《电机与拖动基础》复习资料.docx

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1、电机复习实验项目：直流并励电动机的起动直流发电机的工作特性单相变压器三相变压器的连接组和不对称短路三相鼠笼式异步电动机的工作特性和起动三相同步发电机的运行特性基本公示：， CT =9.55Ce （直流电机）, ，电机拖动复习题： 直流电机（重点：直流他励和并励电机拖动计算）2-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？2-2提示：直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向相同；直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向相反

2、；运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小于电枢端电压为电动运行状态2-3 一台Z2 直流电动机，其额定功率PN160千瓦；额定电压UN220伏，额定效率N = 90 % , 额定转速nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？ 2-3提示：直流电动机：PN=UNINN2-4 一台Z2 直流发电机，其额定功率PN145千瓦；额定电压UN 230伏，额定转速nN =1450转/分，求该发电机的额定电流？ 2-4提示：直流发电机：PN=UNIN 2-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式TaCN N Ia 中的N应是什么磁通。2-5提示：直流电机负载运行

3、时的主磁场由励磁磁势及电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。N 应该是每极合成磁通。问答题：2-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？ 2-7提示：并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电流决定于实际负载。2-8 试验时如果分别要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？ 2-8提示：对于直流电动机的电枢电流或励磁电流方向，两者只能改变其一。2-9 并励直流电动机在运行时若励磁绕阻断线，会出现什么后果

4、？ 2-9提示：这时电动机的磁通仅为剩磁。空载时电动机的转速急速上升；负载时电动机的转速降至零且电枢电流急速上升。分析依据：机械特性方程式的一般表达式为 空载时：负载时：电磁转矩小，无法拖动负载；，因而,此时电枢电流很大；2-10 一台并励直流电动机，PN= 96千瓦，UN440伏，IN255安，IfN5安，nN500 转/分，电枢回路总电阻Ra0.078 欧。试求： （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩；（3）当Ia0 时电机的转速； （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转速。2-10提示： （1）电动机的额定输出转矩TN=9.55P

5、N/nN （2）Tem=CT NIa求得：Ia=IN-IfN；CeN=(UN-IaRa)/nN ,在额定电流时的电磁转矩Tem=CT NIa=9.55CeNIa （说明：电枢的感应电势，解题的关键在于利用这两公式计算出Cen； 无rf已知条件，则忽略接触电压的影响，电枢回路总电阻已经包含其影响。）图330 他励直流电动机等效电路及参考方向图中：（电动机惯例标注参考方向，且计及接触电阻影响）（3）当Ia0 时电机转速为：n0=UN/Cen （即空载状态）（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻RW=0.1W而达稳定时的转速为：n=(UN-IaRa-IaRW)/Cen2-14 他励直流电

6、动机的铭牌数据： PN=1.75千瓦,UN=110伏,IN=20.1安,nN=1450转/分，Ra = 0.57欧。试计算： （1） 固有特性曲线方程； （2） 50%额定负载时的转速； （3） 转速为1500转/分时的电枢电流值。 2-14提示：（1）固有特性曲线T-n：（空载点和额定运行点决定特性曲线）CeN =(UN INRa)/nN = 0.068 （）CTN = 9.55CeN = 0.649n0 = UN/ CeN = 1618转/分 （）TN = CTNIN = 13牛米由图可知其固有的特性方程为：n = n0 - R T /(CeCTN2) = 1618 12.9T ， 或 n

7、 = n0 - RaIa/(CeN) = 1618 8.38Ia提示：（, ，）（2）T =50% TN 因T= CTNIa，Ia = 50% IN = 50% 20.1 = 10.05安则 n = 1618 8.38 10.05 = 1538.8转/分（由机械特性计算）（3） n = 1500转/分时 1500 = 1618- 8.38 IaIa = (1618 1500)/8.38 =14.1 安 （由机械特性计算） 例45 一台他励直流电动机额定数据如下: ， ，, ， 用这台电动机来拖动升起机构。求: (1) 在额定负载下进行能耗制动，欲使制动电流等于，电枢回路中应串接多大制动电阻?

