电机与拖动 课件 第1章 直流电机

1.2直流电机电枢绕组简介1.3直流电机的电枢反应

本章主要讨论直流电机的基本结构和工作原理，讨论直流电机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应及影响、换向及改善换向方法，从应用角度分析直流发电机的运行特性和直流电动机的工作特性。1.4直流电机的电枢电动势和电磁转矩1.5直流电机的换向1.6直流发电机1.7直流电动机1.1

直流电机的基本工作原理与结构思考题与习题直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。用作发电机：可以获得直流电源；用作电动机：具有良好的调速性能，常用于调速性能要求较高的场合。直流电机的优缺点

1.直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。2.直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。3.直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。4.由于存在换向器，其制造复杂，成本较高。1.1.1直流电机的工作原理1.1直流电机的基本工作原理和结构一、直流发电机工作原理

右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。当原动机驱动电机转子逆时针旋转同时，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。

当原动机驱动电机转子逆时针旋转后，如右图。与电刷A接触的导体总是位于N极下，与电刷B接触的导体总是位于S极下,电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。

导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。

实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。思考：1）直流电机电枢单个导体中感应电势的性质？

2）直流电机通过电刷引出的感应电势的性质？

3）直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势？二、直流电动机工作原理

把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。

直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。

在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。

与直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。

当电枢旋转到右图所示位置时直流电动机的工作原理示意图:电机的可逆原理无论发电机还是电动机，由于电磁的相互作用，电枢电动势和电磁转矩是同时存在的。从原理上说发电机和电动机两者并无本质差别，只是外界条件不同而已。一台电机，既可以作为发电机运行，又可作为电动机运行，这就是直流电机的可逆原理。但在设计电机时，需考虑两者运行的些许差别。1.1直流电机的基本工作原理和结构1.1.2直流电机的主要结构主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成换向磁极：改善换向。电刷装置：与换向片配合,完成直流与交流的互换机座和端盖：起支撑和固定作用。定子转子电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。换向器：与电刷装置配合,完成直流与交流的互换转轴风扇气隙定子作用：建立主磁场，固定和支撑整个电机。转子作用：产生感应电动势和电磁转矩，实现能量的转换。1、定子机座支撑和保护（固定主磁极、换向极、端盖等零部件）磁轭（让励磁磁通经过，与主磁路共同构成闭合路径）作用--电机定子部分的外壳（1）--由磁极铁芯和励磁绕组组成，如图1-4所示。（2）主磁极作用：当励磁绕组中通入直流电后，铁芯中即产生励磁磁通，并在气隙中建立励磁磁场。1.2直流电机的结构图1-4主磁极（3）换向极--由换向极铁芯和换向极绕组组成，如图1-5所示。换向极铁芯换向极绕组作用：产生换向磁场，用来改善直流电机的换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。换向极装在两主磁极之间，其换向极绕组套在换向极铁芯上，并与电枢绕组串联。1.2直流电机的结构和工作原理图1-5换向极（4）电刷装置--由刷握、铜丝辫、压紧弹簧和电刷块等部分组成，如图1-6所示。刷握铜丝辫压紧弹簧电刷块作用：通过电刷与换向器表面的滑动接触，把电枢绕组中的直流电压、直流电流引入或引出。电刷块是用导电性和耐磨性能好的石墨粉压制而成的导电块，放置在刷握内，用弹簧将它压紧在换向器上。刷握固定在刷杆上，刷杆装在刷杆座上，彼此之间都绝缘。1.2直流电机的结构和工作原理图1-6电刷装置

