他励直流电机的运行直流电动机的起动电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过 程他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场(即先通励磁电流)，而 后加电枢电压合闸瞬间的起动电流很大应尽可能的缩短启动时间，减少能量损耗以 及减少生产中的损耗起动电流大的原因：1、 起动开始时：n=O,Ea二Ce①n=0,2、 电枢电流：Ia=(U-Ea)/Ra二U/Ra Ra — 般很小这样大的起动电流会引起后果：1、 电机换向困难，产生严重的火花2、 过大转矩将损坏拖动系统的传动机构和电机电枢3、 供电线路产生很大的压降变频器整流回路的启动电阻 结论：因此必须采取适当的措施限制起动电流，除容量极小的电机外，绝 不允许直接起动起动方法：电枢串电阻启动——起动过程中有能量损耗，现在很少用，在实验室中用 降压启动——适用于电动机的直流电源是可调的，投资较大，但启动过程 中没有能量损耗直流启动器电枢串电阻起动：最初起动电流：1st =U/(Ra+Rst) 最初起动转矩：Tst二KT①Ist启动电阻：Rst=(UN/ 入i IN)—Ra为了在限定的电流1st下获得较大的起动转矩Tst,应该使磁通①尽可能 大些，因此起动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。
有了一定的转速n后，电势Ea不再为0,电流1st会逐步减小，转矩Tst 也会逐步减小为了在起动过程中始终保持足够大的起动转矩，一般将起动器设计为多 级，随着转速n的增大，串在电枢回路的起动电阻Rst逐级切除，进入稳 态后全部切除起动电阻Rst 一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流直流电动机启动降压起动：对于他励直流电动机，可以采用专门设备降低电枢回路的电压以减小起动 电流起动时电压Umin,起动电流1st：1st二 Umin/Ra< 入ilN启动过程中U随Ea 上升逐渐上升，直到U=UN串励电动机绝对不允许空载起动串电阻起动设备简单，投资小，但起动电阻上要消耗能量；电枢降压起动设备投资较大，但起动过程节能直流电动机的调速为提高产品质量和生产效率，工作机械的运行速不可能是单一的按 照工作机械的要求认为地调节拖动电动机的运行速度例如：车床切削工件时，精加工用高速，粗加工用低速改变传动机构的变比一一机械调速改变电动机参数——电气调速：直流和交流直流调速系统中大多数为他励直流电动机一、他励直流电动机人为机械特性电动机转速特性和机械特性的一般表达式：■aeeR + R0 — a d~理想空载转速：斜率：K K①2 eT固有机械特性和人为机械特性固有机械特性——U=U,①二①，R =0N N Q人为机械特性一一U或①不等于额定值，或者RQ不等于零。
他励直流电动机的三条人为机械特性：RQHO,电枢回路串电阻时的机械特性 UHUN，改变电枢电压时的机械特性 ①工①N,改变气隙磁通时的机械特性研究人为机械特性重点：理想空载转速和斜率的变化 电枢回路串电阻的机械特性：U R + Rn — N 0 — a d-理想空载转速：0 K①斜率：営①2对应于不同的 R 可以得到一簇斜率不同射线 均在固有机械特性之下理想空载转速： 斜率不变,电动机绝缘条件的限制，电枢电压不能高于额定电压，U
dn n — n —— 动态过程的每一瞬间描述一 dt设T - 0则 T - GD2 竺...T - c 竺l 375 dt dtU R + R Tn — a 年 TK①KeKT 2——静态描述U R + R dn— — a CK① K K①2 dt ——动态描述 e e T则系统的动态过程可由此坐标平面中的一条特定的轨迹唯一描述 在适当的比例尺下，T—n坐标平面可以转换为 T—n平面如果TLH0,则通过坐标变换将n轴平移到T=TL处，T—n坐标平面 仍可视为 n —n平面几个概念：相平面、相点、相轨迹_ U R + R TKeKT02 ――机械特性方程由来U二Ea+IaRa Ea二Ke①n T= KT①la结论：静态下的机械特性方程式同时也是对系统升降速动态过程中T与n 之间变化关系的数学描述二、他励直流电动机的调速方法U R + Ryn — a 分 IK① K① ae eU R + R 丁K① K K①2电枢回路串电阻调速：依据：调节电枢回路电阻Rc的大小时，电动机机械特性的斜率改变，与 负载机械特性的交点也会改变，达到调速目的调速过程分析：设系统稳定工作在A1点，电枢回路突然增加电阻Rc电动机的转速不能突变，A1—>B1,所在的特性曲线不同T
如Rc突然增大.n不变 Ea不变 Ia TIa T电枢串电阻调速特点：电流的变化：负载T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1st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T不变，平衡状态要求T不变，la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，成本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①减少，电动机机械特性n点和斜率增大 负载不变时，交点也下移，速度也随之改变 0A、A、A、A处负载转矩T相同，电机输出转矩相同，但注意这些点的1 2 3 4 Z电流不同三、合理选择调速方式的基本依据 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达到的最高转速与不超过工作机械允许 的最大静差率所能达到的最低转速之比。
n—maxnmin静差率:（转速变化率）用以表征相对稳定性显然An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，则 s 越小；1、3曲线比较：机械特性硬度相同，但s并不一定相同；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，则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，n •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 min 调速范围D和静差率s的关系D - n •SAn (1—S )N maxAnn — n(1— S )min S max(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T 二 K ① ITaT 0 T 2兀 n TnP =( = )=1000 1000 60 9550串电阻和降电压调速T =K①I =T =常数允许 T N NTnP — 允许 =Cn允许 9550 从高速到低速进行调速时，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①是变化的,但转速U - I R 1n = ―n n_ - ke ①T = K OI = K I "n - 'A Ra 1 = C 1 允许 T N T N ke n nT n 1 U -I R允许 9550 9550 T N N ke NK , U -I RK I —N N―a=tn ke = pN=亠C1 =常数 9550 nC吊数=——9550 9550恒功率调速方式从低速到高速进行调速时，允许输出的功率是常数，允许输出转矩的 反比于转速 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： N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二n/n-1 iiK=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：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方向相同，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、W象限二、能耗制动能耗制动过程：将闸刀合向下方，制动开始开始时由于惯性，n不变一Ea不变，由于电枢电压等于0,电枢电流 Ia=0-Ea/ (Ra+R)，与电动机运行时符号相反，由于①不变，所以T亦反 向，则T与n相反 制动状态制动过程中，对电机靠相同动能发电，将转动部分的动能转换成电能，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。