第一章 直流电机原理

电机原理及拖动主讲人：方炜安徽工业大学电气信息学院第一章直流电机原理直流电机的用途、结构及基本工作原理1直流电机的空载磁场直流电机的电枢绕组234直流电动机、发电机及直流电机的换向56直流电机的电枢反应直流电机的电枢电动势与电磁转矩直流电机可分为直流发电机和直流电动机两大类。将机械能转化为电能的直流电机是直流发电机，将电能转化为机械能的直流电机是直流电动机。直流电机具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力，一般应用于对起动和调速要求较高的场合。另外，结构复杂、成本较高、维护较困难是直流电机的不足之处。1.1直流电机的工作原理与结构

N、S为一对固定的磁极，称为直流电机的定子。ab,cd是固定在可旋转铁质圆柱体上的线圈，线圈连同铁质圆柱体是直流电机可转动的部分，称为直流电机的转子（或电枢）。图1.1直流发电机的工作原理模型

1.1.1直流发电机的工作原理与结构线圈的末端a、d联结到两个相互绝缘并可以随线圈一同转动的导电片上，该导电片称为换向片。转子线圈与外电路的联结是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。在定子与转子间有间隙存在，称为气隙。图1.1直流发电机的工作原理模型

1.1.1直流发电机的工作原理与结构图1.1直流发电机的工作原理模型

1.1.1直流发电机的工作原理与结构当有原动机拖动转子以一定的转速逆时针旋转时，根据电磁感应定律可知，在线圈ab,cd中将产生感应电动势。导体中感应电动势的方向可用右手定则确定。在逆时针旋转情况下，导体ab在N极下，感应电动势的极性为a点高电位，b点低电位；导体cd则在S极下，感应电动势的极性为c点高电位，d点低电位，在此状态下电刷A的极性为正，电刷B的极性为负。图1.1直流发电机的工作原理模型

1.1.1直流发电机的工作原理与结构当线圈旋转180°后，导体ab在S极下，导体cd则在N极下，此时导体中的感应电动势方向已改变，但由于原来与电刷A接触的换向片已经与电刷B接触，而与电刷B接触的换向片同时换到与电刷A接触，因此电刷A的极性仍为正，电刷B的极性仍为负。图1.1直流发电机的工作原理模型

1.1.1直流发电机的工作原理与结构1.1.1直流发电机的工作原理与结构图1.2直流发电机的工作原理模型

可以看出，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，因此电刷A的极性总为正，而电刷B的极性总为负，使电刷获得直流电动势。图1.3直流电动机的工作原理模型

1.1.2直流电动机的工作原理与结构电刷A、B接直流电源，此时电枢线圈中有电流流过，线圈边ab,cd在磁场中受到电磁力作用。图1.3直流电动机的工作原理模型

1.1.2直流电动机的工作原理与结构导体受力方向由左手定则确定。位于N极下的导体ab受力方向为从右向左，而位于S极下的导体cd受力方向从左到右。导体所受电磁力对轴产生一转矩，这种由于电磁作用产生的转矩称为电磁转矩，电磁转矩的方向为逆时针。当电磁转矩大于阻力矩时，线圈按逆时针方向旋转。图1.3直流电动机的工作原理模型

1.1.2直流电动机的工作原理与结构当线圈旋转180°后，原位于S极下的导体cd转到N极下，其受力方向变为从右向左；而原位于N极下的导体ab转到S极下，导体ab受力方向变为从左向右，该转矩的方向仍为逆时针方向，线圈在此转矩作用下继续按逆时针方向旋转。图1.4直流电动机的工作模型

1.1.2直流电动机的工作原理与结构虽然导体中流通的电流为交变的，但N极下的导体受力方向和S极下导体的受力方向并未发生变化，电动机在此方向不变的转矩作用下转动。总结：实际上直流电机的电枢是根据具体应用情况需要有多个线圈。线圈分布于电枢表面的不同位置上，并按照一定的规定联结起来，构成直流电机的电枢绕组。磁极也是根据需要,N、S极交替放置多对。任何一台电机既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这一性质称为电机的可逆原理。电机的可逆原理不仅适用于直流电机，也适用于交流电机。电机的实际运行方式由外施条件决定，如果电机转子输入机械能，而电枢绕组输出电能，电机作为发电机运行；如果在电枢绕组中输入电能，转子输出机械能，则电机作为电动机运行。1.1.3直流电机的结构直流电动机和直流发电机的结构基本是相同的，即都有可旋转部分和静止部分。可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，在定子和转子之间存在着气隙。图1.5小型直流电动机的结构1.1.3直流电机的结构——定子定子定子的作用，在电磁方面是产生磁场和构成磁路，在机械方面是整个电机的支撑。定子由磁极、机座、换向极、电刷装置、端盖和轴承等组成。图1.6直流电机剖面

