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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。
题目: 单闭环不可逆直流调速系统设计1 技术指标电动机参数: PN=3KW, nN=1500rpm, UN=220V,IN=17.5A,Ra=1.25 。
主回路总电阻R=2.5, 电磁时间常数Tl=0.017s, 机电时间常数Tm=0.075s。
三相桥式整流电路, Ks=40。
测速反馈系数=0.07。
调速指标: D=30, S=10%。
2 设计规定（1）闭环系统稳定（2）在给定和扰动信号作用下, 稳态误差为零。
3 设计任务（1）绘制原系统旳动态构造图；（2）调整器设计；（3）绘制校正后系统旳动态构造图；（4）撰写、打印设计阐明书。
4 设计阐明书设计阐明书严格按**大学毕业设计格式书写,所有打印.此外,设计阐明书应包括如下内容:(1)中文摘要(2)英文摘要目录第一章中文摘要 ············································································错误!未定义书签。
第二章英文摘要 ············································································错误!未定义书签。
HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING实训报告题目十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计学生姓名李东盼专业班级电气工程1222 学号************系部电气信息工程学院指导教师程辉完成时间 2014年 1 月 3 日实训报告评语一、实训期间个人表现□1.尊敬师长，团结他人，能吃苦耐劳。
□2.在现场能坚持不迟到，不早退，勤奋学习。
□3.出现少于3次迟到和早退现象，表现一般。
□4.能主动向指导老师提问，能积极做好各项设计任务。
□5.在实训中能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识。
二、实训报告内容完成质量□1.能按时完成报告内容等实训成果资料，无任务遗漏。
□2.能按时完成报告内容等实训成果资料，有少许任务遗漏。
□3.不能按时完成报告内容等实训成果资料，有多处任务遗漏。
□4.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能紧密联系，认识体会深刻，起到了实训的作用。
□5.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能较紧密联系，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□6.条理清晰，书写较规范工整，报告内容全面，主要内容阐述较详细，能体现实训工作过程，能与专业相关知识联系起来，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□7.条理较清晰，书写较规范工整，报告内容较全面，主要内容阐述较详细，能体现实训过程中的相关工作，与专业相关知识不能紧密联系，认识体会不太深刻，基本起到了实训的作用。
□8.内容有雷同现象。
三、成绩不合格原因□1.实训期间旷课超过3次。
□2.报告有严重抄袭现象。
□3.未同时上交实训报告。
四、需要改进之处□1.进一步端正实训态度。
□2.加强报告书写的规范化训练，对主要内容要加强理解。
□3.加强相关专业知识的学习，深刻理解各设计步骤具体的要求。
五、其他说明等级：评阅人：职称：讲师年月日交直流调速系统的设计摘要直流调速系统具有调速范围广精度高动态性能好和易于控制等优点，因此本设计运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，并详细分析系统的原理及其静态和动态性能，且利用SIMULINK对系统进行各种参数的给定下的仿真。
