《电机技术应用》课件 3.2.4 直流电机基本特性

直流电机的基本特性直流电机1、转速特性：当U=UN，If=IfN时，电枢电流Ia与转速n之间的关系曲线。忽略电枢反应的去磁作用，转速特性是一条略有下降的直线，如曲线①所示。他励直流电动机的工作特性1转速表达式：

从图中可以看出，并励电动机转速随负载电流变化不大，故称为硬特性。其缺点是不能过载。

注意：并励电动机的励磁回路不能断开。如果断开，Φ=Φ剩

，由于Φ剩很小，当电动机轻载时，其转速将急剧上升，出现“飞速”现象。当电动机重载时将停转，两种情况将给电动机带来很大危害。转矩表达式：2、转矩特性：当U=UN，If=IfN时，电磁转矩TM与电枢电流Ia之间的关系曲线。2考虑电枢反应的去磁作用，转矩上升的速度比电流上升的慢，当Ia较大时，TM稍有降低，如曲线②所示。他励直流电动机的工作特性3、效率特性：U=UN，If=IfN时，效率η与电枢电流Ia之间的关系曲线,如曲线③所示。

时效率最大

空载损耗为不变损耗，不随负载电流变化，当负载电流较小时效率较低，输入功率大部分消耗在空载损耗上；负载电流增大，效率也增大，输入的功率大部分消耗在机械负载上；但当负载电流增大到一定程度时铜损快速增大此时效率又变小，因此:3他励直流电动机的工作特性21①当负载电流较小时，电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励磁电流呈线性关系。其转速特性如曲线①。转速表达式：转矩表达式：

③当负载电流较大时，磁路饱和，串励电动机的工作特性与他励电动机相同。②当负载电流为零时，电机转速趋于无穷大，所以串励电动机不宜轻载或空载运行，转矩特性如曲线②。串励直流电动机的工作特性12

β为机械特性的斜率T=0时的转速称为理想空载转速，用n0表示。实际空载转速：他励直流电动机的固有机械特性

当U=UN，I=IfN时，电磁转矩TM与转速n之间的关系曲线。我们可以推导出转速n和转矩TM之间的表达式。定义：(1)电枢串电阻时的人为特性：保持U=UN，Φ=ΦN不变,只在电枢回路中串入电阻Rad时的人为特性。

特点：1）空载转速不变，斜率变大；2）随着电阻的增大，转速降落增加，特性变软他励直流电动机的人为机械特性(2）降低电枢电压时的人为特性：保持R=Ra，Φ=ΦN不变，改变电枢电压时的人为特性。

特点：1)空载转速随着U的减小而减小；2)电压不同时,曲线是一组平行线，转速降落不变。由于电动机电枢绕组绝缘耐压强度的限制，电枢电压只允许在额定值以下调节，所以不同值的人为特性曲线均在固有特性曲线之下。他励直流电动机的人为机械特性(3)减弱励磁磁通时的人为特性：保持保持U=UN，R=Ra不变，只改变励磁回路调节电阻Rfj的人为特性。

特点：1）理想空载转速随磁通的减小而增大；2）转速随着磁通的改变而改变，斜率增大，特性变软。由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和它对应的磁通只能在低于额定值的范围内调节。他励直流电动机的人为机械特性当磁通过分削弱后：

1）如果电动机负载转矩不变，将使电动机电流大大增加而严重过载；

2)当磁通等于零时，理论上来说空载时电动机转速将无穷大，通常称为“飞车”；

3)当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流很大，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。因此，他励直流电动机启动前必须先加励磁电流，在运转过程中绝不允许励磁电路断开或励磁电流为零，为此直流他励电动机一般都设有“失磁”保护。他励直流电动机的人为机械特性1、试利用机械特性公式，分析并励直流电动机负载过大烧毁电动机的原因。2、名词解释（1）恒转矩负载：生产机械的负载转矩TL的大小不随电机转速n变化而改变的负载。

（2）恒功率负载：电机转速变化时，而负载从电动机吸收的功率为恒定值。

（3）通风机类负载：负载转矩的大小与转速n的平方成正比，即TL=Kn2思考与练习3、请说明电枢串接电阻时人为机械特性的特点？答：（1）理想空载转速n0与固有特性时相同，且不随串接电阻Rad的变化而变化；（2）电枢串接电阻Rad的变化，获得不同斜率的射线族。

（3）随着Rad的加大，特性的斜率β增加，转速降落Δn加大，特性变软，稳定性变差。4、请说明电源电压改变时人为机械特性的特点答：（1）理想空载转速n0发生变化，随电源电压的而降低。（2）由于Rad=0，特性斜率β不变，机械特性由一组平行线所组成。（3）特性斜率β不变，转速降落Δn不变，因此其特性较串联电阻时硬。5、请说明改变主磁通Φ时人为机械特性的特点答：（1）理想空载转速n0与磁通Φ成反比，即当Φ下降时，n0上升。（2）不同的磁通Φ，所得机械特性曲线斜率β不同。（3）磁通Φ下降，特性斜率β上升，且β与Φ2成反比，曲线变软；（4）一般Φ下降，n上升，但负载过大速度反而会下降。6、一台直流他励电机,PN=96KW，,UN=440V，,IN=250A，,ｎＮ=500r╱min,电枢回路总电阻