河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸
（If）励磁电流与电枢电压（U）不变时转速(n)与扭矩(T)的关系曲线 I由上式可知机械特性如图 >机械特性硬度:
β＝dT/dn
对于电机按值分类如下: 绝对硬度 β=∞ 硬 β≥10 软 β＜10
三种在生产中都有应用
>机械特性分固有机械特性和人为机械特性 固有：在额定条件下（n）与(T)的关系
人为：人为改变参数时得到的机械特性, 如改变U，串联电阻R等
RR + n nM E U I_
T
n n nT T
（一）他励直流电动机的固机械特性 由
n
U - RT ＝ KeKeKt
（二）人为机械特性 1. 电枢串电阻
由：
-
n
0
U RaT ＝ KKeeKt
这时n不变，而Δn则增加，特性如图
2.改变电压时（U）
n0
U ＝ Ke
nn T
这时n0受电压变化而改变，而Δn则因与电压无关所以不变，特性如图
3.改变磁通
由于磁饱和和线圈的原因只能减小Φ 由
n
U - T ＝ KeKeK
>当Φ下降时n0上升,同时Δn也增加 >当太小时反电势 E=KeΦn
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>当TL大时 Ia=(U-E)/Ra 烧坏
>当TL小时 E=KeΦn 因为Φ所以n↑ 飞车 >所以Φ↓不能太多
（并励比较人为特性降压时U）
§3.3.2串励电动机
这时Ia=If从而有
1. 当T↓因为If=Ia也小（T＝KmΦIa） 2. 当T↑大时If=Ia↑；Φ饱和，平坦 3. 不能空载（飞车） 特点：
起动扭矩大用于吊车电车的驱动 起动时特性软。
§3.3.3 复励
有串，他(并)励两个绕组
具有两者的优点，可根据要求来设计，串、并磁场强度来达到所需的值
+ n M E U I=_ aT
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第 3 次课 2 学时
上次课复习： 直流电机的基本工作原理、直流他励电动机的固有机械特性和人为机械特性 本次课题（或教材章节题目）： §3.4直流他励电动机的启动特性§3.5直流他励电动机的调速特性§3.6直流他励电动机的制动特性 教学要求： 掌握直流他励电动机的启动特性、调速特性和制动特性 重 点： 直流他励电动机的启动特性、调速特性和制动特性 难 点：直流他励电动机的启动特性、调速特性和制动特性 教学手段及教具： 多媒体教学 讲授内容及时间分配： §3.4、§3.5、——1学时 §3.6——1学时 课后作业 习题3.10、3.16、3.17、3.18 参考资料 第14页
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§3.4 直流他励电动启动特性
1. 电动机的启动就是使n从0→nN的过程 启动初期 n=0; E=KeΦn=0（反电动势）
这时： Ia=(U-E)/Ra≈U/Ra
一般Ra（电枢直流电阻）很小，以减小工作中的损耗和发热（Ia2Ra是发热量） 所以这时Ia将很大,达10--20IN 结果可能会引起 （1）换向器打火
（2）产生很大的力矩，对负载产生冲击 （3）电路的保护器无法设计
2. 所以一般的直流电动机不允许直接启动
在启动时设法限制电枢电流 一般的有以下两 种方法
（1）降压启动使U从小到大逐渐增加到U
（2）电枢回路串联电阻启动
注:对于降压启动需要电源电压可调。 3. 电枢串联电阻启动
（1）单段（串联一级电阻） 当启动时KM断，这时
从Tst开始按a变化当到TL时，KM合，由于n 不能突变，所以从A到B点产生冲击T比较大，这时，有较大的Ia和T
（2）多段 如图所示
KIR+ M E U I_
KKK第15页 + IRM E U I 河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸
§3.5直流他励电动机的调速特性
电动机的调速
是指电动机的外负载（T）不变的情况下，人为的改变电动机的工作参数，使工作速度发生变化的情况。
速度调节：因生产机械提出的变速要求：如汽车、车床 速度变化：由于T的变化引起（系统的特性决定） 例如：自行车调整变速器（变速比）
如图所示:当TL→TL'时这时速度变化n→n'
由于电动机有:
n n nTTT n
U - RaT ＝ KeKeK t
当T不变时，影响的参数有 U, Φ, Ra
所以调速的方式可以有以下三种，变电压U;变磁通;变电阻R
一、串联电阻调速
在电枢回路中串联电阻Rd 改变其机械特性，引起调速 由图可知：当R↑时n↓（TL不变） 特点： 1、当R↑时β↓机械特性变软 2、TL越小,Δn（速度变化）越小
不同TL,调速范围不一样
3、电阻耗能大（发热）
由于Ia比较大，当R↑时I2R↑
4、不易实现无级调速(大功率变阻器) 5、调速的设备比较简单（分级调节） 一般不常用这种方式 二、变电枢电压调速 当U改变时，n0变
当T不变时,U→U' n→n'
特点：1、当U改变时，引起n0变化这时Δn不变 所以β不变，是一组平行线
2、不同的TL时，调速范围一样（Δn） 3、当n↓电源功率也↓ 节能
4、通过专门的电源，可实现无级调速 5、启动不需其它的设备（用降既可实现〕 6、电源设备，需要专门设计，现已配套 用直流电动机的调速中，主要采用这种形式 三、改变磁通调速
由电机人为特性可知：可以改变励磁电流If
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n nnnn nn T
R3>R2RU2>TRR3 T UUT