第3章直流电机的工作原理及特性

第3章

直流电机的工作原理及特性本章重点：☞了解直流电机的基本结构及工作原理；☞掌握直流电动机的机械特性；☞掌握直流电动机启动、

调速和制动等各种特性；☞掌握实现直流电动机启动、

调速和制动的各种方法以

及它们的使用场所。☞电机分交流电机和直流电机两种：直流电机—工作电压为直流；交流电机—工作电压为交流。☞直流电机分直流电动机和直流发电机两种：直流电动机—将电能转换为机械能；直流发电机—将机械能转换为电能。直流电机与交流电机的比较☞交流电机较直流电机的结构简单、制造容易、

维护方便、运行可靠；☞直流电机有交流电机不能比拟的启动和调速性能；☞直流电机更适合于调速要求高、正反转、启动和

制动频繁的场合；☞直流电机即可作电动机使用，亦可作发电机使用；☞交流电机的正反转和调速需借助于复杂的控制电路。3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构如图所示：直流电机结构包括定子和转子两大部分。也有分成三大部分的：定子、转子和换向器。定子部分主要由定子铁心和绕在上面的励磁绕组两部分组成。转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。换向器由换向片和电刷组成，电刷固定在定子上，换向片与电枢绕组相连，换向片与电刷保持滑动接触。3.1.1直流电机的基本工作原理☞任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应

这个基础上的。☞为了讨论直流电机的工作原理，可把复杂的直流电机结构简化为图3.5、图3.6所示的简单结构。此时，

电机具仅有一对主磁极，电枢绕组只是一个线圈，

线圈两端分别联在两个换向片上，换向片上压着

电刷A和B。发电机原理：☞电枢由原动机驱动而在磁场中旋转，在电枢线圈的

两根有效边ab和cd（切割磁力线的导体部分）中便

感应出电动势e。☞显然，每一有效边中的电动势是交变的。☞但是，由于电刷A、B的位置

不变，因此，在电刷间就出现

一个极性不变的电动势或电压，

当电刷之间接有负载时，

在电动势的作用下就在电路中

产生一恒定方向的电流。电动机原理：☞直流电源接在电刷之间而使电流通入电枢线圈。☞N极下有效边中的电流总是一个方向，而S极上有效

边中的电流总是另一个方向，这样就能使两个边上

受到的电磁力矩的方向一致，电枢因而转动。☞当线圈的有效边从N（S）极下

转到S（N）极上时，其中电流

的方向通过换向器和电刷改变，

使电磁力的方向保持不变。☞注意：此时，电枢线圈将产生

反电动势。电动势E

根据电磁学原理，两电刷间的感应电动势为:式中：E——感应电动势（V）；

Φ——对磁极的磁通（Wb）；

n——电枢转速（r/min）；

Ke——与电机结构有关的常数（电动势常数）。

直流发电机中，电动势的方向总是与电流的方向相同，被称为电源电动势。直流电动机中，电动势的方向总是与电流的方向相反，被称为反电动势。（重点）电磁转矩TM

电枢绕组中的电流和磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，其大小可用如下公式表示：式中：TM——电磁转矩（N·m）；

Φ——对磁极的磁通（Wb）；

Ia——电枢电流（A）；

Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55Ke（重点）☞直流发电机和直流电机的电磁转矩的作用不同。☞发电机的电磁转矩是阻转矩，它与电枢转动的方向

或原动机的驱动转矩的方向相反。☞因此，在等速转动时，原动机的转矩T1必须与发电

机的电磁转矩TM及空载损耗转矩T0相平衡。☞电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。☞因此，电动机的电磁转矩TM必须与机械负载转矩TL

及空载损耗转矩T0相平衡。

从以上分析可知，直流电机作发电机运行和作电动机运行时，虽然都产生电动势E和电磁转矩T，但二者的作用正好相反，见P.19表3.1：电机运行方式E与I的方向E的作用TM的性质转矩之间的关系发电机相同电源电动势阻转矩T1=TM+T0电动机相反反电动势驱动转矩TM=TL+T03.2直流发电机☞直流发电机通常按励磁方法分为：他励、并励、