1—电枢绕组；2—电枢铁芯；3—机座；4—主磁极铁芯；5—励磁绕组；6—换向绕组；7—换向极铁芯；8—主磁极极靴；9—机座底脚1.1.3直流电机的结构——定子主磁极

主磁极的作用是在定子与转子之间的气隙中建立磁场。主磁极由主磁极铁芯和放置在铁芯上的励磁绕组构成。主磁极铁芯分成极身和极靴两部分，极靴的作用是使气隙磁通密度的空间分布均匀并减小气隙磁阻，同时极靴对励磁绕组也起支撑作用。为减小涡流损耗，主磁极铁芯是用1.0～1.5mm厚的低碳钢板冲成一定形状，用铆钉把冲片铆紧，然后再固定在机座上。主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为励磁绕组。图1.7直流电机主磁极的结构

1—机座；2—主磁极铁芯；3—励磁绕组1.1.3直流电机的结构——定子换向极

换向极安装在相邻的两个主磁极之间，固定在机座上，用来改善直流电机的换向，消除或减小电刷与换向器之间的火花。换向极是由换向极铁芯和换向极绕组组成。换向极铁芯可根据要求用整块钢制成，也可用1.0～1.5mm厚的钢板叠成，所有的换向极线圈串联后称为换向极绕组，换向极绕组与电枢绕组串联。换向极绕组数目一般与主磁极数目相同。图1.8直流电动机换向极结构1—换向极铁芯；2—换向极绕组1.1.3直流电机的结构——定子机座机座直流电机的机座有两种形式：(1)整体机座。整体机座是用导磁性能较好的铸钢材料制成的，该种机座能同时起到导磁和机械支撑的作用。由于机座起导磁作用，因此机座是主磁路的一部分，称为定子铁轭。主磁极、换向极及端盖均固定在机座上，因此，机座起到了支撑的作用。一般直流电机均采用整体机座。(2)叠片机座。叠片机座是用薄钢冲片叠压成定子铁轭，再把定子铁轭固定在一个专门起支撑作用的机座里，这样定子铁轭和机座是分开的，机座只起支撑作用，可用普通钢板制成。叠片机座主要用于主磁通变化快、调速范围较高的场合。1.1.3直流电机的结构——定子电刷电刷装置的作用是通过电刷和旋转的换向器表面的滑动接触，把转动的电枢绕组与外电路联结起来，并与换向器配合，起到整流或逆变的作用。电刷装置一般由电刷、刷握、刷杆座和压紧弹簧组成图1.9电刷的结构1—刷握；2—电刷；3—压紧弹簧；4—铜丝辫

1.1.3直流电机的结构——转子转子

转子又称电枢，是电机的转动部分，是用来产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的关键部分。它包括电枢铁芯、换向器、电机转轴、电枢绕组、轴承和风扇等。图1.10直流电机转子横截面图电枢槽电枢绕组电枢齿电枢磁轭1.1.3直流电机的结构——转子电枢铁芯电枢铁芯是主磁路的一部分，同时用来嵌放电枢绕组。当电机旋转时，为减小电枢铁芯中的磁通变化引起的磁滞损耗和涡流损耗，电枢铁芯用涂有绝缘漆的0.5mm厚的硅钢片叠成。电枢铁芯冲片上冲有放置电枢绕组的电枢槽、轴孔和通风口图1.11电枢冲片形状1—齿；2—槽；3—轴向通风孔1.1.3直流电机的结构——转子换向器换向器又称整流子。对于发电机，换向器的作用是把电枢绕组中的交变电动势转变为直流电动势向外部输出直流电压；对于电动机，它是把外界供给的直流电流转变为绕组中的交变电流以使电机旋转。换向器是由换向片组合而成的，是直流机的关键部件，也是最薄弱的部分图1.11换向器结构1—V形套筒；2—云母片；3—换向片；4—联结片1.1.4直流电机的铭牌数据表征电机额定运行情况的各种数据称为额定值。额定值一般标注在电机的铭牌上，所以又称为铭牌数据。它是正确合理使用电机的依据。铭牌数据主要包括电机型号、额定功率、额定电压、额定电流、额定转速和额定励磁电流及励磁方式等，此外还有电机的出厂数据，如出厂编号、出厂日期等。在选择电机时，应根据负载的要求，尽可能使电机运行在额定值附近1.1.4直流电机的铭牌数据国产电机型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，其格式为：第一部分用大写的拼音表示产品代号，第二部分用阿拉伯数字表示设计序号，第三部分用阿拉伯数字表示机座代号，第四部分用阿拉伯数字表示电枢铁芯长度代号。