8、(2) 在额定负载下进行能耗制动，如果电枢直接短接，制动电流应为多大? (3) 当电动机轴上带有一半额定负载时，要求在能耗制动中以的稳定低速下放重物，求电枢回路中应串接多大制动电阻? 解: (1) 根据直流电机电压方程，额定负载时，电动机的电势 能耗制动时，电枢电路中应串入的制动电阻 (2) 如果电枢直接短接，即，则制动电流 此电流约为额定电流的6倍，由此可见能耗制动时，不许直接将电枢短接，必须接入一定数值的制动电阻。(3) 求稳定能耗制动运行时的制动电阻 因负载为额定负载的一半，则稳定运行时的电枢电流为，把已知条件代入直流电机能耗制动时的电势方程式，得变压器1. 变压器一次线圈若接在直流电源

9、上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。2. 变压器二次额定电压的含义是什么？答：二次额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的端电压。3. 变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r1很小，为什么空载电流I0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？答： 因为存在感应电动势E1, 根据电动势方程：可知，尽管很小，但由于励磁阻抗很大，所以不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不感应电动势，即，因此电压全部降在电阻上，即有 ，因为很小，所以

10、电流很大。4. 试绘出变压器“T”形等效电路，说明各参数的意义。答：“T”形等效电路：r1 x1r2 x2 rmxm r1 ，x1一次侧绕组电阻，漏抗r2, x2 二次侧绕组电阻，漏抗折算到一次侧的值rm , x m励磁电阻，励磁电抗5变压器空载电流很小，为什么空载合闸时会很大（即出现激磁涌流）？ 答：空载合闸时磁通出现瞬变过程。由于暂态分量的存在，使铁心磁通大约可达稳态磁通的2倍。于是磁路过于饱和，根据磁化曲线的饱和特性，此时的激磁电流将达正常稳态空载电流的数十至近百倍，称为励磁涌流。3-4三相变压器有哪些标准组别，并用位形图判别之。答： 标准组别有Y，yn0，YN, y0, Y，y0，Y，

11、d11， YN ，d11 标准组别接线及位形图分别为：见图示但是： 无论是Y，yn0、YN, y0还是 Y，y0，位形图都有是一样的无论是Y，d11还是 YN ，d11，位形图也是一样的。ABCabcY，yn0 YN,y0 Y,y0ABCabcOABCabc0接线： 位形图BA aCcbY,d11 YN,d11ABCabcBAaCcbABCabcO 接线： 位形图3-9 Y/接线的三相变压器，三次谐波电动势能在中形成环流，而基波电动势不能在中形成环流，为什么？答：三次谐波电动势大小相等，相位互差360o，即相位相同，因此在d中能够形成环流。 而基波电动势大小相等，相位互差1200，任一瞬间三相

12、电动势代数和恒等于0，因而不能在d中形成环流。三相异步电动机机械特性的参数表达式 （83）曲线，如图81所示。图81 三相异步电动机的曲线 （86）临界转差率仅及电动机的参数有关，及转子回路的电阻成正比，因此改变转子回路电阻，可以改变产生最大转矩时的转差率。当绕线式异步电动机转子回路串入电阻时，将变大，当时，起动转矩，达到最大。最大电磁转矩为: （87）异步电动机的最大转矩及电源电压的平方成正比，及电源频率成反比，但及转子电阻无关。当转子回略串电阻时，虽然变大，但保持不变。过载能力可以用转矩过载系数表示，即 （88）稳定运行区域: 异步电动机的机械特性分为以下两个区域。(a)转差率区域。在此区

