电动机反接制动讲课教案

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。

任务十二安装与调试三相异步电动机反接制动控制电路教案
教案内容
教学实施过程
设计意图及课程思政
导入新课(10’)
在要求制动迅速、系统惯性较大、不经常起动与制动的场合，如卧式镗床、普通车床等主轴的制动控制中常用反接制动电路。

【思考】如何实现电动机的反接制动呢？
讲授新课（50’）
一、识读电路图
如图1所示为单向起动反接制动控制电路原理图。

在电动机正反转控制电路的主电路中，将反接接触器 KM2 串接三个限流电阻 R，实现反接制动。

图1 单向起动反接制动控制电路原理图
KM1 为正转运行控制接触器，KS 为速度继电器，其轴与电动机轴相连，实现单向起动反接制动控制电路。

二、线路工作原理
三、绘制线路图
结合单向起动反接制动控制主电路和控制电路的组成及原理，绘制接线图，作为线路安装的依据。

动手实践（120’）
四、安装线路
1.准备工具和仪表
螺钉旋具、尖嘴钳、剥线钳、斜口钳、电工刀、测电笔、万用表
2.选取元件
三相低压断路器1个、熔断器5个、接触器2个、热继电器1个、速度继电器1个、三联按钮1个、三相异步电动机1个、连接导线若干、套线管若干、接线端子若干、线槽若干
动画引入微课强化
安全用电规
范。

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Ua与E的作用方向变为一致，共同产生电枢电流Ia ，于是由动能转换而来的电功率EIa和由电源输入的电功率UaIa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。

3.1 电压反向反接制动——迅速停机3.1.1 制动原理制动前后的电路如图3-1所示。

江苏省扬中职业教育中心复习：1、制动状态有哪几种？2、能耗制动的方法？3、能耗制动的过程？新课导入：1、如何实现电动机的反转？互换三相电源的任意两相。

2、下列制动那些属于反接制动？（看一段视频）A、火车停车B、自行车刹车C、起重机下放负载6.5.2三相异步电动机的反接制动反接制动分为电源反接制动和倒拉反接制动两种。

一电源反接制动1、方法：改变电动机定子绕组与电源的联接相序。

（与三相异步电动机的反转方法一致）2、原理：当电源的相序发生变化，旋转磁场n1立即反转，从而使转子绕组中的感应电势、电流和电磁转矩都改变方向。

因机械惯性，转子转向未发生变化，则电磁转矩T与转子的转速n方向相反，电机进入制动状态，这个制动过程我们称为电源反接制动。

3、特点：（1）反接后旋转磁场反转（2）感应电势、电流、电磁转矩反向（3）n1<0,n>0,转差率s=11n n n --- >1 （4）n=0时，因为电源未切断，位能性负载将反转（5）一般为限制制动电流并增加制动转矩，可在转子回路中串入制动电阻4、制动电阻的计算：2(1)m ms r r s '=- m s ——对应固有机械特性曲线的临界转差率， 2(1)m N s s λλ=+-m s '——转子串电阻后机械特性的临界转差率, 2[()1]N Nm T T s T T λλ'=+-S ——制动瞬间电动机转差率二 倒拉反接制动1、方法：当绕线式异步电动机拖动位能性负载时，在其转子回路中串入很大的电阻。

2、原理：在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率很大的曲线，因机械惯性，工作点向下移。

此时电磁转矩小于负载转矩，转速下降。

当电机减速至n = 0，电磁转矩仍小于负载转矩，在位能负载的作用下，电动机反转，工作点继续下移。

此时因n <0，电机进入制动状态，直至电磁转矩等于负载转矩，电机才稳定运行。

3、特点(1)接入电阻后，电磁转矩小于负载转矩，转速下降；(2)当转速n=0时，因为电源没有切断，所以电机将反转；(3)转差率s=11()n n n -->1，与电源反接一样。

大家好，这节课我们所讲的内容为反接制动控制线路。

（点）我们以（点目的）了解反接制动的制动原理，掌握单向启动反接制动控制线路的构成和工作原理为教学目的，（点重点）重点分析电气制动控制线路的控制原理，（点难点）把了解电路结构、元件名称及作用作为教学难点，让同学们掌握反接制动控制线路。