如Z292中的Z表示一般用途直流电机；2表示设计序号，第二次改型设计；9表示机座代号；2表示电枢铁芯长度代号。1.1.4直流电机的铭牌数据额定功率PN是指在额定条件下电机所能供给的功率。对于电动机，额定功率是指电动机轴上输出的最大机械功率；对于发电机，额定功率是指电刷间输出的最大电功率。额定功率的单位为kW。额定电压UN是指额定工作条件下电机出线端的平均电压。对于电动机，额定电压是指输入额定电压；对于发电机，额定电压是指输出额定电压。额定电压的单位为V。1.1.4直流电机的铭牌数据额定电流IN是指电机在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流值。额定电流的单位为A。额定功率、额定电压和额定电流的关系为：发电机：电动机：1.1.4直流电机的铭牌数据额定转速nN是指对应于额定电流、额定电压，电机运行于额定功率时所对应的转速。额定转速的单位为

r/min。额定励磁电流IfN是指对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流。额定励磁电流的单位为A。励磁方式是指直流电机的励磁线圈与其电枢线圈的联结方式。根据电枢线圈与励磁线圈的联结方式不同，直流电机励磁有并励、串励、他励和复励等方式。1.2直流电机的空载磁场由直流电机的基本工作原理可知，电枢旋转切割气隙中的磁力线而感应电动势(发电机)，电枢电流与气隙中的磁场相互作用而产生电磁转矩(电动机)，因而气隙磁场是电机进行机电能量转换的媒介。直流电机的气隙磁场是在主磁极的励磁绕组中通以直流电流建立的。

所以直流电机有两种基本绕组，即励磁绕组和电枢绕组。励磁绕组和电枢绕组之间的联结方式称为励磁方式。励磁方式不同，电机的运行特性有很大的差异。直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励和复励四类。1.2直流电机的空载磁场直流电机空载运行时，电枢电流为零。这时的气隙磁场是由励磁电流If通过励磁绕组产生的磁动势Ff所建立。所以，直流电机空载时的气隙磁场又称励磁磁场。

1直流电机的空载磁场1.2直流电机的空载磁场绝大部分的磁通是从N极出来，经过气隙进入电枢的齿槽，再经过电枢的铁轭到电枢的另一边齿槽，又通过气隙进入S极，通过定子铁轭回到N极。这部分磁通同时交链励磁绕组和电枢绕组，能在电枢绕组中感应电动势和产生电磁转矩，称为主磁通图1.11四极电机空载磁场示意图1.2直流电机的空载磁场

一小部分磁通不进入电枢铁芯，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路，这部分称为漏磁通。漏磁通只是增加主磁极磁路的饱和程度，使电机的损耗加大，效率降低。一般情况下，漏磁通为主磁通的15%～20%。图1.11四极电机空载磁场示意图1.2直流电机的空载磁场主磁通Φ所经磁路:两个气隙、两个电枢齿、一个电枢轭、两个主磁极铁心和一个主磁极轭等五段。由磁路中的欧姆定律，各段上的磁压降可以表示为：

ΣФRm

=NfIf

Nf——一个主磁极上激磁绕组的匝数；

If——激磁绕组中的激磁电流；

Rm——该段的磁组；Ф——磁通量说明:当I较小时磁路的磁阻为气隙磁阻且为常数,故If与Φ是线性的

If较大时铁心饱和,磁阻加大Φ增加变慢If与Φ为非线性关系.