串励和复励。☞其余三种

发电机的

励磁绕组中的

励磁电流均为

电枢电流或

电枢电流的

一部分——故

称自励发电机。自学各种发电机的机械特性。3.3直流电动机的机械特性直流电动机按定子励磁绕组的励磁方式分为四类：1、他励电动机：励磁绕组

由外加电源单独供电，

励磁电流的大小与电枢

两端电压或电枢电流的

大小无关。2、并励电动机：励磁绕组与电枢绕组并联连接，

由外部电源一起供电。3、串励电动机：励磁绕组与电枢绕组串联连接，

由外部电源一起供电。4、复励电动机：励磁绕组分为两部分，一部分与电

枢绕组并联连接，另一部分与电枢绕组串联连接。3.3.1他励电动机的机械特性☞首先回顾一下什么是机械特性？☞我们把同一轴上负载转矩与转速之间的函数关系

称为机电传动系统的负载特性。（P.10.-2.3节）☞就是生产机械的负载特性，有时也称为生产机械的

机械特性。☞因此，我们研究的目标对象就是负载转矩与转速

之间的函数关系。☞若我们约定：Ia——电枢电流；Ra——电枢电阻；E

——电枢电动势；U

——电机端电压；Uf——励磁绕组端电压；Rf——励磁调节电阻；If——励磁绕组电流。☞由电磁学理论很容易

推得：直流电机机械特性一般表达式重点☞由P.18.式3.2知：☞即，磁通Φ随Ia和T变化的规律随电机的励磁方式的不同而不同。☞所以，不同励磁方式下，电机的特性曲线就有差异。☞他励电动机的机械特性如图3.16所示。☞对于他励和并励电动机而言，

当Uf和U同属于一个电源，且不

考虑供电电源内阻时，这两种电机

的If或Φ的大小均与Ia无关，因此

它们的机械特性是一样的。☞图3.16中的n0是理想空载转速。☞是当T=0时，电机应达到的转速。☞但实际上，电机总存在空载

制动转矩，因此，仅靠电机自身

的作用是永远无法达到这个

转速的。☞理想空载转速是电机机械特性的一个重要特征点。重点☞在实际应用中，我们最关心的是

转矩的变化对转速的影响。☞为了衡量这个变化的影响，引进

机械特性硬度这个概念：☞即转矩变化dT与所引起的转速变化dn的比，称为：

机械特性的硬度。☞根据β值的不同，可将电机特性分为三类：

绝对硬特性、硬特性、软特性。

机电系统稳定运行的充分必要条件的表述中：①电动机的机械特性n=f（Tm）

与负载特性n=f（TL）有交点；②电机的机械特性硬度应小于负载的……1、固有机械特性☞电机的机械特性有固有特性和人为特性之分。☞固有特性又称自然特性，是指在额定条件下的n=f(T)曲线。（1）估算电枢电阻Ra：☞根据电机铭牌可以计算出关键点而绘出该电机

在额定条件下的n=f(T)特性曲线。重点☞即根据电机铭牌计算出理想空载点和额定运行点

的坐标，再据此近似地画出n=f(T)特性曲线。（2）求KeΦN：（3）求理想空载转速：（4）求额定转矩：重点☞根据（0,n0）和（Tn,nN）两点就可以作出他励电动机

的机械特性曲线。☞正转时，在第一象限；

反转时，在第三象限。☞人为机械特性是指公式

中的供电电压U或磁通Φ

不是额定值、电枢电路中

接有外加电阻Rad时的机械特性。（三种）2、人为机械特性（1）电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性；重点（2）改变电枢电压U时的人为机械特性；（3）改变磁通Φ时的人为机械特性。3.3.2串励电动机的机械特性☞串励电机的励磁电流就是它的

