他励直流电动机,
直流他励电机特点
直流他励电机是一种直流电机，其励磁线圈和电枢绕组是分开的，励磁电流由单独的电源提供，与电枢电流无关。
以下是直流他励电机的特点：
1. 调速范围宽：由于励磁电流可以独立控制，所以直流他励电机的调速范围很宽。
2. 控制方便：这种电机可以通过改变电枢的供电电压来控制转速，不需要换向接触器和再生制动接触器，控制器可以控制正反转。
3. 节约成本：由于不需要换向接触器和再生制动接触器，所以成本较低。
4. 再生制动和平滑制动：他励电动机具有再生制动和平滑制动功能，可以减少电机发热，保护电动机，延长使用寿命。
5. 独立励磁线圈和电枢线圈：他励电动机的励磁线圈和电枢线圈是分开的，这有利于换向，并且电枢电流比励磁电流大。
总的来说，直流他励电机是一种性能优良、控制方便的电机，在电力、汽车、船舶、航空、农业等各个领域都有广泛的应用。
直流电动机的机械特性
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+RaIa 即：Ia=（Ra为电枢电压）If=I=Ia+If≈Ia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）保持不变时，励磁电流If以及由它所产生的磁通Φ也保持不变，即Φ=常数。
则电动机的转距也就和电枢电流成正比，T= KTΦIa= 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===－Ｔ＝n0－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：Ia＝，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＝kEΦn＝０。
这时电枢电流及起动电流为Iast=，由于Ra很小，因此起动电流I ast可达额定电流IN的10～20倍，这时不允许的。
同时并励电动机的转距正比于电枢电流Ia，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=（1.5～2.5）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）。
2.7 他励直流电机的制动
电枢反接制动时的机械特性为：
反接制 动过程
n
n0
A
B
C D
TL
Ra
0
TL
Tem
Ra R Z
反向电 动运行
第二象 限BC段 为反接 制动特 性
n0
C 工作点变化为： A B 。
n=0后，如果负载为反抗性恒转矩负
载。 |TC|≤|TL| 时，电动机就停止转动， 制动过程结束； 若|TC|＞|TL|，电动机将反向启动， 并沿特性曲线加速到D点，进入反向 电动状态下稳定运行。 当制动的目的就是为了停车时，在电 动机转速接近于零时，必须立即断开 电源(一般由速度继电器控制)。
他励直流电机的电动与制动运行
◆直流电动机的两种运转状态： （1）电动运转状态：电动机的电磁转矩方 向与旋转方向相同 ，此时电网向电动机输 入电能， 并转变为机械能带动负载。
（2）制动运转状态：电动机的电磁转矩方向与 旋转方向相反，此时电动机吸收机械能转变为 电能。
电动机很快停车，或者由高速运行很快进入低 速， 要求制动运行。
电力拖动系统的制动，通常采用机械制动和电气制动。 机械制动是利用摩擦力产生阻转矩来实现的。 电气制动就是使电动机产生一个与转速方向相反的电磁 转矩。电气制动的方法有三种：能耗制动、反接制动和 回馈制动。
制动方式
◆直流电动机的制动方式： 断开电源
抱闸 能耗制动 反接制动 回馈制动 电气制动
自由停车
机械制动
电枢回路总电阻R＝Ra＋RZ。 UN
☞原理：实际上是一台他励直流
发电机。轴上的机械能转化成电能，
全部消耗于电枢回路的电阻上，
所以称为能耗制动。
Ia n RZ Ea
If
他励直流电动机的机械特性方程
他励直流电动机是一种利用直流电源进行驱动的电机，具有转矩大、速度稳定、结构简单、容易控制等优点。
它的机械特性方程是一种描述电动机的力学性能的数学表达式，其具体表达形式为：T=Kt*i，其中T表示他励直流电动机的转矩，Kt表示电机的转矩系数，i表示电机的电流。
他励直流电动机机械特性方程的另一种表达形式为：ω=Kω*i，其中ω表示他励直流
电动机的转速，Kω表示电机的转速系数，i表示电机的电流。
从上述两个机械特性方程可以看出，他励直流电动机的转矩和转速与电流成正比。
