下降过程中随n的下降T逐渐增大,dn/dt减小,向新的平衡状态移动
A2,T增大到了TL，系统恢复平衡状态，n=n2
电机机电过程分析
某环节上出现外部因素的干扰，平衡被破坏，经系统内部调节过程，到达新的平衡。
如Rc突然增大.
n不变"Ea不变"Iai"Ti"ni"Eai"Ia*"T*
电枢串电阻调速特点：
电流的变化：
负载TL不变，平衡状态要求T不变，Ia不变——平衡时电枢电流由负载决定
〔起动时Ist由电压和电阻决定〕
优点：
设备简单、操作简单。
缺点：
只能降速，低转速时变化率较大，电枢电流较大时，不易连续调速，有损耗。
调压调速：
降低电枢电压时，电动机机械特性平行下移。
负载不变时，交点也下移，速度也随之改变。
过程：
电流的变化：
负载TL不变，平衡状态要求T不变，Ia不变——平衡时电枢电流由负载决定〔起动时Ist由电压和电阻决定
优点：
调速后，转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。
缺点：
只能下调，且专门设备，本钱大。
〔可控硅调压调速系统〕
改变励磁电流调速
减少励磁电流时，磁通Φ减少，电动机机械特性n0点和斜率增大。
负载不变时，交点也下移，速度也随之改变。
A1、A2、A3、A4处负载转矩TZ一样，电机输出转矩一样，但注意这些点的电流不同。
三、合理选择调速方式的根本依据
调速范围能否满足要求
电动机的负载能力是否得到合理利用
调速的平滑性
原始投资和运行费用的合理支配
〔一〕调速范围
定义：
额定负载转矩下电动机允许到达的最高转速与不超过工作机械允许的最大静差率所能到达的最低转速之比。
显然△n愈小，s愈小，表征相对稳定性越好
1、2曲线比较：
机械特性越硬，那么s越小；
1、3曲线比较：
机械特性硬度一样，但s并不一定一样；n0越大，s越小，即高速特性的相对稳定性优于低速特性。
生产机械调速时，为保证一定的稳定性，通常要求静差率s小于某一允许值
如果低速特性的静差率s满足要求，那么高转速特性一定也满足要求
S和D是互相联系的两项指标，nmin取决于低速特性的静差率s，因此D也受低速特性的静差率s的限制
调速范围D和静差率s的关系
〔二〕电动机负载能力的合理利用
电动机的负载能力：
即电动机的允许输出，指在调速过程中，保持电枢电流Ia=IN时电动机轴上输出转矩和输出功率的大小，即调速运行中电动机的长期最大输出转矩和输出功率。
他励直流电动机
串电阻和降电压调速
从高速到低速进展调速时，允许输出的转矩是常数，允许输出的功率正比于转速——恒转矩调速方式
弱磁调速
从低速到高速进展调速时，允许输出的功率是常数，允许输出转矩的反比于转速——恒功率调速方式
由于工作机械的负载特性亦具有恒转矩和横功率两种类型，为保证电动机的负载能力得到充分利用，必须按照负载性质来选择调速方式及电动电机。
具体做法：
具有恒转矩型的工作机械选用恒转矩性质的调速方式，且电动机的额定转矩TN应等于或略大于恒值负载转矩
具有恒功率型的工作机械选用恒功率性质的调速方式，且电动机的额定功率应等于或略大于恒值负载功率
〔三〕调速的平滑性
定义：
相邻两级转速之比:
k=ni/ni-1
K=1表示速度连续可调——高性能调速要求之一
改变电枢电压和弱磁调速可以实现无级调速
串电阻调速不能实现无级调速
原始投资和运行费用：
原始投资：
设备费用
运行费用：
运行中电能的消耗和维护费用
电枢串电阻调速：
降电压与弱磁调速：
4.3直流电动机的电动与制动运行
在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者限制势能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。
实现制动既可以采用机械的方法，也可以采用电气的方法。
我们重点来看一下电气制动方法：
能耗制动
反接制动
回馈制动
一、电动机的四象限运行
电动机状态：
n与T方向一样，电能转化为机械能，机械特性位于Ⅰ、Ⅲ象限
制动状态：
n与T方向相反，机械能转化为电能，〔回馈电网或热能损耗〕机械特性位于Ⅱ、Ⅳ象限
二、能耗制动
能耗制动过程：
将闸刀合向下方，制动开场
开场时由于惯性，n不变→Ea不变，由于电枢电压等于0，电枢电流Ia=0-Ea/〔Ra+RΩ〕，与电动机运行时符号相反，由于Ф不变，所以T亦反向，那么T与n相反——制动状态