电枢电流，其每极磁通Φ就是

电枢电流的函数，也是电机

转矩的函数。☞所以它的机械特性曲线可分为

两段。☞第一段，电机负载较轻，电枢

电流较小，电机磁路的磁饱和度不高，可近似地认

为每极磁通Φ和电枢电流Ia成正比。类双曲线。☞第二段，电机负载较重，电枢电流较大，电机磁路

趋于磁饱，可近似地认为每极磁通Φ为常数。

此时，近似一条直线。☞串励电机的机械特性的硬度

比他励电机小得多，即为

软特性。也就是说负载的

大小对电机的转速影响很大。由图可见：☞当负载转矩较大时，电机

转速较低，当负载较轻时，

电机转速又能很快上升，这

很适合于运输机械的拖动。☞当启动电流一定时，串励电机的启动转矩大于他励

电机的启动转矩，所以，串励电机多用于起重、

运输机械的拖动。使用串励电动机的注意事项☞串励电机绝不允许空载运行，因为此时转速极高，

所产生的离心力足以将电枢绕组元件甩出槽外。☞串励电机虽然可以反转，但不能直接改变电源极性，

只能通过专门的开关控制电路改变电枢或励磁绕组

的电源极性来实现反转。3.3.3复励电动机的机械特性☞复励电机具有他励和串励两个

绕组，工业上常用的是积复励

电机，即他励和串励绕组所产

生的磁通方向一致。☞它的机械特性介于他励电机和

串励电机之间。☞它的机械特性依串励磁通所占的比重不同而不同。☞串励磁通所占的比重大，则机械特性就较软。☞一般串励磁通在额定负载时，占全部磁通30%左右。3.4直流他励电动机的启动特性☞启动电动机就是施电于电动机，使电动机转子转动

起来，达到要求转速的过程。☞对直流电动机而言，在未启动之前n=0、E=0，

而Ra一般很小。☞

所以，当电动机被直接接入电网并施加额定电压时，

启动电流为：☞这个电流很大，一般情况下能达到其额定电流的

（10～20）倍。3.4.1启动特性☞过大的启动电流危害很大：（1）对电动机本身的影响：☞使电动机在换向过程中产生危险的火花，

烧坏整流子（换向器）；☞过大的电枢电流产生过大的电动应力，

可能引起绕组的损坏。（2）对机械系统的影响：☞启动转矩与启动电流成正比例；☞巨大的启动转矩在运动系统中产生很大的

动态转矩；☞过大的动态转矩会在机械系统和传动机构中产生

过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。（3）对供电电网的影响：☞过大的启动电流可能会导致保护装置动作，

导致切断电源，造成事故；☞或者引起电网电压的下降，影响其他负载的

正常运行。因此，直流电动机是不允许直接启动的若要启动，必须设法限制电枢电流！例如：普通的Z2型直流电动机，规定电枢的瞬时电流

不得大于额定电流的1.5～2倍。3.4.2限流启动方法☞限制直流电动机的启动电流，有两种方法：

降压启动和在电枢回路中串接电阻。1.降压启动：即在启动瞬间，降低供电电源电压。随着电机转速的升高，反电势增大，此时逐步提高供电电压；最后达到额定电压时，电机也达到了要求的转速。现代工业控制，多用电力电子技术来实现降压启动。2.在电枢回路中串接电阻☞启动时，电枢回路中串接启动电阻Rst，此时

启动电流为：Ist=UN/(Ra+Rst)。☞该电流的大小将受到外加启动电阻的限制。☞随着转速的升高，反电势增大，既可逐步切除外加

电阻，直到切除全部外加电阻，电动机逐步达到所

要求的工作转速。☞P.29.图3.23所示为一段启动电阻的他励电机原理及

启动特性。☞直线1为电动机电枢回路串接启动电阻时的机械特性；☞直线2为电动机的固有机械特性。☞启动电阻的大小就是保证最大启动电流为：

额定值的两倍。电枢回路接入电网时，KM断开，电动机工作在特性1上，在动态转矩的作用下，电动机速度上升。当速度上升到a点时，KM闭合，电动机的机械特性变为2。由于在切换电阻的瞬间，机械惯性的作用使电动机的转速不能突变，在此瞬间速度维持不变，即电动机的工作点从a点切换到b点，在动态转矩的作用下，电动机的速度继续上升直到稳定点c。很大的冲击电流图3.24为三段启动电阻的他励电机启动特性和原理图。上述电机从工作点a切换到b点时，冲击电流仍很大，为了解决这种现象，通常采用逐级切除启动电阻的方法来实现。☞图中：T1

