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　　直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。錄音機(jī)和錄像機(jī)中的電動(dòng)機(jī)必須既能正轉(zhuǎn)，也能反轉(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)是很容易的。由前面可知，改變電樞繞組電流方向，或者改變定子磁場的方向，都可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。但對(duì)于永磁式直流電動(dòng)機(jī)來說，則只能通過改變電流方向來實(shí)現(xiàn)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。
　　上圖是直流電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制原理電路。圖中，RP1, RP2是可調(diào)電阻器。改變RPl的阻值可以改變勵(lì)磁繞組的電流，起到調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)、弱的目的；改變RP2的阻值，可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖中的雙刀雙擲開關(guān)S是用來改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的控制開關(guān)。當(dāng)將開關(guān)S撥向“1”時(shí)，電流從a電刷流入，從b電刷流出；當(dāng)將開關(guān)S撥向+2 時(shí)，電流從b電刷流入，從a電刷流出?？梢?，改變開關(guān)S的狀態(tài)，就能改變電樞繞組的電流方向，從而實(shí)現(xiàn)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。
　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)
　　根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩Tem和轉(zhuǎn)速n方向之間的關(guān)系，可以把電機(jī)分為兩種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)Tem與n方向相同時(shí)，稱為電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，簡稱電動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)Tem與n方向相反時(shí)，稱為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，簡稱制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。
　　在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)經(jīng)常需要工作在制動(dòng)狀態(tài)。例如，許多生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)，往往需要快速停車或者有高速運(yùn)行迅速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行，這就要求電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。因此，電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)運(yùn)行也是十分重要的。
　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種方式，下面分別加以介紹。
　　1．能耗制動(dòng)
　　圖1—46是能耗制動(dòng)的接線圖。開關(guān)S接電源側(cè)為電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，此時(shí)電樞電流Ia、電樞電動(dòng)式Ea、轉(zhuǎn)速n及驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem的方向如圖所示。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，將開關(guān)S投向制動(dòng)電阻RB上，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入能耗制動(dòng)狀態(tài)。
　　初始制動(dòng)時(shí)，因?yàn)榇磐ū３植蛔?、電樞存在慣性，其轉(zhuǎn)速n不能馬上降為零，而是保持原來的方向旋轉(zhuǎn)，于是n和Ea的方向均不改變。但是，由Ea在閉合的回路內(nèi)產(chǎn)生的電樞電流IaB卻與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞電流Ia的方向相反，由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TemB也與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)Tem的方向相反，變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩，于是電機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行。制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械慣性力的拖動(dòng)而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲(chǔ)存的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在電阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)為止，所以這種制動(dòng)方式稱為能耗制動(dòng)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?—66）
　　或，與電動(dòng)狀態(tài)下電樞串電阻R_B時(shí)的人為特性的斜率相同，如圖1—4中直線BC所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　即
　　應(yīng)串入的制動(dòng)電阻值為
　　　　　　　　　　　　　　　　?。?—69）
　　反向的電樞電流IaB產(chǎn)生很大的反向電磁轉(zhuǎn)矩TemB，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動(dòng)作用，這就是電壓反接制動(dòng)。
　　電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電樞電流的大小由UN與Ea之差決定，而反接制動(dòng)時(shí)，電樞電流的大小由UN與Ea之和決定，因此反接制動(dòng)時(shí)電樞電流是非常大的。為了限制過大的電樞電流，反接制動(dòng)時(shí)必須在電樞回路中串接制動(dòng)電阻RB。RB的大小應(yīng)反接制動(dòng)時(shí)電樞電流不超過電動(dòng)機(jī)的最大允許值Imax=(2~2.5)IN,因此應(yīng)串入的制動(dòng)電阻值為
　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　?。?—71）
　　　　　　　　　　　 的直線，如圖1—49中線段BC所示。
　　電壓反接制動(dòng)時(shí)電機(jī)工作點(diǎn)的變化情況可用圖1—48說明如下：設(shè)電動(dòng)機(jī)原來工作在固有特性上的A點(diǎn)，反接制動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不突變，工作點(diǎn)沿水平方向躍變到反接制動(dòng)特性上的B點(diǎn)，之后在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)速開始下降，工作點(diǎn)沿BC方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)C點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)過程結(jié)束。在C點(diǎn)，n=0,但制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩TemB=TC≠0，如果負(fù)載是反抗性負(fù)載，且時(shí)，這時(shí)在反向轉(zhuǎn)矩作用下，電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)，并沿特性曲線加速到D點(diǎn)，進(jìn)入反向電動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)制動(dòng)的目的就是為了停車時(shí)，那么在電機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，必須立即斷開電源。
