1、1、固有机械特点、固有机械特点2、人为机械特点、人为机械特点3、串励和复励直流电动机、串励和复励直流电动机第第7讲讲他励直流电动机的机械特点他励直流电动机的机械特点一、机械特点的通常表达式一、机械特点的通常表达式直流电动机的机械特点直流电动机的机械特点是指电动机在集电极电流是指电动机在集电极电流U、励磁电压、励磁电压If、电枢回路内阻栅极回路内阻Ra为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的怠速与电磁力矩之间的关系。的怠速与电磁力矩之间的关系。n=f(T)CnT()0eUnC2aeT
2、RRCC其中：其中：称为理想空载怠速；称为理想空载怠速；称为机械特点的斜率。称为机械特点的斜率。二、他励直流电动机固有机械特点二、他励直流电动机固有机械特点CC当当时的机械特点称为固有机械特点：时的机械特点称为固有机械特点：0NNUU,,R他励直流电动固有机械特点有以下特征：他励直流电动固有机械特点有以下特性：（1）电磁力矩越大，怠速越低，是一条下）电磁力矩越大，怠速越低，是一条下斜直线；斜直线；二、他励直流电动机固有机械特点二、他励直流电动机固有机械特点（3）斜率）斜率，其值很小，特点较平，为硬特点，力矩变，其值很小，特点较平，为硬特点
3、，力矩变化时，怠速变化很小，斜率大时，称为软特点。化时，怠速变化很小，斜率大时，称为软特点。2RCC（2）T=0时，时，为理想空载怠速。此时为理想空载怠速。此时Ia=0，Ea=UN;（4）当）当T=TN直流电机启动电流过大，n=nN，怠速差，怠速差为额定怠速差。为额定怠速差。二、他励直流电动机固有机械特点二、他励直流电动机固有机械特点（5）n=0时，即马达启动时，时，即马达启动时，，定子电压，定子电压称为启动电压，称为启动电压，电磁力矩电磁力矩称为启动扭矩。因为定子内阻较小，称为启动力矩。因为定子内阻较小，启动电压和占空比都比额定值大。启动电压和占空比都比额定值大
4、。tss以上剖析时机械特点在第一象限的情况，有：以上剖析时机械特点在第一象限的情况，有：0s0Na;0;二、他励直流电动机固有机械特点二、他励直流电动机固有机械特点（6）若）若TTs，nTs，则，则IaIs，即，即创立，只有创立，只有Ea0，n0，机械特点在第四灵限。，机械特点在第四灵限。;ITI（7）若）若Tn0，此时电磁力矩方向与怠速相反，由拖，此时电磁力矩方向与怠速相反，由拖动性变为刹车性，此时动性变为刹车性，此时IaUN，怠速，怠速nn0，机械特点在
5、第二象限，实际上他励直流马达的电磁功机械特点在第二象限，实际上他励直流马达的电磁功率率，输入功率，输入功率，马达工，马达工作在发电状态。作在发电状态。例题例题3-8；3-9（一）定子串内阻时的人为机械特点（一）定子串内阻时的人为机械特点特征：特征：（）理想空载怠速（）理想空载怠速n0不变不变（）（）n与与成反比成反比Rnn特点曲线为通过特点曲线为通过n0点的射线点的射线C=UN，=N，串内阻串内阻R三、他励直流电动机人为机械特点三、他励直流电动机人为机械特点当改变当改变或或或或得到的机械特点称为人为机械特点。得到的机械特点称为人为
6、机械特点。+R1Ra+R2固有固有人为人为（二）改变励磁电流时的人为机械特点（二）改变励磁电流时的人为机械特点Ra=N特征：特征：（）（）n0U（）（）n与与无关无关Un0n，一组平行线一组平行线三、他励直流电动机人为机械特点三、他励直流电动机人为机械特点CNaeet（三）减小磁路时的人为机械特点（三）减小磁路时的人为机械特点UN，Ra三、他励直流电动机人为机械特点三、他励直流电动机人为机械特点改变每极磁路的人为机械特点改变每极磁路的人为机械特点如图所示，特点较软。如图所示，特点较软。四、
