电机发展史是什么
电机发展史是什么
09-10-05 &匿名提问
电机学发展史世界科技和生产力 奥斯特发现电生磁（1820）—法拉第电磁回转实验（发明电动机模型）—法拉第发现电磁感应（发明发电机模型）—法拉第兼任企业顾问研制永磁电机—西门子发明激磁电机—格拉姆发明直流发电机和电动机—特斯拉发明交流电机和电动机—19世纪末美国电动机床出现—伏特汽车公司装配流水线一、        直流电机的产生与形成 皮克西：第一台永磁式直流发电机。西门子：自激式直流发电机。格拉姆：环形电枢直流发电机1820年丹麦物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted，)发现了电流磁效应：将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线沿南北方向平行地放在小磁针上方，当导线另一端连接到负极时，磁针立即指向东西方向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁极之间，甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里，磁针照样偏转。随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律； 1821 年 9 月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型，被认为是世界上第一台电机，其原理如图 1 所示，在一个盘子内注入水银，盘子中央固定一个永磁体，盘子上方悬挂一根导线，导线的一端可在水银中移动，另一端跟电池的一端连接在一起，电池的另一端跟盘子连在一起，构称导电回路，载流导线在磁场中受力运动。 1822年，法国的阿拉戈.盖.吕萨克发明电磁铁，即用电流通过绕线的方法使其中铁块磁化。1825年，斯特金（W.sturgeon）用16圈导线制成了第一块电磁铁。 1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了１８３１年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起１吨重的铁块。1826年 德国G.S.欧姆提出电路实验定律――欧姆定律。 1831 年，法拉第发现了电磁感应现象之后不久，他又利用电磁感应发明了世界上第一台真正意义上的电机──法拉第圆盘发电机，如图 2 所示。这台发电机制构造跟现代的发电机不同，在磁场所中转动的不是线圈，而是一个紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；铜圆盘放置在蹄形永磁体的磁场中，当转动摇柄使铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，电路中产生了持续的电流。 同年夏天，亨利对法拉第的电动机模型进行了改进，制作了一个简单的装置（振荡电动机），如图 3 所示，该装置的运动部件是在垂直方向上运动的电磁铁，当它们端部的导线与两个电池交替连接时，电磁铁的极性自动改变，电磁铁与永磁体相互吸引或排斥，使电磁铁以每分钟 75 各周期的速度上下运动。亨利的电动机的重要意义在于这是第一次展示了由磁极排斥和吸引产生的连续运动，是电磁铁在电动机中的真正应用。 1832年， 斯特金 发明了换向器,据此对亨利的振荡电动机进行了改进，并制作了世界上第一台能产生连续运动的旋转电动机，其原理如图4所示.后来他还制作了一个并励直流电动机。 1832年， 法国A.H.皮克西在巴黎公开了一台永久磁铁型旋转式交流发电机,如图5所示。一年后，他在发电机上安装整流子，将交流电变为直流电。 同年， 俄籍德国人H.F.E.楞次提出“电动机－发电机”原理――楞次定律 ，证明发电机和电动机是可逆的。但1870年以前，直流发电机与电动机一直在独立发展着。 1834年，德国的雅可比成了一种简单的装置：在两个U型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁，通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用 ，带动轮轴转动，如图6所示。后来，雅可比做了一具大型的装置，安在小艇上，用320个丹尼尔电池供电，1838年小艇在易北河上首次航行，时速只有2.2公里，与此同时，美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机，印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》。但这两种电动机都没有多大商业价值，用电池作电源，成本太大、不实用。 1845年， 英国的惠斯通（G.Wheatsto ne）用电磁铁代替永久磁铁， 并取得了专利权 。