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1、 直流电机的励磁方式直流电机的励磁方式直流电动机按励磁方式（即获得磁通的方式）可分为M他励式他励式M并励式并励式M串励式串励式M复励式复励式永磁式永磁式M1.7 直流电动机运行原理直流电动机运行原理1.7.1 他励直流电动机稳态运行的基本方程式各物理量正方向按发动机惯例EanTLTIaIfUf电动机惯例UU=Ea+IaRaEa=CenT=CtIa稳定运行时：T=T2+T0=TLIf=Uf/Rf ,=f(If ,Ia)1.7.2 他励直流电动机的功率关系他励直流电动机的功率关系U Ia=Ea Ia+I2aRaP1=PM+pCuaPM=P2+p0T=T2+T0EanTLTIaIfUf电动机惯例U1
2、.7.2 他励直流电动机的功率关系他励直流电动机的功率关系综合功率关系：P1=PM+pCua=P2+pCua+pm+pFe他励直流发电机的功率流程：p0=pm+pFepCua=Ia2RaP1=UIaPM=EaIa=T P2=T2 总损耗：p=pm+pFe+pCua+ps电动机效率：1.7.3 直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性1.转速特性当U=UN，If=IfN时，n=f(Ia)的关系。U=Ea+IaRa UN=EaN+IaRaEaN=CeNn=UN IaRa当UN，IaN，nN时的励磁电流当Ia，n。但Ra较小，n很小。nIan1.7.3 直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性2.转
3、矩特性当U=UN，If=IfN时，T=f(Ia)的关系。nIanT,T 电磁转矩T与电枢电流Ia成正比。如果考虑电枢反应有去磁效应，随着Ia的增大，T要略微减小。1.7.3 直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性3.效率特性当U=UN，If=IfN时，=f(Ia)的关系。nIanT,Tp中，p0=pFe+pm不随Ia变化，电枢回路总铜耗pCua随Ia2成正比。=f(Ia)曲线如图所示。，直流电动机效率约为0.750.94，容量大的效率更高。1.8 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.8.1 机械特性的一般表达式电动机转速n与电磁转矩T的关系为电动机的机械特性，电动机的机械特性
4、是分析电动机起动、调速、制动的重要工具。EanTLTIaIfUfUR电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流If，并在电枢回路中串R，电磁转矩与转速之间的关系，即 n=f(T)。1.8.1 机械特性的一般表达式机械特性的一般表达式机械特性机械特性 n=f(T)的推导将T=CtNIa，代入转矩特性，考虑到电枢串电阻R可得：为理想空载转速为机械特性的斜率1.8.2 固有机械特性固有机械特性当U=UN，=N，R=0时的机械特性0nTn0nNIN特点：1）n=f(T)为下斜直线，T，n；2）当T=0时，n0=UN/CeN为理想空载转速，此时，Ia=0，E=UN；1.8.2 固有机械特性固有机械特性特点：
5、3）Ra小，斜率 很小，硬特性；（大的特性称为软特性）4）nN=n0-nN=TN 额定转速差。nN约0.95n0，nN约0.05n0；5）n=0，电机启动，Ia=UN/Ra=IS，T=CtNIS，很大，约20倍的额定值。会烧坏换向器。6）TTS，n0。在第象限。7）Tn0。在第象限，发电机状态。1.8.2 固有机械特性固有机械特性他励直流电动机固有机械特性是一条斜直线，跨越三个象限，特性较硬。机械特性只表征电动机电磁转矩和转速之间的函数关系，是电动机本身的能力，至于电动机具体运行状态，还要看拖动什么样的负载。固有机械特性是电动机最重要的特性，在此基础上，很容易得到电动机的人为机械特性。1.8.
6、3 人为机械特性人为机械特性1.电枢回路串电阻的人为机械特性UN，N不变，电枢回路串R后，机械特性。n0Tn0RaR1R2Ra+R1Ra+R2固有人为特点：n0不变，Rad增大，n增大，特性变软。若T为常数，n（Ra+R）1.8.3 人为机械特性人为机械特性2.改变电枢电压的人为机械特性N，Ra不变，改变U时，机械特性。nn0T0UNn01-n0U1U=0U=-UN特点：1）T一定时，n不变，斜率不变，各条特性互相平行；2）n0与U成正比。1.8.3 人为机械特性人为机械特性3.减小气隙磁通量的人为机械特性UN，Ra不变，减小时的机械特性n0T0N1n11Nn特点：n0将增高，n也要变大，机械
7、特性变软。1.8.4 根据铭牌数据估算机械特性根据铭牌数据估算机械特性他励直流电动机的固有机械特性是一条斜直线，由(n0，0)和(nN，TN)，定固有机械特性。铭牌数据有：PN，UN，IN，nN，IfN1)估算EaN：EaN=(0.930.97)UN，一般取0.95；2)实则Ra：要用降压法测。1.8.4 根据铭牌数据估算机械特性根据铭牌数据估算机械特性额定转矩按下式计算：由铭牌数据求电动机的固有机械特性的步骤：1）估算EaN或实则Ra；2）计算CeN；3）求n0；4）计算TN。1.9 串励和复励直流电动机串励和复励直流电动机1.9.1 串励直流电动机的机械特性EanTTLIaM+U -RRfRa电机转速：电磁转矩：T=CtIa=Ct Ia2 (Ct=CtKf )Ra=Ra+R+Rf，Ce=CeKf1.9.1 串励直流电动机的机械特性串励直流电动机的机械特性特点：1）非线性软特性；2）理想T=0，n0=。不允许空载运行；3）T与Ia的平方成正比。启动转矩大，过载倍数强。n0T0他励n串励串励1.9.2 并励直流电动机的机械特性并励直流电动机的机械特性积复励直流电动机机械特性介于他励与串励直流电动机特性之间，它具有串励直流电动机的启动转矩大，过载倍数大的优点，而没有空载转速很高的缺点。用途广，电车拖动等。EaIaUIfI串励绕组并励绕组M0n0T他励并励串励