当电流增大时，他励直流电动机的转矩和转速也会相应增大；当电流减小时，他励直流电动机的转矩和转速也会相应减小。
此外，他励直流电动机的机械特性方程还可以描述转矩与转速之间的关系，即T=K*ω，其中K表示电机的功率系数，T表示他励直流电动机的转矩，ω表示电机的转速。
从这一关系可以看出，当转速增大时，他励直流电动机的转矩也会增大；当转速减小时，他励直
流电动机的转矩也会减小。
总之，他励直流电动机的机械特性方程可以用来描述电动机的力学性能，揭示转矩和转速与电流之间的关系以及转矩与转速之间的关系，为电动机的设计和控制应用提供了重要的参考。
他励直流电动机实验-全文可读
Ia不 大 于 0 . 5
T
实验内容—他励直流电动机的机械特性
一 、固有机械特性 1. 励磁电流调至100mA左右 2. 电枢电压调至约最小 ，开始起动电机 3. 电枢回路调节电阻最小R=0 4. 电枢电压调至约200V 5. 调节测功机转矩设置钮（小 →大），不要超过
额定值（ 电枢电流不超过0.55A） 6. 观察记录电机转速 、转矩或电枢电流 、 电压的
电源+
A
励磁
电源-
Rf
励磁调节电阻
电源+
A
电枢
Ra
电
枢
调
电源-
节 电
阻
测功机的使用
1. 置于转矩控制状态 2. 转速设定旋钮： 最大 3. 转矩设定旋钮： 最小 4. 注意转矩调零点
直流他励电动机的起动准备
• 在关闭电源前提下 ， 按图接线 ， 指导教师 检查。
• 所有旋钮应缓慢轻旋 ， 到位后不许强行硬 扭。
额定值（ 电枢电流不超过0.55A） 6. 观察记录电机转速 、转矩或电枢电流 、 电压的
变化 ，至少测量3-5个点（ Ia=0. 1 、0.2 、0.3、 0.4 、0.5A） 。
实验内容—他励直流电动机的机械特性
二 、人为机械特性— 电枢串电阻 1. 励磁电流调至100mA左右
2. 电枢回路调节至2/3位置（R=60Ω)
• 励磁变阻器在最小位置。 • 电枢变阻器在最大位置。
• 先开励磁绕组开关 ， 后开电枢绕组开关。 • 先关电枢绕组开关 ， 后关励磁绕组开关。
固有特性 、串电阻特性
n
R=0 (固有) R=30（ 串电阻） R=60（ 串电阻）
T Ia不 大 于 0 . 5
直流电机各种励磁方式
直流电机各种励磁方式直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励、复励四类，1．他励电机他励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个不同的电源供电，这两个的大小仅决定于励磁电源的电电源的电压可以相同，也可以不同。
励磁电流If压和励磁回路的电阻，而与电机的电枢电压大小及负载基本无关。
用永久磁铁作主磁极的电机可当作他励电机。
2．并励电机并励式力辉直流电动机励磁绕组和电枢绕组并联，由同一电源供电。
励磁电流一般为额定电流的5%，要产生足够大的磁通，需要有较多的匝数，所以并励绕组匝数多，导线较细。
并励式直流电动机一般用于恒压系统。
中小型直流电动机多为并励式。
3．串励电机励磁绕组与电枢绕组串联。
励磁电流与电枢电流相同，数值较大，因此，串励绕组匝数很少，导线较粗。
串励式直流电动机具有很大的起动转矩，但其机械特性很软，且空载时有极高的转速，串励式直流电动机不准空载或轻载运行。
串励式直流电动机常用于要求很大起动转矩且转速允许有较大变化的负载等。
4．复励电机电机至少由两个绕组励磁，其中之一是串励绕组，其他为他励（或并励）绕组。
通常他励（或并励）绕组起主要作用，串励绕组起辅助作用。
若串励绕组和他励（或并励）绕组的磁势方向相同，称为积复励；该型电机多用于要求起动转矩较大，转速变化不大的负载；由于积复励式直流电动机在两个不同旋转方向上的转速和运行特性不同，因此不能用于可逆驱动系统中。
若串励绕组和并励（或他励）绕组的磁势方向相反，称为差复励；差复励式直流电动机一般用于起动转矩小，而要求转速平稳的小型恒压驱动系统中；这种励磁方式的直流电动机也不能用于可逆驱动系统中。
他励直流电机名词解释
他励直流电机名词解释
他励直流电机是一种直流电机，其励磁绕组与电枢绕组分开，励磁电流由另设的直流电源供电，通常为蓄电池或可控硅整流电源。
这种电机具有较大的启动转矩和良好的调速性能，因此在需要较大起动转矩和调速性能的场合得到广泛应用。
他励直流电机由定子（固定部分）和转子（旋转部分）组成。
定子通常包括主磁极、换向极和机座等，而转子则包括电枢铁心、电枢绕组和换向器等。
在运行时，他励直流电机通过改变电枢电流的大小和方向，来改变电机转速和转向。
