直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。錄音機(jī)和錄像機(jī)中的電動機(jī)必須既能正轉(zhuǎn)，也能反轉(zhuǎn)。直流電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)是很容易的。由前面可知，改變電樞繞組電流方向，或者改變定子磁場的方向，都可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。但對于永磁式直流電動機(jī)來說，則只能通過改變電流方向來實(shí)現(xiàn)改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。
　　上圖是直流電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制原理電路。圖中，RP1, RP2是可調(diào)電阻器。改變RPl的阻值可以改變勵磁繞組的電流，起到調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)、弱的目的；改變RP2的阻值，可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖中的雙刀雙擲開關(guān)S是用來改變電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的控制開關(guān)。當(dāng)將開關(guān)S撥向“1”時，電流從a電刷流入，從b電刷流出；當(dāng)將開關(guān)S撥向+2 時，電流從b電刷流入，從a電刷流出。可見，改變開關(guān)S的狀態(tài)，就能改變電樞繞組的電流方向，從而實(shí)現(xiàn)改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。
　　他勵直流電動機(jī)的制動
　　根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩Tem和轉(zhuǎn)速n方向之間的關(guān)系，可以把電機(jī)分為兩種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)Tem與n方向相同時，稱為電動運(yùn)行狀態(tài)，簡稱電動狀態(tài)；當(dāng)Tem與n方向相反時，稱為制動運(yùn)行狀態(tài)，簡稱制動狀態(tài)。電動狀態(tài)時，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；制動狀態(tài)時，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。
　　在電力拖動系統(tǒng)中，電動機(jī)經(jīng)常需要工作在制動狀態(tài)。例如，許多生產(chǎn)機(jī)械工作時，往往需要快速停車或者有高速運(yùn)行迅速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行，這就要求電動機(jī)進(jìn)行制動。因此，電動機(jī)的制動運(yùn)行也是十分重要的。
　　他勵直流電動機(jī)的制動有能耗制動、反接制動和回饋制動三種方式，下面分別加以介紹。
　　1．能耗制動
　　圖1—46是能耗制動的接線圖。開關(guān)S接電源側(cè)為電動狀態(tài)運(yùn)行，此時電樞電流Ia、電樞電動式Ea、轉(zhuǎn)速n及驅(qū)動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem的方向如圖所示。當(dāng)需要制動時，將開關(guān)S投向制動電阻RB上，電動機(jī)便進(jìn)入能耗制動狀態(tài)。
　　初始制動時，因?yàn)榇磐ū３植蛔儭㈦姌写嬖趹T性，其轉(zhuǎn)速n不能馬上降為零，而是保持原來的方向旋轉(zhuǎn)，于是n和Ea的方向均不改變。但是，由Ea在閉合的回路內(nèi)產(chǎn)生的電樞電流IaB卻與電動狀態(tài)時電樞電流Ia的方向相反，由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩TemB也與電動狀態(tài)時Tem的方向相反，變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，于是電機(jī)處于制動運(yùn)行。制動運(yùn)行時，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械慣性力的拖動而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲存的動能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在電阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動為止，所以這種制動方式稱為能耗制動。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1—66）
　　或，與電動狀態(tài)下電樞串電阻R_B時的人為特性的斜率相同，如圖1—4中直線BC所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　即
　　應(yīng)串入的制動電阻值為
　　　　　　　　　　　　　　　　　（1—69）
　　反向的電樞電流IaB產(chǎn)生很大的反向電磁轉(zhuǎn)矩TemB，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動作用，這就是電壓反接制動。
　　電動狀態(tài)時，電樞電流的大小由UN與Ea之差決定，而反接制動時，電樞電流的大小由UN與Ea之和決定，因此反接制動時電樞電流是非常大的。為了限制過大的電樞電流，反接制動時必須在電樞回路中串接制動電阻RB。RB的大小應(yīng)反接制動時電樞電流不超過電動機(jī)的最大允許值Imax=(2~2.5)IN,因此應(yīng)串入的制動電阻值為
　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　（1—71）
　　　　　　　　　　　 的直線，如圖1—49中線段BC所示。
　　電壓反接制動時電機(jī)工作點(diǎn)的變化情況可用圖1—48說明如下：設(shè)電動機(jī)原來工作在固有特性上的A點(diǎn)，反接制動時，由于轉(zhuǎn)速不突變，工作點(diǎn)沿水平方向躍變到反接制動特性上的B點(diǎn)，之后在制動轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)速開始下降，工作點(diǎn)沿BC方向移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)C點(diǎn)時，制動過程結(jié)束。在C點(diǎn)，n=0,但制動的電磁轉(zhuǎn)矩TemB=TC≠0，如果負(fù)載是反抗性負(fù)載，且時，這時在反向轉(zhuǎn)矩作用下，電動機(jī)將反向起動，并沿特性曲線加速到D點(diǎn)，進(jìn)入反向電動狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)制動的目的就是為了停車時，那么在電機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時，必須立即斷開電源。
