有關(guān)直流電機(jī)控制的方式，以及直流電機(jī)調(diào)速的三種方法，直流電流的兩種運行方式：電動運行和制動運行，直流電機(jī)的制動方式和方法等。
直流電機(jī)控制方式 直流電機(jī)調(diào)速三種方法
直流電機(jī)與交流電機(jī)一樣，也有兩種運行方式:電動運行和制動運行。
如果再以正、反轉(zhuǎn)來分的話，則分為正轉(zhuǎn)運行、正轉(zhuǎn)制動運行和反轉(zhuǎn)運行、反轉(zhuǎn)制動運行四種運行方式。
如果以坐標(biāo)形式來表示的話，則稱為電機(jī)的四象限運行坐標(biāo)，當(dāng)電機(jī)正向運行時，其機(jī)械特性是一條橫跨1、2、4象限的直線。
其中1象限為電動運行狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相同，第2、4象限為制動運行狀態(tài)，在此狀態(tài)內(nèi)是產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)向方向相反的阻力矩，以使拖動系統(tǒng)迅速停車或限制轉(zhuǎn)速的升高。
制動狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反，此時電機(jī)從軸上吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能消耗于電樞回路電路或回饋于電源。
第3象限為反向電動運行。
當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩TM與轉(zhuǎn)速n同方向，TM是拖動負(fù)載運動的，所以電機(jī)運行曲線處于1、3象限，1象限為電機(jī)正向運行，3象限為電機(jī)反向運行;當(dāng)TM與轉(zhuǎn)速n的方向相反時，表示電機(jī)機(jī)處于制動運行方式，其機(jī)械特性曲線在坐標(biāo)的2、4象限內(nèi)，2象限內(nèi)為電機(jī)正向制動，包含能耗制動過程(OA線段)、電源反接制動過程(-TMB線段)和正向回饋制動過程(-n0C)線段;處于第四象限時為電機(jī)反向制動，也包含能耗制動過程(OD線段)、倒拉反接制動過程(TME線段)和反向回饋過程(-n0F線段)。
直流電機(jī)調(diào)速有三種方法：
1)改變電區(qū)電壓U：由額定電壓向下調(diào)低，轉(zhuǎn)速也由額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)低，調(diào)速范圍大。
2)改變磁通量Φ(即改變ke)：改變激磁回路的電阻可改變Φ。由于激磁回路電感大，電氣時間常數(shù)大，調(diào)速快速性差，轉(zhuǎn)速只能由額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)高。
3)在電樞回路中串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻。轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，銅耗大，不經(jīng)濟(jì)。
直流電機(jī)的啟動、停止和制動控制：
直流電機(jī)從接入電源開始，電樞由靜止開始轉(zhuǎn)動到額定轉(zhuǎn)速的過程，稱為啟動過程。
要求啟動時間短、啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小。
啟動的要求是矛盾的，比如，用逐漸提升供電電壓實施軟起動，來降低起動電流，但啟動時間又會加長;加大啟動轉(zhuǎn)矩，又勢必增大的啟動電流等。
因而要根據(jù)實際應(yīng)用和配置情況，對啟動問題綜合考慮。
1)啟動方式:
a、直接啟動。只適用于小型直流電機(jī)。啟動方法是先給電機(jī)加勵磁，并調(diào)節(jié)勵磁電流達(dá)到最大，當(dāng)勵磁磁場建立后，再使電樞繞組直接加上額定電壓，電機(jī)開始啟動。在啟動過程中，電樞中最大沖擊電流，稱為啟動電流。直流啟動，因啟動電流大，電氣和機(jī)械沖擊大等缺點，應(yīng)用較少;
b、早期采用變阻器啟動，電動機(jī)在啟動時在電樞回路中串入變阻器，用接觸器觸點切換電阻只數(shù)，限制啟動電流。將啟動電流限制在2位額定電流以內(nèi)。后期采用晶閘管電子電力技術(shù)，用改變電樞電壓的方式實現(xiàn)了軟起動。
2)停止方式:
a、自由停車。直流電機(jī)的電源關(guān)斷后，電機(jī)按運轉(zhuǎn)慣性自由停車;
b、施加制動(剎車)措施，如機(jī)械抱閘剎車、能耗制動、反接制動等使其快速停車。
3)直流電機(jī)的制動方式和方法:
電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相反時，就稱為電動機(jī)處于制動狀態(tài)。
制動的目的:使電動機(jī)減速或停車、限制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高(如電車下坡)。
機(jī)械抱閘制動也是一種制動(剎車)方式，但不屬電機(jī)運行特性的范疇。屬于電機(jī)運行特性的制動方式和方法有以下四種，有時也統(tǒng)稱為電磁制動方式。
a、能耗制動。指運行中的直流電機(jī)突然斷開電樞電源，然后在電樞回路串。
入制動電阻，使電樞繞組的慣性能量消耗在電阻上，使電機(jī)快速制動。由于電壓和輸入功率都為0，所以制動平衡，線路簡單;
b、反接制動。為了實現(xiàn)快速停車，突然把正在運行的電動機(jī)的電樞電壓反接，并在電樞回路中串入電阻，稱為電源反接制動。制動期間電源仍輸入功率，負(fù)載釋放的動能和電磁功率均消耗在電阻上，適用于快速停轉(zhuǎn)并反轉(zhuǎn)的場合，對設(shè)備沖擊力大。
c、倒拉反轉(zhuǎn)反接制動適用于低速下放重物。制動時在電路串入一個大電阻，此時電樞電流變小，電磁轉(zhuǎn)矩變小。由于串入電阻很大，可以通過改變串入電阻值的大小來得到不同的下放速度。
反接制動時，切換極性相反的電源電壓，使電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流:反接制動時，從電源輸入的電功率和從軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成的電功率一起消耗在電樞回路制動電阻上。
d、回饋制動。電動狀態(tài)下運行的電動機(jī)，在某種條件下會出現(xiàn)由負(fù)載拖動電機(jī)運行的情況，此時出現(xiàn)nn0、EaU、Ia反向，電機(jī)由驅(qū)動變?yōu)橹苿印哪芰糠较蚩?，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)--回饋制動狀態(tài)。正向回饋:當(dāng)電機(jī)減速時，電機(jī)轉(zhuǎn)速從高到低所釋放的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，一部分消耗在電樞回路的電阻上，一部分返回電? 反向回饋:電機(jī)拖位能負(fù)載(如下放重物)時，可能會出現(xiàn)這種狀態(tài)。重物拖動電機(jī)超過給定速度運行，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。電磁功率反向，功率回饋電源。
在實際應(yīng)用中，很多情況下采用機(jī)械(抱閘)制動結(jié)合電磁制動的方法來進(jìn)行制動，即先通過電磁制動將電機(jī)轉(zhuǎn)速降到一個比較低的速度(接近零速)，然后再機(jī)械抱閘制動，這樣既避免了機(jī)械沖擊又有比較好的制動效果。
