直流电动机的反转与制动技巧

1.直流电动机的反转

要改变直流电动机的旋转方向，就需改变电动机的电磁转矩方向，而电磁转矩取决于主极磁通和电枢电流的相互作用，故改变电动机转向的方法有两种：一种是改变励磁电流的方向；另一种是改变电枢电流的方向。如果同时改变励磁电流和电枢电流的方向，则直流电动机的转向不变。

对并励直流电动机而言，由于励磁绕组匝数多、电感大，在进行反接时因电流突变，将会产生很大的自感电动势，危及电动机及电器元件的绝缘安全，因此一般采用电枢反接法。在将电枢绕组反接的同时，必须连同换向极绕组一起反接，以达到改善换向的目的。

串励直流电动机的反转，改变电源端电压的方向是不行的，必须改变励磁电流的方向或电枢电流的方向，才能改变电磁转矩的方向，实现电动机的反转。

2.直流电动机的制动

在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者下放位能性负载时，能限制在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。实现制动既可以采用机械的方法，也可以采用电磁的方法。电磁方法制动就是使电动机产生与其旋转方向相反的电磁转矩，以达到制动的目的。电磁制动的特点是产生的制动转矩大，操作控制方便。直流电动机电磁制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。

1）能耗制动

能耗制动的接线图如图2.20所示。直流电动机拖动反抗性恒转矩负载运行，当KM 通电吸合，常开触点闭合，常闭触点断开时，电动机处于正向电动运行状态。制动时KM 断电释放，常开触点断开，常闭触点闭合，励磁回路仍接在电网上，励磁电流If 不变，所以主磁通Φ 不变，电枢回路从电源断开，与电阻Rbk构成一个回路。此时电动机的转动部分由于惯性继续旋转，因此感应电动势Ea=KEΦn的方向不变。电动势Ea 将在电枢和电阻Rbk的回路中产生电流，其方向与Ea 一致，即与原来电动机运行时的电枢电流Ia 方向相反，所以电磁转矩T=与转向相反，是一制动转矩，使得转速迅速下降。这时电动机实际处于发电动机运行状态，将转动部分的动能转换成电能消耗在电阻Rbk和电枢回路的电阻Ra 上，所以称为能耗制动。

图2.20　能耗制动接线图

这种制动方法在转速较高时制动作用较大，随着转速下降，制动作用也随之减小，在低速时可配合使用机械制动装置，使系统迅速停转。(www.xing528.com)

2）反接制动

电枢电压反接制动的接线如图2.21 所示，KM1 为启动接触器，KM2 为制动接触器。KM1 得电吸合时电动机运行，KM2 得电吸合时为电压反接制动。电压反接制动是将正向运行的直流电动机电枢回路的电压突然反接，电枢电流Ia 也将反向，主磁通Φ 不变，则电磁转矩T 反向，产生制动转矩。

电压反接制动在整个制动过程中均具有较大的制动转矩，因此制动速度快，在可逆拖动系统中，常常采用这种方法。

3）回馈制动

如图2.22所示，当电动机车下坡或吊车重物下降时，可能会出现这样的情况，吊车的转速n 超过了它的空载转速n0。由Ea=KEΦn 可知，如果电动机的主极磁通Φ 不变，则Ea＞UN，此时电动机就处在发电状态下运行，即Ia 与Ea 方向相同，这时电动机把机械能转换成电能，反送到电网中去，并产生制动转矩，从而限制了电动机转动的速度，这就是发电回馈制动。正常运行时，制动接触器KM 得电吸合，Rbk不起作用，制动时，KM 失电释放，Rbk串联到电枢回路中。

图2.21　反接制动接线图

图2.22　回馈制动接线图

发电回馈制动的优点是产生的电能可以反馈回电网中去，使电能获得利用，简单可靠而经济；缺点是再生制动只能发生在n＞n0 的场合，限制了它的应用范围。