电机的饱和程度对电机的性能有很

大的影响.ΦIf0211.2直流电机的空载磁场因为电枢绕组是在气隙磁场下进行电磁感应的，所以气隙磁通密度的分布是我们分析的主要对象。当忽略主磁路中铁磁材料的磁阻时，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。

2气隙磁通密度分布磁极中心及附近的气隙较小且均匀不变，磁通密度较大且基本为常数；接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，磁通密度显著减小，因此，空载时的气隙磁通密度分布为一平顶波。图1.12气隙磁密分布图1.3直流电机的电枢绕组由直流电机的基本工作原理可知，电枢旋转切割气隙中的磁力线而感应电动势(发电机)，电枢电流与气隙中的磁场相互作用而产生电磁转矩(电动机)，因此电机的电枢绕组是电机的主要组成部件。电机必须通过电枢绕组与气隙磁场相互作用才能实现能量转换。

所以绕组类型：（1）单迭绕组；（2）复迭绕组；（3）单波绕组；（4）复波绕组；（5）混合绕组。其中，单迭和单波绕组是最基本的直流电枢绕组，是了解其他绕组的基础。（2）极距：它是相邻两主磁极极轴线之间的距离，在相邻主磁极之间，与上述距离大小相等的距离，也叫极距。1.3直流电机的电枢绕组1有关技术名词NN极轴线nNS.nτNS极距（1）极轴线：它是将主磁极平分为左右两部分的直线。

（3）几何中线：是在相邻两极轴线之间并且与这两极轴线等距离的直线，两相邻主磁极以几何中线为轴作位置上的对称分布。以n—n表示。单叠绕组由叠绕组元件按一定规律排列联接而成.绕组元件实际上是一个线圈,可以是多匝,也可以的单匝的。2单叠绕组绕组元件结构原理:a1b1及a2b2部分称为元件边,

用后端匝a1ma2及前端匝b1nb2

将元件边联结起来,使两元件边中电势在元件中迭加.

端线c1d1及c2d2称为引线,d1为元件的首端,d2为末端.元件的首端和末端分别焊接在不同的换向上.a1b1称为第一元件边,右边a2b2称为第二元件边.mnd2a1b1a2b2c1d1VNS1234567891011121314161512345678910111213141516N1N2S1S2A1A2B1B2__+++_++ττττn图1.13单迭绕组展开图图中四个方框代表四个主磁极,相同极性的两个电刷均用导线并联后引往出线端.四个电刷均安放在相应的四个主磁极的极轴线处的换向片上,电刷宽度等于一个换向片宽.电枢铁心槽数、元件数以及换向片数均相等且为16。元件的第一元件边嵌在槽的上层——上层边；而元件的第二元件边总是嵌在槽的下层——下层边。上层边用实线表示，下层边用虚线表示。以元件上层边所在槽的号码作为该元件的号码。元件联接次序表：

123456789101112131415161

号码上打“.”的,表示被电刷短路的元件.当元件的两元件边的距离恰是一个极距时,由于电刷放在极轴线处的换向片上,故被电刷短接的元件的两个元件边正处在两相邻几何中线上.

.....1.4直流电机的电枢反应当电机负载后，电枢绕组流过电流，出现了电枢磁动势。电枢反应:电枢磁动势对主磁极所建立的气隙磁场的影响。电枢磁动势不仅与电枢电流大小有关，它还受电刷位置的影响。

