直流电动机的反接制动课程设计报告
直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性_实验报告
实验报告课程名称：《电机与运动控制系统》实验第3次实验实验名称：直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性实验时间：2015年xx月xx日实验地点：xxxxxxxxxx组号__________学号：xxxxxxxxxx姓名：xxxxx指导老师：xxxxxx评定成绩：___________实验三直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性一、实验目的了解直流他励电动机的各种运转状态时的机械特性。
二、预习要点1．改变直流电动机机械特性有哪些方法。
2．直流电动机回馈制动及反接制动时，能量传递关系、电势平衡方程式以及机械特性。
三、实验项目1．直流电动机电动及回馈制动特性2．直流电动机电动及反接制动特性3．直流电动机能耗制动特性四、实验线路及操作步骤图3－1 直流他励电动机机械特性实验实验线路如图3－1所示。
图中被试直流他励电动机选用D26。
其额定点为UN＝220V、I N ＝0.55A、nN＝1500r/min、PN＝80W；励磁电流If＜0.13A。
1．电动及回馈制动特性实验线路按图3－1接线。
实验设备有：直流电动机（D26），直流负载机（D17），电机导轨，220V直流电源，220V励磁电源，直流电压电流表，900Ω/0.41A可变电阻箱，90Ω/1.3A可变电阻箱，双刀开关，磁场调节电阻（0～3000Ω）。
量程选择为：直流电压表V1、V2量程选为250V，直流电流表量程选为：A1为0.2A，A2为2.5A，A3为0.2A，A4为2.5A，R1选用900Ω可变电阻，R2选用两个90Ω电阻串联，R3选用磁场调节电阻（0～3000Ω），R4取阻值2250Ω（2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联）。
若仪表自动切换量程则无需选择。
安装电机时，将被试电动机和负载电机与测功机同轴相联，旋紧固定螺丝先将开关S1合向1－1端，S2合向2－2端，R2、R3及R4置最大值，R1置最小值。
接通220V直流可调电源，使D26电机起动，然后把R2调至零，调节电源电压、R1、R2、R3及R4，使U＝UN ＝220V、n＝nN＝1500r/min、I1＋I2＝0.55A，此时I1＝IfN，保持D26电机的U＝UN＝220V、I 1＝IfN不变，改变R4和R3阻值，测取在额定负载至空载范围内的n、I2，共取4～5组数据记录于表3－1中。
他励直流电动机的反接制动(电机与拖动课程设计)
他励直流电动机的反接制动(电机与拖动课程设计)引言直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使其应用受到了影响。
随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动机所取代。
但是直流电动机又以起动转矩大、调速性能好、制动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。
本课题将讨论他励电动机的基本结构、工作原理以及反接制动的原理及机械制动。
1课程设计的目的及内容电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。
本设计主要研究他励直流电动机的反接制动。
2他励直流电动的基本结构底脚图2他励直流电动机的基本结构2.1定子直流电机的定子由以下几部分组成：主磁极换向磁极（简称换向极）机座端盖2.2转子电枢铁心电枢绕组换向器风扇等23他励直流电动机的工作原理3.1直流电动机的工作原理图n图3-1直流电动机的工作原理图图中N和S是一对固定不动的磁极，用以产生所需要的磁场。
在N极S极之间有一个可以绕轴旋转地绕组。
直流电机的这一部分称为电枢。
如图3-1所示将电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源的正极流出，经电刷A流入电枢绕组，然后经电刷B流回电源的负极。
载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用fBLIa3．2他励直流电动机的运行分析IfI+-图3-2它励电动机电枢电路中它励电动机的电枢和励磁绕组分别由两个独立的直流电源供电。
它励电动机的电路如图三所示。
在励磁电压Uf的作用下，励磁绕组中通过励磁电流If，从而产生3主磁极磁通在电枢电压Ua的作用下，电枢绕组中通过电枢电流Ia。
电枢电流与磁场相互作用产生电磁转矩T，从而拖动产生机械以某一转速n运转。
电枢旋转时，切割磁感线产生电动势E。
电动势的方向与电枢电流的方向相反。
在励磁电路中，励磁电流IfUfRf（3-2-1）在电枢电路中，根据基尔霍夫定律UaERaIa（3-2-2）由此求得电枢电流为IaUaE(3-2-3)RaT(3-2-4)CT根据电枢转矩公式，电枢电流还应满足下式Ia根据上式可得到转速用下式表示nURaIaEa(3-3-5)CECEUaRaT(3-3-6)2CECECT转速与转矩之间的关系为n他励电动机在运行时，如果励磁电路断电，If0，主磁极只有很小的剩磁，由于机械惯性，励磁电路断开瞬间，转速尚来不及变化，将立即剧减，Ia立即剧增。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告电机实验报告课程名称：______电机实验_________指导老师：___ _____成绩：__________________实验名称：_______直流并励电动机___________实验类型：________________同组学生姓名：一、实验目的和要求1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电机的调速方法。
