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直流电机的机械特性
课程内容
直流电机的固有机械特性
01
直流电机的人为机械特性
02
一、直流电动机的工作特性
直流电动机的工作特性是指在直流电动机电枢加额定电压、励磁不变, 电枢电阻不变时,电动机的转速n、电磁转矩T、效率η与输出功率P2之间的关系 。
一、直流电动机的工作特性
反电动式公式：
电磁转矩公式：
电压平衡公式：
……机械特性
……转速特性
Ea
CeΦ
n =
U－Ra Ia
CeΦ
=
UN
CeΦN
=
－
Ra
CeCTΦN2
T
二、固有机械特性
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 )。
固有机械特性
他励直流电机机械特性
O
n
n0
T
二、固有机械特性
1. 理想空载转速：
2. 转速降
3. 机械特性斜率
UN
CeΦN
n0 =
他励直流电机机械特性
O
n
n0
T
nN
n0’
T0
TN
n
二、固有机械特性
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 (交流同步电机)
（2）硬特性 >10(直流他励)
（3）软特性 <10（直流串励和复励）
金属切削机床,冷轧机,造纸机等宜于选用硬特性的电动机.
起重机、电车选用软机械特性曲线电机
三、人为机械特性
清远职业技术学院
电枢回路中串接附加电阻时的人为特性
电压平衡方程式为：
得到的人为机械特性方程式为：
M
E
Ia
Ra
U
If
Uf
Ф
Rad
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 )。
人为机械特性
清远职业技术学院
电枢回路中串接附加电阻时的人为特性
特性变软
空载速度不变
随着电阻的增加，转速降增加
0
T
n0
n
Rad=0
Rad1
Rad2
Rad< Rad1< Rad2
三、人为机械特性
Ea
CeΦ
n =
U－R Ia
CeΦ
=
UN
CeΦN
=
－
(Ra+Rad)
CeCTΦN2
T
清远职业技术学院
改变电枢电压U时的人为机械特性
受绝缘耐压限制，电压只允许在其额定值以下调节
空载速度随着U 的减小而减小
转速降不变
特性硬度不变
三、人为机械特性
0
T
n0
n
UN
UN > U1 > U2 > U3
n01
U1
n02
U2
n03
U3
Ea
CeΦ
n =
U－Ra Ia
CeΦ
=
UN
CeΦN
=
－
Ra
CeCTΦN2
T
改变磁通 时的人为特性
n
0
T
n0
ФN> Ф1 > Ф2 > Ф3
n01
n02
n03
Tst3
ФN
Ф1
Ф2
Ф3
Tst2
Tst1
Tst
三、人为机械特性
转速降随磁通的改变而变化
特性变软
理想空载转速随磁通的改变而变化
调磁只能向磁通小的方向调
启动转矩Tst变小
M
E
Ia
Ra
U
If
Uf
Ф
Rad
Ea
CeΦ
n =
UN
CeΦN
=
－
Ra
CeCTΦN2
T
（1）当 ＝0时， 空载时电动机速度趋近 ，通常称为“飞车”；
另外：当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流为Ist，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。
因此，直流他励电动机启动前必须先加励磁电流，在运转过程中，决不允许励磁电路断开或励磁电流为零，为此，直流他励电动机在使用中，一般都设有“失磁”保护。
（2）如果负载转矩不变，将使电动机电流大大增加而严重过载；
思考：
磁通能否一直降低，直到0？ 当 ＝0时，会出现怎样的后果？
改变磁通 时的人为特性
三、人为机械特性
总结
理想空载转速n0 ，转速降 △n：它是随负载力矩变化的和机械特性斜率 大小与机械特性软硬度有关
直流电动机固有机械特性
直流电动机人为机械特性
人为改变的方法：降低电枢电压、电枢回路串电阻、弱磁通

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