这是增强发电机输出功率的一个重要措施。 1854年，丹麦的赫尔特发明了自激式电机。1857年， 英国的惠斯通 发明自激电磁铁型发电机。 1860年，意大利的巴奇诺蒂（A.Pacinotti）发明了齿状电枢。1865 年，意大利物理学家帕其努悌发明了环状发电机电枢。这种电枢是以在铁环上绕线圈代替在铁芯棒上绕制的线圈，从而提高了发电机的效率。1866年 西门子的创始人维尔纳 .冯.西门子 （ W.vonSiemens，）制成直流自激、并激式发电机。制成了一架大功率直流电机。1867年在巴黎世界博览会上展出第一批样机。这样，西门子就首次完成了把机械能转换成为电能的发明，从而开始了19世纪晚期的 “ 强电 ” 技术时代。 1867 年，西门子对发电机提出了重大改进。他认为，在发电机上不用磁铁（即永久磁铁），而用电磁铁，这样可使磁力增强，产生强大的电流。西门子用电磁铁代替永久磁铁发电的原理是，电磁铁的铁芯在不通电流时，也还残存有微弱的磁性。当转动线圈时，利用这一微弱的剩磁发出电流，再反回给电磁铁，促使其磁力增强，于是电磁铁也能产生出强磁性。接着，西门子着手研究电磁铁式发电机。很快就制成了这种新型的发电机，它能产生皮克发电机所远不能相比的强大电流。同时，这种发电机比连接一大堆电池来通电要方便得多，因而它作为实用发电机被广泛应用起来。1870年格拉姆（ omme，）将T形电枢绕组改为环形电枢绕组,发明了直流发电机，在设计上，直流发电机和电动机很相似。后来，格拉姆证明向直流发动机输入电流，其转子会象电动机一样旋转。于是，这种格拉姆型电动机大量制造出来。效率也不断提高，被人们誉为“发电机之父”。1873年，德国的西门子公司研究发电机的工程师阿特涅。他发明了与古拉姆发电机不同的线圈绕线方式，制成了性能良好的发电机。古拉姆发电机的电枢是将铁丝绕成环状，在环与环之间夹上纸进行绝缘，然后将环捆在一起作为铁芯，在其上面绕上导线线圈，再由线圈的不同部位引出一些导线，接向带整流子。而阿特涅发电机的电枢，是用许多薄圆铁板以纸绝缘后重叠起来，制成铁芯，然后在上面绕上导线线圈。人们把这种方法叫做“鼓卷”，意思是像鼓一样的形状。经过这种改进后，发电机无论是外观或是性能，都比原来有了很大起色。西门子公司由于阿特涅的这项发明而益发驰名。于是，德国以西门子公司为核心，大力研制各种发电机，从而使电力工业得到了迅速的发展。德国的西门子接制造更好的发电机，并着手研究由电动机驱动的车辆，于是西门子公司制成了世界电车。1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12─15马力。但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。 1873年，英国 詹 · 麦克斯韦完成了经典电磁理论基础《电和磁》 ; 电机绕组发展为鼓型绕组，直流电机具备了现代直流电机的基本型式； 1875年 比利时Z.T.格拉姆将改造后的发电机安装在法国巴黎北火车站发电厂，该厂是世界第一座火电厂 1880年，爱迪生观察到用叠片铁芯可以减少温升和能耗。 1880年，霍普金森（J.Hopkinson，）确立了磁路的欧姆定律。 1882年，德国将米斯巴哈水电站发出的2千瓦直流电通过57千米 伏 电线输送到慕尼黑，证明直流远距离输电的可能性。这一方面成为直流发电机与电动机发展中的大事，促进了它们的广泛利用，另一方面暴露出直流在传输中的缺点：原来电压越高，电能的传输损失越小，但高压直流发电机困难较大，而且单机容量越大，换向也越困难，换向器上的火花使工作不稳定。因而人们就把目光转向交流电机。美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。 1891年，阿诺尔德（Arnold）建立直流电枢绕组理论。 二、交流电机的产生与形成 1824年，法国人阿拉果（D．F．J．Arago，）在转动悬挂着的磁针时发现其外围环上受到机械力。次年，他重复这一实验时，发现外围环的转动又使磁针偏转，这些实验导致了后来感应电动机的出现。年，出现了单相交流发电机。 1876年，雅布洛奇科夫（ П ． Н ． Яблочков ， ）用交流发电机和开磁路式串联变压器为其 “ 电烛 ” 供电，这是交流电用于照明的开始。不久出现了原始型式的同步发电机和变压器。 1879年英国人拜依莱（Bailey）用依次变动四个磁极上的励磁电流而得到旋转磁场。1883年，德普勒（M．Deprez，）在巴黎科学院提出 a =1/4周期的交流磁场公式。 1882 — 1885年，匈牙利工程师代里等3人首创变压器。 1884年，闭合磁路的变压器制成，并推广使用 1885年，费拉里斯提出两相交流感应电动机的模型。 1886年特斯拉（N．Tesla，）也制成两相绕线式交流异步电动机模型，1888他又在意大利科学院提出《利用交流电产生旋转磁场》的论文。 他在爱迪生公司工作，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成，又称感应电动机，这种电动机结构简单，使用交流电，无需整流，无火花，因此被广泛应用于工业的家庭电器中，交流电动机通常用三相交流供电。 美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。