13、域内转差率比较小， （89）及 近似成直线关系，该区域是异步电动机的稳定区域，一般情况下异步电机要求运行在这一区域。只要负载转矩小于电动机的最大转矩，电动机就可以在该区域内稳定运行。(b) 转差率区域。在此区域内转差率， （810）及 近似成反比关系，在该区域为异步电动机的不稳定区域。但水泵、风机类负载可以在此区域稳定运行。三相异步电动机的机械特性实用公式: （814）从产品目录中查得的、，可得， （815） （817）当三相异步电动机在额定负载范围内运行时，它的转差率小于额定转差率( )，机械特性实用公式可以简化为： （818）使三相异步电动机的机械特性呈直线变化关系。异步电机不在额定工作点

14、上运行，机械特性实用公式照样可以计算。将任一已知点的和代入式(814)机械特性实用公式，Y系列异步电机是普通用途的小型鼠笼全封闭、自冷式三相异步电动机。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械、农业机械等。绝缘等级指电机主绝缘所使用的绝缘材料的耐热等级。例如Y系列小型异步电动机采用B级绝缘材料，其最高允许工作温度为130。异步电动机定子绕组接法：指额定电压下电动机规定的接线方式。国标规定：Y系列异步电动机，其额定功率3及以下者采用Y接法，4及以上者采用接法，以便可选用Y方式启动。 异步电动机工作方式：指电动机额定状态运行所允许的持续时间。分“连续”（S1）、“短时”（S2）、“断续”（S3）三种，

15、后两种方式指电动机只能短时、间歇地工作。 异步电动机防护等级：指为满足环境要求电动机采取的外壳防护型式，通常有开启式(IP11)、防护式(IP22)，和封闭式(IP44)等三类。三相异步电机转子转速及旋转磁场转速间的大小用转差率来描述， ，转差率又称滑差，它是描述异步电机运行状态的一个基本量。电机空载时，额定负载时，所以异步电动机的转子转速总是接近旋转磁场转速的。三相异步电机主磁通是定、转子绕组共同交链的磁通，磁路由定、转子铁心、气隙组成。主磁通从定子开始，经过气隙到达转子，再经过气隙回到定子，形成闭合磁路。主磁通是定、转子间进行能量交换的载体，其磁路磁导受铁心饱和程度的影响。变压器中不存在机

16、械损耗，也基本上不存在气隙，所以同变压器相比，异步电动机的空载电流在额定电流中所占的比例大得多，例如在小型异步电动机中可达60的额定电流，比变压器的210要高的多。归算后的异步电机定、转子电路有相同的频率，相同的相数，相同的有效匝数，并且，及变压器类似，定、转子两个电路可以联接起来成为一个等效电路，称为T形等效电路，如图720所示。图720 异步电机T形等效电路异步电动机运行时、和之间的定量关系为 （743）从式（743）可见，当电磁功率一定时，转差率越小，转子回路铜耗越小，总机械功率越大。电机运行时，若大，效率一定不高。另外，当异步电机处于电磁制动状态时，即转子铜耗大于电磁功率，故由定子传送

17、到转子的电磁功率都消耗于转子铜耗还不够，还应从轴上输入机械功率去补偿。这里再次说明，异步电机处于电磁制动状态时，从电源和转轴两方面输入功率，而消耗于转子电阻上。1.Y系列异步电机是普通用途的小型鼠笼全封闭、自冷式三相异步电动机。2.绝缘等级指电机主绝缘所使用的绝缘材料的耐热等级。3.异步电机T形等效电路：图720 异步电机T形等效电路4. 异步电动机运行时、和之间的定量关系为：当电磁功率一定时，转差率越小，转子回路铜耗越小，总机械功率越大。电机运行时，若大，效率一定不高。5. 交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的空间位置、转向和转速各及哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条