1.4直流电机的电枢反应1电枢磁动势与电枢磁场二极直流电机电刷在几何中性线上时的电枢磁场分布图：1.4直流电机的电枢反应把电枢圆周从电刷处切开展成直线并以主磁极轴线与电枢表面的交点为空间坐标的起点,电枢磁动势沿空间的分布：⊕nNSFax0x⊙⊙⊙⊙⊕⊕⊕xxxxnxBax图1.14电枢磁动势、磁通密度空间分布图1.4直流电机的电枢反应2电刷位于几何中性线上时的电枢反应(a)所示为空载磁场分布情况。在电枢表面上磁感应强度为零的地方是物理中性线m-m。空载时物理中性线与几何中性线重合。1.4直流电机的电枢反应2电刷位于几何中性线上时的电枢反应(b)所示为电枢磁场，它的方向由电枢电流确定，电枢电流的分界线是电刷，在电刷轴线两侧对称分布。1.4直流电机的电枢反应2电刷位于几何中性线上时的电枢反应(c)所示为合成磁场，它是主磁极磁场与电枢磁场合在一起产生的。可以看出，由于电枢磁场的出现，对主磁极磁场的分布有明显的影响，这种现象称为电枢反应。1.4直流电机的电枢反应2电刷位于几何中性线上时的电枢反应(1)使气隙磁场发生畸变。在每一磁极下，主磁极磁场的一半被削弱，另一半被加强。这时物理中性线与几何中性线不再重合。(2)对主磁极磁场有去磁作用。⊙⊕⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊕⊕⊕⊕⊕⊕NSnnn几何中线发电机⊕⊕⊙nnn电动机mm物理中线B0xBaxBδx图1.15交轴电枢反应的磁通密度分布曲线1.4直流电机的电枢反应3电刷偏离几何中性线上时的电枢反应(1)电枢磁势分为两部分：交轴磁势和顺轴磁势。Fa=Faq+Fad(2)当发电机顺旋转方向移动电刷或电动机逆移时顺轴电势Fad去磁，反之顺轴电势助磁⊙⊙⊙⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕Fa⊙⊙⊙⊙⊙⊕FadFaqNSACBDnfnd1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩直流电机运行时，其电枢中产生电磁转矩和感应电动势。电磁转矩为拖动转矩，通过电动机的轴带动负载；电枢感应电动势为反向电动势，与电枢所加外电压相平衡。1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩1电枢电动势电枢电势是指电机正常工作时电枢绕组切割气隙磁通产生的刷间电动势。刷间电动势等于其中一条支路的电动势。(1)设绕组为整距元件,电刷在几何中线上。如电枢绕组总导体数为N,并联电路数为2a，则绕组每条支路的导体数为N/(2a)。(2)如每根导体的平均电动势eav,则支路电动势即刷间电动势1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩1电枢电动势(3)一根导体的平均电动势为eav=Bavlv,Bav为一个极下的平均磁密,

(4)如导体切割磁场的速度v用每分钟转速表示有(5)则电枢电动势为：1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩1电枢电动势这是一个十分重要的公式,式中为电动势常数,是一个决定于电机结构的参数.电枢电动势与每极磁通成正比,与转速正比1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩2电磁转矩在直流电机中，电磁转矩是由电枢电流与气隙磁场相互作用而产生的电磁力所形成的。根据电磁力定律，当电枢绕组有电枢电流流过时，在磁场内将受到电磁力的作用，该力与电机电枢铁芯半径的乘积为电磁转矩。1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩2电磁转矩(1)先求每根导体平均受力(2)直流电机电枢直径为D，每根导体平均转矩为(3)电枢总转矩为1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩2电磁转矩这是一个十分重要的公式,式中为转矩常数,是一个决定于电机结构的参数.电动势常数与转矩常数有着如下重要关系式

1.他励直流发电机:励磁电流由另外的独立直流电源供给.2.自励直流发电机:用自已发出的电给自已的励磁绕组励磁.

GIaUEa⌒⌒IfUfG他励GUIaIfI⌒⌒并励GGUIf⌒⌒⌒串励1.6直流发电机1直流发电机的分类串励式电机的励磁电流就是电枢电流1.电压平衡方程式:1.6直流发电机2基本方程式电枢电压,电动势，电枢回路总电阻。

2.转矩平衡方程式:拖动转矩,电磁转矩，空载转矩。

3.功率平衡方程式:1.6直流发电机2基本方程式原动机从轴上送入直流发电机的机械功率为机械摩擦损耗为空载损耗功率为铁损耗

为附加损耗，常按额定功率的0.5%-1%计算为电磁功率1.6直流发电机铁损耗:电机旋转后，电枢铁心反复磁化产生的损耗包括涡流损耗：变化磁通在铁心感应电动势产生涡流引起的损耗；磁滞损耗：铁心反复磁化过程中，磁畸摩擦消耗的能量；2基本方程式1.6直流发电机2基本方程式电磁功率多数转为电功率电磁功率是转换出的总电功率，与输出功率还差一个电枢回路的电阻铜损耗，铜耗是可变损耗1.6直流发电机铜损耗:电流在绕组电阻上产生的损耗包括电枢绕组损耗；与电枢绕组串联的串励绕组、换向绕组及补偿绕组的铜耗；电刷换向器的接触电阻产生损耗；2基本方程式1.6直流发电机2基本方程式总结：