电枢电流的大小和方向可以通过控制器进行调节，从而实现电机的平滑调速或快速制动。
此外，他励直流电机还有许多优点，如效率高、调速性能好、控制简单等。
因此，在许多领域中都有广泛应用，如电力机车、地铁、矿井提升机和轧钢机等。
他励直流电动机的实际应用
他励直流电动机的实际应用他励直流电动机是一种具有独特结构和工作原理的电动机，其励磁线圈通过外部电源供电，使得转子产生磁场。
以下是他励直流电动机的一些实际应用：
1. 工业驱动系统：他励直流电动机在工业领域中广泛应用于各种驱动系统，如工厂生产线、机械设备、输送带、泵站等。
由于他励直流电动机具有较高的起动扭矩和调速性能，能够满足不同工况下的要求。
2. 电力系统：他励直流电动机也被用于电力系统中的一些关键设备，如发电机组的励磁系统、风力发电机等。
通过精确控制励磁电流，可以稳定发电系统的输出。
3. 制造业：在制造业中，他励直流电动机常用于需要精确控制运动和位置的设备，如数控机床、机器人、印刷机等。
由于他励直流电动机具有良好的调速性能和反馈机制，能够精确控制转速和位置。
4. 汽车行业：尽管现代汽车行业更多地采用交流电动机，但在一些特殊应用中，他励直流电动机仍然有其优势。
例如，混合动力车辆中的发电机和电池充电系统常使用他励直流
电动机。
5. 实验室设备：他励直流电动机也被广泛应用于实验室设备中，如离心机、搅拌器、气动输送系统等。
由于他励直流电动机具有较高的精度和可控性，可以满足实验过程中对速度和扭矩的要求。
需要注意的是，随着技术的不断进步，交流电动机在许多领域已经广泛应用并取得了很大成功。
因此，在选择电动机时，应根据具体需求和应用场景综合考虑各种类型电动机的优缺点。
他励直流电动机实验报告
一、实验目的1. 理解他励直流电动机的结构和工作原理。
2. 掌握他励直流电动机的接线方法。
3. 学习测量他励直流电动机的起动电流、额定电流和额定电压。
4. 熟悉他励直流电动机的调速方法。
二、实验原理他励直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，其工作原理是基于电磁感应定律。
当直流电源给电动机的电枢绕组供电时，电枢绕组中产生电流，进而产生磁场。
该磁场与固定磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动电动机转动。
三、实验器材1. 他励直流电动机一台2. 直流电源一台3. 电流表、电压表各一台4. 电阻器一台5. 导线若干6. 电位计一台四、实验步骤1. 搭建实验电路：将直流电源、电流表、电压表、电阻器、电位计和电动机连接成闭合回路。
2. 调整电阻器阻值：将电阻器串联在电动机电枢回路中，调整电阻器阻值，使电动机电枢回路总电阻约为额定电阻的1/2。
3. 测量起动电流：闭合电路，逐渐增加直流电源电压，观察电流表读数，记录电动机起动电流。
4. 测量额定电流和额定电压：继续增加直流电源电压，当电动机转速稳定时，记录电流表和电压表读数，分别得到电动机的额定电流和额定电压。
5. 调速实验：将电阻器阻值调至较小值，观察电动机转速变化；将电阻器阻值调至较大值，观察电动机转速变化。
6. 改变电动机转向：将电动机电枢接线柱中的一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，观察电动机转向变化。
五、实验结果与分析1. 起动电流：实验中测得起动电流约为额定电流的1.5倍，说明电动机在启动过程中电流较大。
2. 额定电流和额定电压：实验中测得电动机的额定电流为IN，额定电压为UN，符合电动机铭牌参数。
3. 调速实验：实验中发现，减小电阻器阻值，电动机转速增加；增大电阻器阻值，电动机转速降低。
这说明通过改变电枢回路电阻，可以实现对电动机转速的调节。
4. 改变电动机转向：实验中发现，改变电动机电枢接线柱中一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，可以改变电动机转向。
他励直流电动机的调速
摘要随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。
而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。