18、件决定的？答：空间位置：沿气隙圆周旋转。当三相合成基波圆形旋转磁动势转至哪相绕组轴线上，那相电流就最大，绕组由构造决定，电流由运行条件决定。转速： ，转速及电流频率f及磁极对数p 有关，p由构造决定，f由运行条件决定。转向： 及电流相序有关（及电流相序一致），由运行条件决定。6. 怎样改变三相异步电动机的转向？答：改变相序即可改变三相异步电动机的转向。7. 异步电动机的转差率，在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么情况下转差率小于1或大于1？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态？ 答：当n0），n n1时转差率为负（sn0时，转差率sn时，转差率s1;当+s1 时为电磁制动运行状态，

19、当1s0时为电动机运行状态，当0s-时为发电机运行状态。8. 异步电动机等效电路中的附加电阻的物理意义是什么？ 答：异步电动机等效电路中的附加电阻实为代表机械负载的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率来等效代替总机械功率。9. 异步电动机在起动和空载运行时，为什么时候功率因数很低？当满载运行时，功率因数会提高？答： 起动时：s=1，转子漏抗x2s=sx2最大，故转子功率因数cos2较小，因而功率因数就小。 空载时，I1=I0，供空载损耗有功分量很小，主要用来励磁，属感性无功性质，因而就小； 满载时，转子电流的有功分量增大(增大)，定子有功分量电流就增大，因而就大。10.异步电动机轴机械

20、负载增加时，定、转子各物理量怎样变化？答：当机械负载（即负载转矩）增加时，转子转速n势必下降，转差率增大。转子绕组感应电动势()及电流I2随之增大，因而转子磁动势F2增大。根据磁动势平衡关系，定子负载分量磁动势F1相应增大，而励磁磁动势F0基本不变；定子电流I1随之增大，电动机的输入功率就随之增加。11. 绕线式异步电动机在转子回路中串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？答：绕线式异步电动机在转子回路串电阻增加了转子回路阻抗，由式可见，起动电流随所串电阻r2st增大而减小，同时提高转子回路功率因数cos2，增大了转子电流的有功分量，从而增大了起动转矩。12. 深槽和双鼠笼异步

21、电动机在额定电压下起动，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？答：电动机在起动时，n=0，s=1，转子绕组电动势频率最高（f2=sf1），此时趋表效应最强烈，使槽电流分布趋于槽口（双鼠笼转子趋于上笼），相当于槽导体有效截面减小，转子电阻增大（双鼠笼转子，上笼本身截面积又小，电阻大），既限制了起动电流，又增大了起动电阻。13. 双鼠笼异步电动机两笼之间为什么一定要有缝隙？深槽式异步电动机转子槽为什么要做得深而窄？答： 磁通总是以磁阻小的路径闭合，双鼠笼电动机两笼间的缝隙主要是迫使上笼漏磁通路径也交链于下笼（因缝隙的磁阻大），这样交链于下笼的漏磁通比上笼多，下笼就有较大的漏抗，使趋表效应更为明显。深

22、槽式异步电动机转子，槽越深，交链槽底部的漏磁通就越多，这些漏磁通所经过的截面积就越大，磁阻越小，漏抗就越大。另外槽窄，漏磁通经过槽内部分的长度越短，磁阻越小，故漏抗也越大，因此槽深而窄的结果，均增加槽底部分漏抗，使趋表效应更为明显。5-9 一台三相异步电动机，PN=4.5千瓦，Y/接线，380/220伏，转/分，试求：1 接成Y形或形时的定子额定电流；2 同步转速及定子磁极对数P；3 带额定负载时转差率；解： (1)Y接时： UN=380V 接时： UN=220V磁极对数 取p=2同步转速(2) 额定转差率 5-10一台八极异步电动机，电源频率f=50赫，额定转差率=0.04，试求：额定转速；