二、主要仪器设备D17直流并励电动机，测功机，实验工作台三、实验步骤与内容1.记录名牌数据：额定电压220V，额定电流1.1A，额定功率185W，额定转速1600r/min，额定励磁电流 <0.16A特性和机械特性<1> 电动机启动前，将R1最大，Rf调至最小，测功机常规负载旋钮调至零，直流电压调至零，各个测量表均调至最大量程处。
<2> 接通实验电路，将直流电压源调至25伏左右，在电动机转速较慢的情况下，判断其转向是否与测功机上箭头所示方向一致。
若不一致，则将电枢绕组或励磁绕组反接。
<3> 将R1调至零，调节直流电压源旋钮，使U=220V，转速稳定后将测功机转矩调零。
同时调节直流电源旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，使U=UN=220V，I=IN=1.1A，n=nN=1600r/min，记录此时励磁电流If，即为额定励磁电流IfN。
<4> 在保持U=UN=220V，If=IfN=0.071A及R1=0不变的条件下，逐次减小电动机的负载，测取电动机输入电流I，转速n和测功机转矩M，其中必要测量额定点和空载点。
<5> 根据公式 P2=0.105*n*M2，P1=U*I η= P2/ P1*100% Ia=I-IfN, 计算出Ia、P2、η4.调速特性（1）改变电枢端电压的调速<1> 直流电动机启动后，将电枢调节电阻R1调至0，同时调节测功机、直流电源及电阻Rf，使U=UN=220V，M2=500mN.m，If=IfN=0.071A<2> 保持此时的M2和If=IfN，逐次增加R1的阻值,即降低电枢两端的电压Ua，测取Ua，n, I （2）改变励磁电流的调速<1> 直流电动机启动后，将电阻R1和Rf调至0，同时调节测功机、直流电源，使电动机U=UN=220V，M2=500mN.m。
1.3直流电动机的起动、反转和制动
教案（首页）授课班级机电高职1002授课日期课题序号 1.3 授课形式讲授授课时数 2 课题名称直流电动机的起动、反转和制动教学目标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。
教学重点1、直流电动机常用的启动、反转和制动的方法。
2、直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作。
教学难点1、直流电动机常用的启动、反转和制动的方法。
2、直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作。
教材内容更新、补充及删减无课外作业见教案教学后记送审记录盐城生物工程高等职业技术学校课堂时间安排和板书设计复习5导入5新授60练习15小结5一、直流电动机的起动1、起动条件2、起动方法（1）电枢回路串电阻起动（2）降压起动二、直流电动机的反转三、直流电动机的制动1、能耗制动2、反接制动（1）倒拉反接制动（2）电枢电源反接制动3、回馈制动课堂教学安排课题序号 1.3 课题名称直流电动机的起动、反转和制动第1 页共8 页导入新授使用一台电动机时，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，主要应考虑以下几个方面的问题：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。
一、直流电动机的启动直流电动机从接入电源开始，转速由零上升到某一稳定转速为止的过程称为启动过程或启动。
1．启动条件当电动机启动瞬间，n=0，Ea=0，此时电动机中流过的电流叫启动电流Ist，对应的电磁转矩叫启动转矩Tst。
直流电动机课程设计
直流电动机课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解直流电动机的基本原理，掌握其构造和分类；2. 掌握直流电动机的启动、调速和制动方法；3. 了解直流电动机在实际应用中的优缺点及改进措施。
技能目标：1. 能够正确组装和拆卸直流电动机，并进行简单的故障排查；2. 能够运用所学知识，完成对直流电动机启动、调速和制动的实际操作；3. 能够分析直流电动机在实际应用中的问题，并提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题；3. 培养学生的创新思维，敢于提出不同的观点和看法；4. 增强学生对我国电动机产业的了解，树立民族自豪感。
本课程针对八年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力。
同时，关注学生情感态度的培养，使他们在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 直流电动机的基本原理与构造- 课本章节：第三章第三节- 内容：磁场对电流的作用、直流电动机的构造与分类2. 直流电动机的工作原理与启动方法- 课本章节：第三章第四节- 内容：直流电动机的工作原理、启动方法（直接启动、降压启动）3. 直流电动机的调速与制动- 课本章节：第三章第五节- 内容：调速方法（变电阻调速、变电压调速、变频调速）、制动方法（能耗制动、反接制动）4. 直流电动机在实际应用中的优缺点及改进措施- 课本章节：第三章第六节- 内容：直流电动机在实际应用中的优点与局限、改进措施（如采用无刷直流电动机）5. 直流电动机的组装与故障排查- 课本章节：第三章实验- 内容：组装与拆卸直流电动机、观察电动机运行状态，进行简单故障排查教学内容按照以上大纲进行安排，共计5个部分，每部分的教学时间为2课时。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，让学生在掌握理论知识的基础上，提高实践操作能力。
电机正反转控制
