他励直流电动机的机械特性曲线的分析

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1、浅析：他励直流电动机的机械特性在电源电压U和励磁电路的电阻Rf为常数的条件下，表示电动机的转矩n和转矩之间的关系n=f（T）曲线，称为机械特性曲线。利用机械特性和负载转矩特性可以确定拖动系统的稳定转速，在一定条件下还可以利用机械特性和运动方程式分析拖动系统的动态运动情况，如转速、转矩及电流随时间的变化规律。可见，电动机的机械特性对分析电力拖动系统的启动、调速、制动等运行性能是十分重要的。下图是他励直流电动机的电路原理图，他励直流电动机的机械特性方程式，可由他励直流电动机的基本方程式导出。由公式，和导出机械特性方程式(1-1)他励直流电动

2、机电路原理图当电源电压U=常数，电枢回路总电阻R＝常数，励磁磁通F＝常数时，电动机的机械特性如下图所示，是一条向下倾斜的直线，这说明加大电动机的负载，会使转速下降。特性曲线与纵轴的交点为n时的转速，称为理想空载转速。他励直流电动机的机械特性实际上，当电动机旋转时，不论有无负载，总存在有一定的空载损耗和相应的空载转矩，而电动机的实际空载转速将低于n0。由此可见式（1-1）的右边第二项即表示电动机带负载后的转速降，用表示，则(1-2)式中b——机械特性曲线的斜率。b越大，越大，机械特性就越“软”，通常称b大的机械特性为软特性。一般他励电动机

3、在电枢没有外接电阻时，机械特性都比较“硬”。机械特性的硬度也可用额定转速调整率△n%来说明，转速调整率小，则机械特性硬度就高。电动机的机械特性分为固有机械特性和人为机械特性。固有机械特性是当电动机的电枢工作电压和励磁磁通均为额定值，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性，其方程式为固有机械特性如下图中的曲线所示，由于较小，故他励直流电动机固有机械特性较“硬”。他励直流电动机串电阻时的机械特性人为机械特性是人为地改变电动机电路参数或电枢电压而得到的机械特性，即改变公式（1-1）中的参数所获得的机械特性，一般只改变电压、磁通、附加电阻中的一

4、个，他励电动机有下列三种人为机械特性。（1）枢串电阻时的人为机械特性此时，人为机械特性的方程式与固有特性相比，理想空载转速n不变，但是，转速降△n增大。R越大，△n也越大，特性变“软”,这类人为机械特性是一组通过n,但具有不同斜率的直线。如下图所示（1）改变电枢电压时的人为机械特性此时，，特性方程式，由于电动机的额定电压是工作电压的上限，因此改变电压时，只能在低于额定电压的范围内变化。与固有特性相比较，特性曲线的斜率不变，理想空载转速随电压减小成正比减小，故改变电压时的人为特性是一组低于固有机械特性而与之平行的直线，如下图所示他励直流电

5、动机改变电枢电压时的机械特性（2）减弱磁通时的人为机械特性可以在励磁回路内串接电阻或降低励磁电压来减弱磁通，此时，特性方程式，由于磁通F的减少，使得理想空载转速和斜率b都增大，特性曲线如下图所示他励直流电动机弱磁时的机械特性