电机与拖动课程设计-PWM脉宽调速系统设计报告《电机与拖动》课程设计直流电机PWM脉宽调速系统设计（邓毅） 201030460405（高浩斌） 201030460407（郭剑桥） 201030460408指导教师许俊云老师学院名称工程学院专业班级10自动化4班设计提交日期2012年12月目录 (1)一、课程设计内容 (2)二、设计原理 (2)2.1系统设计原理 (2)2.2 PWM基本原理 (3)2.3 PWM调速基本原理 (3)三、方案设计与选择 (4)3.1脉宽调制电路的选择 (4)3.2驱动电路的选择 (4)四、方案具体实现 (5)4.1 设计方案 (5)4.2直流电机驱动控制总流程图 (5)4.3矩形波信号产生器 (5)4.4驱动电路 (7)4.5总电路图 (9)4.6调试数据及波形 (10)4.6.1调试数据 (10)4.6.2调试波形 (10)五、调试过程中遇到的问题及解决方案 (11)六、心得体会 (12)七、元件清单 (12)八、小组分工 (12)一、设计内容1 直流电机的调速有单象限，二象限和四象限三种工作形式。
要1 求学生选择后两种工作形式的任意一种进行设计。
2选用额定电压为220V，额定电流为1.2A的它励直流电动机（即把实验室的并励直流电动机做它励接法）作为调速对象。
要求带一发电机负载进行调速实验。
二、设计原理2.1.系统设计原理脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n 和其他参量的关系可表示为a a ae U I R n C -=Φ∑ （1）式中 Ua ——电枢供电电压（V ）；Ia ——电枢电流（A ）；Ф——励磁磁通（Wb ）；Ra ——电枢回路总电阻（Ω）；CE ——电势系数， ，p 为电磁对数，a 为电枢并联支路数，N 为导体数。
电机与拖动课程设计1.前言电机与拖动是一门理论性和实践性都较强的课程，是自动化专业必修的核心课程，电机与拖动课程理论讲授完后，结合专业特点和现有设备条件开展该课程的课程设计，增强学生对课程理论知识的理解和实践运用，加强学生电机与拖动课程综合性工程训练。
2. 异步电动机的起制动和调速设计关于异步电动机的起制动和调速设计，其主要根据电机与拖动实验中的继电器（接触器，时间继电器）控制知识，完成电路图的绘制，实现对异步电动机起动、调速、制动、停止等功能。
异步电动机控制动作流程：低速启动→高速正转运行→运行一段时间→减速运行→运行一段时间→反转低速运行→运行一段时间→反转高速运行→运行一段时间→能耗制动→停止。
此设计题目要求对异步电机的起动、调速、制动方法的设计，以确定异步电机的最佳起、制动和调速方案，且达到最优配合。
2.1 异步电动机的起动2.1.1 电机起动方法的介绍电机在起动时应使启动转矩足够大，确保生产机械正常起动；起动电流足够小，避免因起动对电网造成的冲击；起动时间你尽量短；启动设备简单，操作方便；起动过程中能耗消耗少，经济适用。
通过综合考虑，一般选择起动电流I st=(4~7)I N，而起动转矩T st=T N。
本次课程设计中电机为鼠笼式异步电机，其主要起动方法有直接起动，定子串电阻或电抗的降压起动，自耦变压器的降压起动，星-三角降压起动，软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动。
2.1.2 起动方法的比较在上述这几种起动方法中，每一种方法都有各自的优点与缺点以及各自的适用范围。
对于直接起动方案：需要电机满足自身容量不大或者轻载情况，亦或者满足特殊要求的情况；对于定子串电阻或电抗的降压起动这种方法：这种方法相当于降低定子绕组的外加电压，而由上面公式可知，起动电流正比于定子绕组上的电压，因而在一定程度上，这种定子串电阻或电抗的降压起动方法可以到达降低起动电流的目的，但因为起动转矩与定子绕组电压的平方成正比，起动转矩将会降低更多，因此这种方法仅适合轻载起动；对于自耦变压器的降压起动方法：与直接起动方法相比较，采用自耦变压器的降压起动时，电压降低（N2/N1）倍，但电网所承担的起动电流和起动转矩均降低【（N2/N1）*（N2/N1）】倍，可以拖动较大的负载，但同时设备体积庞大、价格高；对于星-三角降压起动方法：电机采用星-三角降压起动时，电网所承担的起动电流只有三角起动时的1/3,而起动转矩也将为三角起动的1/3，相当于自耦变压器的降压起动抽头为（1/）的情况，而与自耦变压器的降压起动相比，星-三角降压起动方法简单，只需要星-三角转换开关，价格便宜、重量轻；对于软起动以及特殊鼠笼式异步电机的起动都具有一定的特殊性，更适合与一些特殊场合，因而在本次课程中不适用。