　　反接制動過程中（圖1—49中BC段），U、Ia、Tem均為負(fù)，而n、Ea為正。輸入功率P1= U Ia>0，表明電機(jī)從電源輸入電功率；輸出功率
　　　　　　　　　圖1—48 電壓反接制動接線圖 　圖1—49 電壓反接制動時的機(jī)械特性
　　（2）倒拉反轉(zhuǎn)反接制動
　　倒拉反轉(zhuǎn)反接制動只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。現(xiàn)以起重機(jī)下放重物為例來說明。
　　圖1—50（a）所示為正向電動狀態(tài)（提升重物）時電動機(jī)的各物理量方向，此時電動機(jī)工作在固有特性[圖1—50（c）]上的A點(diǎn)。如果在電樞回路中串入一個較大的電阻RB，便可實(shí)現(xiàn)倒拉反轉(zhuǎn)反接制動。串入RB將得到一條斜率較大的人為特性，如圖1—50（c）中的直線n0D所示，制動過程如下：串電阻瞬間，因轉(zhuǎn)速不能突變，所以工作點(diǎn)由固有特性上的A點(diǎn)沿水平跳躍到人為特性上的B點(diǎn)，此時電磁轉(zhuǎn)矩TB小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，于是電機(jī)開始減速，工作點(diǎn)沿人為特性由B點(diǎn)向C點(diǎn)變化，到達(dá)C點(diǎn)時，n=0,電磁轉(zhuǎn)矩為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TK，因TK仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，所以在重物的重力作用下電機(jī)將反向旋轉(zhuǎn)，即下放重物。因?yàn)閯畲挪蛔儯訣a隨n的方向而改變方向，由圖1—50（b）所示可以看出Ia的方向不變，故Tem的方向也不變。這樣，電機(jī)反轉(zhuǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，電機(jī)處于制動狀態(tài)，如圖1—50（c）中的CD段所示。隨著電機(jī)反向轉(zhuǎn)速的增加，Ea增大，電樞電流Ia和制動的電磁轉(zhuǎn)矩Tem也相應(yīng)增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)D點(diǎn)時，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，電機(jī)便以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速勻速下放重物。若電機(jī)串入RB越大，最后穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速越高，下放重物的速度也越快。

電樞回路串入較大的電阻后，電機(jī)能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)制動運(yùn)行，主要是位能負(fù)載的倒拉作用，又因?yàn)榇藭r的Ea與U也順向串聯(lián)，共同產(chǎn)生電樞電流，這一點(diǎn)與電壓反接制動相似，因此把這種制動稱為倒拉反轉(zhuǎn)反接制動。
倒拉反轉(zhuǎn)反接制動時的機(jī)械特性方程式就是電動狀態(tài)時電樞串聯(lián)電阻的人為特性方程式，只不過此
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—51 回饋制動機(jī)械特性
　　在圖1—52中，A點(diǎn)時電動狀態(tài)運(yùn)行工作點(diǎn)，對應(yīng)電壓為U1，轉(zhuǎn)速為nA。當(dāng)進(jìn)行降壓（U1降為U2）調(diào)速時，因轉(zhuǎn)速不突變，工作點(diǎn)由A點(diǎn)平移到B點(diǎn)，此后工作點(diǎn)在降壓人為特性的Bn02段上變化過程即為回饋制動過程，它起到了加快電機(jī)的減速作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速到n02時，制動過程結(jié)束。從n02降到C點(diǎn)轉(zhuǎn)速nc為電動狀態(tài)減速過程。
　　在圖1—53中，磁通由 時，工作點(diǎn)的變化情況與圖1—52相同，其工作點(diǎn)在Bn02段上變化時也為回饋制動過程。

　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—46 能耗制動接線圖
　　能耗制動的機(jī)械特性，就是在U=0、φ=φ_N、R=R_a+R_B條件下的一條人為機(jī)械特性，即
　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　（1—67）
　　可見，能耗制動時的機(jī)械性是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，其理想空載轉(zhuǎn)速為零，特性的斜率
　　　　　　　　　　　　　　　　圖1—47 能耗制動時的機(jī)械特性
　　能耗制動時，電機(jī)工作點(diǎn)的變化情況可用機(jī)械特性曲線說明。設(shè)制動前工作點(diǎn)在固有特性曲線A點(diǎn)處，其n>0，Tem>0，Tem為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。開始制動時，因n不突變，工作點(diǎn)將沿水平方向躍變到能耗制動特性曲線上的B點(diǎn)。在B點(diǎn)，n>0，Tem<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，于是電動機(jī)開始減速，工作點(diǎn)沿BO方向移動。
　　若電動機(jī)拖動反抗性負(fù)載，則工作點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)時，n=0，Tem=0，電機(jī)便停轉(zhuǎn)。
　　若電機(jī)拖動位能性負(fù)載，則工作點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)時，雖然n=0，Tem=0，但在位能負(fù)載的作用下，電機(jī)反轉(zhuǎn)并加速，工作點(diǎn)將沿曲線OC方向移動。此時Ea的方向隨n的反向而反向，即n和Ea的方向均與電動狀態(tài)時相反，而Ea產(chǎn)生的Ia方向卻與電動狀態(tài)時相同，隨之Tem的方向也與電動狀態(tài)時相同，即n