（3）随着RK的加大，特性的斜率?增加，转速降落?n加大，特性变软，稳定性变差。 2.电源电压改变时人为机械特性的特点
（1）理想空载转速n0发生变化，随电源电压的而降低。
（2）由于RK?0，特性斜率?不变，机械特性由一组平行线所组成。 （3）特性斜率?不变，转速降落?n不变，因此其特性较串联电阻时硬。 3. 改变主磁通?时人为机械特性的特点
（1）理想空载转速n0与磁通?成反比，即当?下降时，n0上升。 （2）不同的磁通?，所得机械特性曲线斜率?不同。
（3）磁通?下降，特性斜率?上升，且?与?2成反比，曲线变软； （4）一般?下降，n上升，但负载过大速度反而会下降。
（三）减小直流它励发电机端电压下降的方法 （1）减小电枢电阻（内阻）
在制造发电机时采用电阻较小的材料，但对于已制造好的发电机是无法降低电阻的。 （2）减小电枢反应的影响
采用自动控制，随着负载电流的增大，励磁电流也应略微增大，以确保端电压基本不变 或降压较小。 七、故障分析题 他励直流电动机起动时，为什么要先加励磁电压，如果未加励磁电压（或因励磁线圈断线），而将电枢通电源，在空载起动或负载起动会有什么后果？
根据直流电动机的机械特性公式n?UR?aIa，他励直流电动机起动时，若先将电Ce?Ce?枢通电源，后加励磁电压（或因励磁线圈断线），即磁场处于磁化的比例去区此时可能??0，则理想空载转速n0?UCe???很大，严重会产生“飞车”。负载时，会出现“闷车”而烧毁电机。
第三章 直流电机的过渡过程 一、名词解释
1. 电机的过渡过程:就是电机从一种稳定运行状态过渡到另一种稳定运行状态的过程。 2. 电机的动态特性:是电力拖动系统在过渡过程的变化规律和性能
3.调速范围：在一定的负载转矩下，电机可能运行的最大转速nmax与最小转速nmin之比 4.调速的平滑性：在一定的调速范围内，相邻两级速度变化的程度 即K?nini?1 5. 电机的起动：就是电动机从静止状态过渡到某一稳定运行状态的过程；实际上也就是转子的速度从零升速到某一稳定速度的过程。
7. 调速：是根据生产机械工艺要求，通过改变电气参数，人为改变电力拖动系统速度
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的一种控制方法。
8. 制动：实质上就是指电动机从某一稳定运行状态减速到另外一种稳定运行状态的过渡过程。
9.调速时的容许输出：是指电动机在某一转速下长期可靠工作时，所能输出的最大功率和转矩
10.电气制动：就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反，为制动性质
三、单项选择题 1、在直流电动机的运行中，不能空载或轻载启动的是 （ D ）
A．复励电动机 B．并励电动机 C．它励电动直流电机 D．串励电动机 2、在直流电动机中机械特性最硬的一般为 （ B ） A．并励电动机 B．他励电动机 C．串励电动机 D．复励电动机 3、在电机的制动中不能用于回馈制动方法的电机是 （ C ） A．并励电动机 B．他励电动机 C．串励电动机 D．复励电动机 四、多项选择题 1、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为 （ B C ）
A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷
2、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD） A．洗衣机电机 B．空调电机 C．交直流通用电机 D．交流电机 3、直流电动机电枢反应的结果为 （ ABCD ） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变
C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线逆旋转方向偏移 4、直流发电机电枢反应的结果为 （ ABCD） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变
C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线顺旋转方向偏移 5、并励直流发电机中，发电电压建立有以下列条件 （ ABC ）
A．电机内部必须有剩磁 B．励磁与电枢绕组的接法要正确 C．rf＜rfLJ D．rf＞rfLJ 6．并励直流电动机中影响换向的主要因素应该是 （ AC ）