关键词：他励直流电动机；调速；机械特性目录1 引言12 直流电动机12.1 直流电动机的介绍12.2 直流电动机的分类13 他励直流电动机23.1 他励直流电动机的基本工作原理23.2 他励直流电动机的机械特性34 他励直流电动机的调速54.1 调速的基本概念54.2 调速的指标64.3 调速的方式84.3.1 电枢串电阻调速84.3.2 改变电枢电源电压调速84.3.3改变励磁电流调速95实例分析106结论12参考文献13 致141 引言现代工业中，有大量的生产机械，要求能改变工作速度。
例如金属切削机床，由于加工工件的材料和精度要求不同，速度也就不同。
又如轧钢机，当轧制不同品种和不同厚度的钢材时，也必须采用不同的最佳速度。
所谓调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动机的转速。
这是生产机械经常提出的要求。
调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。
所以直流电动机的调速在生产工作中起着至关重要的作用。
2 直流电动机2.1 直流电动机的介绍直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。
直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使得其应用受到了影响。
随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动所取代。
但是直流电动机又以起动转矩大、转速性能好、自动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。
他励直流电动机的启动
➢ 启动过程分析：
启动瞬间，电机因机械惯性，转子保持静止 n 0 电枢电势Ea 0 ，
由电枢电势方程式U Ea IaRa 可知，
启动电流
I st
பைடு நூலகம்
UN Ra
启动转矩Tst CT Ist
当Tst大于拖动系统的总阻力转矩时，电动机开始转动并加速。随着转速 升高，电枢电势增大，使电枢电流下降，相应的电磁转矩也减小，但只
第二章 直流电动机的电力拖动
第四节 他励直流电动机的启动与反转
1
第四节 他励直流电动机的启动和反转
启动的定义 电动机从接入电网开始转动，到达稳定运行的全部过程称为启动过程或 启动。
直流电动机的启动性能指标： 1. 启动转矩Tst足够大（ Tst TL）； 2. 启动电流Ist不可太大，一般限制在一定的允许范围之内，一般为 （1.5—2）IN； 3. 启动时间短，符合生产机械的要求； 4. 启动设备简单、经济、可靠、操作简便。
一、 他励直流电动机的启动
直流电动机常用的启动方法有三种。 1. 直接启动 ➢ 定义：直接启动就是将电动机直接投入到额定电压的电网上启动。 ➢ 接线图：
启动时，必须先保证有磁场（先闭合励磁回路）， 而后加电枢电压（再闭合电枢回路）。
停机时，必须先断开电枢回路， 再断开励磁回路
一、 他励直流电动机的启动
3. 降压启动
➢ 定义：启动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低，以限制启动电流Ist
启动电压应为：
Ust Ist Ra (1.5 ~ 2)IN Ra
例2-4 接上例题。如果采用降压启动使启动电流为1.5IN时，电源电压应为多少？ 解：求电源电压为： ➢ 启动过程分析： Ust Ist Ra 1.5IN Ra 1.5 207.5 0.067 20.85
他励直流电动机的机械特性
主讲：武 桐
§3 直流电动机的电力拖动
重点章节
主要内容：
• 机械特性 基础
• 起动
• 调速
• 制动
难点
最重要
§3.1 他励直流电动机的机械特性
一 、他励直流电动机机械特性概念
1. 定义：
电源电压U、气隙磁通Φ、电枢回路总电阻 Ra Rc均为常数时，
讨论 n f (TI)a ，即为机械特性。
？
起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得 n0
人为通过外界经电机轴上转入与 n 同方向的拖动转距 T，克服 T0 。
§3.1 他励直流电动机的机械特性
一 、他励直流电动机机械特性概念
4. 分析 四个特殊点： ③ 额定工作点 C （例）
n
n n0 T
• 额定工作点（ TN ， nN ）
图3－7 电枢反应的去磁效应 引起的机械特性上翘
§3.1 他励直流电动机的机械特性
四 、他励直流电动机机械特性的绘制 结合例题P56 3-1
① 固有机械特性的绘制
• 根据 PN 、U N 、I N ，估算 Ra ; • 计算 Ce N ;
• 求 n0;
• 计算 TN .