P2=UIa

P1

PM=

EaIapm+pFe+pspCu=I2aRa图1.16直流发电机功率流程图1.空载特性：1.6直流发电机3他励直流发电机特性研究条件：保持转速n不变且等于额定转速nN。因，和为常数，所以和成正比IfUNIfNc发电机的额定电压工作点一般选在开始饱和的弯曲处C点，当If=0时，U≠0，这是剩磁所致称为剩磁电压Us=2%-4%UN2.外特性：1.6直流发电机3他励直流发电机特性调励磁If和负载Ia,使U=UN，电机工作在额定状态,调Ia测U得外特性U=f(Ia)曲线IaUNIN0U0一条略微向下倾斜的曲线2.外特性：1.6直流发电机3他励直流发电机特性IaUNIN0U0国家标准规定：用发电机由额定状态过渡到空载时的电压升高对额定电压的比率表示电压变化率他励直流发电机的电压变化率约为5%~10%，近似常数。一台直流电机，在满足一定条件下它可以作发电机运行，也可以作为电动机运行。称为可逆性原理。

1.7直流电动机1直流电机的可逆原理T1【【⊙⊙eiIaEaNSnTT0假设一台发电机向直流电网供电，电网电压U恒定不变。1.7直流电动机1直流电机的可逆原理T1【【⊙⊙eiIaEaNSnTT0发电机中电流与电势方向一致，电机的电磁转矩T为顺时针方向。与原动机拖动转矩T1方向相反。稳定运行时,电流顺电动势方向流向电网能量关系：T1ΩEaIaUia

机械功率电功率输出电功率1.7直流电动机1直流电机的可逆原理撤掉原动机后【【NSEaIaTnT0Tm⊙⊕eiUU>EaIa变向T变逆时针电机运行在电动状态能量关系IaUEaIaT2Ω

电机从电网电磁功率输出机械功率吸收电功率1.电压平衡方程式:1.7直流电动机2基本方程式电枢电压,反电动势，电枢回路总电阻。

2.转矩平衡方程式:电磁转矩,拖动转矩，负载转矩，输出转矩。

当转速稳定。

为电磁功率，电动机转换出来的总机械功率3.功率平衡方程式:1.7直流电动机2基本方程式电机从电网吸收的电功率

为机械摩擦损耗为电枢绕组铜损其中

为附加损耗，常按额定功率的0.5%-1%计算为铁损耗1.6直流发电机2基本方程式总结：图1.17直流电动机功率流程图PM=EaIa=TΩP1=UIaP2=T2ΩP0=pm+pFe+psPcu=I2aRaPf(励磁功率)1.转速特性：1.7直流电动机3他励直流电动机特性研究目的：为正确使用电动机。电枢回路无外串电阻因nn0Ia0IaNη、T2.转矩特性：1.7直流电动机电枢回路无外串电阻nn0Ia0IaNη、T转矩特性为通过原点的直线3他励直流电动机特性3.效率特性：1.7直流电动机电枢回路无外串电阻nn0Ia0IaNη、T当电动机中不变损耗等于可变损耗时，效率最高。且通常出现在Ia=75%~100%区域内3他励直流电动机特性4.机械特性：1.7直流电动机nn0TTaΔnN03他励直流电动机特性4.机械特性：1.7直流电动机nn0TTaΔnN0机械特性上的两个特殊点:(1)理想空载点T=0,n=n0;(2)额定工作点T=TN,n=nN.

电动机工作在额定状态时,转速降为与转速特性一样，约占的3%~8%3他励直流电动机特性直流电机在运行过程中，旋转的电枢绕组中一些元件从一条支路经过电刷进入另一条支路，在这一过程中，元件电流改变方向，这一过程称为换向。换向的过程正是元件被电刷短路的过程，元件短路过程结束就是换向结束，这时元件完全进入另一条支路。1.8直流电机的换向1.8直流电机的换向1换向过程122iaiaiava

1232ia11612阶段一：电刷与1号换向片完全接触,元件1和元件2属右面支路,电流为+ia.1.8直流电机的换向1换向过程iava

1232ia12ia1621212ia1