河南机电高等专科学校电气工程系微控制器技术课程设计报告设计题目：电机正反转控制专业：电力系统自动化班级：电力学号：姓名：指导教师：设计时间：2013.10.21---2013.10.27微控制器技术课程设计任务书设计题目：电机正反转控制设计时间：2013.10.21---2013.10.27设计任务：在Proteus中画出原理图或使用实物，编制程序，实现以下功能：1、理解电机正反转驱动电路工作原理。
2、编制驱动程序，使用LED数码管显示电机状态：1：正转；2：反转。
3、有按键，可改变电机转动方向。
显示全0。
背景资料：1、单片机原理与应用2、检测技术3、计算机原理与接口技术进度安排：1、第一天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务；2、第2天，规划设计软硬件，编制程序流程、绘制硬件电路。
3、第3天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。
4、第4天，中期检查，书写设计报告。
5、第5天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。
6、第6天，设计答辩。
题目：电机正反转控制一、设计目的通过电机正反转控制的电路设计，使学生掌握三极管用作开关管时的工作原理，直流电机的驱动方法、H桥电路的构成和特点，训练学生的动手能力，培养独立解决问题的能力，为今后电路设计和电类后续课程的学习奠定基础。
二、设计要求对于较大容量的交流电动机，启动是可采用Y-△降压启动。
电动机开始启动是△形连接，延时一定时间后，自动切换到Y形连接运行。
Y-△转换用两个接触器切换完成，由PLC输出点控制。
正转时按下反转开关无反应，按下停止按钮，电动机停止转动，按下反转按钮，启动Y形连接。
此时按下正转按钮系统无反应。
三、方案设计与论证方案设计：使用三段拨码开关控制H桥控制电路的上电。
如果电源接在2端，则电流流通的路径是Vcc→Q2→电机→Q4，电机正转。
如果电源接在3端，则则电流流通的路径是Vcc→Q2→电机→Q4，则电机反转。
二极管D1-D4此处用作续流二级管。
直流电机的能耗制动和反接制动
制动方式①自然停车②机械制动③电气制动能耗制动反接制动回馈制动电动状态：T n T ⎧⎨⎪⎩⎪⇒与同方向，为拖动性质第一象限：正向电动状态第三象限：反向电动状态能量关系：电能机械能制动状态：T n T ⇒与反方向，为制动性质机械特性位于第二、四象限能量关系：机械能电能1.方法及原理电动状态能耗制动状态励磁不变，把电动机的电枢脱离电网，再经过一个电阻R 使电路闭合。
U +-电动ME a +-I anTI fS制动R BI aBT=+U I R E a a a ,0,Φ=Φ==+N a U R R R 2=Φ-+Φ=-βe N a e T Nn UC R R C C T T 机械特性曲线经过原点，变得更陡了2能耗制动停车过程原先工作于A 点n =n A ，工作点变为BT <0，在T 与T L 的共同作用下，系统很快减速沿BO 段下移至n =0CB若电动机带位能性负载，稳定工作点电动机状态工作点n n 0AT LT emR a制动瞬间工作点电动机拖动反抗性负载，电机停转。
=-+=-Φ+a Aa e N A a I E R R C n R R反抗性负载：系统可靠停车，不会重新起动位能性负载：沿BO 段下移至n =0后，会继续下移，直至到达新的平衡点C ，转速此时为负数，稳速下放。
改变制动电阻R 的大小可以改变能耗制动特性曲线的斜率。
R 越大,下放负载的稳定速度越大。
但电枢电流较大，对电机存在危险。
=+≤=max (2~2.5)I E R RI I a aa N制动电阻：(2~2.5)≥-R E I R aNa选择制动电阻的原则是一、反接制动（电源反接制动直流电动机的反接制动）U +-电动ME a +-I anTI fS制动R fI aT开关S 投向“电动”侧时，电枢接正极电压，电机处于电动状态。
进行制动时，开关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电阻后，接上极性相反的电源电压。
机械特性为：20=-Φ-+Φ=--βNe N af e T Nn U C R R C C T n T 机械特性经过-n 0点，且变得更陡+a R RCBnn 0R aA0T L T em-T L-n 0D电源反接制动停车过程原先工作于A 点n =n A ，工作点变为BT <0，在T 与T L 的共同作用下，系统很快减速沿BC 段下移至C 点=--+=-+Φ+a Aa e N A a I U E R R U C n R R在C 点必须切断电源，并投入机械制动，否则：反抗性负载：会继续下移，直至到达新的平衡点D ，电机反转；位能性负载：会继续下移至新的平衡点E ，电机反转速度超过理想空载转速E直流电动机的反接制动+a R RCBnn 0R aA0T L T em-T L-n 0DE直流电动机的反接制动=++≤=max (2~2.5)I U E R R I I a aa fN制动电阻：(2~2.5)≥+-R U E I R f aNa 选择制动电阻的原则是负载作用下电机反向旋转(下放重物)1倒拉反转反接制动直流电动机的反接制动只适用于位能性负载。
直流他励电动机的反接制动方法分析
直流他励电动机的反接制动方法分析摘要：直流他励电动机是一种常见的电机类型，其制动方式有多种，其中反接制动是一种常用的方法。
本文从工作原理、影响因素以及应用场景几个方面对反接制动进行了深入的分析研究，为读者提供了详尽全面的参考。
关键词：直流他励电动机，反接制动，工作原理，影响因素，应用场景正文：一、引言直流他励电动机是目前应用广泛的电动机类型之一，其可以直接控制转速和转矩，因此在工业和民用领域中被广泛应用。
制动是直流他励电动机工作过程中不可或缺的一个环节，常见的制动方式包括机械制动、电磁制动、反接制动等。
本文主要介绍反接制动这一制动方法。
