1、1第二章 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2直流電動(dòng)機(jī)的分類aII faIII 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和電樞電流都由外電源供給，按勵(lì)磁繞組與電樞繞組的連接方式不同，可分為以下四類：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁繞組和電樞繞組由各自的電源供電并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)到同一電源上串聯(lián)電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)到同一電源上，faIII復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁繞組一部分與電磁繞組并聯(lián)，另一部分與之串聯(lián)， 接到同一電源上。3直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式 右圖為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)示意圖，當(dāng)接通直流電源，一方

2、面勵(lì)磁電流 建立主磁極磁場(chǎng)，另一方面電樞電流 又與磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電 磁轉(zhuǎn)矩 ，驅(qū)動(dòng)電樞沿 方向以轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩 與 方向相反。電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) 稱作反電動(dòng)勢(shì),與 方向相反。fiaITnaETLTn4直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式aaaIREU電壓平衡方程式根據(jù)右圖，用基爾霍夫電壓定律，可得電壓平衡方程式：電樞繞組及電刷與換電樞繞組及電刷與換向器的接觸電阻向器的接觸電阻UEa判定直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)判定直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行的依據(jù)運(yùn)行的依據(jù)5直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式功率平衡方程式UIP 1ffcufRIP2aacuaRIP2)(11CufCuaCuMPPP

3、PPPTIEPaaMFejMPPPP2FejCufCuaPPPPPPPP121PMP2PCufPCuaPFePjP并勵(lì)電動(dòng)機(jī)能量流程圖電網(wǎng)輸給電電網(wǎng)輸給電動(dòng)機(jī)的功率動(dòng)機(jī)的功率并勵(lì)電動(dòng)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)總損耗機(jī)總損耗電動(dòng)機(jī)軸上的電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械功率機(jī)械功率6直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式轉(zhuǎn)矩平衡方程式0TTLT2T電磁轉(zhuǎn)矩，與電磁轉(zhuǎn)矩，與n方向相同，起方向相同，起拖動(dòng)作用拖動(dòng)作用空載阻（制動(dòng)）轉(zhuǎn)空載阻（制動(dòng)）轉(zhuǎn)矩，與矩，與n方向相反，方向相反，起制動(dòng)作用起制動(dòng)作用電動(dòng)機(jī)軸上電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩的輸出轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩，與n方向相反，起方向相反，起制動(dòng)作用制動(dòng)作用LTT 2002TTT

4、TTL7直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性 當(dāng)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)外加電壓 是常數(shù)，勵(lì)磁電流 是常數(shù)，電樞回路不外串電阻時(shí)，轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)矩 、效率 分別與輸出功率 之間的關(guān)系，稱為工作特性。NeaaNeNCRICUn2Pfn 2P 2PfT 2T)(2PfnT轉(zhuǎn)速特性：轉(zhuǎn)矩特性：效率特性：nPT2255. 920TTT21100%1100%FejCuaCufPPPPPPUIjFePPP02CuaaaPI RNUUffNIInT2P可變損耗可變損耗不變損耗不變損耗電動(dòng)機(jī)達(dá)到電動(dòng)機(jī)達(dá)到最高效率最高效率8恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性，就是負(fù)載的機(jī)械特性，簡(jiǎn)稱負(fù)載特性。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特

5、性是指生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 無關(guān)的特性。分反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種。1.1.反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載T TL Ln2.2.位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載T TL Ln 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性n9恒功率負(fù)載特性 恒功率負(fù)載特點(diǎn)是：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積為一常數(shù)，即 與 成反比，特性曲線為一條雙曲線。nLTT TL Ln泵與風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性T TL Ln理想的通理想的通風(fēng)機(jī)特性風(fēng)機(jī)特性實(shí)際通風(fēng)實(shí)際通風(fēng)機(jī)特性機(jī)特性TL0 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩 基本上與轉(zhuǎn)速 的平方成正比。負(fù)載特性為一條拋物線。LTnLTn10 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓、勵(lì)磁電流、