制动过程中，对电机靠一样动能发电，将转动局部的动能转换成电能，消耗在电阻和电枢回路的电阻上，所以称为能耗制动。
能耗制动的特点：
电枢端电压〔外加电压〕为0
电势平衡方程：
Ea=Ia〔Ra+RΩ〕
功率平衡EaIa=IaIa〔Ra+RΩ〕
制动过程中一样动能转化为电能，消耗在Ra+RΩ上
制动电阻RΩ用以限制制动瞬间的电枢电流
能耗制动的机械特性
电动机的机械特性方程式为：
由于
是一条过原点的直线，如图
在由运行点到停转的制动过程中，转速并非稳定在某一数值，而是一直在变化中，因此称为能耗制动过程。
能耗制动的应用
缩短降速时间
下方重物〔获得一个稳定的下方速度〕
结果分析：
这种方法所串入的电阻越小，耗制动开场瞬间的制动转矩和电枢电流就越大，而电流太大，会造成换向上的困难，因此能耗制动过程中电枢电流有个上限，即电动机允许的最大电流。
由可以计算出能耗制动过程电枢回路中串入制动电阻的最小值：
这种制动方法在转速较高时制动作用较大，随着转速下降，制动作用也随之减小，在低速时可配合使用机械制动装置，使系统迅速停转。
〔三〕反接制动
反接制动过程分析：
如下列图，
电压反接制动是将正在正向运行的他励直流电动机电枢回路的电压突然反接，电枢电流也将反向，主磁通不变，那么电磁转矩反向，产生制动转矩。
机械特性分析：
反接前：
反接后：
所以：
因此反接后电流的数值将非常大，为了限制电枢电流，所以反接时必须在电枢回路串入一个足够大的限流电阻。
电压反接制动时，
，电枢回路的电阻为：
，电动机的机械特性方程式为：
其对应的曲线为过-n0点，斜率为
的直线，如图
反接制动反向起动过程：
如果C点电动机的转矩大于负载转矩，当转速到达零时，应迅速将电源开关从电网上拉开，否那么电动机将反向起动，最后稳定在D点运行，如下列图。
电压反接制动在整个制动过程中均具有较大的制动转矩，因此制动速度快，在可逆拖动系统，常常采用这种方法。
电源反接的反接制动特点
Ua=-UN
Ia<0
T<0
制动电阻的选取原那么：
太大：
制动转矩小
太小；制动电流大
电势平衡
功率平衡
电机由轴上吸收机械能〔动能〕，并转换为电功率，从电源吸收电功率，全部付出在电枢中的铜耗中。
倒拉反转制动
他励直流电动机拖动位能性恒转矩负载运行，电枢回路串入电阻，将引起转速下降，串的电阻越大，转速下降越多。
如果电阻大到一定程度，将使电动机的机械特性和负载的机械特性的交点出现在第象限，如下列图，这时电动机接线未变，转速反向。
而是一种制动运行状态，称为倒拉反转制动运行。
倒拉反转制动运行常用于起重设备低速下放重物的场合。
在这种运行方式中，电动机的电磁转矩起了制动作用，限制了重物下降的速度。
改变的大小，即可改变机械特性的交点，使重物以不同的稳定速度下降。
反接制动特点
Ua=UN
N<0
Ia>0
T>0
电势平衡
功率平衡
电机由轴上吸收机械能〔动能〕，并转换为电功率，从电源吸收电功率，全部付出在电枢中的铜耗中。
（四〕回馈制动：
他励直流电动机运行中如果出现实际的转速n高于理想空载转速n0，电机即进入回馈制动状态（发电机状态〕
电力拖动系统中，回馈制动的产生
（1）
突然降低电枢电压
A点运行，突然将电压
BC段
电流方向
转矩方向
转速方向
CD段
（2）突然增加磁通
A点运行，突然增加磁通
BC段
电流方向
转矩方向
转速方向
CD段
磁通的突变
以上两种情况回馈制动的特点
n>n0，Ea>Ua,电流方向改变
电势平衡关系
功率平衡关系
电机由轴上吸收机械能〔动能〕，并转换为电功率，局部付出在电枢中的铜耗后，剩余局部全部回馈电网，回馈制动由此得名。
（3）电枢电源反接，带位能负载
A点运行，位能负载，电枢电源反接
BC段
反接制动
CD段
DE段
电流方向
转矩方向
转速方向
电枢电源反接，带位能负载的能耗制动的特点
n>n0，Ea>Ua,电流方向没有改变〔转速方向〕
电势平衡关系
功率平衡关系
电机由轴上吸收机械能〔动能〕，并转换为电功率，局部付出在电枢中的铜耗后，剩余局部全部回馈电网，回馈制动由此得名。
应用：
下放重物〔速度大于n0〕〔电枢电阻越大，速度越高〕
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