A．自感与互感电抗 B．机械与物理化学 C．电枢反应 D．前面三个答案都正确 7、影响直流电机换向的电磁因素主要有 （ ABC ） A．电抗电势 B．电抗电势以及电枢反应电势
C．电枢反应电势 D．电源电压波动以及电枢绕组的电势
8、直流电机的调速一般可以采用的方法有 （ ABCD ） A．电枢回路串接电阻的调速方法 B．改变电源电压的调速方法 C．改变电动机主磁通的调速方法 D．改变电动机结构的调速方法 9、电机电气制动的方法一般有 （ ABCD ）
A．电枢电源反接制动 B．能耗制动 C．回馈制动 D．倒拉反接制动 五、判断题（ ×√）
1、恒转矩调速方式配恒转矩负载（ √ ）
2、对于风机型负载，采用电枢串电阻调速和降压调速要比弱磁调速合适一些；在实际中针对于风机型（泵类）负载多采用交流变频调速方式。（ √ ）
六、问答题 （一）、电枢回路串电阻的调速性能 （1）理想空载转速不变，只能在额定转速下调节 （2）改变机械特性硬度。电阻大，特性软稳定性差 （3）属于有级调速，调速的平滑性很差。
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（4）串电阻越大，且运行时间越长，损耗也就越大
（5）属于强电流调速。电枢回路的电阻变化，直接控制电枢电流变化，而电枢电路为主电路，电枢电流一般来说要比励磁电流大，所以属于强电流调速
（6）串电阻调速在电气控制上实现简单操作方便可靠
（7）属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩基本未变。 （8）应用：只能用在调速平滑性要求不高，低速工作时间不长，容量较小的电动机。一般在采用其他调速方法不值得的地方采用这种调速方法。 (二)、改变电源电压的调速性能
（1）理想空载转速发生变化，随电源电压降低的而降低
（2）理想空载转速随外加电压的平滑调节而改变。特性斜率不变，因此机械特性斜率硬，稳定性好。故调速的范围也相对大得多。
（3）调速是无级的，调速的平滑性很好。 （4）损耗较小，比较经济。
（5）降低电枢电压，属于强电流调速。
（6）电源成本。因采用电压可调的电源技术，所以电源装置结构上复杂技术含量高 （7）属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩基本未变。 （8）适用于对调速性能要求较高的中、大容量拖动系统，，以及自动化程度较高的系统。在冶金、机床、轧钢、重型机床(龙门刨)、精密机床、矿井提升以及造纸机等方面得到广泛应用。 （三）、调速方法的分类：机械方法、电气方法或机械电气配合的方法
（1）机械调速方法：电机转子的速度没有变化，通过改变传动机构的速度比来实现，但机械变速机构较复杂。
（2）电气调速方法：电动机在一定负载情况通过改变电气参数，人为改变电力拖动系统速度的一种控制方法。
（3）机械电气调速方法：机械调速变化有限；单靠电气上调速，控制系统可能较复杂。配合调速能更好的满足生产设备调速的需要。 （四）、 调速与负载变化转速变化的区别
（1）调速一般是在某一不变的负载条件下，人为地改变电路的参数，而得到不同的速度。调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的。调速是主动的，它需要人为的改变电气参数，则机械特性变化。
（2）负载变化而引起电机转速的变化，不是自动进行的，而是被动的。 （五）、改变电动机主磁通的调速方法
（1）理想空载转速发生变化。理想空载转速与磁通成反比，即当下降时，上升。普通非调磁电动机额定转速一般可高达1500r/min左右，但弱磁调节的专用电机速度可更高
（2）特性变软稳定性差
（3）调速是无级的，调速的平滑性很好。 （4）损耗较小，比较经济。
（5）属于小电流调速。因励磁电流较小，调节控制中的控制电流也就较小，但可通过磁场的变化，间接引起电枢电流变化
（6）控制简单，容易实现。
（7）属于恒功率的调速方式。因为电动机发热所允许的电枢电流不变，所以电动机的转矩随磁通的减小而减小，故这种调速方法是恒功率调节。
（8）可调磁电动机的设计是在允许最高转速的情况下降低额定转速以增加调速范围。适于高转速工作，一般调速范围可达1∶2、1∶3或1∶4。常与调压调速联合使用，以扩大
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调速范围，因而在生产中可到广泛应用。 （六）、直流电动机调速方法有几种?各有什么特点?