• 通过（ n0 , 0）、（ nN , TN ）
n UN
Ra
Ce Ce CT
T
n0' T
• n0 ， 同时变化。
3
2
1
N
N 1 2 3 T
§3.响
电枢反应表现为去磁效应，
电枢反应时，气隙磁密不再是常 数，将随电枢电流增大而减小。 电枢电流较小时，电枢反应不明 显，电枢电流增大时，气隙磁通 下降较多，电机n增大，使机械 特性出现上翘。
他励式直流电动机
他励式直流电动机
他励式直流电动机是一种常见的直流电动机类型，其励磁回路与电动机的主回路相互独立。
这种电动机在励磁回路中采用了外接励磁电源，通常是由一个小型的励磁电动机或者是磁体供电。
他励式直流电动机具有以下特点：
1. 励磁电源独立：励磁回路通过外接励磁电源供电，可以独立控制励磁电流，使得电动机具有更好的励磁性能和调速性能。
2. 调速范围广：由于励磁电流可以独立调节，使得电动机具有宽广的调速范围，适用于不同工况的需求。
3. 稳定性强：励磁电源的稳定性对电动机的性能影响较大，外接励磁电源可以提供更稳定的励磁电流，使得电动机的稳定性更好。
4. 适用范围广：由于外接励磁电源的灵活度，他励式直流电动机可以适用于不同工作条件下的需求，具有较大的适应性。
总的来说，他励式直流电动机适用于对调速性能、稳定性和适应性要求较高的场合，如电机控制系统、电机传动系统以及需要精确控制的工业生产设备中。
3.4直流他励电动机的启动特性&3.5直流他励电动机的调速特性
13
3.5.2 改变电动机电枢供电电压U
因此，直流电动机是不允许直接启动的，即在启 动时必须设法限制电枢电流。
2
限制直流电动机的启动电流的方法： 一是降压启动，即在启动瞬间，降低供电电源电压， 随着转速n的升高，反电势增大，再逐步提高供电电 压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的 转速。 二是在电枢回路内串接外加电阻启动，此时启动电 流Ist＝UN／(Ra+Rst)将受到外加启动电阻Rst的限制， 随着电动机转速n的升高，反电势E增大，再逐步切 除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的 转速。
9
金属切屑机床，根据工件尺寸、材料的性质、切屑用 量、刀具特性、加工精度等不同，需要选用不同的切削速 度，以保证产品质量和提高生产效率； 电梯类或其他要求稳速运行或准确停止的生产机械， 要求在启动和制动时速度要慢或停车前降低运转速度以实 现准确停止。 实现生产机械的调速可以采用机械的、液压的或电气 的方法。
19
过大的启动电流的危害：
1.过大的启动电流使电动机在换向过程中产生火 花，烧坏整流子； 2.过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引 起绕组的损坏，而且产生与启动电流成正比例的启动 转矩，会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转 矩冲击，使机械传动部件损坏； 3.对供电电网来说，过大的启动电流将使保护装 置动作，切断电源造成事故，或者引起电网电压的下 降，影响其他负载的正常运行。
6
他励直流电动机,
I I
st N
3 2 8 3 .6 = = 1 5 .8倍 2 0 7 .5
解：(2)
U N − = 220 − 0.067 Ω = 0.64 Ω Rs = 0.5 Ra 1.5 × 207.5 IN
谢谢！再见！ 谢谢！再见！
4.电动机数据同题3，试求出下列几 种情况下的机械特性方程式，并在 同一坐标上画出机械特性曲线。
（1）固有特性； （2）电枢回路串入1.6 电阻； 2 1.6 （3）电源电压降至原来的一半； （4）磁通减少30%。
解：（1）由上一题可知：
R = 0.4 =2.389 in C n =1662r / m ， Φ =0.1324， β = C Φ C Φ 9.55×0.1324
（1）额定运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩; （2）理想空载转速和实际转速； （3）半载时的转速; （4）n=1600r/min时的电枢电流。
解：（1） = − =(220−0.4×53.4)V =198.64V E U RI
a N a a
Pem = Ea Ia =198.64×53.4W =10607.4W
起动瞬间转速n0电动势eacen0最初起动电流若直接起动由于ra很小ist会达到十几倍甚至几十倍的额定电流造成电机无法换向同时也会过热因此不能直接起动
他励直流电动机
—— ——
龚超
1.他励直流电动机稳定运行时，其 电枢电流与哪些因素有关？
解：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流：