二、反接制动的工作原理反接制动是指将电动机的电源反向接入，使电动机产生反向转矩，以达到制动目的。
具体实现方法是切断电动机的励磁电源，同时反接电源，在电极间建立反向电动势，使电机的转矩产生反向，从而使转子减速或停转。
三、影响因素反接制动的效果受多种因素影响，主要包括电源电压、电动机转速和转子惯量等。
在实际应用中，需要根据不同的工况和要求选择合适的反接制动参数，以达到最佳的制动效果，避免电机因反接制动而受到不必要的损害。
四、应用场景反接制动被广泛应用于直流他励电动机的制动过程中，并且在一些特殊场合也可以作为紧急制动的手段。
例如，当机械制动失灵或者需要快速制动时，反接制动可以提供紧急制动的功能，保障人员和设备的安全。
五、结论反接制动是一种简单有效的制动方法，可以满足直流他励电动机在制动时的需求。
在使用反接制动时，需要注意参数的选择和反向电源的接入，以达到最佳的制动效果，同时也需要保障电机和设备的安全。
六、反接制动的优缺点反接制动是一种在直流他励电动机制动的过程中广泛应用的制动方法。
它的优点是操作简单，制动效果比机械制动和电磁制动更为明显。
同时，反接制动不仅可以实现正常制动，还可以作为一种紧急制动的手段，在机械制动失灵等情况下保证人员和设备的安全。
然而，反接制动的使用也存在一些缺点。
他励直流电动机反接制动原理
他励直流电动机反接制动原理直流电动机是现在使用最广泛的电动机之一，它具有卓越的性能和可靠性，因此被广泛应用于各种领域。
其中，反接制动是直流电动机中一个非常重要的制动方式，下面我们将围绕“他励直流电动机反接制动原理”展开讲解，希望能够帮助大家更好地理解直流电动机的运作。
步骤一：反接制动的原理直流电动机的反接制动原理是利用电动机的磁场产生惯性制动，从而起到使电机落速的作用。
电源直接通过电枢反向供电磁通方向相反，因此磁场方向要和电枢电流反向，我们称为反向磁通。
步骤二：实施反接制动的方案当电机启动时，将电机的绕组励磁。
想要实施反接制动，需要将电机的两端绕组A、B相的接线交换，即来回换接。
这时，电源电压与电机旋转速度的方向不同，接通电源时，磁通方向与电枢电流方向相反。
步骤三：应用范围反接制动广泛应用于电动机制动领域，尤其适合于那些速度较大，需要迅速停止的应用场景，如一些快速运动的机器、设备等。
反接制动采用的是电机自身的电势，因此制动过程不会过分依赖于外部电源，从而保证了制动的精度和可靠性。
步骤四：反接制动的优点和不足反接制动不需要外部设备，其实施和调试都比较简单，同时也能够提供很好的制动效果。
另外，反接制动也能够在紧急情况下使电机迅速停止。
不过，反接制动存在一些缺点。
首先，如果反接制动时间过长，电枢容易发生超温现象，降低电机寿命。
其次，反接制动后电机可能产生电压过高的现象，需要制动电阻降低电机转矩。
总之，反接制动是一种非常重要的制动方式。
我们应该认真学习和应用反接制动的原理和方案，从而更好地掌握电机运作的技能和实操能力。
直流电动机MATLAB仿真
第一章课程设计内容及要求1.直流电动机的机械特征仿真；2.直流电动机的直接起动仿真；3.直流电动机电枢串连电阻启动仿真；4.直流电动机能耗制动仿真；5．直流电动机反接制动仿真；6.直流电动机改变电枢电压调速仿真；7.直流电动机改变励磁电流调速仿真。
要求：编写 M文件，在 Simulink环境画仿真模型原理图，用二维绘图命令画仿真结果图或用示波器察看仿真结果，并加以剖析第二章直流电动机的电力拖动仿真绘制1）直流电动机的机械特征仿真clear;U_N=220;P_N=22;I_N=115;n_N=1500;R_a=0.18;R_f=628;Ia_N=I_N-U_N/R_f;C_EPhi_N=(U_N-R_a*Ia_N)/n_N;C_TPhi_N=9.55*C_EPhi_N;Ia=0;Ia_N;n=U_N/C_EPhi_N-R_a/(C_EPhi_N)*Ia;Te=C_TPhi_N*Ia;P1=U_N*Ia+U_N*U_N/R_f;T2_N=9550*P_N/n_N;figure(1);plot(Te,n,'.-');xlabel(' 电磁转矩Te/N.m');ylabel(' 转矩 n/rpm');ylim([0,1800]);figure(2);plot(Te,n,'rs');xlabel(' 电磁转矩Te/N.m');ylabel(' 转矩 n/rpm');hold on;R_c=0;for coef=1:-0.25;0.25;U=U_N*coef;n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'k-');str=strcat('U=',num2str(U),'V');s_y=1650*coef;text(50,s_y,str);endfigure(3);n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'rs');xlabel(' 电磁转矩Te/N.m');ylabel(' 转矩 n/rpm');hold on;U=U_N;R_c=0.02;for R_c=0:0.5:1.9;n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'k-');str=strcat('R=',num2str(R_c+R_a),'\Omega');s_y=400*(4-R_c*1.8);text(120,s_y,str);endylim([0,1700]);figure(4);R_c=0;n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'rs');xlabel(' 电磁转矩Te/N.m');ylabel(' 转矩 n/rpm');hold on;U=U_N;R_c=0.02;for R_c=0.5:0.25:1.3;C_EPhi=C_EPhi_N*coef;C_TPhi=C_TPhi_N*coef;n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'k-');str=strcat('\phi=',num2str(coef),'*\phi_N');s_y=900*(4-coef*2.2);text(120,s_y,str);enda)固有机械特征b)降低电枢电压人为机械特征c) 增添电枢电阻人为机械特征d) 改变磁通人为机械特征2）直流电动机直接起动仿真直流电动机直接起动时，起动电流很大，能够达到额定电流的 10-20 倍，由此产生很大的冲击转矩。
