专题四十四 直流电动机的制动（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题四十四 直流电动机的制动（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.能准确识别能耗制动、反接制动、回馈制动的核心特征，可通过关键信息区分三种制动方式，不混淆概念。

2.能结合“能量转化方向”和“制动转矩产生原理”，用简洁语言解释三种制动方式的工作过程，明确能耗制动、反接制动、回馈制动的本质差异。

3.根据实际需求，正确匹配对应的制动方式，并说明选择理由。

4.掌握反接制动和能耗制动的关键控制要点，了解不当操作可能导致的后果。

二、知识点梳理

一、能耗制动

图7-46所示为并励电动机能耗制动电路图。一台并励电动机切断电源后,把电枢两端接到一只适宜的电阻Rz上,把开关S从位置1转到位置2上,电动机就能迅速停车。

它的原理是,欲使电动机迅速制动时,保持励磁绕组的电源接通,断开正在运行的直流电动机的电枢电源。同时在电枢两端接入电阻Rz，由于电动机转子的惯性,电枢仍在旋转,电枢绕组此时作发电机运行,绕组中产生

感应电动势,通过电阻Rz而闭合,并产生感应电流,其方向与原来电流方向相反,在磁场中受到的电磁力方向也随电流方向的改变而改变,成为制动转矩,将系统的动能变为电能消耗在电阻Rz上,所以称为能耗制动。

这种制动方法,缺点是电动机停车不够迅速,优点是减速平稳,没有大的冲击。

二、反接制动

反接制动就是将电源电压反接到电枢绕组或励磁绕组上,让正在转动的电动机反转,以加速电枢停转过程。反接制动电路图如图7-47所示。

但必须注意的是:

(1)电枢绕组反接时,一定要给电枢串联外加电阻,以降低电枢内的电流。因为在切断电枢电源的短时间内,电枢中的感应电动势很大,方向与反接后的电压方向相同,大小几乎等于2倍的端电压。若不外接电阻,将有很大的电流通过电枢,换向器和电刷间产生强烈火花,以致造成损坏。

(2)当电动机转速降低近于零时,要迅速切断电源,以免电动机反转。

反接制动法,适用于要求强烈制动或要求迅速反转的场合。缺点是制动时机械冲击较大,消耗能量较多。

三、回馈制动

并励电动机在运行时,由于某种客观原因,使实际转速n超过其空载转速n0,电枢中的反电动势Ea大于电源电压U,这时候,电动机变成了发电机,电枢中电流方向发生改变,由原来的与电压相同变为与电压相反,电流流向电网,向电网回馈电能,电磁转矩变为制动转矩,因此称为回馈制动或反馈制动。例如,电动机拖动电车下坡,当车速很高时,电车带动电动机转而发电,使车速稳定在n>n0运行。回馈制动的实质是将直流电动机从电动机状态转变为发电机状态运行,以限制转速不致过高的制动方法。

三、真题练讲

1.（2021年河北省统一考试）反接制动时，制动电阻的作用是（ ）

A. 增大制动转矩

B. 限制电枢电流

C. 防止电机反转

D. 增强制动平稳性

答案：B

解析：反接制动时电枢电压与反电动势叠加，电流易过大，制动电阻的核心作用是限制电枢电流，保护绕组；A错误，电阻会减小转矩；C错误，防止反转需断电；D错误，电阻不影响平稳性，故不符合。

2.（2023年山东省统一考试）下列关于能耗制动的说法，正确的是（ ）

A. 制动转矩随转速降低而增大

B. 制动转矩随转速降低而减小

C. 制动转矩不随转速变化

D. 制动转矩与转速无关

答案：B

解析：能耗制动的电枢电流由感应电动势产生，转速降低时感应电动势减小，电流减小，制动转矩随之减小；A、C、D均不符合转矩与转速的变化关系，故错误。

3.（2024年河北省统一考试）下列制动方式中，在制动过程中电机转速始终降低的是（ ）

A. 能耗制动

B. 回馈制动

C. 反接制动

D. 以上都是

答案：A

解析：能耗制动时，制动转矩始终阻碍旋转，转速从额定值逐渐降至0，全程降低；B中转速需先升高至超过同步转速（如重物下放），并非始终降低；C中转速降至0后可能反向升高，故B、C错误。

4.（2021年河北省统一考试）回馈制动时，若要增大回馈的电能，可采取的措施是（ ）

A. 减小电机转速

B. 增大电机转速（仍高于同步转速）

C. 增大制动电阻

D. 减小励磁电流

答案：B

解析：转速越高（且n＞n₀），感应电动势越大，电枢电流越大，回馈的电能越多；A会减小电动势，减少回馈电能；C不影响回馈电能（回馈制动通常无需制动电阻）；D会减小磁场，减小电流，减少回馈电能，故A、C、D错误。

5.（2023年河南省统一考试）反接制动时，若电机额定转速为1500r/min，同步转速为1500r/min，制动过程中电机转速的变化趋势是（ ）

A. 从1500r/min逐渐升高

B. 从1500r/min逐渐降至0

C. 先升高后降低

D. 保持1500r/min不变