电机与拖动技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要构造及功能；2. 掌握拖动技术的概念，了解常见的拖动方式及其优缺点；3. 学会分析电机与拖动系统在实际应用中的性能，能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 能够正确使用电机与拖动实验设备，进行基本的实验操作；2. 学会通过观察、分析实验数据，解决电机与拖动系统中的实际问题；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机与拖动技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的安全意识，使其在实验过程中能够遵循操作规程，确保人身和设备安全；3. 增强学生的环保意识，了解电机与拖动技术在节能减排方面的作用，培养其社会责任感。
本课程旨在帮助学生掌握电机与拖动技术的基本知识，培养其实践操作能力和团队协作能力。
针对学生年级特点，课程目标既注重理论知识的传授，又强调实践技能的培养。
通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际工作中，为我国电机与拖动技术的发展做出贡献。
二、教学内容1. 电机基本原理与构造：讲解电机的工作原理，包括电磁感应定律、洛伦兹力等；介绍电机的主要构造，如定子、转子、绕组等，并通过教材第1章进行学习。
2. 常见电机类型：学习直流电机、异步电机、同步电机等常见电机类型的特点及应用，参考教材第2章。
3. 拖动技术：介绍拖动系统的概念，讲解电气传动、液压传动、气压传动等拖动方式，学习教材第3章相关内容。
4. 电机与拖动系统的性能分析：学习电机与拖动系统性能参数，如效率、功率因数、启动转矩等，分析不同拖动方式对系统性能的影响，结合教材第4章进行学习。
5. 电机与拖动系统在实际应用：举例介绍电机与拖动系统在实际工程中的应用，如机床、电梯、电动汽车等，参考教材第5章。
6. 实验教学：安排学生进行电机与拖动实验，包括电机启动、制动、调速等实验操作，巩固理论知识，提高实践能力。
电机与拖动课程设计第1章设计说明1.1设计任务1.使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真，测取三相异步电动机直接起动过程中的转速、电磁转矩和电枢电流的变化规律。
2.某他励直流电动机，已知额定值为Un=220N,Pn=22kW,In=115A，nN=1500r/min；电枢电阻Ra=0.18Ω；励磁电阻Rf=628Ω；求CEN，CTN 并分别画出固有机械特性曲线和改变电枢电压、改变电枢电阻、改变磁通时的人为机械特性曲线。
1.2设计目的1．通过课程设计，对所学的电机与拖动基本知识和基本概念进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识。
2．通过本次课程设计达到理论与实践相结合，提高学生分析问题和解决问题的能力。
4．初步掌握MATLAB/Simulink软件进行仿真设计，掌握编写设计说明书的基本方法。
1.3设计原则1．合理性。
所设计内容应符合国家相关政策和法令，符合现行的行业行规要求。
2．先进性。
杜绝使用落后，淘汰的产品，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。
3．实用性。
考虑降低物耗，保护环境，综合利用等因素。
1.4设计要求1．正确性。
全套技术文件（设计说明书、相关模型和波形）应正确无误，达到规定的性能指标。
3．统一性。
图形中的符号、名称、数据、标注等应尽可能选用国家标准，如没有国家标准或必须用于不同含义时，必须另加说明。
