第三章直流電機資料

第3章直流電機原理直流電機的用途及基本工作原理直流電機的主要結(jié)構(gòu)與型號直流電機的磁路直流電機的電樞繞組電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機運行原理他勵直流電動機的機械特性直流電機的換向本章基本要求了解直流電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理熟悉直流電機的勵磁方式理解直流電機電樞繞組的構(gòu)成及特點駕馭電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的計算理解和駕馭直流電機的工作特性和機械特性了解直流電機的換向

直流電機是電機的主要類型之一。直流電機自身有著顯著的優(yōu)點，但與溝通電機相比自身又有著缺點。近年來，與電力電子裝置結(jié)合而具有直流電機性能的電機不斷涌現(xiàn)，使直流電機有被取代的趨勢。盡管如此，直流電機仍有確定的理論意義和好用價值!

3.1直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流電機的工作原理1、直流電機的構(gòu)成

（如圖3－1）表示一臺直流電機的電機模型。固定部分（定子）：主磁極N和S、電刷；旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）：電樞鐵心；電樞繞組abcd(一個線圈)；換向器定子與轉(zhuǎn)子之間為氣隙。

右圖為直流發(fā)電機的物理模型，N、S為定子磁極，2、直流發(fā)電機的工作原理轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱為電機的轉(zhuǎn)子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上?？梢姡碗娝接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動勢。

導(dǎo)體ab在S極下，a點低電位，b點高電位；導(dǎo)體cd在N極下，c點低電位，d點高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負。當(dāng)原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)180度后，如右圖。實際直流發(fā)電機的電樞是依據(jù)實際須要有多個線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，依據(jù)確定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成電機的電樞繞組。磁極也是依據(jù)須要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對。發(fā)電機：雖然線圈abcd電動勢是溝通電動勢，但由于換向器的整流作用，電刷間的輸出電動勢卻是直流電動勢。（圖3-2a，圖3-2b）3、脈動的減小電樞繞組由多個線圈串聯(lián)而構(gòu)成的

電動機：在直流電動機中，外加電壓并非干脆加于線圈，而是通過電刷、和換向器再加到線圈上的。所以，導(dǎo)體中的電流將隨其所處磁極極性的變更而同時變更其方向，從而使電磁轉(zhuǎn)矩的方向始終保持不變。4、直流電動機的工作原理直流電源電刷換向器線圈

把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負極。此時電樞線圈中將電流流過。如右圖。

直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變成機械能的旋轉(zhuǎn)機械。

在磁場作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。由左手定則，通電線圈在磁場的作用下，使線圈逆時針旋轉(zhuǎn)。留意：換向片和線圈固定聯(lián)接，線圈無論怎樣轉(zhuǎn)動，總是上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。電刷壓在換向片上。原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下接著逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時

同直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。由右手定則，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的方向與電流的方向相反。EE3.2、直流電機的基本結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)電機定子轉(zhuǎn)子氣隙直流電機由定子、轉(zhuǎn)子和機座等部分構(gòu)成。機座磁極勵磁繞組轉(zhuǎn)子勵磁式直流電動機結(jié)構(gòu)一、直流電機的主要結(jié)構(gòu)主磁極換向磁極電刷裝置機座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承1、主極

構(gòu)成：主極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組。2、機座

構(gòu)成：用厚鋼板彎成筒形焊成或鑄鋼件制成。作用：建立主磁場。作用：1、主磁路的一部分；2、電機的結(jié)構(gòu)框架。3、電樞鐵心

作用：1、主磁路的一部分；2、電樞繞組的支撐部件。

構(gòu)成：一般用厚0.5㎜且沖有齒、槽的

DR530或DR510的硅鋼片疊壓夾緊而成

4、電樞繞組作用：直流電機的電路部分。構(gòu)成：用絕緣的圓形或矩形截面的導(dǎo)線繞成，上下層以及線圈與電樞鐵心間要妥當(dāng)?shù)亟^緣，并用槽楔壓緊。5、換向器作用：整流（發(fā)電機）或逆變（電動機）。構(gòu)成：由很多鴿形尾的換向片排列成一個圓筒片間用V形云母絕緣，兩端再用兩個形環(huán)夾緊而構(gòu)成。6、電刷裝置作用：電樞電路的引出（或引入）裝置。構(gòu)成：電刷、刷盒、刷桿和連線等。7、換向極

作用：改善換向。構(gòu)成：亦由鐵心和繞組組成。額定值是制造廠對各種電氣設(shè)備（本章指直流電機）在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。在額定狀態(tài)下運行時，可以保證各電氣設(shè)備長期牢靠地工作。并具有優(yōu)良的性能。額定值也是制造廠和用戶進行產(chǎn)品設(shè)計或試驗的依據(jù)。額定值通常標在各電氣的銘牌上，故又叫銘牌值。直流電機的額值有：

（１）額定功率PN

指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，電機的輸出功率，以"W"為量綱單位。若大于1kW或1MW時,則用kW或MW表示。

對于直流發(fā)電機，PN是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。PN＝UNIN

三、直流電機的額定值額定條件下電機所能提供的功率指電刷間輸出的額定電功率發(fā)電機指軸上輸出的機械功率電動機發(fā)電機：是指輸出額定電壓；電動機：是指輸入額定電壓。在額定工況下，電機出線端的平均電壓在額定電壓下，運行于額定功率時對應(yīng)的電流在額定電壓、額定電流下，運行于額定功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速對于直流電動機，PN是指輸出的機械功率，所以公式中還應(yīng)有效率ηN存在。PN＝UNINηN（2）額定電壓：指額定狀態(tài)下電機出線端的電壓，以V表示。（3）額定電流：指電機運行在時，電機的線電流，以A表示。（4）額定轉(zhuǎn)速：指額定狀態(tài)下運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min表示。