（翻页）T68卧式镗床电气控制线路有两台电动机：（点）一台是主轴电动机M1，作为主轴旋转及常速进给的动力，同时还带动润滑油泵；（点）另一台为快速进给电动机M2，作为各进给运动的快速移动的动力。

T68镗床工作时，主轴既需要正传，又需要反转，还需要随时停止转动，（点）所以主轴电动机的制动采用反接制动，能很好的满足这些要求。

（点）在M1停车时，进行反接制动。

为了限制起、制动电流和减小机械冲击，（点）M1在制动、点动及主轴和进给的变速冲动时串入了限流电阻器R，运行时由KM3短接。

热继电器FR作M1的过载保护。

首先我们来了解一下什么是反接制动，（翻页）在如下所示电路中，（点）当QS向上投合时，电动机定子绕组电源电压相序为L1-L2-L3,电动机将沿旋转磁场方向，以小于磁场转速n1的转速n正常运转。

（点）当电动机需要停转时，拉下开关QS，使电动机先脱离电源。

随后将开关QS迅速向下投合，由于L1L2两项电源线对调，电动机定子绕组电源电压相序变为L2-L1-L3，旋转磁场反转，此时转子将以n1+n的相对转速沿源转动方向切割旋转磁场，在转子绕组中产生感应电流，用右手定则判断出其方向如图所示。

而转子绕组一旦产生电流，又受到旋转磁场的作用，产生电磁转矩，其方向可由用左手定则判断出来，如图所示。

可见，此转矩方向与电动机的转动方向相反，使电动机受制动迅速停转。

翻页当电动机转速接近零时，应立即切断电动机电源，否则电动机将反转。

为此在反接制动设施中，为保证电动机的转速被制动到接近零时，能迅速切断电源，防止反向启动，常利用速度继电器来自动地及时切断电源，下面我们再来了解一下速度继电器。

公开课教案（反接制动）
溧阳中等专业学校公开课教案
思考：当电动机转速接近零时，我们应当做什么？
3、速度继电器
1）名称、符号
2）工作原理：因转子为永久磁铁随电动机转动形成旋转磁场，使定子中产生感应电流，从而产生电磁转矩去使触头发生动作，而转矩的大小和转速成正比，故能测量电动机转速大小。

一般速度继电器的触头动作转速为120r/min，触头复位转速在100r/min以下。

思考：㈠、为什么要加入制动电阻，其作用是什么？
㈡、速度继电器的作用是什么？
1）制动电阻的作用及计算
对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需在定子绕组回路中串入限流电阻，以限制反接制动电流。

2）控制电路的控制原理
㈠、启动时：
㈡、停止时：
6、总结
优点：制动力强，制动迅速。

教学过程与内容要点：
（一）复习
讲评作业
（二）新课讲授
一、反接制动原理
依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法叫反接制动。

其制动原理如图2--48所示。

二、单向启动反接制动
1、电路图
2、工作原理
电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接制动作准备。

按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。

电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。

3、注意事项
反接制动时，由于旋转磁场与转子的相对转速（n1+n）很高，故转子绕组中感生电流很大，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10倍左右。

因此，反接制动适用于10kW以下的小容量电动机的制动。

并且对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需在定子回路中串入限流电阻R，以限制反接制动电流。

限流电阻的大小可参考下述经验公式进行估算。

在电源电压为380V时，若使反接制动电流等于电动机直接启动时的启动电流的一半，限流电阻为：
若使反接制动电流等于电动机直接启动时的启动电流，限流电阻为：
4、适用场合
要求制动迅速且不频繁启动的场合。

课堂练习：
1、设计单向启动反接制动控制线路（不能看书抄）
2、课堂问答相关知识
课堂小结：归纳反接制动原理及实现方法、适用场合、制动特点。

反接制动教学在上次课中我们提到了“自由停车”和“立即停车”这两个名词的概念？在需要电动机停止下来的时候,我们首先是切断电源,但三相异步电动机在断开电源以后,由于机械惯性不会立刻停止转动,而需要转动一段时间后才会完全停止下来，这种停车过程称为自由停车。