6、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系： nf T直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式已知電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為：aaUEI R電樞回路電樞回路總電阻總電阻將 分別代入上式得：aeECnTaTCI002eeTURnTnTnnCC C理想空載理想空載轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速直線方程的斜直線方程的斜率率帶負(fù)載后帶負(fù)載后的轉(zhuǎn)速降的轉(zhuǎn)速降0100%3%8%NNnnnn 越大，機(jī)械特性越軟越大，機(jī)械特性越軟11固有機(jī)械特性 當(dāng)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)， ， ，且電樞回路不外串電阻， 時(shí)，其方程為：NUUNaRR2NaeNeTNURnTCC C稱為固有機(jī)械特性。固有機(jī)械

7、特性曲線的特點(diǎn)：J對(duì)于任何一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，只有一條固有機(jī)械特性曲線；J由于電樞回路無外串電阻， 很小，則 很小，那么 很小因此，它是一條微微下降的直線固有機(jī)械特性曲線屬于硬特性。aRnnT0nNnONTNn并勵(lì)電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性曲線12人為機(jī)械特性機(jī)械特性方程機(jī)械特性方程2eeTURnTCC C 將機(jī)械特性方程中的 ， ， 三個(gè)參數(shù)中，保持兩個(gè)參數(shù)不變，人為地改變其中一個(gè)參數(shù)所得到的機(jī)械特性，稱為人為機(jī)械特性。RU電樞回路串電阻 的人為機(jī)械特性PaR2NaPaeNeTNURRnTCC C特點(diǎn)： 增大或減小， 不變。 越大， 越大， 越大，特性越軟，穩(wěn)定性越差。 越大，電樞電流流過 產(chǎn)生的損耗越

8、大。PaRPaRPaR0nnPaRnT0nOaR1aPaRR2aPaRR12PaPaRR并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 的人為機(jī)械特性PaR13他勵(lì)電動(dòng)機(jī)不同電壓的人為機(jī)械特性改變電源電壓的人為機(jī)械特性 將 的值調(diào)至零，且將并勵(lì)改為他勵(lì)當(dāng) ， ，由于電動(dòng)機(jī)受絕緣強(qiáng)度的限制，電樞電壓一般以額定電壓為上限從 往下進(jìn)行降壓，其特性方程式為：2aeNeTNRUnTCC C特點(diǎn)：理想空載轉(zhuǎn)速 與電源電壓成正比。 不變， 不變，特性曲線互相平行。當(dāng) 時(shí)，降低電壓，可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 降低。nT02nO0nNnTCn 將 的值調(diào)至零，且將并勵(lì)改為他勵(lì)。當(dāng) ， ，由于電動(dòng)機(jī)受絕緣強(qiáng)度的限制，電樞電壓以額定電壓為上限從 往下進(jìn)行降壓，

9、其機(jī)械特性方程為PaRNaRR01n03nNU2U3U23NUUUNU14 一般 下降， 上升，由于受機(jī)械強(qiáng)調(diào)的限制，磁通不能下降太多。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)不同磁通的人為機(jī)械特性減弱磁通的人為機(jī)械特性 將 的值調(diào)至零，且將并勵(lì)改為他勵(lì)當(dāng) ， ，由于電動(dòng)機(jī)受絕緣強(qiáng)度的限制，電樞電壓一般以額定電壓為上限從 往下進(jìn)行降壓，其特性方程式為：2NaeeTURnTCC C特點(diǎn)：理想空載轉(zhuǎn)速 與磁通 成反比。磁通 下降， 上升且 與 成反比，曲線變軟。nT01nO0n 當(dāng) ， ，改變磁通 ，由于設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)磁路已接近飽和，因此一般磁通從 開始減弱。通過調(diào)節(jié) 上升、 下降，使 降下來。機(jī)械特性方程為：0PaR aRR02n0nNNUUNPfRfI2n2115直流電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)許多生產(chǎn)機(jī)械都要求電動(dòng)機(jī)能正、反轉(zhuǎn)，如龍門刨床工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)矩決定，而 ，因此改變轉(zhuǎn)矩的方法有兩種：TaTCI保持電樞繞組兩端電壓極性（ 方向）不變，將勵(lì)磁繞組反接（即改變 方向，達(dá)到改變 的方向）。aIfI此種方法較少采用，因?yàn)樵诓?lì)此種方法較少采用，因?yàn)樵诓?lì)電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組匝數(shù)多，電電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組匝數(shù)多，電感大，在勵(lì)磁繞組反接時(shí)會(huì)產(chǎn)生感大，在勵(lì)磁繞組反接時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)，易將勵(lì)磁繞較大的自