1889年，多利沃-多布罗沃利斯基提出了三相制并制成鼠笼式交流异步电动机。 1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。 1890年，德国人米夏埃尔 · 冯 · 多里沃一多勃鲁沃尔斯基制成一架三相电流变压器。 1891年，慕尼黑人奥斯卡 · 冯 · 米勒在法兰克福世界电气博览会上宣布：他与多里沃合作架设的从劳芬到法兰克福的三相交流输电电路，可把劳芬的一架 300 × 735.5W（300马力）55伏三相交流发电机的电流经三相变压器提高到了万伏，输运175千米，顺利通电，从此三相交流电机很快代替了工业上的直流电机，因为三相制的优点十分明显：材料可靠，结构简单，性能好，效率高，用铜省，在电力驱动方面又有重大效益。从此，各种各样的电机迅速发展起来。 1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。 1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。
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电机发展历史蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后，19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命，使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命，使生产和消费从工业化向自动化、智能化时代转变；推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。　　21 世纪伊始，世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力；然而，汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。而对于我国日益扩大的汽车市场，这种危机就更明显。据了解，2000年我国进口汽油7000万吨，预计2010年后将超过1亿吨，相当于科威特一年的总产量。目前世界上空气污染最严重的10个城市中有7个在中国，而国家环保中心预测，2010年汽车尾气排放量将占空气污染源的64%。虽然，加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业，将会给我国的能源安全和环境保护造成巨大的影响。为此，国家科技部启动了十五“863”电动汽车重大专项。　　高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为863电动汽车重大专项的共性关键技术课题。20世纪80年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。　　近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。其研究开发现状和发展趋势如下。1.异步电机驱动系统　　异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。　　异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。　　最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。2.无刷永磁同步电机驱动系统　　无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。　　内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。　　表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。　　无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。　　永磁同步电机驱动系统低速时常采用矢量控制，高速时用弱磁控制。3.