第2章MATLAB7.1软件2.1安装和使用说明安装过程：1.解压crack4.CD3的安装方法跟CD2一样。
安装完成后会出现两个对话框，关掉就行了。
使用说明：2.2软件中的Simulink控件第3章使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真3.1异步电动机Simulink仿真模型的建立直接起动又称全压起动，就是将电动机的定子绕组直接加上额定电压起动。
使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真模型，测取三相异步电动机直接起动过程中的转速、电磁转矩和电枢电流的变化规律。
电机拖动实验报告实验报告四川⼤学电机拖动实验报告课程名称电机及拖动基础实验项⽬名称直流电动机的⼯作特性和调速特性学院电⽓信息学院专业⾃动化报告⼈徐⽂1143031406张梦凡达热机刘梦⽵实验时间报告提交时间⼀实验⽬的1 掌握求取直流电动机⼯作特性和调速特性的实验⽅法。
2 熟悉直流电动机的启动设备和启动⽅法。
3 研究直流电动机的调速⽅法，了解不同调速⽅法的适应范围。
4 观察直流电动机能耗制动过程。
⼆预习要点1 直流电动机启动时，启动电阻Ra,应放在什么位置？⽽磁场电阻R f ，⼜应放在什么位置？2 直流电动机磁场电阻未接通，在启动时会发⽣什么现象？在正常运⾏过程中磁场回路突然断线会产⽣什么后果？3 直流电动机的调速原理是什么？调速⽅法有哪些？每种调速⽅法各有什么优缺点？4 能耗制动的基本原理是什么？三实验内容：1 在U ＝U N ，I f ＝I fN 保持不变的条件下，测取电动机的转速特性：n ＝f(I a )2 在===M RU aNU ,,20常数的条件下，测取电动机改变励磁电流的调速特性：)(I f f n =3 在===M I IU fn fNU ,,2特性：)(R af n =4 在===M R I IafN f,,20常数的条件下，测取电动机改变电压时的调速特性：)(u f n =5 观察电动机能耗制动过程。
四实验线路及操作步骤图2—1 直流电动机实验图在电动机正常运转的情况下，整个实验不停机.电压测针电流插销电流插盒1作直流电动机负载实验，测取转速特性实验接线如图2—1所⽰。
启动前注意将磁场电阻R f1放最⼩位置，电枢回路电阻R a放最⼤位置，闭合电源开关K1，空载启动直流电动机，并使机组按箭头指⽰⽅向旋转，逐步减⼩启动电阻R a，直⾄将R a全部切除（短路）。
准备测取转速特性，调节磁场电阻R f1使电动机转速达到额定值n＝n N，（电动机额定转速），合上开关K2，调节发电机磁场电阻R f2，给发电机加励磁，当互相配合调节R f2达到n＝n N，U＝U N，Ia＝I N时，记录该组数据为转速特性的额定运⾏点，此时的励磁电流I f＝I fN 称为额定励磁电流。
一．课程设计的目的与内容1．1课程设计的目的电力拖动自动控制系统课程设计是自动化专业的一门专业课，它是一次综合性的理论与实际相结合的训练，也是本专业的一次基本技能训练，其主要目的是：（1）理论联系实际，掌握根据实际工艺要求，设计直流拖动自动控制系统的基本方法；（2）对典型的直流拖动自动控制系统进行综合性的实验，掌握各部件和整个系统的调试步骤与方法，加强基本技能训练；（3）掌握参数变化对系统性能影响的规律，培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力；(4)培养分析问题、解决问题的能力，学会实验数据的分析与处理，编写设计说明和技术总结报告。
1．2课程设计的内容本课程的具体对象是直流调速系统，其主要内容为：（1）测定综合实验中所用控制对象的参数；（2）根据给定指标设计调速系统的调节器，并选择各环节参数；（3）按设计结果组成系统，进行系统调试以满足给定指标；（4）研究参数变化对系统性能的影响；（5）在不可逆系统调试的基础上，组成可逆系统并进行调试；（6）设计并计算主回路参数；（7）书写课程设计论文一份（6000-10000字），绘制双闭环逻辑无环流可逆调速系统原理图一张（2#图）。
