电机与拖动技术项目化教程 课件 5直流电机的机械特性

直流电机的机械特性MechanicalcharacteristicsofDCmotors电动机的转速与机械负载转矩的关系，即n=

f(TL)。直流电动机的机械特性：机械特性表明电动机转速因外部负载变化而变化的情况。由于电动机电磁转矩T近似等于负载转矩TL，所以

n=

f(TL)

常写成

n=

f(T)。是分析电动机起动、反转、调速、制动的重要工具。一、他励直流电机他励直流电动机电路图电枢电动势Ea=CeΦn电磁转矩T=CTΦIa电枢回路电压平衡方程

U=Ea+Ia（Ra+RΩ）机械特性的一般表达式理想空载转速机械特性的斜率nn0ΔnTNT他励直流电动机机械特性1、机械特性一般表达式当电源电压U=UN,每极磁通Φ=ΦN，电枢回路不串任何电阻RΩ=0时的机械特性称为固有机械特性。一、他励直流电机2、固有机械特性理想空载转速机械特性斜率nn0ΔnTNT一、他励直流电机3、人为机械特性定义：改变固有机械特性的运行条件

U=UN,Φ=ΦN，RΩ=0时，称为人为机械特性。分为三种：（1）

电枢回路串接电阻RΩ；（2）改变电源电压U；（3）改变磁通Φ；（1）电枢回路串接电阻时的人为机械特性

Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2>Ri1RaTn0TNΔn特点：（1）过一组理想空载转速点的放射形直线（2）串接电阻越大，斜率增大，机械特性的硬度越软。（3）对于相同的负载转矩，串接电阻越大，对应的运行转速越低。一、他励直流电机U=UN,Φ=ΦN（2）改变电枢端电压U时的人为机械特性

一、他励直流电机理想空载转速斜率:固定不变

1、受绝缘强度限制，电源电压只能从电动机的额定电压往下调。2、位于固有特性下方，并与固有特性平行的直线族;3、在负载转矩不变时，降低电枢电压，转速n下降，但转速降△n不变。特点：UN>

U1>

U2U1n01UNnTn00U2n02RΩ=0，Φ=ΦNU=UN，RΩ=0,在励磁回路中串入附加电阻RB，改变

；当：RB↑→

↓→n0↑

↓→Δn↑→β↓特点：1、一般他励直流电机在额定运行时已接近磁饱和，故通常是减弱磁通2、得到一组空载转速n0不同，硬度β也不同的倾斜直线。3、当负载转矩不变时，一般情况弱磁后会使转速n升高，只有在负载很重或者磁通很小时，若再减弱磁通，转速n反而会下降。（3）改变磁通

时的人为机械特性

一、他励直流电机φNφ1φ3nTφ2φN>

φ1>

φ2n0n01n020二、并励式直流电机固有机械特性：在额定电源电压UN和额定励磁电流IN时，与他励电动机相同。人为机械特性：IaUM+_If+_IERfRa并励直流电动机电路图若只改变Ra（保持电源电压U和Rf不变），则

不改变。那么人为机械特性与他励电动机串电阻机械特性相同，是一组射线。若通过改变

Rf改变磁通（保持U、Ra不变），则人为机械特性也与他励电动机弱磁机械特性一样。当改变电源电压U时（保持

Rf、Ra不变），If

也改变。当磁路未饱和时，

也与U

成正比，n0基本上保持不变，而特性曲线的斜率β在变化，故人为机械特性不是一组平行线。三、串励直流电机特点：If=Ia、当磁路为饱和时，Ф=CФ

Ia（1）固有特性是一条非线性的软特性，转速随负载增加而显著下降。（2）不允许轻载或空载运行。空载或轻载时，Ia≈0,

很小，∴n0很高，一般（5～6）nN，可能造成电机损坏。串励电机在固有特性上不允许空载或轻载运行，防止飞车。（3）过载能力强，起动性能好：在相同电流限制下，产生的转矩比他励直流电动机大很多。当负载增大时，Ia和Ф都增大，Ia稍有增大，电动机转矩就可以与电