——尖峰（最大允许电流）转矩；T2——换接（最小）转矩。☞图中：T1

——尖峰（最大允许电流）转矩；T2——换接（最小）转矩。☞(1)电枢接入电网时，KM1、KM2和KM3均断开，

电枢回路串接外加电阻Rad3=R1+R2+R3，此时，

电动机工作在特性曲线a，在转矩T1的作用下，

转速沿曲线a上升；☞(2)当转速上升使工作点到达2时，KM1闭合，即切除

电阻R3

，此时电枢回路串接外加电阻Rad2=R1+R2，

电动机的机械特性变为曲线b。由于机械惯性的

作用，电动机的转速不能突变，工作点由2切换

到3，然后，转速又沿着曲线b继续上升到4；☞(3)当转速上升使工作点到达4时，KM1、KM2同时闭合，

即切除电阻R2、R3，此时电枢回路串接外加

电阻Rad1=R1，电动机的机械特性变为曲线c。

由于机械惯性的作用，电动机的转速不能突变，

工作点由4切换到5，然后，转速又沿着曲线c

继续上升到6；☞(4)当转速上升使工作点到达6时，KM1、KM2、KM3

同时闭合，即切除电阻R1、R2、R3，此时

电枢回路无外加电阻，电动机的机械特性变为

固有特性曲线d，由于机械惯性的作用，电动机

的转速不能突变，工作点由6切换到7，随后，

转速又沿着曲线d继续上升直到稳定工作点8、9。

☞

由上可见，启动级数愈多，T1、T2愈接近平均转矩：启动过程快而平稳，但所需的控制设备也就愈多。☞国产标准控制柜都是按快速启动原则设计的，

一般启动电阻为（3～4）段。☞多级启动时，T1、T2的数值需按照电动机的

具体启动条件决定。☞一般原则是：

保持每一级的最大转矩T1（或最大电流I1

）不超过

电动机的允许值，而每次切换电阻时的T2（或最小

电流I2

）也基本相同，

一般选择：3.5直流他励电动机的调速特性☞调速（又称速度调节）与速度变化是两个完全

不同的概念。☞电动机的调速是在一定的负载条件下，人为地改变

电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。☞如图所示：人为地改变（或

调节）电枢回路的电阻大小

造成转速下降，故这种人为

改变某些参数而造成速度的

变化，称调速或速度调节。☞速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化（

增大与减小）或其它不可预见因素引起的电动机

转速的变化（下降或上升），如图所示。☞总之，速度变化是在某条

机械特性曲线上，由于负载

改变而引起的；☞而速度调节则是在某一特定的

负载下，靠人为改变机械特性

而得到的。☞由直流他励电机机械特性方程：知：☞可通过改变串入电枢回路的电阻Rad、电枢供电

电压U或主磁通Φ得到不同的人为机械特性，从而

在负载不变的情况下，改变电机转速。☞因此，直流电机调速方法有三种：

改变电枢电外串电阻Rad；

改变电枢供电电压U；

改变电机主磁通Φ。3.5.1改变电枢电路外串电阻Rad☞从特性方程可看出，在一

定的负载转矩TL下，串入

不同的电阻可以得到不同

的转速。☞在电阻分别为Ra、R1、R2、R3的情况下，可以分别

得到稳定工作点A、C、D和E，对应的转速为nA、nB、nC、nD。（Ra<R1<R2<R3

）☞电枢回路串接附加电阻人为机械特性方程为：Rad越大，电机

特性越软。重点☞当U和Φ都是额定值时，二者的理想空载转速n0是

相同的，而转速降Δn却变大了，即机械特性变软。☞Rad越大，机械特性越软。☞由不同的Rad可得一族由同一点(0,n0)发出的人为机械特性

曲线。特点：改变电枢回路串接电阻的大小调速存在如下问题：☞机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；☞在空载或轻载时，调速范围不大；☞实现无级调速困难；☞在调速电阻上消耗大量电能等。☞正因为缺点不少，目前已很少采用，仅在有些起重

机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用。3.5.2改变电机电枢供电电压U☞改变电枢供电电压U可得如图3.28所示的一组人为

