直流电机3

对于已经制造好的电动机，额定电压是定值。受绕组绝缘及换向器片间电压的限制，电动机不能过电压运转，所以只能降低电枢电压，因此改变电枢电压的人为特性全在固有特性的下方。

图2-8改变电枢电压时的人为特性图2-8减弱电机磁通时的人为特性

（3）减弱电机磁通时的人为特性：电枢不串电阻，，只改变励磁磁通的人为特性方程为

( 2-10 )

由式（2-10）可知，减弱磁通时，理想空载转速升高，转速降Δ增大，

而且与成反比，Δ与成反比，所以机械特性变软，如图2-8所示。

在设计电动机时，为节省磁性材料，减小电机体积，已使磁路接近饱和，所以只能减弱磁通。因此，改变磁通的人为特性都在固有特性的上方。 电动机的机械特性可用实验方法求得，也可用铭牌数据计算求得。

例2-2 一台直流电动机，=22kW ，=220V ，=116A ，=1500r/min ， =0.174，试计算并绘制：

（1）固有机械特性；

U N U U =T C C R C U n T e a e N 2ΦΦ-=Φ0n n 0n Φn 2ΦN P N U N I N n a R

Ω

（2）电枢回路串电阻时的人为特性；

（3）电源电压降低为100V 时的人为特性；

（4）减弱磁通使时的人为特性；

解（1）固有机械特性

=

r/min

N∙m

由1654 r/min ，0和=1500 r/min ，=147.3 N∙m ，在坐标纸上绘出理想空载点和额定工作点，连成直线，如图2-9中直线1所示。

（2）串电阻时的人为特性

r/min 由1654 r/min ，0和=1153 r/min ，=147.3 N∙m 两点在图2-9上画出直线2。

（3）降低电源电压的人为特性

r/min

此时Δ不变，所以对应的转速

=752-（1654-1500）=598 r/min 由752 r/min ，0和=598r/min ，=147.3 N∙m 两点在图2-9上画出直线3。

（4）减弱磁通的人为特性

40.R P =ΩN .ΦΦ80=N a N N N e n R I U C -=Φ133.01500174.0116220=⨯-165413302200===.C U n N e N Φ31471161330559559...I C .T N N e N =⨯⨯==Φ==0n n =T N n n =N T T =40.R P =Ω11533147133055940174016542201=⨯⨯+-=+-=.....T C C R R n n N N

T e P

a Φ==0n n =T 1N n n =N T T =752133010002===.C U

n N e ΦN n N T T =N

n n n ∆-=022==02n n =T 2N n n =N T T =

r/min

r/min

由2068 r/min ，0和

=1831r/min ，=147.3 N∙m 两点在图1.4.4上画出直线4。注意减弱磁通时，

所对应的电枢电流大于额定电流。

图2-9例2-2固有特性和人为特性计算实例

1．串励电动机的机械特性

串励电动机的最大特点是励磁绕组与电枢绕组串联，I f =I a =I 。因此机械特性也与他励（并励）电动机有明显的不同。

在磁路不饱和时，Φ=k 1I ，T =C T ΦI =k 2I 2，机械特性表达式可写成

(2-11)

式中A 和B 分别是常数，所以串励电动机的机械特性是一条双曲线。 当磁路饱和时，Φ基本不变，机械特性与他励电动机类似。因此串励电动机的机械特性如图2-10所示。从机械特性曲线可知，串励电动机具有以下特性：空载转速极高，所以串励电动机不许空载或轻载运行，由于电磁转矩与电流平方成正比，因此起动和过载能力强。

20681330802208003=⨯==...U n N ΦN N e a

T C ..R n n 22203355980Φ⨯⨯-=18313.147133.055.98.0174.0206822=⨯⨯⨯-===03n n =T 3N n n =N T T =N T T =N

I B T A k C C k R T k C k U T )I k (C C R I k C U n T e a e T e a e -=-=-=21212211

串励电动机接交流电源后，由于磁通Φ和电枢电流I a同时改变方向，所以电磁转矩方向不变，因此是一种交直流两用的电动机。

串励电动机广泛应用于电力牵引设备中，如工厂中的电瓶车，公共电车，电力机车等。平时电工常用的手电钻、电锤、家用绞肉机、吸尘器等也是用串励电动机。

图2-10串励电动机的机械特性

任务四直流电机的使用及维护

一、直流电动机的使用

1.电机的起动准备

电机在安装后投入运行前或长期搁置而重新投入运行前，需做下列起动准备工作。

（1）用压缩空气吹净附着于电机内部的灰尘，对于新电机应去掉在风窗处的包装纸。检查轴承润滑脂是否洁净、适量，润滑脂占轴承室的三分之二为宜。

（2）用柔软、干燥而无绒毛的布块擦拭换向器表面，并检视其是否光洁，如有油污，则可蘸汽油少许拭净之。

（3）检查电刷压力是否正常均匀，刷握的固定是否可靠，电刷在刷握内是否太紧或太松，电刷与换向器的接触是否良好。

（4）检查在刷杆座上是否标有电刷位置的记号。

（5）用手转动电枢，检查是否阻塞或在转动时是否有撞击或磨擦之声。

（6）接地装置是否良好。

（7）用500V兆欧表测量绕组对机壳的绝缘电阻，如小于1MΩ则必须进行干燥处理。

（8）电机出线与磁场变阻器，起动器等连接是否正确，接触是否良好。2.电动机的起动

（1）检查线路情况（包括电源、控制器、接线及测量仪表的连接等），起动器的弹簧是否灵活，接触是否良好。

（2）在恒压电源供电时，需用起动器起动。闭合电源开关，在电动机负载下，转动起动器，在每个触点上停留约2s时间，直至最后一点，转动臂被电磁铁吸住为止。

（3）电动机在单独的可调电源供电时，先将励磁绕组通电，并将电源电压降低至最小，然后闭合电枢回路接触器，逐渐升高电压，达额定值或所需转速。

（4）电机与生产机械的联轴器先别连接，输入小于10%的额定电枢电压，确定电机与生产机械转速方向是否一致，一致时表示接线正确。

（5）电动机换向器端带测速发电机时，电机起动后，应检查测速发电机输出特性，该极性与控制屏极性应一致。