（6）出线盒作用：直流电机的电枢绕组和励磁绕组通过出线盒（板）与外部连接。出线盒上的电枢绕组一般标记为“A”或“S”，

励磁绕组标记为“F”或“L”。（5）端盖--用于安装轴承和支撑转轴，一般为铸钢件1.2直流电机的结构和工作原理2、转子转子的结构如图1-7所示。图1-7转子结构1-转轴2-轴承3-换向器4-电枢铁芯5-电枢绕组6-风扇7-轴承1.2直流电机的结构和工作原理电枢铁芯--用厚度为0.5mm的表面有绝缘层的圆形硅钢冲片冲压叠装而成，如下图所示。（1）作用：通过磁通和嵌放电枢绕组。1.2直流电机的结构和工作原理槽内可安放电枢绕组改善散热（2）电枢绕组--由许多用绝缘导线绕制的按一定规律连接的线圈组成，各线圈分别嵌放在不同的电枢铁芯的槽内，其放置如图1-8所示。图1-8线圈在槽内的放置示意图1-上层有效边2、5-端接部分3-下层有效边4-线圈尾端6-线圈首端作用：产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机、电能量的转换。电枢绕组多为双层绕组，同一个槽可嵌放两条边，每条边仅占半个电枢槽，即同一个线圈的一条边占了某个槽的上半槽，另一条边占了另一个槽的下半槽。1.2直流电机的结构和工作原理电枢绕组均为双层绕组，每个线圈的一边嵌放在某一槽内的上层，另一边放在另一槽的下层c

a

a′c′

a

a′c′ca线圈并不和c线圈直接串联

a

a′c′c注意:虚线表示下层边实线表示上层边上层边下层边前端接后端接（3）换向器--由许多换向片构成，如图1-10所示。

作用：实现电枢绕组中的交流电动势和电流与电刷间的直流电动势和电流的转换。1.2直流电机的结构和工作原理图1-10换向器（4）转轴--一般用合金钢锻压加工而成作用：传递转矩。（5）风扇作用：降低电机运行中的温升。3、气隙位于定子与转子之间的间隙气隙也是电机磁路的一部分。一般小型电机的气隙为0.7～5mm，大型电机为5～10mm左右。气隙如图所示。1.2直流电机的结构和工作原理每一台直流电机上都有一个铭牌，用来标注直流电机的型号、额定值、励磁方式等，如图所示。直流电动机的铭牌1.1.3直流电机的铭牌数据额定条件下电机所能提供的功率指电刷间输出的额定电功率发电机指轴上输出的机械功率电动机发电机：是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。在额定工况下，电机出线端的平均电压在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速.对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编号等。额定效率直流电动机额定运行时输出机械功率与电源输入电功率之比，即：

电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。【例1-1】一台直流电动机，，，，。求。解：对于电动机所以1.2直流电机的电枢绕组简介1.2.1

直流枢绕组基本知识1.2直流电机的电枢绕组简介元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用表示。叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。1）第一节距y1：每个元件的两个元件边在电枢表面的跨距。y1

Ny2

Sy1

N

SNSy22）第二节距y2：相串联的两个元件中，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边在电枢表面上所跨的距离。y1

Ny2

Sy1

N

SNSy23)合成节距y：相串联的两个元件对应边在电枢表面上所跨的距离1234)换向器节距yk：每个元件所联的两片换向片在换向器表面的跨距，用换向片数表示。y=ykyy1y1y2NyS

yky2

N

SNSyk单叠绕组单波绕组

一个绕组元件两端分别与两片换向片连接，元件之间通过换向片相互串联起来。12

3

45注意：一个换向片与两个线圈边连接。换向片数1.2.2.单叠绕组

单叠绕组的特点是相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向节距均为1,即：。

单叠绕组的展开图是把放在铁心槽里、构成绕组的所有元件取出来画在一张图里，展示元件相互间的电气连接关系及主磁极、换向片、电刷间的相对位置关系。[例]一台直流电机，2p=4，Ze=S=K=16，绘制右行单叠整距绕组。

