的电动机与电源断开并改接为发电机，使电能在其绕组中消耗（必要时还可消耗在外接电阻中）来产生制动转矩。

对于交流笼型和绕线转子异步电动机，需要在交流供电电源断开后，立即向定子绕组（可取任意两相绕组）通入直流励磁电流If，以便产生制动转矩。

2. 反接制动：这是一种机械制动方式，通过在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩来使电动机减速或限速。

3. 回馈制动：也称为再生制动或发电制动，这种制动方法是将电动机的动能转化为电能，并将其回馈给电网或其他负载。

这种制动方法适用于需要快速减速或定位的情况，并且可以减少能量损失。

4. 机械制动：这是一种通过机械摩擦力来阻止电动机转动的制动方式，通常通过在电动机轴上安装刹车片来实现。

需要注意的是，不同的电机和不同的应用场景需要采用不同的制动方法，并且还需要考虑制动的效率和安全性。

维修电工题1 (√) 10（6）KV高压配电线路双回线杆顶排列方式有三角、水平加水平、垂直三种。

2 (×) 10（6）KV高压配电线路双回线杆顶排列方式有三角垂直二种。

3 (√) 25#绝缘油表示凝固点为－25℃。

4 (√) 6kV的油浸电力变压器大修后，耐压试验的试验电压为21kV。

5 (√) BG－5型晶体管功率方向继电器为零序方向时，可用于接地保护。

6 (×) LJ型接近开关比JLXK系列普通位置开关触头对数更多。

7 (√) M7475B平面磨床的线路中，当零压继电器KA1不工作，就不能启动砂轮电动机。

8 (√) T610型卧底式镗床主轴停车时有电磁离合器对主轴进行制动。

9 (√) Z3050型摇臂钻床的液压油泵电动机起夹紧和放松作用，二者需采用双重联锁。

10 (√) 变压器负载运行时，副绕组的感应电动势、漏抗电动势和电阻压降共同与副边输出电压相平衡。

11 (√) 变压器负载运行时，原边电流包含有励磁分量和负载分量。

12 (×) 变压器负载运行时的效率特性在直角坐标中的图像是第一象限内以原点为始点的一条射线。

13 (×) 变压器负载运行时效率等于其输入功率除以输出功率。

14 (√) 变压器耐压试验的目的是检查绕组对地绝缘及和另一绕组间的绝缘。

15 (√) 表示三相变压器连接组别的“时钟表示法”规定：变压器高压边线电势相量为长针，永远指向钟面上的12点；低压边线电势相量为短针，指向钟面上哪一点，则该点数就是变压器联接组别的标号。

16 (√) 并励直流电动机采用反接制动时，经常是将正在电动运行的电动机电枢绕组反接。

17 (√) 并励直流电动机的正反转控制可采用电枢反接法，即保持励磁磁场方向不变，改变电枢电流方向。

18 (√) 并励直流电动机启动时，常用减小电枢电压和电枢回路串电阻两种方法。

19 (√) 波形图可完整的描述正弦交流电随时间的变化规律。

20 (×) 采用电弧焊时，电流大小的调整取决于工件的厚度。