电机实验报告
实验一直流他励电动机机械特性一．实验目的了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性二．预习要点1．改变他励直流电动机械特性有哪些方法？2．他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3．他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。
三．实验项目1．直流他励电动机机械特性。
2．回馈制动特性3. 自由停车及能耗制动。
4．反接制动。
四．实验设备及仪器1．NMEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及转速表（MMEL-13）3．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）4．三相可调电阻90Ω（NMEL-04）5．波形测试及开关板（NMEL-05B）6、直流电压、电流、毫安表（NMEL-06）7．电机起动箱（NMEL-09）五．实验方法及步骤1．直流他励电动机机械特性及回馈制动特性接线图如图1-1图中直流电压表V1为220V可调直流稳压电源（电枢电源）自带，V2为MEL-06上直流电压表，量程为300V；直流电流表mA1、A1分别为直流励磁及220V可调直流稳压电源自带毫安表、安培表；mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫安表、安培表（NMEL-06）R1选用1800Ω欧姆电阻（NMEL-03两只900Ω电阻相串联）R2选用180欧姆电阻（NMEL-04中两90欧姆电阻相串联）R3选用3000Ω磁场调节电阻（NMEL-09）R4选用2250Ω电阻（用NMEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联）开关S1、S2选用NMEL-05中的双刀双掷开关。
M为直流他励电动机M03，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中：U N I N n N P N220 V 1.1 A 1600 r/min 185 WG为直流发电机M12，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中：U N I N n N P N220 V 0.55 A 1500 r/min 80 W图1-1直流他励电动机机械特性实验线路图按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻的设置；（1）开关S1合向“1”端，S2合向“2”端。
直流电动机起动、制动控制线路课程思政教学设计
直流电动机起动、制动控制线路课程思政教学设计摘要：一、直流电动机起动、制动控制线路概述1.直流电动机起动、制动控制线路的基本原理2.直流电动机起动、制动控制线路的基本组成部分二、直流电动机起动控制线路设计与应用1.直接起动控制线路2.降压起动控制线路3.星角起动控制线路三、直流电动机制动控制线路设计与应用1.再生制动控制线路2.能耗制动控制线路3.反接制动控制线路四、起动、制动控制线路故障诊断与排除1.起动故障诊断与排除2.制动故障诊断与排除五、课程思政教学设计实践与反思1.教学目标设定2.教学内容安排3.教学方法选择4.教学效果评估与反思正文：一、直流电动机起动、制动控制线路概述直流电动机起动、制动控制线路是电气工程领域中重要的组成部分，其基本原理是根据电动机的特性，通过合理的电路设计实现电动机的正常起动、制动及运行控制。
直流电动机起动、制动控制线路的基本组成部分包括控制器、开关设备、保护装置等。
二、直流电动机起动控制线路设计与应用1.直接起动控制线路：直接起动控制线路是最简单的直流电动机起动方式，只需将电源直接连接到电动机即可。
但这种方式存在启动电流大、易损坏电动机等缺点，适用于小功率电动机。
2.降压起动控制线路：降压起动控制线路通过降低电源电压实现电动机的起动，具有启动电流小、电动机不易损坏等优点。
适用于中大功率电动机。
3.星角起动控制线路：星角起动控制线路通过改变电动机的接线方式实现起动，具有启动电流小、电动机性能稳定等优点。
适用于大功率电动机。
三、直流电动机制动控制线路设计与应用1.再生制动控制线路：再生制动控制线路通过将电动机的制动能量回馈到电源，实现制动控制。
具有制动效果好、能量利用率高等优点。
2.能耗制动控制线路：能耗制动控制线路通过将电动机的制动能量消耗在电阻上，实现制动控制。
具有制动稳定性好、设备简单等优点。
3.反接制动控制线路：反接制动控制线路通过改变电动机的供电方向实现制动控制，具有制动效果明显、制动稳定性好等优点。
直流电动机的工作原理、接线及调试
直流电动机的工作原理、接线及调试直流电动机的工作原理、接线及调试从化技工学校学科电工实习课程教案用纸（首页JA－1）审批签字教Z2-22型并励直流电动直流电动机的工作原理、接线及调试授课授课时数授课时间授课班级教学目的重点和难点复习提问10机电高级方讲授法、示范操作、手把手指导机，可调直流法具电源1．掌握判别直流电动机各种绕组的方法2．掌握调整直流电动机中性位的调整及通电试车方法。