1.计算单叠绕组的节距y=yk=1（右行单叠绕组）

y2=y1

-y=4-1=3

右行单叠绕组:

y=yk

=1左行单叠绕组:y=yk

=-13、电枢绕组展开图1.槽展开2.绕组放置3.安放磁极电刷槽展开绕组放置安放磁极、电刷12345678910111213141615NSNS

+-+-+－单叠绕组根据单叠绕组的展开图可以得到绕组的并联支路电路图:单叠绕组的的特点：1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数与支路数相同。2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势。3）电枢电流等于各支路电流之和。直流电机绕组的总结①所有的直流电机的电枢绕组是无头无尾的闭

合绕组。②电枢绕组的支路数(2a)永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数。③电刷放置的一般原则是确保空载时通过正、负电刷引出的电动势最大，或者说，被电刷短路的元件中的电动势为零或接近于零。④对于端接对称的元件，电刷也就放置在主极轴线下的换向片上。

１.２.３单波绕组

单波绕组的特点是合成节距与换向节距相等，展开图如下图所示。

两个串联元件放在同极磁极下，空间位置相距约两个极距；沿圆周向一个方向绕一周后，其末尾所边的换向片落在与起始的换向片相邻的位置。当原动机驱动电机转子逆时针旋转同时，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。单波绕组的并联支路图:单波绕组的特点1）同极下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为1，与磁极对数无关；2）当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大；3）电刷数等于磁极数；4）电枢电动势等于支路感应电动势；5）电枢电流等于两条支路电流之和。1.3.1直流电机的空载磁场1.3直流电机的电枢反应

直流电机工作中，主磁极产生主磁极磁动势，电枢电流产生电枢磁动势。电枢磁动势对主极磁动势的影响称为电枢反应。

右图为一台四极直流电机空载时的磁场示意图。当励磁绕组的串联匝数为，流过电流，每极的励磁磁动势为：

直流电机中，主磁通是主要的，它能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩，而漏磁通没有这个作用，它只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。磁力线由N极出来，经气隙、电枢齿部、电枢铁心的铁轭、电枢齿部、气隙进入S极，再经定子铁轭回到N极主磁通主磁路磁力线不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路漏磁通漏磁路空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。几何中性线极靴极身（a）气隙形状

空载时的气隙磁通密度为一平顶波，如下图所示。磁极中心及附近的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。小结1）空载时电枢电流为0，气隙磁场是由励磁电流单独决定。2）磁极面下气隙较小且均匀，磁密较强且均匀。3）极面外，气隙迅速增大，磁密也迅速减弱，几何中性线处磁密为0。4）空载气隙磁密沿电枢外圆的分布用函数

B0（x）表示；分析可知它是平顶波。

为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极磁通，空载时，气隙磁通与空载磁动势或空载励磁电流的关系，称为直流电机的空载磁化特性。如右图所示。

为了经济、合理地利用材料，一般直流电机额定运行时，额定磁通设定在图中A点，即在磁化特性曲线开始进入饱和区的位置。1.3.2

直流电机负载时的负载磁场

直流电机带上负载后，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的磁动势称为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使电机的磁场发生变化。

右图为一台电刷放在几何中性线的两极直流电机的电枢磁场分布情况。

假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。

如果认为直流电机电枢上有无穷多整距元件分布，则电枢磁动势在气隙圆周方向空间分布呈三角波，如图中所示。

由于主磁极下气隙长度基本不变，而两个主磁极之间，气隙长度增加得很快，致使电枢磁动势产生的气隙磁通密度为对称的马鞍型，如图中所示。1.3.3

直流电机的电枢反应

当励磁绕组中有励磁电流，电机带上负载后，气隙中的磁场是励磁磁动势与电枢磁动势共同作用的结果。电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。1、当电刷在几何中性线上时，将主磁场分布和电枢磁场分布叠加，可得到负载后电机的磁场分布情况，如图（a）所示。发电机电动机主磁场的磁通密度分布曲线电枢磁场磁通密度分布曲线两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线电枢磁场：直流电机负载运行时，电枢绕组中便有电流通过，产生电枢磁通势。该磁通势所建立的磁场，称为电枢磁场。合成磁场：电枢磁场与主极磁场一起，在气隙内建立一个合成磁场。由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：