　　反接制動(dòng)過程中（圖1—49中BC段），U、Ia、Tem均為負(fù)，而n、Ea為正。輸入功率P1= U Ia>0，表明電機(jī)從電源輸入電功率；輸出功率
　　　　　　　　　圖1—48 電壓反接制動(dòng)接線圖 　圖1—49 電壓反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性
　?。?）倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)
　　倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載?，F(xiàn)以起重機(jī)下放重物為例來說明。
　　圖1—50（a）所示為正向電動(dòng)狀態(tài)（提升重物）時(shí)電動(dòng)機(jī)的各物理量方向，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在固有特性[圖1—50（c）]上的A點(diǎn)。如果在電樞回路中串入一個(gè)較大的電阻RB，便可實(shí)現(xiàn)倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。串入RB將得到一條斜率較大的人為特性，如圖1—50（c）中的直線n0D所示，制動(dòng)過程如下：串電阻瞬間，因轉(zhuǎn)速不能突變，所以工作點(diǎn)由固有特性上的A點(diǎn)沿水平跳躍到人為特性上的B點(diǎn)，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩TB小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，于是電機(jī)開始減速，工作點(diǎn)沿人為特性由B點(diǎn)向C點(diǎn)變化，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，n=0,電磁轉(zhuǎn)矩為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TK，因TK仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，所以在重物的重力作用下電機(jī)將反向旋轉(zhuǎn)，即下放重物。因?yàn)閯?lì)磁不變，所以Ea隨n的方向而改變方向，由圖1—50（b）所示可以看出Ia的方向不變，故Tem的方向也不變。這樣，電機(jī)反轉(zhuǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)，如圖1—50（c）中的CD段所示。隨著電機(jī)反向轉(zhuǎn)速的增加，Ea增大，電樞電流Ia和制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem也相應(yīng)增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)D點(diǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，電機(jī)便以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速勻速下放重物。若電機(jī)串入RB越大，最后穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速越高，下放重物的速度也越快。

電樞回路串入較大的電阻后，電機(jī)能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行，主要是位能負(fù)載的倒拉作用，又因?yàn)榇藭r(shí)的Ea與U也順向串聯(lián)，共同產(chǎn)生電樞電流，這一點(diǎn)與電壓反接制動(dòng)相似，因此把這種制動(dòng)稱為倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)。
倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程式就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串聯(lián)電阻的人為特性方程式，只不過此
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—51 回饋制動(dòng)機(jī)械特性
　　在圖1—52中，A點(diǎn)時(shí)電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行工作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)電壓為U1，轉(zhuǎn)速為nA。當(dāng)進(jìn)行降壓（U1降為U2）調(diào)速時(shí)，因轉(zhuǎn)速不突變，工作點(diǎn)由A點(diǎn)平移到B點(diǎn)，此后工作點(diǎn)在降壓人為特性的Bn02段上變化過程即為回饋制動(dòng)過程，它起到了加快電機(jī)的減速作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速到n02時(shí)，制動(dòng)過程結(jié)束。從n02降到C點(diǎn)轉(zhuǎn)速nc為電動(dòng)狀態(tài)減速過程。
　　在圖1—53中，磁通由 時(shí)，工作點(diǎn)的變化情況與圖1—52相同，其工作點(diǎn)在Bn02段上變化時(shí)也為回饋制動(dòng)過程。

　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—46 能耗制動(dòng)接線圖
　　能耗制動(dòng)的機(jī)械特性，就是在U=0、φ=φ_N、R=R_a+R_B條件下的一條人為機(jī)械特性，即
　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　（1—67）
　　可見，能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械性是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，其理想空載轉(zhuǎn)速為零，特性的斜率
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—47 能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性
　　能耗制動(dòng)時(shí)，電機(jī)工作點(diǎn)的變化情況可用機(jī)械特性曲線說明。設(shè)制動(dòng)前工作點(diǎn)在固有特性曲線A點(diǎn)處，其n>0，Tem>0，Tem為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。開始制動(dòng)時(shí)，因n不突變，工作點(diǎn)將沿水平方向躍變到能耗制動(dòng)特性曲線上的B點(diǎn)。在B點(diǎn)，n>0，Tem<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，于是電動(dòng)機(jī)開始減速，工作點(diǎn)沿BO方向移動(dòng)。
　　若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載，則工作點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，n=0，Tem=0，電機(jī)便停轉(zhuǎn)。
　　若電機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載，則工作點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，雖然n=0，Tem=0，但在位能負(fù)載的作用下，電機(jī)反轉(zhuǎn)并加速，工作點(diǎn)將沿曲線OC方向移動(dòng)。此時(shí)Ea的方向隨n的反向而反向，即n和Ea的方向均與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，而Ea產(chǎn)生的Ia方向卻與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同，隨之Tem的方向也與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同，即n