电机与电气控制（第二版）课件：直流电动机的启动、反转和制动

１．了解直流电动机启动时存在的问题。２．掌握直流电动机常用的启动方法。３．掌握直流电动机的反转方法。４．熟悉直流电动机的制动方法。５．学会直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作使用。学习目标

直流电动机的启动、反转和制动任务引入使用一台电动机时，首先碰到的问题是怎样把它启动起来。要使电动机启动的过程达到最优，以下几个方面的问题最值得考虑：启动电流Ist的大小，启动转矩Tst的大小，启动设备是否简单等。电动机驱动的生产机械，常常需要改变运动方向，例如起重机、刨床、轧钢机等，这就需要电动机能快速地正反转。某些生产机械除了需要电动机提供驱动力矩外，还要电动机在必要时，提供制动的力矩，以便限制转速或快速停车，例如电车下坡和刹车时，起重机下放重物时，机床反向运动开始时，都需要电动机进行制动。因此掌握直流电动机启动、反转和制动的方法，对电气技术人员是很重要的。相关知识一、直流电动机的启动１．电枢回路串电阻器启动启动时，电枢回路串接可变电阻器Rst，Rst称为启动电阻器。电枢串电阻器启动的电路图和机械特性２．减压启动电动机启动前先调好励磁电流，然后将电源电压由低向高调节，最低电压所对应的人为机械特性上的启动转矩Tst＞TL时，电动机就开始启动。直流他励电动机的减压启动电路和机械特性二、直流电动机的反转（１）在励磁电流方向不变即磁场方向不变的条件下，将电枢电压的正负极性反接，从而改变电枢电流和电磁转矩的方向，使电动机反转，如图ａ所示。（２）在电枢电压的极性不变时，将励磁绕组反接，改变励磁电流的方向，即改变了磁场的方向，可使电磁转矩方向改变，实现电动机反转，如图ｂ所示。直流他励电动机反转的电路图ａ）电枢反接ｂ）励磁反接三、直流电动机的制动１．能耗制动直流电动机原先处于电动状态工作（电磁转矩的方向与旋转方向相同），如图ａ所示。制动时，保持励磁电流不变，即励磁磁通

Ф不变，把电枢两端从电源立即切换到电阻器Rb

上，此电阻器称为制动电阻器。电动机运行状态原理图ａ）电动状态ｂ）能耗制动状态电动机能耗制动的机械特性方程式变为：能耗制动的机械特性２．电枢反接制动电枢反接制动的电路如图所示，当电动机工作在电动状态下，以转速n

稳定运行时，维持励磁电流不变，即磁通Ф不变，突然改变外加电枢电压的极性，即电枢电压由正变负，与电枢电动势Ea同向，这时作用在电枢电路的电压（UＮ+Ea）≈2UＮ，电枢电流增大

，与原来方向相反，数值很大，产生一个很大的电磁制动转矩，使电动机很快停转。电枢反接制动的电路图电枢反接制动的机械特性３．倒拉反接制动当直流电动机驱动位势负载，电枢串入大电阻，会被外力驱动向着与它的接线应有的旋转方向相反的方向旋转，这时便工作在倒拉反接制动状态。倒拉反接制动的机械特性曲线４．回馈制动电动机在运行过程中，由于某种客观原因，负载转矩由制动性质变成驱动性质，使电动机转速n高于理想空载转速n0，如电车下坡、起重机下放重物等情况，势能转换所得的动能使电动机加速，电动机就处于发电状态，并对电气传动系统的运动机构起制动作用。回馈制动的机械特性任务实施一、任务准备二、绘制并连接直流他励电动机的工作电路三、直流电动机电枢串电阻启动和减压启动四、直流电动机的反转五、直流电动机的反接制动六、直流电动机的能耗制动总结