二．主电路的设计2．1主电路电气原理图及说明主电路采用转速电流双闭环调速系统，是电流环（ACR）作为控制系统的内环，转速环（ASR）作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。
二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出控制电力电子变换器UPE，从而改变电机的转速，通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差地运行。
2．2整流变压器参数的选择变压器副边电压采用如下公式进行计算：已知Udmax=220V,取Ut=1V,n=2,A=2.34In/I2n=1 C=0.5 则U2=110V由此得：变压器的变化为：K=U1/U2=380/110=3.45一次侧电流和二次侧电流I1、I2的计算：I1=1.05*287*0.861/3.45=75AI2=0.861*287=247A变压器容量的选择：S1=M1U1I1=85.5KV AS2=M2U2I2=81.5KV AS=0.5*(S1+S2)=83.5KV A因此整流变压器的参数为：变化K=3.45，容量S=83.5KV A2．3平波电抗器参数的确定Ud=2.34U2cosαUd=Un=220V, 取α=0U2=Ud/2.34cos0=94.0171VId min=(5%-10%)In,这里取10%，则有：L=0.693*U2/I d min=37.2308mHα=U*min/n N=0.0067β=U*im/2In=0.28752．4晶闸管参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压U DRM和反向重复电压U RRM 中较小的值作为该器件的额定电压。
0 引言电动机有直流电动机交流电动机，直流电动机虽不及交流电动机结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠。
但长期以来交流电动机的调速问题未能得到满意的解决。
在此之前，电动机具有交流电动机所不能比拟的良好的起动性能和调速性能。
随着交流电动机交频调速系统的发展，在不少应用领域已为交流电动机所取代。
但是直流电动机又以起动转矩大、转速性能好、自动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。
而在四种直流电动机中，他励电动机应用最广泛。
随着工业化的进程，电动机及电力拖动技术不断地发展，逐步形成了电力拖动领域的传统技术。
如：电动机的起动。
随着电力电子技术的发展。
电动机及拖动技术又不断地在技术上取得重大突破，形成一系列高新技术。
1直流电动机的构造直流电机主要由磁极、电枢和换向器（整流子）三部分组成。
图1-1 直流电机的组成部分1.1磁极结构见图用硅钢片叠成，固定在机座上。
极心上放置励磁绕组在电机中产生磁场，极掌的作用是使电机的空气隙中的磁感应强度的分布最为合适，并且挡住励磁绕组不至于掉下来。
磁极和机座都是磁路的一部分。
1.2电枢电枢铁心是由硅钢片叠成的圆柱体，表面沿轴线冲有槽；槽中放电枢绕组，用来感应电动势。
直流电机的电枢是旋转的。
见图直流电机的电枢铁心片直流电机的电枢结构图图1-31.3换向器（整流子）它是直流电机特有的装置。
换向器装在转轴上。
电枢绕组的导线按一定规则焊接在环向片的凸出部分。
在换向器的表面用弹簧压作固定的电刷，是转动的电枢绕组。
2 直流电机的基本工作原理图2-1 直流电动机的工作原理简图电枢由原动机驱动在磁场中旋转，电枢线圈的两根有效边便切割磁力线，感应出电动势。
线圈随电枢铁心在转动时，每一有效边中的电动势是交变的，即在N 极下是一个方向，当它转到S 极下是另一个方向。
但由于电刷A 总是同与N 极下的一边相连的换向片接触，而电刷B 总是同与S 极下的一边相连的换向片接触，因此在电刷上就出现一个极性不变的电动势或电压。
在电刷AB 之间加上直流电压U ，电枢线圈中的电流流向为：N 极下的有效边中的电流总是一个方向，而S 极下的有效边中的电流总是另一个方向。
这样两个有效边中受到的电磁力的方向一致，电枢开始转动。