根据直流电动机的机械特性公式n?RU（1）电枢回路串接?aIa ，有三种方法：
Ce?Ce?电阻，方法简单，硬度下降，大容量设备不允许，电阻损耗大；（2）改变电源电压，此方法节能，硬度较大，目前经常应用，但变压技术含量高，成本大。（3）改变电动机主磁通，此方法硬度小，但能高于额定转速，以控制励磁电流控制电动机理论较好，但电动机为专用，体积较大成本高。 (七)、电力拖动系统动态分析的假设条件 为了便于分析，设电力拖动系统满足假设条件： （1）忽略电磁过渡过程，只考虑机械过渡过程。 （2）电源电压在过渡过程中基本不变。 （3）磁通量基本保持不变。 （4）负载转矩基本保持不变。 (八)、直流电动机起动的基本要求
1．直流电动机起动线路控制的要求
必须先保证有磁场(即先通励磁电流)，而后加电枢电压。如果先加电枢电 压，而后有磁场，则会出现不能正常起动的问题。 （1）空载或轻载起动:出现“飞车” （2）负载起动:会烧毁绕组 2．直流电动机起动性能的要求 (1) 要有足够大的起动转矩
U?EaU?0UI????(4～ 7)IN(2) 起动电流要限制在一定范围内 aRaRaRa(3) 起动设备要简单、可靠 3. 电枢回路串电阻起动的特点
（1）电枢串接的附加电阻RK越大，电枢电流流过RK所产生的损耗就越大。
（2）属于有级起动，主要是电阻连续变化困难引起。
（3）只能用于容量较小、不频繁起动、也不长时间运行的电动机。 （4）实现方法简单。 （九）、制动通常可分为机械制动、电气制动、机械与电气联合制动
1. 机械制动：所谓的机械制动就是利用机械摩擦获得制动转矩方法的制动。机械制动一般有自然停车和抱闸装置。
（1）自然停车：是切断设备的电源，靠设备转轴本身的摩擦以及风阻而使设备停下来的一种制动方法。这种停车的方法停车时间很长，经常用在设备停止工作且安全要求不高的情况下。
（2）抱闸装置：是利用专用的机械装置，把转轴抱死一种制动方法。这种制动有电磁抱闸与液压抱闸装置两种。这种停车的方法停车时间极短，对设备的冲击很大，一般使用在设备需要停车且安全要求较高的情况下。
2. 电气制动：所谓的电气制动就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电磁转矩方向与转速方向相反，为制动性质。根据实现制动的方法和制动时电机内部能量传递关系的不同，电气制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种方法。
（1）能耗制动
在切断电源停车时，利用电气控制方法将电枢组成闭合回路，将电枢储存的惯性动能，
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转换为电能，消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动。这种制动停车的方法，制动时间较长、可调，对设备冲击不大广泛应用在机床设备上
（2）回馈制动（再生制动）
是利用电枢储存的机械惯性动能，克服电磁转矩，将机械惯性动能转换成电能，馈送电源的一种电气制动。这种制动运行不一定就是完全为了停车，实际上就是一种发电机运行方式。一般在调压调速、弱磁调速的机床设备上出现，或者是位能型负载下降运行时采用，但都有一个特点就是电机当前运行的速度，大于理想空载转速（交流电机中大于旋转磁场转速或同步速度）。一般经常用在一般以位能性负载为主的负载上，如电力机车下坡的运行中或起重设备的下降运行中。
（3）反接制动
有两种形式，一种是电源反接（电枢电压）制动，另一种是转速反向的反接制动（倒拉反接制动）。
电源反接制动：是正在运行的电机，利用电气控制将其电枢回路的电源反接，电机一方面从电源吸收能量，另一方面将电枢储存的惯性动能，二者一并转换为电能，消耗在电枢回路电阻上的一种电气制动。这种制动方法，制动时间很短、可调，对设备的冲击较大，一般用在容量较小电机正反转的机床设备，目的并不是停车，而是反向电动运行。
转速反向的反接制动（倒拉反接制动）：是利用电气控制方法，在电机起动时，使电机的起动电磁转矩小于负载下降的机械转矩，从而使电机拖动的位能性负载，在下降运行时不超过一定速度的电气制动。这种制动方法目的并不是停车，而是限制位能型负载下降运行速度的限制。一般经常用在一般以位能型负载为主的负载上，如起重设备、电力机车等。
3. 机械与电气联合制动
在某些特殊的生产场合，需要同时用电气制动和机械制动，如起重设备，下降时采用转速反向的反接制动（倒拉反接制动），停车时采用抱闸装置制动。 (十)电枢电压降压起动的特点
（1）由于RK=0 ，损耗较小，比较经济。
（2）恒加速起动。可以保持起动过程电枢电流为最大允许值，并几乎不变和变化极小，从而获得恒加速无级起动过程。
（3）电压电源技术的装置比较复杂。 （4）适用于自动化程度较高的情况。
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