工程制图3[1]2

例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL+ T0(平衡)，这时， 若TL突然增加，则调整过程为：
TL
n
E
T
Ia
最后达到新的平衡点。
U E Ia Ra
T KTΦI a
与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入
四、并励直流电机的功率流程图
n
TL
Tem
电动机定向
P2 T 2 0
2n
60
dT Δ T 100%
dn Δ n
2、 串励电动机的机械特性
串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。
设磁通和电流成正比，即 =K Ia ,则
E
K
Φn
E
KE
KΦ I a n
T KTΦI a KT KΦI a 2 n
U E Ia Ra
U Ia M 串励
n KT U Ra
T
K E KΦT K E KΦ
(4) 求额定转矩:
TN
PN
N
9.55 PN nN
得 TN ,nN
根据 0,n0 、TN ,nN
两点，就可作出他励直流电动机近似是机械特性曲线 n f T 。
七、人为机械特性
人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁 通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。
1. 电枢回路中串接附加电阻时的人为特性 U UN , N
n I
Rf
If +
n0
nE
I u1 f M Ia U
T Ra
-
T
n0
软硬程度与串励占的比重有关(一般占30%)
优点:
在空载时,有确定的理想空载转速
U n0
Ce
直流电动机特性类型的选择: (1) 恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关）要
选硬特性的电动机，如： 金属加工、起重机 械等。
(2) 恒功率负载（P 一定时，T 和 n 成反比）， 要选软特性电机拖动。如：电气机车等。
通常直流电动机铭牌上给出额定功率PN 、额定电压 UN 、额 定电流IN和额定转速 nN。
固有机械特性的计算步骤如下。
(1) 估算电枢电阻Ra
依据：电动机在额定负载下的铜耗Ia2Ra约占总损耗 PN的 50%～75%。
Δ PN＝输入功率－输出功率 ＝U NIN PN
＝UN IN NUN IN ＝(1 N )UN IN Ia2Ra (0.5 ~ 0.75)(1 N )U N I N
改变磁通的方向。
三、 转矩平衡关系
电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外 加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即
T TL T0
TL： 负载转矩 T0 ：空载转矩
转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时， 通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁
转矩自动调整，以实现新的平衡。
重要结论：电动机稳定运行时电机转矩由负载转矩决定，与 电枢电压、电枢回路电阻等无关。
据此公式做出 T-n 曲线
串励特性： (1) T=0时，在理想情况下，n。但实际上负
载转矩不会为 0，不会工作在 T=0 的状态， 但空载时 T 很小，n 很高。串励不允许空载 运行，以防转速过高。
(2) 随转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属
软机械特性。
n
T
3、复励特性：
复励电动机的机械特性是他励和串励的综合
可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反
Φn
E
比，通过改变 可调速。
二、电磁转矩
T KTΦI a
KT：与线圈的结构有关的常数 （与线圈大小，磁极的对数等有关）
：线圈所处位置的磁通
Ia：电枢绕组中的电流
单位： （韦伯），Ia（安培），T（牛顿•米）
由转矩公式可知： (1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。 (2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者
T 2 9550 P2 (kw)
1--8
n
PM T
P2 T 2
0p0
T2 T
P1 UI 五、 机械特性
机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以
他励和串励电机为例说明。
If
Ia
1、 他励电动机的机械特性
Uf M U
他励电动机和并励电动机的特性一样。
U E Ia Ra
E
K
Φn
E
T KTΦI a
他励
n
U
K
Φ
E
Ra
KT
K
Φ
E
2
T
即： n n0 n
其中
n0
U
K
Φ
E
，n
Ra
KT
K
Φ2
E
T
∵ E Ke n、T Km Ia ∴U Ke n IaRa
即： n U Ra
Ke Ke
Ia
……转速特性
n
U
Ke
Ra
K e K m
2
T
……机械特性
3．2 直流电动机的机械特性
一、 电枢绕组中电压的平衡关系
因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。 Ia
U E Ia Ra
U：外加电压 Ra:绕组电阻
以上两公式反映的概念：
(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想
改变E，只能改变 或 n。
E KEn
(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则
U E ，K
2） 转速降落
3）机械特性硬
n0
n
Ra KeKm2
T
度 为了衡量机械特性的平直程度，引进一个机械特性硬度的概念，
其定义为：
dT Δ T 100%
dn Δ n
即转矩变化与所引起的转速 变化的比值，称为机械特性的硬 度。
根据值的不同，可将电
动机机械特性分为三类。
（1）绝对硬特性 （2）硬特性>10 （3）软特性<10
六、固有机械特性
直流他励电动机的固有机械特性指的是在额定条件（额定电压
UN和额定磁通 N )下和电枢电路内不外接任何电阻时的 n=f(T)
即:
n
UN
KeN
Ra
K e K m N 2
T
是一条直线。
直流他励电动机固有机械特性曲线可根据电动机的铭牌数据求 出(0,n0 )和(TN, nN)即可绘出固有的机械特性。
式中：N
PN UNIN
是额定运行条件下电动机的效率，且此时
Ia IN
故得
Ra
(0.5
~
0.75)(1
PN UNIN
)UN IN
(2) 求KeN
额定运行条件下的反电势为：
EN Ke nN UN INRa
故
K e N
UN
IN Ra nN
(3) 求理想空载转速:
n0
UN
K e N
得 0,n0
由他励电动机的特性可知：励磁电
流If的大小与电枢电流 Ia的大小无关， 它的大小只取决于 Rf、 Uf的大小，当 Rf、
Uf的大小一定时, If为定值，即磁通为
定值。 对应的机械特性如图所示：
理想空载点
1） 理想空载转速： T=0时的转速称为理想空载转
速，用n0表示。
根据机械特性可知：
n0
U Ke