通过换向器可以实现线圈的有效边从一个磁极如N 极转到另一个磁极下如S 极时，电流的方向同时发生改变，从而电磁力或电磁转矩的方向不发生改变。
电磁转矩是驱动转矩，其大小也为：a I C T T Φ=。
电动机的电磁转矩T 必须与机械负载转矩T 2及空载损耗转矩T 0相平衡。
即02T T T +=。
另外当电枢绕组在磁场中转动时，线圈中也要产生感应电动势E ，这个电动势的方向与电流或外加电压的方向相反，称之为反电动势。
其大小为：n Φ=E C E 方向与a I 相反。
直流电动机的电磁转矩和电压平衡方程nC E I C T E a T a a Φ=Φ=+=R I E U图3-1 直流电动机电枢等效电路aT C C R C U I C R C U C R I U C E n m e a e ae a e e aa e Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=24.1直流电动机的启动直流电动机直接起动时的起动电流很大，达到额定电流的10～20倍，因此必须限制起动电流。
限制起动电流的方法就是起动时在电枢电路中串接起动电阻ST R 。
起动电阻的值： a R I UR STST -=一般规定起动电流不应超过额定电流的1.5～2.5倍。
起动时将起动电阻调至最大，待起动后，随着电动机转速的上升将起动电阻逐渐减小。
4.2直流电动机的调速根据直流电动机的转速公式Φ-=E C R I U ）（a a n 可知直流电动机的调速方法有3种：改变磁通Φ调速、改变电枢电压U 调速和电枢串联电阻调速。
改变磁通调速的优点是调速平滑，可做到无级调速；调速经济，控制方便；机械特性较硬，稳定性较好。
但由于电动机在额定状态运行时磁路已接近饱和，所以通常只是减小磁通将转速往上调，调速范围较小。
改变电枢电压调速的优点是不改变电动机机械特性的硬度，稳定性好；控制灵活、方便，可实现无级调速；调速范围较宽，可达到6～10。
但电枢绕组需要一个单独的可调直流电源，设备较复杂。
电枢串联电阻调速方法简单、方便，但调速范围有限，机械特性变软，且电动机的损耗增大太多，因此只适用于调速范围要求不大的中、小容量直流电动机的调速场合。
4.3直流电动机的制动直流电动机的制动也有能耗制动、反接制动和发电反馈制动3种。
能耗制动是在停机时将电枢绕组接线端从电源上断开后立即与一个制动电阻短接，由于惯性，短接后电动机仍保持原方向旋转，电枢绕组中的感应电动势仍存在并保持原方向，但因为没有外加电压，电枢绕组中的电流和电磁转矩的方向改变了，即电磁转矩的方向与转子的旋转方向相反，起到了制动作用。
反接制动是在停机时将电枢绕组接线端从电源上断开后立即与一个相反极性的电源相接，电动机的电磁转矩立即变为制动转矩，使电动机迅速减速至停转。
发电反馈制动是在电动机转速超过理想空载转速时，电枢绕组内的感应电动势将高于外加电压，使电机变为发电状态运行，电枢电流改变方向，电磁转矩成为制动转矩，限制电机转速过分升高。
5 他励直流电动机的启动他励直流电动机的启动可分为降低电枢电压启动、增加电枢电阻启动。
1）降低电枢电压启动方法需要一个可变电压的直流电源专供电枢电路之用。
启动时，加上励磁电压U f ，保持励磁电流I f 为额定不变，电枢电压U a 从零逐渐升高到额定值。
2）增加电枢电阻启动额定功率较小的电动机可采用在电枢电路内串联启动变阻器的方法启动。
额定功率较大的电动机一般采用分级启动的方法以保证启动过程中既有比较大的启动转矩，又使启动电流不会超过允许值。
现以两级启动为例来说明启动步骤和启动过程。
机械特性图如下：图5-1 接线图及机械特性（1）启动过程 启动步骤如下：①串联启动电阻R st1和R st2启动起动前开关S 1和S 2断开，使得电枢电路中串入电阻R st1和R st2，加上电枢电路自身的电阻R a ,电枢电路的总电阻为st2st1a 2R R R R ++=加上励磁电压U f ，保持励磁电流I f 为额定值不变，然后加上电枢电压U a ，由于启动转矩T ST 大于负载转矩T L ,,电动机拖动生产机械开始启动，工作点沿人为特性a 由a 1点向a 2点移动。