机械特性曲线：☞从特性曲线可看出，在一定

的负载转矩TL下，电枢外加

不同电压可得到不同的转速。☞在电压分别为UN、U1、U2、

U3的情况下，可以分别得到

稳定工作点a、b、c和d，

对应的转速为na、nb、nc、nd。（UN>U1>U2>U3）☞当Φ=ΦN、Rad=0、改变电枢电压U时，理想空载

转速n0将随电枢电压U的变化而变化，但转速降

Δn却不变。☞所以，在不同的电枢电压U下，

可得一组平行于固有机械特性

曲线的人为机械特性曲线。重点☞由于电机绝缘材料耐压条件

的限制，这种电压调速方法

只能在额定电压值以下调节。☞是一种电机降速调速法。特点：例：将电机电枢供电电压由U1升到UN。☞电压为U1时，电机工作在U1

特性的b点；此时，稳定转速

为nb。☞当电压突然上升到UN时，由于

机械系统的惯性作用，转速n

不变，相应的反电动势也不变，

仍分别为nb和Eb。☞但当不考虑电枢电路的电感时，电枢电流将由

突然上升至；☞电机转矩也由

突然升至；☞此时，电机的工作点虽然由b点过渡到g点，但由于有Tg>TL，所以，系统开始加速。☞反电动势E也会随着转速n的

上升而增大，电枢电流则逐渐减少，电机转矩也相应地减少，电机的工作点沿UN由g点移动到a点，

电机转矩又回到TL。特点：☞当电源电压连续变化时，转速可以平滑无级调节，

但一般只能在额定转速以下调节；☞调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不

变，调速的稳定度较高，调速范围较大；☞调速时，因电枢电流Ia与电压U无关，且=

N，

故电机转矩T=KtNIa不变，属于恒转矩调速，适

用于对恒转矩型的负载进行调速；☞可以靠调节电枢电压来启动电机，无需其他启动

设备。☞当U=UN、Rad=0、而改变磁通Φ时，

理想空载转速n0和转速降Δn都要随磁通Φ的变化

而变化。☞由于磁通Φ只能在低于其

额定值的范围内调节，而

启动电流为常数，所以得到

的人为机械特性曲线如右

所示。是一种电机超速调速法。当磁通过分消弱后，如果负载转矩不变，电机电流将大大增加，从而产生过载现象。☞必须注意的是：当Φ=0时，电机转速将升到机械强度不允许的程度。因此，直流他励电机启动前必须先加励磁电流，且在运转中决不允许励磁电流为零。为此，直流他励电机在使用中，一般都设有“失磁”保护措施。3.5.3改变电机主磁通Φ☞改变电机主磁通的调速机械特性如图3.29所示：☞即改变主磁通可以达到调速的目的。☞降速时沿c-d-b进行，升速时沿b-e-c进行。☞可平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转

速以上调节；☞调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制；☞调速时维持电枢电压U和电枢电流Ia不变时，

电动机的输出功率P=UIa不变，属恒功率调速。☞普通他励电动机的最高转速不得超过额定转速的1.2倍，所以，调速范围不大。☞所以，它往往和调压调速配合使用，即在额定转

速下用降压调速；在额定转速之上用弱磁调速。特点：3.6直流他励电动机的制动特性1、制动与启动的定义：☞启动：施电于电动机使电动机速度从静止加速到

某一稳定转速的一种运动状态。☞制动：电动机脱离电网，或使电动机转速

从某一稳定转速开始减速到停止或是

限制位能负载下降速度的一种运转状态。☞注意：电动的制动与自然停车是两个不同的概念。2、制动与自然停车的区别：☞自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩

消耗机械能使转速慢慢下降，直到转速为零

而停车。这种停车过程需时较长，不能满足

生产机械快速停车的要求。☞制动：电动机脱离电网，外加阻力转矩使电动机

迅速停车。为了提高生产效率，保证产品

质量，需要加快停车过程，实现准确停车

等，要求电动机运行在制动状态，常简称

为电动机的制动。电动机的两种工作状态☞从能量转换来看，电动机有2种工作状态：

电动状态和制动状态。1)电动状态——基本状态TM为拖动转矩，TL为阻转矩。此时，电动机的作用是将电能转换机械能，

故称这种状态为电动状态。2）制动状态：TM为阻转矩，TL为拖动转矩。☞电动机的作用是吸收或消耗重物的机械能。故称

电动机的这种工作状态为制动状态。电机制动状态分为两种：1、稳定制动状态☞例如卷扬机放下重物时，为了限制位能负载的

运动速度，电机转速保持不变，以保证重物的

匀速下降。2、过度制动状态☞例如在降速或停车制动时，电机转速是变化的。区别在于转速是否变化！共同点是TM与n方向相反，电机工作在发电机状态。根据直流他励电机制动时的外部条件和能量传递情况，制动状态分为：反馈制动、反接制动和能耗制动。3.6.1反馈制动☞电机正常接线时，在外部