新一代牵引电机驱动系统　　从20世纪80年代开关磁阻电机驱动系统问世后，打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式；并随着磁阻电机，永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展，交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代；新的电机拓朴结构与控制方式层出不究，推出了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。　　SRD开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大，噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；另一个缺点是要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。　　永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机，永磁式开关磁阻电机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上迭加了永磁转矩，永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动，以利于它在电动车辆驱动系统中应用。　　转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电机具有磁场控制能力，类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段，电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善，作为假选的电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。　　此外，正在研发的热点课题还有：　　具有磁场控制能力的永磁同步电机驱动系统；　　车轮电机驱动系统；　　动力传动一体化部件（电机、减速齿轮、传动轴）；　　双馈电异步电机驱动系统和双馈电永磁同步电机驱动系统。4.下一代汽车电子伺服系统及其车用伺服电机　　1993年美国能源部、商务部、贸易部、国防部、环保局、宇航局、国家科学基金会七个政府部门下美国三个最大的汽车制造公司，克莱斯勒、福特和通用，建立了新一代车辆伙伴关系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目标是开发新一代机动车技术，以增强美国汽车工业的实力。1998年至2002年期间，美国国家自然科学基金（NSF）资助美国国家电力电子中心（由美国 Virginia和美国Wisconsin等四所大学组建）研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统和各种车辆专用IC模块，提高汽车电子电气部件的可靠性，降低其成本和抢占车辆电气自动化技术的制高点，增强在国际市场的竞争力。线控的汽车电子伺服系统（X-by-wire）在未来将是十分重要的技术，该技术可将各种独立的系统（如转向、制动、悬挂等）集成到一起由计算机调控，使汽车的操纵性、安全性以及汽车的总体结构大大改善，设计的灵活度也大大增加。目前，电子动力方向盘和线控刹车已经在一些欧洲车型上被采用，在这个系统中已经削减了相当多的机械部件，如液压泵等。汽车电子伺服技术是具有革命性的技术，随着这个技术的使用，许多传统的机械部件将会在未来的汽车上消失，而越来越多的车用伺服电机将出现在未来的汽车上。　　全球最大的汽车零部件企业一美国德尔福汽车系统公司预计，在未来的3-5年内全世界的汽车将逐步采用电子伺服驱动系统，如电子动力方向盘和线控刹车伺服驱动系统。目前，美国德尔福汽车系统公司正在全球范围内寻找年产300万台以上的电子动力方向盘的交流伺服电机合作伙伴。
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电动机工作原理是怎么样的
文章来源：　　发表时间： 20:18:28
电动机工作原理是怎么样的！很多的工作场所就会使用到电动机，大家都知道电动机是把电能转换为机械能的设备，我们能听到电动机发出是嗡嗡的声响，可是，电动机原理是什么呢，电动机是怎么把电能转换为机械能的呢!很多才接触电动机的朋友往往会问这样的问题!专业的来说，电动机原理包括电动机的工作原理，电动机结构原理，电动机设计原理，电动机选型原理，电动机保养原理等等!只有知道了电动机原理是什么，才能更合理的使用电动机，提高我们的工作效率!我们大家先来看看电动机的工作原理是什么！
异步电动机工作原理