U − E a U − Ce Φ n I= = Ra Ra
解：（3）电压下降一半时β不变，理想空载 转速n0下降一半。故降压的人为特性为：
1 1 n = n0 − β T em = × 1662 − 2 .389 T em = 831 − 2.389 T em 2 2
他励直流电机的调速
DPL min
显然，这种配合将造成电动机容量的浪费。
19
他励直流电动机的调速
4、恒功率负载配恒转矩调速
1 负载转矩 TL n n n max
nmin TL
电动机容许输出转矩 T C 只有在最低转速时才有：
P PL
T T
T TL
Ia I N
电机得到了充分利用。 在高于最低转速时： 电机未被充分利用。
16
T TL
Ia I N
他励直流电动机的调速
2、恒功率负载配恒功率调速
T PL和 P 均为常数， L 和 T 均与 n 成反比，只 要选择 P 与 PL 相等， 在任何转速下均有：
n
T
TL
P PL
这是一种理想的配合，转速 电机既满足了负载要求， 是从额定转速向上调，所以 又得到了充分利用。 额定转速为系统的最低转速。
9
他励直流电动机的调速
n02
3、减弱磁通调速 n
C
B A TL
n
iaHale Waihona Puke ian2 n01 n1
nN
n0
I a1
I aN
A’
2 1 N
n1
nN
Tem t=0
n t
10
他励直流电动机的调速
优点： 由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而
控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。 弱磁升速后电枢电流增大，电动机的输入功率增大， 但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率 基本不变，因此经济性是比较好。
3
他励直流电动机的调速
D与δ%相互制约：
nmax nmax nmax nmax D nmin n0 min n N n N n N (1 ) n N
他励直流电动机的工作原理
他励直流电动机的工作原理好嘞，咱们今天就来聊聊他励直流电动机的工作原理。
想象一下，电动机就像一个勤劳的小蜜蜂，嗡嗡作响，不停地工作。
你知道吗，这种电动机在生活中可真是无处不在，像家里的电风扇、电动车，甚至洗衣机，都是它的“亲戚”。
我们来看看它背后的那些小秘密吧。
他励直流电动机其实有个特别的地方，它的工作原理真的是个有趣的故事。
电动机的心脏就是那个绕组，嘿，这可不是普通的绕组，它里边绕着电线，形成了电流流动的通道。
当电流通过的时候，它就像给电动机注入了生命的源泉。
这个电流在绕组里一跑，咱们的电动机就开始转动，简直是“动力无限”。
这种电动机用的电源是直流电，这个名字听上去有点高深，其实就是指电流朝一个方向流动。
简简单单，不用太复杂。
再说说他励的意思。
这个“他励”可有点意思，像是给电动机请了个“助教”。
在这里，励磁绕组是个关键角色，负责产生磁场。
电流流经励磁绕组，磁场就像一把无形的“锁”，把转子牢牢锁住。
转子一转，磁场就跟着转，形成一种奇妙的互动。
这个时候，你就会发现，电动机的转动简直是天衣无缝，配合得如同老夫老妻。
再往下讲，咱们得提一下电动机的转速。
电动机的转速可不是固定的，咱们可以根据负载的变化来调整。
想象一下，今天咱们要推着一车水果，动力肯定得足够大；但要是明天只是搬一箱牛奶，那自然就轻松多了。
这就是电动机的妙处，它能根据负载自动调节，真是“随叫随到”。
说到这里，咱们还得聊聊这小家伙的效率。
电动机的效率可真是个了不起的数字。
它把电能转化为机械能的能力可高达90%以上。
也就是说，几乎每一度电都能被它好好利用。
试想一下，要是家里的电器都能这么给力，电费账单得省多少呀！这就像是找到了人生的“省钱妙招”，让人心里那个美呀。
不过，任何事情都有两面性，他励直流电动机也不例外。
虽然它的效率高，但如果长时间工作或者负载过大，就容易发热，甚至出现一些小问题。
就像人一样，工作太累了，难免得休息一下。
因此，适时的维护和保养可不能少，给它一个良好的工作环境，才能让它发挥最佳状态。
第4章 他励直流电动机的运行
• 他励直流电动机的启动 电枢回路串电阻启动，降低电源电压启动。
• 他励直流电动机的调速 电枢串电阻调速，降低电源电压调速，弱磁调速。
• 他励直流电动机的电动与制动 电动运行，能耗制动，反接制动，倒拉反转 运行，回馈制动运行。
• *他励直流电动机的过渡过程
4.1 他励直流电动机的启动
p0
回馈给电源。“过程”是指 没有稳定状态，是变速过程。
|P1|
|PM|
|P2|
1. 正向回馈制动运行
• 电车在下坡时，TL2<0，加 速，当n超过n0后，T<0，T 与n反向。最后稳定在B点运 行。
• T与n反向，且n>0，电动机 为正向反馈运行。功率关系 与正向反馈过程相同。