23、解： (1) 同步转速 额定转速 例82 一台三相绕线式异步电动机，已知额定功率，额定电压，额定频率，额定转速，过载倍数。求电动机的转差率时的电磁转矩及拖动恒转矩负载时电动机的转速。 解： 根据额定转速的大小可以判断出旋转磁场的转速。则额定转差率临界转差率 额定转矩 当时的电磁转矩 设电磁转矩为的转差率，由实用公式得代入数据得 （由于定、转子回路阻抗没变，所以不变）上式是一个二次方程，解得，。根据曲线可知，当电机负载转矩小于额定转矩时，对应转差率也应小于。所以不合题意舍去。电机转速为 例101 一台三相绕线式异步电动机的额定数据是，拖动恒转矩负载，要求电动机运行在。计算：（1）若采用转子回路串

24、电阻调速，求每相应串的电阻值；解：（1）转子回路串电阻调速额定转差率 临界转差率 转子每相电阻 在时运行在固有特性上的转差率：利用实用转矩公式 有解得 （不合题意）在，运行及转子回路串电阻的特性上，且时的转差率为：转子回路应串电阻 ；同步电机10-1 同步发电机是怎样发出交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。 11-3保持转子激磁电流不变，定子电流I=IN，发电机转速一定，试根据电枢反应概念，比较：（1）空载；（2）带电阻负载；（3）带电感负载；（4）带电容负载时发电机端电压的大小

25、？为保持端电压为额定值，应如何调节？答：（1）空载时，端电压为空载电动势，即UN=E0；（2）和（3）情况下，电枢反应有直轴去磁作用，端电压将下降，低于空载电动势，但带纯感性负载（参看上题等效电路），内功率因数角=900，而带纯电阻负载时的更接近00（见上题），故纯感性负载时的电枢反应直轴去磁作用更强，端电压下降得更多；也可由电路的电动势方程： 分析， 由相量图可见，发电机带上 00的负载后，由于电机本身阻抗压降的影响，使得端电压下降。（4）种情况由于负载的容抗大于发电机的同步电抗，使内功率因数角E0；综上所述，电压从大到小的顺序为：U4U1U2U3。欲保持端电压为额定值，当U UN时，应减小

26、励磁电流；当UIf ；欠励磁： 超前状态。对应励磁电流IfIf 。由于电网功率因数一般为滞后状态，并且发电机过励状态下运行时，静态稳定性好，故发电机一般处于过励磁运行状态。3-11 根据题图3-2的接线图，确定其联结组别。 1） 2） 3） 题图 3-2解： 1） 2） 3)电机及拖动知识复习直流电机直流电动机的额定值为：，电枢电动势直流电机的电枢电势指电机正、负电刷间的电动势。 (322)式中，为每极磁通，单位为；为电机转速，单位为；为电势常数，对于制成的直流电机，为定值，故为常数，所以直流电机的感应电动势及磁通和转速之积成正比。电磁转矩 （326）式中，为常数，称为转矩常数。对于制成的直流

27、电机，为定值，故为常数，所以直流电机的电磁转矩及磁通和电枢电流成正比。对比和可知，。直流电机的运行原理 3.5.1 直流电机的可逆原理从原理上讲，不论是交流电机，还是直流电机，都可以在一种条件下，作为发电机运行，把机械能转变为电能；而在另一种条件下，作为电动机运行，把电能转变为机械能。这个原理叫作电机的可逆原理。一、直流电机作发电机运行以他励直流电机为例来说明这个原理。一台他励直流电机作发电机运行，直流电机端电压保持不变，其原理如图328所示。图中所标方向为直流发电机各电量的实际方向。图328 他励直流发电机运行原理由图328可见，在发电机状态运行时，电枢感应电动势必须大于电源电压，即。电枢电

28、流为正，即电流由电机流向电网，电功率为正，表示电机向电网输出电功率。此时，拖动转矩及转速同方向，表示由原动机输入机械功率。电磁功率为正，机械功率转变成了电功率。这时，电磁转矩及转速的方向相反，是制动转矩。二、直流电机作电动机运行一台他励直流电机作电动机运行，直流电机端电压保持不变，直流电机中各电量按电动机定向，其原理如图329所示。图329 他励直流电动机运行原理直流电机作电动机运行时，感应电动势小于电源电压，即。电枢电流为正值，电流由电源流向电机，电功率为正，表示向电动机输入电功率。由于电磁功率为正，表示由电磁功率转变成了机械功率。这时，负载转矩及转速的方向相反，是制动转矩。总结：比较图32