重点：直流电动机的通电试车方法难点：直流电动机中性位的调整1、202*A型龙门刨床应如何调试直流系统？作业写出实习报告教学内容方法过程附记复习提问5分钟引入新课一、实习课题：直流电动机的工作原理、接线及调试【板书】二、实习目的：1．掌握判别直流电动机各种绕组的方法2．掌握调整直流电动机中性位的调整及通电试车方法。
三、工具耗材：Z2-22型直流电动机、万用表、转速表等四、教学过程【复习提问】1、202*A 型龙门刨床应如何调试直流系统？【入门指导】一、直流电机的结构及工作原理1．直流电机的基本结构直流电机主要由定子和转子两部分组成。
定子包括主磁极、换向极、电刷装置、机座、端盖等。
其中主磁极的作用是产生主磁极磁场；换向极的作用是产生换向磁场，改善直流电机的换向。
转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等。
直流电机常做成电枢旋转形式。
直流电动机的结构如图43所示。
1页教案附页（JA－2）附记根据实物讲解演示教学内容方法过程2．直流电动机的基本原理直流电动机其基本工作原理是通电导体在磁场内会受到电磁力的作用而使电枢旋转。
通过换向器，使直流电动机获得单方向的电磁转矩；通过换向片使处于磁极下不同位置的电枢导体串联起来，使其电磁转矩相叠加而获得几乎恒定不变的电磁转矩。
3．直流电机的分类按照励磁方式不同，直流电机可分为他励、并励、串励及复励等四大类。
其中，直流电动机各种励磁方式的接线原理图如图4-4所示。
结合实物讲授并加以演示2页教案附页（JA－2）附记布置实训任务并讲清楚相关操作规程及操作要点教学内容方法过程【实习训练】【实习步骤】1、判别直流电动机的电枢绕组、并励绕组及串励绕组1）看编号，接线端子上都有字母，电枢端子是S1、H2，并励绕组是B1、B2，串励绕组是C1、C2。
他励直流电动机的反接制动(电机与拖动课程设计报告)
他励直流电动机的反接制动(电机与拖动课程设计报告)直流电动机反接制动是将励磁电动机接入反接电路中，以减小负载拉力，延长电动机励磁时间，达到在负荷改变前有充分的制动力的一种电控制方法。
此种制动法适用于轻载轻负荷，机电一体的拖紧机床，减少机械制动时的浪费动作，从而实现高效拖紧制动功能。
一般来说，直流电动机反接制动电路分为两个部分：反接电阻和恒流源。
反接电阻决定反接电流，而恒流源则确保当励磁电流发生变化的时候反接电流也不会有变化，并维持电动机的反接制动效果。
虽然反接电流不是很大，但反而可以延长拖动的时间，避免旋转电动机的突变，从而得到一个稳定的制动。
相对于机械制动，反接制动的优点有：1.反接制动方式是一种电脉冲制动方式，在低速和高速运行条件下均可以提供良好的制动效果；2. 励磁电流产生的热损伤极小，而且热量释放速度较快；3. 使用反接制动，电机在使负载在静止状态下不会受到突变的影响，从而达到更稳定的运行效果；4. 电动机反接制动仅仅需要控制设备，比传统机械制动更加简便，同时可以大大减少设备维护和保养的费用。
此外，使用反接制动的另一个优点是可以提高机器的工作精度。
首先，通过反接制动可以有效减少励磁电流；其次，由于刹车后有足够的时间来调整把手和扳手，从而更好地控制机器的速度，从而获得更高的工作精度。
总之，反接制动是一种由电脉冲控制的电动机制动技术，能够在低速、高速情况下都提供良好的制动效果。
它主要用于轻载量和低负荷方面的拖紧设备，使用恒流源和反接电阻组成反接制动电路。
使用反接制动可以有效减小励磁电流，减少热损伤，延长电动机的寿命。
而且，还可以在负荷变化前充分制动，使机器精度提高，节省维护和保养费用。
实验一 直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
实验一直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性实验一直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性一、实验目的测量他励直流电动机的自然机械特性及各种电气参数变化时的人为机械特性。
通过试验掌控直流电动机在各种运转状态时的特点和能量切换的规律。
二、预习要点1、发生改变他励直流电动机机械特性存有哪些方法？2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3、他励直流电动机LX1刹车时，能量传递关系，电动势均衡方程式及机械特性。
三、实验项目1、电动及答谢刹车状态下的机械特性2、电动及LX1刹车状态下的机械特性3、能耗刹车状态下的机械特性四、实验设备及挂件排列顺序1、实验设备序号12345型号dd01dd03dj15dj23d51名称电源控制屏不锈钢电机导轨、测距系统及lenses转速表直流并励电动机校正直流测功机波形测试及控制器板数量1台1件1台1台1件2、屏上挂件排序顺序d51五、实验方法及步骤按图1-1接线，图中m用编号为dj15的直流并励电动机(K817他励方式)，mg用编号为dj23的校正直流测功机，直流电压表v1的量程为500v，直流电流表a2、a4的量程为200ma，a1、a3的量程为5a。
r2、r4采用r1、r3上的900ω电阻分后甩三相，r1采用r2、r4上4个90ω串联，r3采用r5上的900ω并联加之r6上的90ω串联和实验台面上两个1300ω并联。
控制器s1、s2采用d51上的双刀双投掷控制器。
直流电动机运行于电动及回馈制动状态下的自然机械特性(一)试验详述：(1)测定被试直流电动机m运行于电动状态的机械特性时，在其轴上可加负载的形式是多种多样的，然而要获得反接、回馈及能耗制动等状态时的机械特性，其最可行的方法是采用一台直流电机来做负载，利用负载机mg工作在不同的运行状态，来测出受试电动机m于不同运转状态的机械特性。
直流电动机起动、制动控制线路课程思政教学设计