• 功率关系与发电机一致，由 称发电状态。
0
TL1 T
e -n0
B -UN，Ra
nC
C
4.3 他励直流电动机的电动与制动运行
• U连续变化时，转速也连续变化，无级调速。 比电枢串电阻调速要平滑的多，是直流电力拖 动系统广泛采用的调速方式。
3. 弱磁调速
n
UN
Ce
Ra
CeCt
2
T
n0
n
• 保持U和Ra ，减弱磁通Φ时，n0↑，Δn↑（斜率 变大），弱磁时转速升高。
n
UN
Ce
Ra
Ce
Ia
,
T CtIa 9.55 CeIa
PM=TΩ=UIa-Ia2Ra
如拖动恒功率负载： TLΩ=常数 PM = TΩ = TLΩ=常数 Ia=常数
n
Φ1<ΦN
n01 A1(n1)
n0
A(nN) Φ1
他励直流电动机原理
他励直流电动机原理《他励直流电动机原理》直流电动机是一种最常见的电动机类型，其具有结构简单、可靠性高以及控制方便等优点，因此被广泛应用于工业生产和生活领域。
他励直流电动机作为直流电动机的一种类型，具有自己的工作原理和特点。
他励直流电动机的工作原理是利用直流电流在电枢线圈和永磁场之间的相互作用来实现电能转换为机械能。
该类电动机的结构包括电枢、永磁场和集电刷三个主要部分。
电枢是直流电动机的主要组成部分，由导电材料绕成线圈形状。
当通入直流电流时，线圈中会产生磁场。
根据左手定则，电流通过线圈时会产生一个指向线圈内部的磁场。
永磁场是直流电动机中另一个重要部分，由一块或多块永磁体构成。
这些永磁体通常是高磁导率的材料，可以在短时间内形成一个强磁场。
永磁体的主要作用是提供一个稳定的磁场，以供电枢线圈产生的磁场和之间的相互作用。
接下来，当电枢线圈中产生的磁场和永磁体产生的磁场相互作用时，就会产生一个力矩，使电机转动。
这个力矩的大小和方向取决于电枢线圈中的电流和永磁体的磁场强度。
此外，为了保证电机能够持续地旋转，电枢线圈需要与直流电源保持恒定的电流。
在实际应用中，为了控制电机的运行速度和方向，人们通常使用一个叫做集电刷的装置。
集电刷与电枢线圈连接，可以通过改变电刷与电枢之间的接触点位置来改变电流的方向。
通过调整集电刷的位置，可以实现电机的正反转和速度调节。
总之，他励直流电动机通过利用电枢线圈产生的磁场与永磁体产生的磁场之间的相互作用来实现电能转换为机械能。
这种类型的电动机结构简单、可靠性高，并且可以通过集电刷来实现控制。
因此，他励直流电动机广泛应用于工业生产中的传动和控制系统中。
实验一 直流电动机
实验一 直流电动机一、实验目的1．熟悉他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。
2．用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。
3．学习测取他励直流电动机调速特性的方法。
二、实验内容1．他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。
2．他励直流电动机额定工作点的求取和测取他励直流电动机的工作特性n =f (P 2)、T =f (P 2)、 =f (P 2)，机械特性n =f (T )。
3．测取他励直流电动机调速特性。
4．他励直流电动机的能耗制动实验。
三、实验线路说明：1．为了测量直流电机的转矩和转速大小，转矩/转速测量仪表LDSP 的I a +、I a -必须串接到直流电机的电枢回路，U a +、U a -要并接到直流电机的电枢绕组两端，并且测量仪表的接线正负极性要与使用说明书中的规定一致。
2．接线时注意选择合适量程的仪表。
合 分 + -直流机电枢电源220V/20A 合 分 + -同步机励磁电源40V/4AA1A3A2A4V1M —LDSPV3V2合 分+ - 直流机励磁电源220V/2AG ～实验负荷箱交流接触器WW图1-1 他励直流电动机实验线路原理图四、实验说明在通电实验之前，请仔细阅读附录中有关直流电源和转矩/转速表LDSP的使用说明。
1．他励直流电动机的启动和改变转向实验步骤：（1）请参照实验线路图1-1正确接线。
（2）检查实验台左侧的三个电源箱的开关应在断开位置。
（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。
（4）按下实验台直流机励磁电源（220V/2A）合闸按钮，合上直流机励磁电源箱（220V/2A）的电源开关，点击“增”按钮将直流电动机的励磁电压调到额定值220V；（5）按下实验台直流机电枢电源（220V/20A）合闸按钮，合上直流机电枢电源箱（220V/20A）的电源开关，点击“增”按钮将电枢电源电压从零逐渐升高，观察“LDSP转矩/转速表”上的直流电机转速显示值逐渐上升至空载额定转速（约1500r/min），注意电机转向应与标定转向相同。
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em N em