29、8和329可见，发电机惯例和电动机惯例的定向只有电流方向不同。在电机拖动中，常常只用电动机惯例描述直流电机。因此，根据电动机惯例定向时，直流电机的运行状态可以如下判断： 当， 及方向不同，即符号相反（或为负），及不同方向，是发电机运行状态;当， 及方向相同，即符号相同，及同方向，是电动机运行状态。3.5.2直流电机的基本方程 一、直流电机的稳态电压平衡方程直流电机的稳态是指电机的电压、电流、转矩和转速均保持不变的一种运行状态。首先应确定各物理量的参考方向。1直流电动机稳态电压平衡方程式他励直流电动机按电动机惯例确定参考方向的原理如图330所示。图330 他励直流电动机等效电路及参考方向图330

30、中，为端电压；为电枢电流；为励磁电流；为电枢电动势，随转速改变；为电枢电阻；为励磁电阻；为励磁电压；为电刷接触电压降，对于石墨电刷，对于金属石墨电刷。电动机中电动势及电流方向相反，称为反电势。根据图330中的参考方向，可列出他励直流电动机的电压平衡方程式为 （327）励磁电流产生主磁场，电枢电流及主磁场作用产生电磁转矩，使电动机旋转。当直流电机的电压、电流、转矩和转速中有部分参数随时间发生变化时，电机处及暂态（即过渡过程），其电压方程为 式中，为电枢回路的总电感。2直流发电机稳态电压平衡方程式他励直流发电机按发电机惯例确定参考方向的原理如图331所示。图331 他励直流发电机等效电路及参考方向

31、直流发电机由原动机带动电枢旋转，电枢绕组感应电动势，当直流发电机接负载后，有电流流向负载，电枢电流方向及电动势方向相同，对应电枢回路的电压平衡方程为 (328) 其暂态方程为 二、功率平衡方程式1电磁功率直流电机的电磁功率为电磁转矩及转子角速度的乘积，即 ，他反映直流电机经过气隙传递的功率。在直流电机中可以用电机感应电势和电枢电流来表示，即 （329） 式（329）表示了直流电机电磁功率的电气和机械两种表达式。他描述了直流电机气隙传递功率的情况。对于直流电动机，通过气隙将电气电磁功率转变为机械功率，对于直流发电机，则通过气隙将机械功率转变为电气功率。所以，无论是发电机还是电动机，电磁功率均指能

32、量转换过程中机械能转换为电能或者电能转换为机械能所相对应的那部分功率。 2电动机的功率平衡方程式下面分别讨论三种电气制动的物理过程、特性及制动电阻的计算等问题。 一、能耗制动能耗制动是把正在做电动运行的他励直流电动机的电枢从电网上切除，并接到一个外加的制动电阻上构成闭合回路。图414为他励直流电动机能耗制动的电路原理图。 （a） (b) 图414 他励直流电动机能耗制动的电路原理图（a）能耗制动的电路原理图；(b) 发电机运行时的参考方向能耗制动时根据电势平衡方程可得： (417) (418)式中，电枢电流为负值，其方向及电动状态时的正方向相反。由于磁通保持不变，因此，电磁转矩反向，及转速方向