直流电动机起动、制动控制线路课程思政教学设计摘要：一、课程背景及意义二、教学目标与任务三、教学内容1.直流电动机的基本原理2.直流电动机的起动控制3.直流电动机的制动控制4.直流电动机的故障排除四、教学方法与手段五、教学评价与考核六、思政教学融入正文：一、课程背景及意义直流电动机起动、制动控制线路是电气工程及其自动化专业的一门重要课程，其内容涉及到直流电动机的基本原理、起动控制、制动控制以及故障排除等方面。
通过本课程的学习，学生可以掌握直流电动机的基本知识，提高对电气设备的操作和维护能力，为后续的学习和工作打下坚实的基础。
二、教学目标与任务本课程的教学目标是使学生掌握直流电动机的基本原理、起动控制、制动控制及故障排除等方面的知识，培养学生具备良好的电气工程技能和创新能具体教学任务包括：1.讲解直流电动机的基本原理，使学生理解并掌握直流电动机的工作特性。
2.讲解直流电动机的起动控制，使学生掌握起动控制的原理和方法，能够设计起动控制线路。
3.讲解直流电动机的制动控制，使学生掌握制动控制的原理和方法，能够设计制动控制线路。
4.讲解直流电动机的故障排除，使学生掌握故障排除的方法和技巧，能够对电气设备进行故障诊断和维修。
三、教学内容1.直流电动机的基本原理：介绍直流电动机的工作原理、结构特点、运行特性等。
2.直流电动机的起动控制：讲解起动控制的原理和方法，包括直接起动、降压起动和软起动等，以及如何设计起动控制线路。
3.直流电动机的制动控制：讲解制动控制的原理和方法，包括能耗制动、反接制动和再生制动等，以及如何设计制动控制线路。
4.直流电动机的故障排除：介绍故障排除的方法和技巧，包括故障诊断、故障分析和故障处理等。
四、教学方法与手段本课程采用讲授、实验、讨论和现场教学等多种教学方法，结合多媒体教学手段，如PPT、实物模型和虚拟仿真等，使学生更好地理解和掌握课程内五、教学评价与考核教学评价采用平时成绩和期末成绩相结合的方式，平时成绩包括课堂表现、实验报告和作业等，期末成绩包括期末考试和课程总结报告等。
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1 综述直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。
直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。
直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。
本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重介绍了他励直流电动机反接制动的工作原理、特点及使用条件。
2 直流电动机的制动2.1 制动的定义制动，就是让电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩，以使电力拖动系统迅速停机或稳定放下重物。
这时电机所处的状态称为制动状态，这时的电磁转矩为制动转矩。
2.2 制动的目的在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。
2.3 制动的分类实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。
电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。
现代通用电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。
2.4 各种制动的特点1）反接制动：设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。
2）能耗制动：制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。
3）回馈制动：经济性好，将负载的机械能转换为电能反送电网，但应用范围不广。
电容制动对高速、低速运转的电动机均能迅速制动，能量损耗小设备简单，一般用语10KW以下的小容量电动机，可适用于制动频繁的场合。
3 直流电动机反接制动的工作原理以他励直流电动机为例。
他励电动机反接制动的特点是使Ua与E的作用方向变为一致，共同产生电枢电流Ia ，于是由动能转换而来的电功率EIa和由电源输入的电功率UaIa一起消耗在电枢电路中。
具体实现的方法有两种，分别用于不同的场合。
3.1 电压反向反接制动——迅速停机3.1.1 制动原理制动前后的电路如图3-1所示。
与电动状态相比，电压反向反接制动时，将电枢电压反向，并在电枢电路内串联一制动电阻Rb。
当系统因惯性继续沿原来方向旋转时，因磁场方向不变，E的方向不变，但因Ua 反向，Ua与E的作用方向变成一致，一起使Ua反向，使得T也反向成为制动转矩，转速迅速下降至零。
当转速降至零时，E=0，应立即将电枢与电源断开，否则电机将反向起动。
(a)电动状态(b)制动状态图3-1 反接制动迅速停机时的电路图3.1.2 机械特性上述制动过程也可以通过机械特性来说明。
电动状态时的机械特性如图3-2的特性1，n 与T 的关系为n=ΦE aC U -2ΦT E a C C R T电压反向反接制动时，n 与T 的关系为n=-(ΦE a C U -2ΦT E aC C R T)机械特性如图3-2中特性2。
设电动机拖动的是反抗性恒转矩负载，负载特性如图3.2中的特性3制动前，系统工作在机械特性1与负载转矩3的交点a 上面。
制动瞬间，因机械惯性，转速来不及变化，工作点由a 点平移到能耗制动特性的b 点。
这时T 反向，成为制动转矩，制动过程开始。
在T 和T L 的共同作用下，转速n 迅速下降，工作点沿特性2由b 点移至O 点。
这时n=0，应立即断开电源，使制动过程结束。
否则电动机将反向起动，到d 点去反向稳定运行。
图3-2 反接制动迅速停机过程3.1.3 特性分析电压反向反接制动的过程效果与制动电阻R b 大小有关。
R b 小，则制动瞬间I a 大，T 大，制动过程短暂，停机快。