2)、对主磁场起去磁作用1)、使气隙磁场发生畸变

空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线角，磁通密度的曲线与空载时不同。

磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，因此每极量的磁通量与空载时相同。电机正常运行于磁化曲线的膝部，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁心磁阻增大，增加的磁通少些，因此负载时每极磁通略为减少。即电刷在几何中性线时的电枢反应为交轴去磁性质。小结：主磁场为平顶波，电枢磁场为马鞍形波。

•在一个极距内相加时，一半极距内磁密加强，另一半极距内磁密减弱。•如果电机的磁场不饱和，则半个极距内增加的磁通量与另半个极距内减少的磁通量相等。即每极总磁通Φ与空载时一样。小结：

•实际上由于饱和，使得每极磁通总体上有所减少。•由图可知，原来的磁场发生了畸变，0点发生了位移。•交轴电枢反应：气隙磁场发生畸变（对发电机而言，前极端去磁、后极端增磁；而对电动机而言则为前极端增磁、

后极端去磁）；每极磁通减少。此反应会对电机性能产生不良影响。主磁场的磁通密度分布曲线电枢磁场磁通密度分布曲线两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线2、直轴电枢反应当电刷不在几何中性线上，把电刷顺着发电机的旋转方向或者逆着电动机的旋转方向移过一个角度β，则电枢电流的分布也随之变化，电枢磁动势的轴线也随着电刷移动。当电刷不在几何中性线上电刷从几何中性线偏移β角，电枢磁动势轴线也随之移动β角电枢磁动势可以分解为两个垂直分量：交轴电枢磁动势Faq直轴电枢磁动势Fad电刷偏离几何中性线时电枢绕组磁动势发电机：电刷顺电枢旋转方向移动，直轴电枢反应为去磁；电刷逆电枢旋转方向移动，直轴电枢反应为增磁。电动机：与发电机的情况相反。

NNNSSS1.4.1

直流电机的电枢电动势1.4直流电机的电枢电动势和电磁转矩产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。大小:性质:发电机——电源电动势(与电枢电流同方向);

电动机——反电动势(与电枢电流反方向).)(电动势常数为电机的结构常数其中可见,直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。N：电枢绕组总导体数a：并联支路对数

1.4.2直流电机的电磁转矩产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。大小:性质:发电机——制动(与转速方向相反)；电动机——驱动(与转速方向相同)。可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比为电机的转矩常数，有其中1.4.3直流电机的电磁功率对于直流发电机而言，从原动机吸收的机械功率全部转化为电功率输出。对于直流电动机而言，从电源吸收的电功率全部转化为机械功率输出。1.5直流电机的换向1.5.3

改善换向的方法改善换向的目的在于消除或削弱电刷下的火花。

改善换向一般采用以下方法：装设换向磁极位于几何中性线处装换向磁极。换向绕组与电枢绕组串联，在换向元件处产生换向磁动势抵消电枢反应磁动势。换向极极性的确定原则：使换向极磁场方向与电枢磁场方向相反。1.6.1直流发电机的励磁方式1.6直流发电机

供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式。分为他励和自励两大类，自励方式又分并励、串励和复励三种方式。1、他励：直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。

他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即：2、并励：发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足3、串励：励磁绕组与电枢绕组串联。满足4、复励：

并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。1.6.2直流发电机的基本方程如图规定各物理量的参考方向一.电动势平衡方程从方程式可见，直流发电机满足二.转矩平衡方程发电机轴上有三个转矩：原动机输入给的驱动转矩、电磁转矩和机械摩擦及铁损引起的空载转矩。转矩平衡方程为：在额定情况下：直流发电机的励磁电流三、励磁特性公式四.功率平衡方程原动机输入给发电机的机械功率