7、根据马达标牌计算机械特点四、根据马达标牌计算机械特点(1)(1)依据经验计算依据经验计算EaN:093097aNN(-)E.UeNCaNE由理想空载怠速公式可得：由理想空载怠速公式可得：由上式可知，倘若能晓得额定励磁电动势由上式可知，倘若能晓得额定励磁电动势或或Ra，便可以，便可以求出求出，因而求出理想空载怠速，进而求出理想空载怠速n0。依照理想空载点（依照理想空载点（n0，0）和额定工作点（）和额定工作点（nN，TN）就可）就可以通过这两点连成直线，就是马达的固有机械特点曲线。以通过这两点连成直线，就是马达的固有机械特点曲线。
8、在马达的标牌数据中，可以晓得在马达的标牌数据中，可以晓得nN，而理想空载怠速，而理想空载怠速n0和额定力矩和额定扭矩TN却是未知的。却是未知的。四、根据马达标牌计算机械特点四、根据马达标牌计算机械特点具体步骤：具体步骤：(1)计算计算EaN或实测（或计算）或实测（或计算）Ra；(2)估算估算;eNC(3)估算理想空载怠速估算理想空载怠速n0：(4)估算估算TN;21223()IPRI(2)依据所选直流马达，实测或则计算定子回路内阻依据所选直流马达，实测或则计算定子回路内阻Ra:表示电动机额定运行时，定子铜耗占总耗损的表示电动机额定运行时，定子铜耗占总耗损的1/2到到1/
9、3。（二）人为特点的勾画（二）人为特点的勾画在固有机械特点多项式在固有机械特点多项式n=n0-T的基础上，按照的基础上，按照人为特点所对应的参数人为特点所对应的参数R或或U或或变化（感应变化（感应电动势和电磁力矩等会相应变化），重新估算电动势和电磁力矩等会相应变化），重新估算n0和和，之后得到人为机械特点方程式。，之后得到人为机械特点方程式。例题例题3-10四、根据马达标牌计算机械特点四、根据马达标牌计算机械特点解：解：（11）计算）计算RRa25250().IPRI（22）估算）估算CCeen
10、00.RCn五、串励直流电动机的机械特点五、串励直流电动机的机械特点如下图为串励直流电动机框图，如下图为串励直流电动机框图，当当IIaa较小，磁通不饱和时：较小，磁通不饱和时：马达怠速可以表示为：马达怠速可以表示为：其中，其中，电磁力矩等式可写为：电磁力矩多项式可写为：其中，其中，因而得到马达怠速公式：因而得到马达怠速公式：eefaf;aCCKRRRRICaffff;aIIKIKIIICKR五、串励直流电动机的机械特点五、串励直流
11、电动机的机械特点曲线如图曲线如图3，马达怠速与扭矩平方根成正比，当电磁马达怠速与扭矩平方根成正比，当电磁力矩减小，怠速增加很快，机械特点很软。力矩减小，怠速增加很快，机械特点很软。若电压若电压Ia太大，磁通饱和，太大，磁通饱和，基本不变，机械特点接近基本不变，机械特点接近于他励直流电动机，机械特点变硬。于他励直流电动机，机械特点变硬。总结：总结：（1）是一条非线性的软特点；）是一条非线性的软特点；（2）当电磁力矩特别小时，）当电磁转矩十分小时，怠速很高所以不容许空载运行；怠速很高所以不容许空载运行；（3）电磁力矩与定子电压的平）电磁力矩与定子电压的平方成反比，因而启动力矩方成反比，因而启动力矩大，大，过载倍数强。过载倍数强。如图为复励直流电动机的如图为复励直流电动机的接线图。若串励和并励定子的接线图。若串励和并励定子的极性相同，称极性相同，称积复励积复励直流电机启动电流过大，否则为，否则为差复励差复励。积复励直流电动机的机械积复励直流电动机的机械特点介于他励和串励直流电动特点介于他励和串励直流电动机特点之间，具有串励电动机机特点之间，具有串励电动机的启动力矩大，过载倍数强，的启动力矩大，过载倍数强，但空载怠速不高等优点。但空载怠速不高等优点。曲线如图曲线如图2。六、复励直流电动机的机械特点六、复励直流电动机的机械特点I-+串励定子串励定子并励定子并励定子