33、相反，反抗由于惯性而继续维持的运动、起制动作用，使系统较快地减速。在制动过程中，电动机把拖动系统的动能转变成电能并消耗在电枢回路的电阻上，因此称为能耗起制动。 能耗制动时的特点是: ，能耗制动机械特性方程式为 (419)由式( 419)可见，为正时，为负，时，所以能耗制动时的机械特性曲线是一条过坐标原点的直线，如图415所示。 图415 能耗制动时的机械特性曲线 二、反接制动过程 反接制动就是将正向运行的他励直流电动机的电源电压突然反接，同时电枢回路串入制动电阻来实现，如图416所示。 图416 他励直流电动机的反接制动电路反接制动的电路特点是:，。由此可得反接制动时他励直流电机的机械特性方程

34、式为 (423)可画出机械特性曲线，如图417中所示，是一条通过点,位于象限、的直线。(图4-17中应该是BCDE)图417 电枢电压反接的机械特性电势方程和电枢电流为 (421) (422) 从电压反接制动的机械特性可看出，在整个电压反向制动过程中，制动转矩都比较大，因此制动效果好。从能量关系看，在反接制动过程中，电动机一方面从电网吸取电能，另一方面将系统的动能或位能转换成电能，这些电能全部消耗在电枢回路的总电阻上，很不经济。 反接制动适用于快速停车或要求快速正、反转的生产机械。三、倒拉反转制动运行这种制动运行一般发生在起重机下放重物的情况，如图418所示的控制电路。图418 他励直流电动机

35、的倒拉反转制动电路图电动机提升重物时，接触器常开触点闭合，电动机运行在固有机械特性的点(电动状态)，如图4-19所示。图419 他励直流电动机速度反向的机械特性下放重物时，将接触器常开触点打开，此时电枢回路内串入了较大电阻； 重物在下放的过程中，随着电机反向加速，增大，及也相应增大，直至点，电动机在点以此速度匀速下放重物。 倒拉反转制动的特点是:，其机械特性方程式为 (426) 倒拉反转制动运行时，由于电枢回路串入了大电阻，电动机的转速会变为负值，所以倒拉反转制动运行的机械特性在第IV象限段。电动机要进入倒拉反转制动状态必须满足两个条件:一是负载一定为位能性负载；二是电枢回路必须串入大电阻。四

36、、回馈制动 他励直流电动机在电动状态下运行时，由于电源电压大于电枢电势，电枢电流从电源流向电枢，电流及磁场作用产生拖动转矩，电源向电动机输入的电功率；回馈制动是指，当电源电压小于电枢电势，迫使改变方向，电磁转矩也随之改变方向成为制动转矩，此时由于及方向相反，从电枢流向电源。， 电动机向电源回馈电功率，所以把这种制动称为回馈制动。也就是说，回馈制动就是电动机工作在发电机状态。 4.2.4 电力拖动系统的过渡过程 在过渡过程中，转速的变化将导致电动势的变化，根据电压方程，电动势的变化将引起电流的变化，而电流的变化又将引起电磁转矩的变化。因此，在电力拖动系统的过渡过程中，电动机的转速、电流、电磁转矩

37、等均随时间而变化。 电力拖动系统中，既存在电磁惯性，又存在机械惯性，电磁惯性体现为电路中的电感，使电流不能突变；机械惯性体现为系统中的转动惯量，使系统的转速不能突变。对一般的电力拖动系统，及机械惯性相比，电磁惯性对过渡过程的影响相对较小。 研究过渡过程的目的，在于弄清过渡过程中转速、电流、电磁转矩等随时间变化的规律，弄清这些变化规律受哪些因素制约或支配，进而有针对性地采取措施，使拖动系统的过渡过程能在一定程度上得以控制。 下面以他励直流电动机拖动恒转矩负载串电阻降压调速的过渡过程为例，分析过渡过程的一般规律。他励直流电动机电枢回路串电阻调速的特性曲线，如图424所示。 图424 电枢串接电阻调速拖动系统的运行可分为两种情形：一种是稳态运行，即，转速保持恒定；一种是过渡过程，转速随时间而变化。过渡过程是指系统从一种稳态运行状态向另一种稳态运行状态转变时所经历的过程。起动、调速、制动等均需经历过渡过程。如果用、