条件作用下，电机的实际

转速n大于其理想空载转速n0，此时，电机即运行于

反馈制动状态。例：电车，走平路时，其电机工作在

电动状态下，电磁转矩T克服

摩擦性负载转矩Tr，即T=Tr，

以转速na稳定在工作点a。故，电枢中电流Ia的方向便

与电动状态时相反，转矩也相反，

直到TP=T+Tr，即T=TP-Tr，

此时，电机以nb的稳定转速控制

电车下坡。当电车下坡时，电车位能性

负载转矩TP使电车加速，

转速n增加，超过n0，感应

电动势E大于电源电压U，故，其机械特性是第一象限中电动状态下的机械

特性曲线在第二象限内的延伸。☞当电枢电压突然降低时，也会产生反馈制动。例：原来电压为U1，相应的

机械特性曲线为曲线1，

在某一负载下，以转速n1运行在电动状态的A点。若电枢电压突然降低为U2，

电动机的机械特性变为

曲线2，由于机械惯性，

工作点由A转换到B点。此时-TM-TL<0，电动机的

转速在TM、TL的共同的作用下沿着曲线2下降直到

新的平衡点D。☞这是因为，B—C段，转速n与转矩TM的方向相反，

运行速度大于空载转速n02，故为反馈制动状态。☞此时，电枢电压突然由U1降为U2，电枢电流由

突然降至☞当n02<n1，即U2<E时，Ib为负值并产生制动转矩。☞从B点到n02这段特性曲线

上，电机处于反馈制动

状态。☞当转速下降至n02时，E=U2，制动转矩下降至0。☞反馈制动过程结束，此时TM-TL<0。☞此后，电机转速在TL的作用下继续下降，电磁转矩

又变为正值，电机又重新运行在电动状态下，直到D点，T=TL，电机转速为n2。☞同理，大家还可以分析

一下，电机在弱磁状态下，

通过增加磁通Φ的方法来

降速时的反馈制动过程。☞卷扬机下放重物时，也能产生反馈制动。

从而保持重物匀速下降。☞设电机正转时提升重物。

机械特性曲线在第一象限。☞若改变加在电机电枢上的电压极性，

则电机反转，其理想空载转矩为-n0，机械特性曲线在第三象限。☞电机反转，在电磁转矩T与负载

转矩TL的共同作用下重物迅速

下降，且越来越快，电枢电动势

不断增加，电枢电流逐渐下降，

电机转矩T=KtφIa也减小，传动

系统的状态沿其特性曲线由a点

向b点移动。——加速过程。☞过b点后，电机继续加速，T变为正值，其方向与TL

相反，电机转速大于-n0，进入反馈制动状态，系统

状态沿机械特性曲线到达c点，此时T=TL，转速稳定

下来，并使重物保持匀速下降。☞若增大电枢的附加电阻，系统

的机械特性曲线将由bd取代。☞显然，附加电阻越大，此时，

重物匀速下降的速度越快。☞为使重物下降的速度不致过高，

串接的附加电阻不宜过大。☞但即使不串接任何附加电阻，

电机转速仍将高于n0，如果重物较重，这种工作

状态显然很不安全。3.6.2反接制动☞当他励电机的电枢电压U或电枢电动势E中的任一个

在外部条件作用下改变了方向时，电机将运行于

反接制动状态。特点：1）电动机的外加电枢电压U与感应电动势E的方向

在外界的作用下由相反变为相同；2）电动机的输出转矩TM与转速n的方向相反。在反接制动中，把改变电枢电压U的方向所产生的反接制动称为电源反接制动；而把改变电枢电动势E的方向所产生的反接制动称为倒拉反接制动。1.电源反接制动☞设电动机外加电枢电压的参考方向为图中所示。☞当电压的实际方向与参考方向相同时，电动机的

机械特性为：☞其特性曲线如图（b）中的曲线1所示（正向）。☞当电枢电压U突然反接时，电动机的机械特性为：☞其特性曲线如图（b）中的曲线2所示。☞由于电源极性反接的瞬间，电动机的转速和电枢

电动势不能突变，若忽略电枢电感的作用，此时，

系统的状态由a点变到b点，电机发出与n相反的

转矩T，它与负载转矩共同作用，使电机转速迅速

下降，制动转矩也随之减小，系统状态沿曲线2

由b点向c点移动。☞当n下降到0时，反接制动过程结束。☞这时，若电枢还不断电，电机将反向启动，并将

在d点（反抗性转矩）或f点（位能性转矩）建立

系统的稳定平衡点。☞

注意：由于在反接制动期间，电枢感应电动势E和

电源电压U是串联相加的，因此，为了限制电枢

电流Ia，电机的电枢电路中必须串接足够大的限流

电阻Rad。☞

电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速、

停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。2.倒拉反接制动☞

设电机处于正向电动状态，以na转速稳定运转，

提升重物。若用在电枢电路中串入附加限流电阻Rad