3 N 2 N
T =T −T = (67.53−63.67)N ⋅ m = 3.86N ⋅ m
解：当这些设计参数一定时，电枢电流的大小取
决于电动机拖动的负载大小，轻载时n高、Ia小， 重载时n低、Ia大，额定运行时n=nN、Ia=IN。当 恒转矩负载下， 电枢回路串入电阻或改变电源 电压进行调速，达到稳定后，电枢电 流仍为原来的数值，但磁通减小时， 电枢电流将增大。
2.直流电动机为什么不能直接起动？ 如果直接起动会引起什么后果？
a 0 e N 2 e N T N
则固有特性为：
n=n0 − β T em = 1662 − 2.389 T em
解：（2）电枢串电阻时n0不变，斜率变为：
+ = R a Rs2 = βR
CC Φ
e T
N
0. 4 + 1 .6 = 11.95 2 9 .55 × 0 .1324
n=n0 − βR Tem =1662−11.95Tem
0 em 2
解：（2） =E CΦ n
e N
a
N
198.64 = = 0.1324 1500
U = 220 =1662r / min n= C Φ 0.1324
N 0 e N
R = =1662− 0.4×3.86 r/ m =1653r/ m in in n =n − T 9.55×0.1324 CC Φ ′
0 2 em em
em
5.他励直流电动机的UN=220V, IN=207.5A，Ra=0.067 ， PN=10KW，试问:
（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多 少倍？ （2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应 串入多大的电阻？
解：（1）直接起动电流和起动电流倍数分别 为：
U = 220 A = 3283.6A I = R 0.067
解：（3）电压下降一半时β不变，理想空载 转速n0下降一半。故降压的人为特性为：
1 1 n = n0 − β T em = × 1662 − 2 .389 T em = 831 − 2.389 T em 2 2
解：（4）磁通减少30%时，n0和β均变化。 弱磁人为特性为：
1662 2.389 n − β n= T = 0.7 − 0.49 T = 2347 − 4.876 T 0.7 0.7
4.电动机数据同题3，试求出下列几 种情况下的机械特性方程式，并在 同一坐标上画出机械特性曲线。
（1）固有特性； （2）电枢回路串入1.6 电阻； 2 1.6 （3）电源电压降至原来的一半； （4）磁通减少30%。
解：（1）由上一题可知：
R = 0.4 =2.389 in C n =1662r / m ， Φ =0.1324， β = C Φ C Φ 9.55×0.1324
他励直流电动机
—— ——
龚超
1.他励直流电动机稳定运行时，其 电枢电流与哪些因素有关？
解：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流：
U − E a U − Ce Φ n I= = Ra Ra
可见，电枢电流Ia与设计参数 U、CeΦ、Ra有关
如果负载转矩不变，改变电枢回路 电阻，或改变电源电压，或改变励 磁电流，对电枢电流有何影响？
N a st
I I
st N
3 2 8 3 .6 = = 1 5 .8倍 2 0 7 .5
解：(2)
U N − = 220 − 0.067 Ω = 0.64 Ω Rs = 0.5 Ra 1.5 × 207.5 IN
谢谢！再见！ 谢谢！再见！
a 0 0 2 0 2 e T N
解：（3）
U −0.5I R =220−0.5×53.4×0.4r/m =1581r/m in in n= 0.1324 CΦ
1 N N a 2 e N
解：（4）
UN −Ea =UN −CeΦN n = 220−0.1324×1600 A= 20.4A Ia = 0.4 Ra Ra
（1）额定运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩; （2）理想空载转速和实际转速； （3）半载时的转速; （4）n=1600r/min时的电枢电流。
解：（1） = − =(220−0.4×53.4)V =198.64V E U RI
a .64×53.4W =10607.4W
解：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0， 最初起 动电流 。 若直接起动，由于Ra很小，Ist会达 Ra Ist 到十几倍 甚至几十倍的额定电流， 造成电机无法换向，同时也会 过热，因此不能直接起动。
3.某他励直流电动机的数据为： PN=10kW，UN=220V， IN=53.4A,nN=1500r/min,Ra=0.4 求: