《電機技術(shù)應(yīng)用》課件 3.2.4 直流電機基本特性

直流電機的基本特性直流電機1、轉(zhuǎn)速特性：當U=UN，If=IfN時，電樞電流Ia與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系曲線。忽略電樞反應(yīng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速特性是一條略有下降的直線，如曲線①所示。他勵直流電動機的工作特性1轉(zhuǎn)速表達式：

從圖中可以看出，并勵電動機轉(zhuǎn)速隨負載電流變化不大，故稱為硬特性。其缺點是不能過載。

注意：并勵電動機的勵磁回路不能斷開。如果斷開，Φ=Φ剩

，由于Φ剩很小，當電動機輕載時，其轉(zhuǎn)速將急劇上升，出現(xiàn)“飛速”現(xiàn)象。當電動機重載時將停轉(zhuǎn)，兩種情況將給電動機帶來很大危害。轉(zhuǎn)矩表達式：2、轉(zhuǎn)矩特性：當U=UN，If=IfN時，電磁轉(zhuǎn)矩TM與電樞電流Ia之間的關(guān)系曲線。2考慮電樞反應(yīng)的去磁作用，轉(zhuǎn)矩上升的速度比電流上升的慢，當Ia較大時，TM稍有降低，如曲線②所示。他勵直流電動機的工作特性3、效率特性：U=UN，If=IfN時，效率η與電樞電流Ia之間的關(guān)系曲線,如曲線③所示。

時效率最大

空載損耗為不變損耗，不隨負載電流變化，當負載電流較小時效率較低，輸入功率大部分消耗在空載損耗上；負載電流增大，效率也增大，輸入的功率大部分消耗在機械負載上；但當負載電流增大到一定程度時銅損快速增大此時效率又變小，因此:3他勵直流電動機的工作特性21①當負載電流較小時，電機磁路不飽和，每極氣隙磁通與勵磁電流呈線性關(guān)系。其轉(zhuǎn)速特性如曲線①。轉(zhuǎn)速表達式：轉(zhuǎn)矩表達式：

③當負載電流較大時，磁路飽和，串勵電動機的工作特性與他勵電動機相同。②當負載電流為零時，電機轉(zhuǎn)速趨于無窮大，所以串勵電動機不宜輕載或空載運行，轉(zhuǎn)矩特性如曲線②。串勵直流電動機的工作特性12

β為機械特性的斜率T=0時的轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速，用n0表示。實際空載轉(zhuǎn)速：他勵直流電動機的固有機械特性

當U=UN，I=IfN時，電磁轉(zhuǎn)矩TM與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系曲線。我們可以推導出轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩TM之間的表達式。定義：(1)電樞串電阻時的人為特性：保持U=UN，Φ=ΦN不變,只在電樞回路中串入電阻Rad時的人為特性。

特點：1）空載轉(zhuǎn)速不變，斜率變大；2）隨著電阻的增大，轉(zhuǎn)速降落增加，特性變軟他勵直流電動機的人為機械特性(2）降低電樞電壓時的人為特性：保持R=Ra，Φ=ΦN不變，改變電樞電壓時的人為特性。

特點：1)空載轉(zhuǎn)速隨著U的減小而減小；2)電壓不同時,曲線是一組平行線，轉(zhuǎn)速降落不變。由于電動機電樞繞組絕緣耐壓強度的限制，電樞電壓只允許在額定值以下調(diào)節(jié)，所以不同值的人為特性曲線均在固有特性曲線之下。他勵直流電動機的人為機械特性(3)減弱勵磁磁通時的人為特性：保持保持U=UN，R=Ra不變，只改變勵磁回路調(diào)節(jié)電阻Rfj的人為特性。

特點：1）理想空載轉(zhuǎn)速隨磁通的減小而增大；2）轉(zhuǎn)速隨著磁通的改變而改變，斜率增大，特性變軟。由于勵磁線圈發(fā)熱和電動機磁飽和的限制，電動機的勵磁電流和它對應(yīng)的磁通只能在低于額定值的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。他勵直流電動機的人為機械特性當磁通過分削弱后：

1）如果電動機負載轉(zhuǎn)矩不變，將使電動機電流大大增加而嚴重過載；

2)當磁通等于零時，理論上來說空載時電動機轉(zhuǎn)速將無窮大，通常稱為“飛車”；

3)當電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩時，電動機不能啟動，電樞電流很大，長時間的大電流會燒壞電樞繞組。因此，他勵直流電動機啟動前必須先加勵磁電流，在運轉(zhuǎn)過程中絕不允許勵磁電路斷開或勵磁電流為零，為此直流他勵電動機一般都設(shè)有“失磁”保護。他勵直流電動機的人為機械特性1、試利用機械特性公式，分析并勵直流電動機負載過大燒毀電動機的原因。2、名詞解釋（1）恒轉(zhuǎn)矩負載：生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩TL的大小不隨電機轉(zhuǎn)速n變化而改變的負載。

（2）恒功率負載：電機轉(zhuǎn)速變化時，而負載從電動機吸收的功率為恒定值。

（3）通風機類負載：負載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，即TL=Kn2思考與練習3、請說明電樞串接電阻時人為機械特性的特點？答：（1）理想空載轉(zhuǎn)速n0與固有特性時相同，且不隨串接電阻Rad的變化而變化；（2）電樞串接電阻Rad的變化，獲得不同斜率的射線族。

（3）隨著Rad的加大，特性的斜率β增加，轉(zhuǎn)速降落Δn加大，特性變軟，穩(wěn)定性變差。4、請說明電源電壓改變時人為機械特性的特點答：（1）理想空載轉(zhuǎn)速n0發(fā)生變化，隨電源電壓的而降低。（2）由于Rad=0，特性斜率β不變，機械特性由一組平行線所組成。（3）特性斜率β不變，轉(zhuǎn)速降落Δn不變，因此其特性較串聯(lián)電阻時硬。5、請說明改變主磁通Φ時人為機械特性的特點答：（1）理想空載轉(zhuǎn)速n0與磁通Φ成反比，即當Φ下降時，n0上升。（2）不同的磁通Φ，所得機械特性曲線斜率β不同。（3）磁通Φ下降，特性斜率β上升，且β與Φ2成反比，曲線變軟；（4）一般Φ下降，n上升，但負載過大速度反而會下降。6、一臺直流他勵電機,PN=96KW，,UN=440V，,IN=250A，,ｎＮ=500r╱min,電樞回路總電阻