异步电动机是把电能转化为机械能的设备，异步电动机工作原理是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。异步电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。异步电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。
电动机结构原理
一般电动机主要由两部分组成，在结构上有电动机结构原理！电动机固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。
电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。电动机结构原理是当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。
电动机设计原理
一般的来说，电动机在设计上，要遵循电动机的设计原理，注意下面的事项：
电动机设计原理1、线圈电流密度不宜过大或过小：电机线圈具有一定的电阻，当电流通过线圈时就产生损耗。绕组温升高，电机设计希望减小电阻，以减小损耗，提高效率，加粗线径，降低电流密度可以减电阻，但会线圈材料用量增加。由于槽面积的加大，引起铁心磁密增加，使电机的励磁电流和铁损增加。通常感应电机j取3~7A/mm2
(槽面积大也就是芯片设计时铁心槽孔大)，对于大电机及封闭式电机取小值，对于小电机及开启式电机则取大值。
电动机设计原理2、电机铁心的磁通密度不宜过高或过低：当铁心材料，频率和硅钢片厚度一定时铁损决定于磁通密度的大小，磁通密度过高使铁损增加，电机效率降低，铁心发热使电机温升增高。并由于励磁安匝增加电机功率因数降低，所以铁心的磁通密度不宜过高，尽量避免用在磁化曲线的过饱和段，小型电机一般不超过1.55T。磁密过低则使电机材料用量增加，成本提高，芯片齿部窄，磁密高即槽入线的空位大也就是铁心槽孔大反之。
电动机设计原理3、电机槽满率不宜过高或过低：所滑槽满率是指槽内导线的面积和槽有效面积之比，即N2d，N为导线并绕根散l=为每槽导体数;d为导线绝缘后外径Is，为槽有效面积(为槽面积减击槽绝缘所占面积)。槽满率大,表示槽内填充紧密，槽满率小，表示槽内填充松散。就电机用料的充分利用和运行性能来说，槽辨率最为好。但过高嵌线困难，劳动量及工时增加，容易损伤绝缘。一般取75~85%
。槽满率低，电机运行时导线在槽内松动，易损伤绝缘。此外槽内空隙多，由于空气导热差，影响线圈的散热使电机温升增高。
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什么是直流电动机制动？详解直流电机的制动工作原理
中国传动设备网　时间：　信息来源：《电机学》
什么是直流制动？详解直流的制动工作原理，制动的基本理论
制动方式可分制动和电气制动两种， 其中电气制动：就是指使产生一个与转速方向相反的电磁转矩Tem，Tem起到阻碍运动的作用。
的制动有两方面的意义：一是使拖动系统迅速减速停车，这时的制动是指从某一转速迅速减速到零的过程（包括只降低一段转速的过程），在制动过程中的电磁转矩Tem起着制动的作用，从而缩短停车时间，以提高生产率；二是限制位能性负载的下降速度。这时的制动是指处于某一稳定的制动运行状态，此时的电磁转矩Tem起到与负载转矩相平衡的作用。 例如起重机下放重物时，若不采取措施，由于重力作用，重物下降速度将越来越快，直到超过允许的安全下放速度。为防止这种情况发生，就可以采用电气机制动的方法，使的电磁转矩与重物产生的负载转矩相平衡，从而使下放速度稳定在某一安全下放速度上。
上述两种情况中，前者属于过渡过程，故称为“制动过程”，后者属于稳定运行，则称为“制动运行”。
他励直流的电气制动方法有：能耗制动、反接制动和回馈制动等，下面分别讨论。
一、能耗制动
如下图所示，为能耗制动原理图。制动前接触器KM的常开触头闭合，常闭触头断开，将处于正向电动稳定运行状态，即电磁转矩Tem与转速n的方向相同（均为顺时针方向），Tem为拖动性转矩。在运行中保持励磁，断开常开触头KM使电枢电源断开，&KM常闭触头闭合，用电阻将电枢回路闭合，则进入能耗制。
能耗制动原理图
能耗制动时，励磁不变，电枢电源电&压U=0 ,由于惯性，制动始瞬间转速n不能突变，仍保持原来的方向和大小，电枢感应电动势Ea也保持原来的大小和方向，而电枢电流Ia为；
从式（2-58）可见，电流Ia变为负，说明其Tem方向与原来电动运行时相反，因此电磁转矩&Tem也变负，表明此时的方向与转速的方向相反，起制动作用，称为制动性转矩。
由于TemTL，拖动系统减速。在减速过程中，Ea逐渐减小，Ia、Tem随之变小，动态转矩Tem-TL小于&0 ，拖动系统继续减速，直至n=0 ，此时&Ea、Ia、Tem都为0，如果拖动的是反抗性恒转矩负载，系统就在n=0时停车。从能耗制动开始到拖动系统迅速减速及停车的过渡过程就叫做“能耗制动过程”。在能耗制动过程中，靠惯性旋转，电枢通过切割磁场将能转变成电能，再消耗在电枢回路电阻上，因而称能耗制动。
