《电机控制技术》课件_3.3.7直流电动机的工作特性与机械特性11.pptx

直流电动机的工作特性1目录1直流电动机的机械特性234机械特性的求取3

直流电动机的工作特性1直流电动机的工作特性是指供给电机额定电压UN额定励磁电流IfN时，转速与负载电流之间的关系、转矩与负载电流之间的关系及效率与负载电流之间的关系。这三个关系分别称为电动机的转速特性、转矩特性和效率特性。他励直流电动机的工作特性与并励直流电动机的工作特性相同。本节以他励直流电动机为例分析直流电动机的工作特性。

直流电动机的工作特性1（1）转速特性他励直流电动机的转速特性可表示为，整理可得：（3-19）此式即为转速特性的表达式。如果忽略电枢反应的去磁效应，则转速与负载电流按线性关系变化，当负载电流增加时，转速有所下降。他励直流电动机的工作特性如图3-23所示。图3-23他励电动机的工作特性

直流电动机的工作特性1（2）转矩特性当U=UN，If=IfN时，的关系称为转矩特性。根据直流电机电磁转矩公式可得电动机转矩特性表达如下：（3-20）由此式可见，在忽略电枢反应的情况下电磁转矩与电枢电流成正比，若考虑电枢反应使主磁通略有下降，电磁转矩上升的速度比电流的上升的速度要慢一些，曲线的斜率略有下降。

直流电动机的工作特性1（3）效率特性当U=UN，If=IfN时，的关系称为效率特性。（3-21）从前面叙述可知，空载损耗P0是不随负载电流变化的，当负载电流较小时效率较低，输入的功率大部分消耗在空载损耗上；当负载电流增大时效率也增大，输入的功率大部分消耗在机械负载上；但当负载电流大到一定程度时铜损快速增大此时效率又开始变小。

直流电动机的机械特性2(1）机械特性的概念直流电动机的机械特性是指在电动机的电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速n与电磁转矩之间的关系：n=f(Tem)。由于转速和转矩都是机械量，所以把它称为机械特性。以他励直流电动机为例分析直流电动机的机械特性。图3-24所示是他励直流电动机的电路原理图。图3-24他励直流电动机电路原理图

直流电动机的机械特性2图中U为外施电源电压，Ea是电枢电动势，Ia是电枢电流，Rs是电枢回路串联电阻，If是励磁电流，是励磁磁通，Rf是励磁绕组电阻，Rsf是励磁回路串联电阻。按图中标明的各个量的正方向，可以列出电枢回路的电压平衡方程式 U=Ea+RIa（3-22）式中，R=Ra+Rs，为电枢回路总电阻，Ra为电枢电阻。由电枢电动势Ea=CeΦn和电磁转矩Tem=CTΦIa，可得他励直流电动机的机械特性方程式

直流电动机的机械特性2式中，Ce、Ct分别为电动势常数和转矩常数（CT=9.55Ce）;n=n0-为电磁转矩Tem=0时的转速,称为理想空载转速；为机械特性的斜率；为转速降。由公式Tem=CTΦIa可知，电磁转矩Tem与电枢电流Ia成正比，所以只要励磁磁通Φ保持不变，则机械特性方程式也可用转速特性方程式也可用转速特性代替，即 n=?(3-24)由式（3-24）可知，当U、Φ、R为常数时，他励直流电动机的机械特性是一条以