但制动过程中的最大电枢电流，即工作于b 点时的电枢电流I ab 不得超过I m ax =（1.5~2.0）I aN 。
由图3-1(b)可知，只考虑绝对值时b a b z ab R R E U I ++= 式中，E b =E a 。
由此求得电压反向反接制动的制动电阻为R b m axI E U ba +≥-R a3.1.4 适用场合设备简单，操作方便，制动转矩平均值较大，制动强烈，但能量损耗大，适用于要求快速停车的拖动系统，对于要求快速并立即反转的系统更为理想。
3.2 电动势反向反接制动——下放重物3.2.1 制动原理制动前后的电路如图4-1所示。
制动时，电枢电压不反向，只在电枢电路中串联。
一个适当的制动电阻Rb(a)电动状态(b)制动状态图4-1 反接制动下放重物的电路图3.2.2 机械特性上述制动过程也可以通过机械特性来说明。
反接制动时，U=Ua ，R=Ra+Rb，机械特性方程变为n=ΦEaCU-2ΦTEbaCCRRT若电动机拖动位能性恒转矩负载，如图4-2所示。
制动前，系统工作在固有特性1与负载特性3的交点a上。
制动瞬间，工作点由a平移到人为特性上的b点。
由于T< TL,n下降，工作点沿人为特性2由b点向c点移动。
当工作点到达c点时，T= TL，系统重新稳定运行。
这时n反向，电动机处在制动运行状态稳定下放重物。
在这种情况下制动运行时，由于n反向，E也随之反向，由图4-1(b)可以看出，这时E与Ua 的作用方向也变成一致，但Ia和T的方向不变，T与n方向相反，成为制动转矩，与负载转矩保持平衡，稳定下放重物。
所以这种反接制动称为电动势反向的反接制动运行。
图4-2 反接制动下放重物过程3.2.3 特性分析电动势反向反接制动的效果与制动电阻R b 的大小有关。
R b 大，特性2的斜率小，转速低，下放重物慢。
由图4.1(b)可知，在d 点运行时，只取各量的绝对值，而不考虑其正、负，则R a + R b =)(n C U TC I E U E a T ad d a Φ+Φ=+ 可见，若要以转速n 下放负载转矩为T L 的重物时，制动电阻应为R b =)(n C U T T C E a L T Φ+-Φ-R a忽略0T ,则Rb = )(nCUTCEaLTΦ+Φ-R a3.2.4 适用场合设备简单，操作方便，电枢回路串联电阻较大，机械特性较软，转速稳定性差，能量损耗大，适用于低速匀速下放重物。
4 反接制动制动电阻的计算一台Z4系列的他励电动机，PN=11KW，UaN=440V，IaN=31A，nN=1480r/min，Im ax=62A，TL =120N·M，T忽略不计。
4.1 电枢电阻的计算R a =aN aN N aNI I P U -=2.74Ω；4.2 相关参数的计算 E=aNN I P =354V ； C E Φ=N n E =0.239； C T Φ=π260C E Φ=2.28 T N =π260NN n P =71N ·M 4.3 迅速停机T L =120N ·mI a =φT L C T =52.63A E=U a -R a I a =295.79VR b =m axI E U b a +-R a =9.13Ω4.4 下放重物（以800r/min 下放重物）R b = )(n C U T C E a LT Φ+Φ-R a =12.34Ω 该电阻值大于0.89Ω，满足要求。
5 结论电动机被停止后还有一定的旋转惯性，在要求停止准确的设备就要采用制动方式使电机停止后迅速静止。
较常用的有：1）能耗制动。
2）反接制动。
3）回馈制动。
每种制动之间都有其优点和缺点。
利用每种方法之间的差别选择一种最优方法进行那个制动，对工作效率，工厂经济效益都有着相当了影响。
本文仅对他励直流电动机的反接制动进行分析解释。
反接制动设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强。
利用其工作原理可以延伸到现实生活中的工作、工程当中去。
了解直流电动机的反接制动原理，会在一些方面使工作具有更有利的一面，在工程经济效益上有更有利的位置。
6 心得体会本设计不仅是会前面所学的指示的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
下面是对课程设计的过程做一个简单的总结。
第一，题目确定之后，资料是最重要的，查资料是做课程设计的前期准备工作，好的开端相当成功了一半。
到图书馆，资料室，上网寻找自己所需要的资料。
要一一记录下来以备后用。
第二，通过上面的过程，积累了不少的有用资源，对题目有了大概的了解，然后对题目进行更透彻的分析。
第三，有了明确的研究方向，就该动手实现了。
通过本次设计，对原先学的知识又有了一定的新认识，温习了所学过的知识，温故而知新。
但在设计过程中，遇到了很多的问题，但最后通过和同学的交流一一得到解决。
在这次设计中使我们的同学关系很进一步了，同学之间互相帮助，有上面不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们对知识的了解有进一步的提高。
在这个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我鼓励工作的能力，树立了自己对工作能力的信心，相信会对今后的学习工作有非常重要的影响。
而且大大提高了自己的动手能力，是我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。
虽然这个课题还不是很完善，但在设过程中所学到的东西是这次设计的最大收益和财富，使我终身受益。
参考文献[1] 唐介主编.电机与拖动. 北京：高等教育出版社，2007[2] 李忠文主编.实用电机控制电路. 北京：化学工程出版社，2003[3] 张明达主编.电力拖动控制系统. 北京：冶金工业出版社，1983[4] 杨兴姚主编.电动机调速的原理及系统. 北京：水利电力出版社，1979[5] 陈伯时主编.电力拖动控制系统. 北京：机械工业出版社，1984。