②切除启动电阻R st2当工作点达到a 2点即电磁转矩T 等于切换转矩T 2时，合上开关S 2，切除启动电阻R st2，电枢电路的总电阻为R 1= R a + R st1这时电动机的机械特性变为人为特性b 切除R st2转速来不及改变 ，工作点由特性 a 上的a 2点平移到特性b 上的b 1点，使这时的电磁转矩T 仍等于T 1,电动机继续加速，工作点特性b 由b 1点向b 2点移动。
③切除启动电阻R st1当工作点到达b 2点，即电磁转矩T 又等于切换转矩T 2，合上开关S 1， 除启动电阻R st1，电枢电路的总电阻变为a 2R R =机械特性变为固有特性c 。
工作点由b 2点平移至c 1点，使得这时的电磁转矩T 仍正好等于T 1，电动机继续加速，工作点沿人为特性c 由c 1点经c 2点，最后稳定运行在p 点。
整个起动过程结束。
（2）起动级数未定时起动电阻的计算 ①选择起动电流I 1和切换电流I 2 ,为保证与起动转矩T 1对应的起动电流I 1不会超过允许的最大电枢电流I amax , 选择N I I a 1)0.2~5.1(=对应的起动转矩N 1 2.0)T ~(1.5T =为保证一定的加速转矩,减少起动时间,一般选择切换转矩为L 2 1.2)T ~(1.1T =若T L 未知,可用T N 代替.对应的切换电流I 2为L 2 1.2)I ~(1.1I = I L 是与T L 对应的稳定电枢电流.若未知,可用I aN 代替. ②求出起动电流比β 21I I =β ③求出电动机的电枢电路电阻RaRa 可以通过实测或通过铭牌上提供的额定值进行计算,由于在忽略T 0的情况下,P 2=P e =EI A ,因此,在额定状态下运行时,NN I P E a =NaN N aN a I I P U R a -=④求出起动时的电枢总电阻R mm 级起动时电枢起动总电阻为1I U R aNm =⑤求出启动级数mm 的计算公式为该公式的推导过程如下：由于n b2=n c1，故E b2=E c1，即10aN 21aN I R -U I R -U =1021I R I R =βlg lgam R R m =01R R β=由于n a2=n b1，故E a2=E b1，即11aN 22aN I R -U I R -U =1122I R I R =0212R R R ββ==可见，若为m 级启动，则启动时的电枢总电阻R m 为a m 0m m R R R ββ==两边取对数便可得到⑥重新计算β，校验I2是否在规定范围之内若m 是取相近整数，则需要重新计算β。
由可得计算β的公式为根据重新求得的β，由21I I =β重新求出I 2，并校验I 2是否在式()L I I 2.11.1~2=所规定的范围之内。
若不在规定范围之内，需加大启动级数m ，重新计算β和I 2，直到满足要求为止。
⑦求出各级总电阻 由前面的分析知道a01a0R R R R R ββ===aa 20212.......R R R R R R m m ββββ====⑧求出各级启动电阻RaR mm =ββlg lgRaR m m =mmRaR =ββlg lg RaR m m =R st1=R1-R0=R1-R a R st2=R2-R1……R stm=R m-R m-16 具体设计如下：某厂一台他励直流电动机，参数如下：P N =100KWU aN =440VI aN =497An N =1500r/minR a =0.076Ω欲采用电枢串电阻启动，试设计其启动级数和各级启动电阻。
（1）选择I 1和I 2I 1=（1.5～2.0）I aN =(1.5～2.0)⨯497A=(745.5~994）AI 2=（1.1～1.2）I aN =(1.1～1.2)⨯497A=(546.7~596.4）A选择I 1=850A ，I 2=550A(2)求出起切电流比β5.155085021===I I β （3）求出启动时的电枢电路电阻R m Ω=Ω==518.08504401I U R aN am(4)求出启动级数m 74.45.1lg 076.0518.0lg lg lga ===βR R m am 取m=5。
(5)重新计算β，校验I 247.1076.0518.05m a am ===、R R β A A I I 57847.185012===β I 2在规定的范围之内。