电磁功率机械摩擦损耗、铁损耗、附加损耗

空载损耗包括：

电磁功率一方面代表电动势为的电源输出电流时发出的电功率，一方面又代表转子旋转时克服电磁转矩所消耗的机械功率。电枢回路电阻及电刷与换向器表面接触电阻上的铜损耗输出的电功率自励发电机中还应减去励磁损耗直流电动机的效率为：1.4直流电机的基本方程式

【例1-4】一台额定功率的并励直流发电机，它的额定电压,额定转速，电枢回路总电阻，励磁回路总电阻。已知机械损耗和铁损耗，求额定负载情况下各绕组的铜损耗、电磁功率、总损耗、输入功率及效率（计算过程中，令，附加损耗）。解：先计算额定电流励磁电流电枢绕组电流电枢回路铜损耗1.4直流电机的基本方程式

总损耗输入功率效率励磁回路铜损耗电磁功率1.6.3他励发电机的运行特性一、空载特性定义:当、时，

直流发电机的空载特性是非线性的的，上升与下降的过程是不相同的。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。空载时空载特性曲线上升分支空载特性曲线下降分支平均空载特性曲线空载特性实质上就是。所以空载特性曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。二、外特性定义：当、时，

由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降。他励并励

根据可知端电压下降有两个原因：(一)在励磁电流一定情况下，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；(二)电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。为什么低?三、调节特性定义：当、时，

由曲线可见，在负载电流变化时，若保持端电压不变，必须改变励磁电流，补偿电枢反应及电枢回路电阻压降对对输出端电压的影响.1.6.4

并励发电机的自励条件和外特性

并励发电机的励磁是由发电机本身的端电压提供的，而端电压是在励磁电流作用下建立的，这一点与他励发电机不同。并励发电机建立电压的过程称为自励过程，满足建压的条件称为自励条件。并励：发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足一、自励条件

曲线1为空载特性曲线,曲线2为励磁回路总电阻特性曲线，也称场阻线。

原动机带动发电机旋转时，如果主磁极有剩磁，则电枢绕组切割剩磁通感应电动势。在电动势作用下励磁回路产生。增大,场阻线变为曲线3时，称为临界电阻。若再增加励磁回路电阻，发电机将不能自励。OIfEErQIfrIf1If2If高等教育出版社高等教育电子音像出版社如果励磁绕组和电枢绕组连接正确，励磁电流产生与剩磁方向相同的磁通，使主磁路磁通增加，电动势增大，增加。如此不断增长，直到励磁绕组两端的电压与

相等，达到稳定的平衡工作点A。可见，并励直流发电机的自励条件有：二、空载特性

并励发电机的空载特性与一般电机的空载特性一样，也是磁化曲线。由于励磁电压不能反向，所以它的空载特性曲线只在第一象限。（1）电机的主磁路有剩磁（3）励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻（2）并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确三、外特性四、调节特性

并励发电机的电枢电流，比起他励发电机仅仅多了一个励磁电流，所以调节特性与他励发电机的相差不大。

对并励发电机，除了像他励发电机存在的电枢反应去磁作用和电枢回路上的电阻压降使端电压下降外，还有第三个原因：由于上述两个原因使端电压下降，引起励磁电流减小，端电压进一步下降。并励发电机的外特性与他励发电机相似，也是一条下降曲线。【例1-5】一台他励直流电动机的额定数据为PN=19KW，UN=220V，nN=3000r/min，IN=91.3A，电枢回路总电阻Ra=0.121Ω，忽略电枢反应影响。求：（1）电动机额定负载时的输出转矩；（2）额定电磁转矩；（3）额定效率；（4）理想空载时的转速。解：（1）额定输出转矩

（2）额定电磁转矩

（3）额定效率（4）理想空载时的转速1.7直流电动机1.7.1直流电机的可逆原理以他励电机为例说明可逆原理：把一台他励直流发电机并联于直流电网上运行保持电源电压不变。

一台电机既可作为发电机运行，又可作为电动机运行，这就是直流电机的可逆原理。

减少原动机的输出功率，发电机的转速下降。当转速下降到一