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* 第 三 章(2) 直 流 电 动 机 基 本 方 程 工 作 特 性 机 械 特 性 串 励 电 机 直 流 电 动 机 直 流 电 动 机 教 学 要 求： 熟练掌握直流电动机的基本方程，并能正确使用。 掌握直流电动机的转速特性、转矩特性以及效率特性。 掌握直流电机的可逆原理，并能正确判断直流电机的运行状态。 熟练掌握直流电动机的机械特性，并能灵活应用。 3.6直流电动机的基本方程和工作特性 一、电压方程 U、I正方向如图，Ea为反电势 U=Ea+IaRa 电枢总等效内阻 电枢感应电势Ea=Ce?n 上 下 N S T2 Tem T0 n Ea Ia U 3.6.1 直流电动机的基本方程 二、转矩方程 电磁转矩为拖动转矩，负载和空载转矩为制动转矩。 稳定运行时转矩方程为： Tem=T2+T0 电磁转矩=CT?Ia 空载转矩 负载转矩 上 下 N S T2 Tem T0 n Ea Ia U 上 下 三、功率方程(并励) T2 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I 1、输入功率 励磁损耗 2、电枢功率 电枢功率分为电磁功率和电枢铜耗。 上 下 上 下 3、电磁功率的分配 摩擦损耗 铁损耗 附加损耗 其中： 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 上 下 4、总功率的分配 总损耗?p 效率： 功率流程 P1 pcuf pcu Pem P2 p0 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 上 下 直流电动机的基本方程小结： 电势： U=Ea+IaRa 转矩： Tem=T2+T0 功率:P1=pcuf+pcu+p0+P2 P1 P2 上 下 Pcuf G If N S T2 T T0 n Ea Ia U pcu Pem p0 上 下 上 下 例3.2 已知一台他励直流电动机的数据为 电枢回路总电阻 求额定运行时：（1）电磁转矩；（2）输出转矩；（3）输入功率；（4）效率。 解： 电枢感应电动势为 电磁功率为 电磁转矩为 输出转矩为 输入功率为 效率为 3.6.2 他励、并励直流电动机特性 电动机的转速n 、电磁转矩Tem 、效率?与输出功率P2 或（Ia）的关系叫运行特性。 有以下几种特性： 转速特性：n=f（Ia） 转矩特性：Tem=f（Ia） 效率特性： ? =f（Ia） 机械特性： n =f(Tem) 上 下 转速与电磁力矩之间的关系称为电动机的机械特性。 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 2、数学表达式： 电势： U=Ea+IaRa 且Ea=Ce?n n= UN Ce? Ra Ce? Ia =n0-K Ia UN 式中： n0= Ce? 理想空载转速 K= Ra Ce? 斜率 n Ia 0 n0 电机实际空载运行时存在T0，Ia0?0，实际空载转速n0′ n0 Ia0 上 下 一、转速特性：n=f（Ia） 1、研究条件：U=UN, If=IfN T2 N Te T0 n Ea Ia + - U G If I 3、实验步骤： 1）将 Rc置最大， Rr置最小 2）将K2先合上 3）合上K1电机开始起动 5）调额定点（UN、IN、nN），开始测量 U Uf Ea Ia Rr If K2 K1 Rc 4) 逐渐减小Rc，最后=0 上 下 4、转速变化率?n： n Ia 0 n0 IaN nN ?n= n0 - nN nN ?100% 他、并励电机?n=（2~8）% 上 下 上 下 二、转矩特性：T=f(Ia） 研究条件：U=UN， If=IfN T=CT? Ia T Ia 0 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 三、效率特性： ? =f(Ia） 研究条件：U=UN， If=IfN ? = P2 p1 ?100% = P1 -pcu- p0 p1 ?100% = P1 -Ia2 ?Ra- p0 p1 ?100% pcu：可变损耗 ；p0：不变损耗；它们相等?最大 ? Ia 0 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 四、机械特性： n =f(Tem) 研究条件：U=UN， If=IfN n= UN Ce? Ra Ce? Ia Tem=CT?Ia n= UN Ce? Ra CT Ce? 2 T em=n0-KTem 由转速和转矩表达式： 推出机械特性表达式： n Tem 0 n0 TN nN 上 下 1、自然机械特性 T2 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I 在U=