能耗制动的特性
能耗制动的特性方程为：
如果拖动的是位能性恒转矩负载，当n=0时，动态转矩Tem−TL0 ，系统在负载带动下将开始反向旋转，继续沿特性2运行直到C点（Tem−TL= 0）稳定运行，在C点&上满足稳定运行的充分必要条件，因此C点是稳定工作点。在C点上n为负、&Ea为负、Ia为正、Tem为正，所以Tem 是制动性转矩，在C点上&的稳定运行就叫做“能耗制动运行”。在能耗制动稳定运行状态下，靠位能性恒转矩负载带动旋转，电枢通过切割磁场将能转变成电能并消耗在电枢回路电阻上，其功率转换关系和能耗制动停车过程相同，不同的是能量转换功率EaIa大小在能耗制动稳定运行时是固定的，而在能耗制动停车过程中是变化的。
二、反接制动
反接制动分为电枢电压反向反接制动和倒拉反接制动。
（1）电枢电压反向反接制动
在电动运行中，断开KM1，闭合KM2， 使电枢电压反向并串入电阻RF，则进入制动。
反接制动时的电磁转矩与转速的方向变化情况；
反接制动时，加到电枢两端电源电压的极性方向相反，端电压为反向电压−U，同时接入反接制动电阻RF，系统减速，在减速过程中，反接制动初始瞬间，由于惯性，转速不能突变，仍保持原来的方向和大小，电枢感应电动势也保持原来的大小和方向。
反接制动后电枢电流变为；
从式&（2-59 ）可知，电枢电流&Ia变负，电磁转矩Tem也随之变负，说明反接制动时Tem与n的方向相反，电磁转矩Tem为制动性转矩，拖动系统减速，在减速过程中，而 Ea& 逐渐减小，Ia 和Tem 也随之变小，动态转矩仍小于0，系统继续减速，直至n=0 ，应立即将接触器触头KM1, KM2都断开，使脱开电源，系统制动停车过程结束。
在反接制动过程中，电枢电压反接，电枢电流反向，电功率Pem= Ea Ia & 0，表明功率被转换成电功率，从电源输入的功率和转换的电功率都消耗在电枢回路电阻（R + RF）上。
从图3.11可以看出，反接制动开始，的运行点从A 瞬间过渡到B点，然后沿特性曲线2转速下降，当到C点即&n=0时，立即断开电源，拖动系统制动停车过程结束。&从B点到C点，就是反接制动过程。
如果拖动的是反抗性恒转矩负载，当反接制动过程到达C点时，n=0，&Tem≠0，此时，若不立即断开电源，当-Tem的绝对值小于-TL 的绝对值时，，拖动系统将处于堵转状态；当-Tem的绝对值大于-TL 的绝对值时，拖动系统将就会反向启动，直到在D点稳定运行，这时-Tem=-TL。&反接制动适合于要求频繁正、反转的电力拖动系统，先用反接制动达到迅速停车，然后接着反向启动并进入反向稳态运行，反之亦然。若只要求准确停车的系统，反接制动不如能耗制动方便。如果拖动的是位能性负载,将在后面会提到的回馈制动状态 。功率平衡关系和制动电阻的计算；
同样反接制动的特性曲线的斜率也取决于制动电阻的大小为了保证制动电流不超过(2～8.5) 。制动电阻RF的求值；
&式中 ――电枢反接制动瞬间的电枢电流（），其大小与瞬间制动转矩有关。
在额定运行下制动，可以认为，代入进行计算。
（2）倒拉反接制动
&倒拉反接制
进入倒拉反转反接制动时，转速&n反向为负值，使反电势&Ea也反向为负值，电枢电流Ia是正值，所以电磁转矩也应为正值（保持原方向），与转速n方向相反，运行在制动状态。此运行状态是由于位能负载转矩拖动反转而形成的，所以称为倒拉反接制动。
在倒拉反转制动运行状态下，UN 、Ia 为正，电源输入功率P1=UN×Ia &0，而电磁功率Pem=EaIa &0，表明从电源输入的电功率和转换的电功率都消耗在电枢回路电阻（Ra+RF）上，其功率关系与电枢电压反向反接制动时相似。
在由提升重物转为下放重物时，将KM触头断开，电枢电路内串接较大电阻RF，这时转速不能突变，工作点从a点瞬间跳至对应的人为特性b点上，由于Tem&TL，减速，沿曲线下降至c点。在c点，n=0，此时仍有Tem&TL，在负载重物的作用下，被倒拉而反转起来，重物开始下放并稳定运行在d点。
显而易见，下放重物的稳定运行速度可以因串入电阻RF的大小而不同，制动电阻RF越大，下放速度越快。进入倒拉反接制动状态必须有位能负载反拖，同时电枢回路要串入较大的电阻。在此状态中，位能负载转矩是拖动转矩，而的电磁转矩是制动转矩，它抑制重物下放的速度，使之限制在安全范围之内，这种制动方式不能用于停车，只可以用于下放重物。
三、回馈制动（或称再生制动）
电动状态下运行的，在某种条件下会出现情况，此时，反向， 反向，由驱动变为制动。从能量方向看，处于发电状态――回馈制动状态。
Ea&U的条件：
（2）n不变，U减少。
（1）位能负载拖动
位能负载拖动
（2）他励改变电枢电压调速
在降低电压的降速过程中，当突然降低电枢电压，感应电动势还来不及变化时，就会发生的情况，亦即出现了回馈制动状态。
降压调速过程中的回馈制动
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