直流电动机的机械特性

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1、直流电动机的机械特性直流电动机按励磁方式不同可分为他励、并励、串励和复励四种。下面一常用的他励和并励电动机为例 介绍其机械特性、起动、反转和调速，他励和并励电动机只是连接方式上的不同，两者的特性是一样的。直流电机的接线图图是他励和并励直流电动机的接线原理图。他励电动机的励磁绕组与电枢是分离的，分别由励磁电源电 压Uf和电枢电源电压U两个直流供电；而在并励电动机中两者是并联的，由同一电压U供电。并励电动机的励磁绕组与电枢并联，其电压与电流间的关系为：U=E+Rala即：Ia=（ Ra为电枢电压）If=I=Ia+IfIa当电源电压U和励磁电路的电阻Rf （包括励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）保持不变

2、时，励磁电流If以及由它所产生的磁通也保持不变，即=常数。则电动机的转距也就和电枢电流成正比，T= KTIa= KIa这是并励电动机的特点。当电动机的电磁转距T必须与机械负载转距T2及空载损耗转距T0相平衡时，电动机将等速转动；当轴 上的机械负载发生变化时，将引起电动机的转速、电流及电磁转距等发生变化。，称为：n=Tn0 式中并励电动机的起动与反转并励电动机在稳定运行时，其电枢电流位：la，因电枢电阻Ra很小，所以电动机在正常运行时，电源电压U与反电动势E近似相等。在起动时，n= 0，所以E kEOn 0。这时电枢电流及起动电流为last= ，由于Ra很小，因此起动 电流Ias可达额定电流IN

3、的1020倍，这时不允许的。同时并励电动机的转距正比于电枢电流la,这 么大的起动电流引起极大的起动转距，会对生产机械的传动机构产生冲击和破坏。限制起动电流的方法就是在起动时的电枢电路中串接起动电阻Rst,见图。这时起动电枢中的起动电流 的初始值为：Iast=则起动电阻为：Rst=-Ra一般：Iast= （1.52.5） IN起动时,可将起动电阻 Rst 放在最大值处,待起动后,随着电动机转速的上升,再把它逐段切除。注意：直流电动机在起动或工作时,励磁电路一定要保持接通,不能断开（满励磁起动）。普则,由于磁路中只有很小的剩磁,就有可能发生以下：要改变电动机的转动方向，就必须改变电磁转距T的方向

4、，可通过改变磁通（励磁电流）或电枢电 流Ia的方向实现。并励电动机的调速电动机的调速就是在同一负载下获得不同的转速，以满足不同的要求。由转速公式：n=可知常用的调速方式有调磁调速和调压调速两种。9.5.1改变磁通（调磁调速）当保持电源电压U为额定值不变时，调节励磁电路的电阻，改变励磁电流f而改变磁通。由式n= -T可见，当磁通减小时，nO升高了，转速降也增大了；但与2成正比，所以磁通愈小，机械特性曲线也愈陡，但仍有一定的硬度。见图改变时的机械特性曲线由于电动机一般是在额定状态下运行的，它的磁路已接近于饱和，所以在一定负载下，通常是减小磁通 调速（VN），转速上调（nnN）。调磁调速是恒功率调速

5、，即转速升高后，输出转距必须减小，否则电枢电流 Ia 会超过原来的额定电流 使电动机发热烧坏。调磁调速的优点：1. 调速平滑，可得到无级调速；2. 调速经济，控制方便；3. 机械特性较硬，稳定性较好。对专门生产的调磁调速的电动机，其调速幅度可达到34倍。改变电压U （调压调速）当保持他励直流电动机的励磁电流If为额定值时，降低电枢电压U,使转速n降低。由式n=T可见，在一定负载下，U愈低，转速n愈小，但机械特性的硬度不变,见图1S一般电动机都处在额定状态下运行，再进行调压调速时，为保证电动机的绝缘，一般是将电动机 的电压下调UVU N,而转速也下调nVnN。调压调速是在额定电流下调速，是恒转距

6、调速。调压调速的优点：1. 机械特性较硬，电压降低后硬度不变，稳定性较好。2调速幅度较大，其调速幅度可达到610倍。3. 可均匀调节电枢电压，得到平滑的无级调速。但是需要专用的电压调节设备，投资费用较高。机械特性曲 线在电源电压U和励磁电路的电阻Rf为常数的条件下，电动机的转速n与转距T之间的关系n=f (T)曲线。返冋参数事故调速过稈1 nO=U/(K d)是T-0时转速，实际上是不存在的，E因为即使轴上未加机械负载，还有空载损耗转距，电动 机的转距也不会为零。所以将n0称为理想空载转速。2 An-Ra/(KK 2)T是当负载增加时的电动机的转E T速降，由电枢电阻Ra引起的。由于Ra很小，

7、在负载变化时，转速的变化也不大。因 此并励电动机的机械特性较硬，这时它的特点。返冋1如电动机是静止的，由于转距T= KTla太小，不能 起动，其反电动势E = kEn= 0,电枢电流la很大， 电枢绕组可能被烧坏。2如电动机在有载运行时断开励磁电路，反电动势E立 即减小，电枢电流la增大，但电磁转距T不能满足负 载的需要，电动机减速而停转，使电枢电流la进一步 增大，以致烧坏电枢绕组和换向器。如电动机空载运行，会使电动机的转速上升到很高的数 值，可能会发生飞车现象，而且因电枢电流过大而将电 枢绕组烧坏。返冋电源电压U保持恒定时，减小磁通。由于机械惯 性，转速n不立即发生变化，于是反电动势E=k

8、En减 小，电枢电流la随之增加。由于la增加的影响超过 减小的影响，所以转距T=KTla也就增加。如果阻转距 TC (TC=T2+T0)不变，则TTC，转速n上升。随着n 的升高，反电动势E增大，la和T也随着减小，到T=TC-WORD格式-可编辑-专业资料-时，电动机维持在较原来较高的转速运行。返回调速过稈当磁通保持恒定时，减小电压U。由于机械惯性, 转速n不立即发生变化，反电动势E也暂不变化，于是 电枢电流la减小，转距T也减小。如果阻转距TC (TC=T2+T0)不变，则TVTC，转速n下降，随着转速 n的降低，反电动势E也减小。la和T也随着增大，直 至U T=TC时，电动机维持在较原来较低的转速运行。反电动势 E 也暂不变 则TVTC，转速n下 电动机维持在较原来返回当磁通保持恒定时，减小电压U。由于机械惯性，转速n不立即发生变化, 化，于是电枢电流Ia减小，转距T也减小。如果阻转距TC (TC=T2+T0)不变， 降，随着转速n的降低，反电动势E也减小。la和T也随着增大，直到T=TC时, 较低的转速运行。