若在断电后电动机能立即停转，称立即停车。

电力制动——使电动机在切断电源停转的过程中，产生一个和电动机实际旋转方向相反的制动力矩，迫使电动机迅速停转。

教学目标：1、理解反接制动的原理；2、理解单向反接制动控制线路，掌握其工作原理；教学重点：单向反接制动控制线路工作原理在右图所示电路中，当QS合上后，KM1主触头闭合时，电动机定子绕组电源电压相序为U—V—W，电动机将沿旋转磁场方向正常运转。

当电动机需要停转时，将KM1主触头断开，使电动机先脱离电源（此时由于机械惯性仍按原方向旋转）。

随后，将KM2的主触头闭合上，由于U、W两相电源线对调，电动机定子绕组电源相序变为了W—V—U，旋转磁场反转，使旋转磁场的方向和转子转向相反。

可见，反接制动是依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的。

思考：反接制动使电动机停转后，若不及时断开KM2的主触头，将会出现什么现象？答：当电动机转速接近零值时，应立即切断电动机电源，否则电动机将反转。

为此，在反接制动设施中，为保证电动机的转速被制动到接近零值时，能迅速切断电源，防止反向启动，常利用速度继电器来自动及时切断电源。

工作过程：启动：合上QS 按下启动按钮SB2KM1线圈得电KM1主触头闭合KM1KM1联锁触头断开对KM2联锁①电动机M启动运转至电动机转速上升到一定值（140r/min左右）时②②KS常开触头闭合为制动作准备拓展：在所示的电路中，若不用速度继电器KS ，还可以用什么方法实现反接制动控制？停车：按下SB1SB2头先分断SB2头后闭合③③KM2联锁触头分断对KM1联锁KM2自锁触头自锁 KM2主触头闭合电动机M 串接电阻R 反接制动④④至电动机转速下降到一定值（100r/min 左右）时KS 常开触头分断 KM2线圈失电KM2联锁触头闭合解除联锁KM2自锁触头分断解除自锁 KM2主触头分断电动机M 脱离电源停转，反接制动结束线圈得电。

赵县职教中心教案首页学习项目三相异步电动机反接制动电路的安装、调试与故障检修主讲教师辅助教师学习任务1. 三相异步电动机反接制动电路的工作原理和原理图识读2. 三相异步电动机反接制动电路的安装与调试3. 三相异步电动机反接制动电路的故障检修课型理论（）理实（√）实训（）见习（）教学对象学生教学课时14h 授课时间学习目标目标层次（高中低）A B C技能目标1. 能指出反接制动电路中各组成部分的元器件。

2. 能按图纸、工艺要求、安全规范和设备要求正确完成三相异步电动机反接制动控制电路的安装、调试。

知识目标1. 了解三相异步电动机反接制动在工矿企业中的应用；2. 理解反接制动的原理，识读分析单向起动反接制动控制电路的构成和工作原理。

情感目标1. 引发学生学习三相异步电动机反接制动电路的兴趣；2. 调动学生学习三相异步电动机反接制动电路的积极性和主动性。

内容分析重点识读和分析三相异步电动机反接制动电路的电气原理图难点三相异步电动机反接制动电路的实物接线学情分析1.积极配合且学习能力强的学生，给予表扬并引导其深入学习；2.积极配合但学习能力弱的学生，给予鼓励且细心指导；3.不积极配合的学生，给予引导并督促其认真学习。

教学设计教学活动中以学生为主体，使学生在“做中学，学中做”，通过真实工作情境创设，引导学生借助教学资源，以小组合作的形式主动地探究学习内容，并最终独立解决实际问题。

教学方法理论讲解、实践演示、教学指导、课堂互动教学资源多媒体、电动机电路教学后记1. 重点培养学生电路连接与检修的操作技能；2. 注意对学生识读原理图、安装图、接线图等能力的过程评价；3.引导学生学生的团队合作、环保意识等方面。

赵县职教中心教案续页1学习任务教师活动教学方法学生活动时间安排任务1：工作原理和原理图识读1.要做好充分的备课，准备教学工具：熔断器、交流接触器、热继电器、速度继电器、电阻、按钮、端子排、三相异步电动机、万用表。