此外，電機銘牌上還標有其它數(shù)據(jù)，如勵磁電壓、出廠日期、出廠編號等。電機運行時，全部物理量與額定值相同——電機運行于額定狀態(tài)。電機的運行電流小于額定電流——欠載運行；運行電流大于額定電流——過載運行。長期欠載運行將造成電機奢侈，而長期過載運行會縮短電機的運用壽命。電機最好運行于額定狀態(tài)或額定狀態(tài)旁邊，此時電機的運行效率、工作性能等比較好。對應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時的勵磁電流指直流電機的勵磁線圈與電樞線圈的連接方式勵磁方式一、直流電機的空載磁場1、直流電機的空載磁場3.3空載和負載時直流電機的磁動勢和磁場

直流電機工作中，主磁極產(chǎn)生主磁極磁動勢，電樞電流產(chǎn)生電樞磁動勢。電樞磁動勢對主極磁動勢的影響稱為電樞反應(yīng)。

右圖為一臺四極直流電機空載時的磁場示意圖。當(dāng)勵磁繞組的串聯(lián)匝數(shù)為，流過電流為，每極的勵磁磁動勢為：磁力線由N極出來，經(jīng)氣隙、電樞齒部、電樞鐵心的鐵軛、電樞齒部、氣隙進入S極，再經(jīng)定子鐵軛回到N極主磁通主磁路磁力線不進入電樞鐵心，干脆經(jīng)過氣隙、相鄰磁極或定子鐵軛形成閉合回路漏磁通漏磁路圖中的兩條虛線是主磁路里的一個磁管，磁管的寬度為△該磁管里的磁通分別為氣隙、電樞齒、電樞磁軛、主磁極和定子磁軛等段磁路的磁阻忽視各鐵磁材料的磁阻，僅考慮氣隙的磁阻

空載時的氣隙磁通密度為一平頂波，如下圖(b)幻燈片79所示?？蛰d時主磁極磁通的分布狀況，如右圖(c)所示。（b）氣隙磁密分布空載時，勵磁磁動勢主要消耗在氣隙上。當(dāng)忽視鐵磁材料的磁阻時，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形態(tài)。

如右圖(a)所示幾何中性線極靴極身（a）氣隙形狀磁極中心及旁邊的氣隙小且勻整，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠近極尖處，氣隙漸漸變大，磁通密度減?。粯O尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著削減，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零。在直流電機中，為了感應(yīng)電動勢或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機氣隙中須要有確定量的每極磁通Ф。2、直流電機的空載磁化特性這就要求在設(shè)計電機時進行磁路計算，以確定產(chǎn)生確定數(shù)量氣隙每極磁通Ф須要加多大的勵磁磁通勢，或者當(dāng)勵磁繞組匝數(shù)確定時，須要加多大的勵磁電流If?？蛰d時，氣隙磁通Ф與空載磁動勢Ｆｆ或空載勵磁電流Iｆ的關(guān)系，稱為直流電機的空載磁化特性。如右圖所示?？蛰d磁化特性直流電機磁路計算內(nèi)容：已知氣隙每機磁通為Ф

，求出主磁路各段的主磁位降，其總和是勵磁磁通勢Ff。

Ф=f（Ff）空載磁化特性氣隙線為了經(jīng)濟、合理地利用材料，一般直流電機額定運行時，額定磁通ФＮ設(shè)定在圖中A點，即在磁化特性曲線起先進入飽和區(qū)的位置。定義：

直流電機勵磁繞組的接線方式稱為勵磁方式。實質(zhì)上就是勵磁繞組和電樞繞組如何聯(lián)接。除了永磁直流電機外，直流電機的勵磁方式有他勵和自勵（串勵、并勵和復(fù)勵）。

他勵——勵磁電流由其他直流電機單獨供應(yīng)的稱為自勵——電機的勵磁電流由電機自身供應(yīng)。不同勵磁方式的直流電機有不同的特性。二、勵磁方式直流電機按勵磁方式可分：他勵自勵

1、他勵式（如圖a）其勵磁繞組由其他電源供電，勵磁繞組與電樞繞組不相連。M他勵UfIfIaU2、自勵式發(fā)電機：利用自身發(fā)出的電流勵磁；

電動機：勵磁繞組和電樞繞組由同一電源供電。并勵式(圖b)：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)；M并勵UIfG并勵UIfIaIIaI

串勵式(圖c)：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)；復(fù)勵式(圖d)：裝有兩個勵磁繞組，一為與電樞并聯(lián)的并勵繞組，二為與電樞串聯(lián)的串勵繞組。

一、直流樞繞組基本學(xué)問3.4直流電機的電樞繞組元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝兩種。元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。極距：相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的距離，用表示。疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊疊在前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進。第一節(jié)距：一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距離。第二節(jié)距：連至同一換向片上的兩個元件中第一個元件的下層邊與第二個元件的上層邊間的距離。合成節(jié)距：連接同一換向片上的兩個元件對應(yīng)邊之間的距離。單疊繞組換向節(jié)距：同一元件首末端連接的換向片之間的距離。波繞組示意圖疊繞組示意圖波繞組：指把相隔約為一對極距的同極性磁場下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進。單疊繞組的連接規(guī)律是：全部的相鄰元件依次串聯(lián)（即后一元件的首端與前一元件的尾端相連），同時每個元件的出線端依次連接到相鄰的換向片上，最終形成一個閉合回路。特點：槽數(shù)Ze、元件數(shù)S和換向片數(shù)K三者相同即單疊繞組的合成節(jié)距等于一個槽，換向節(jié)距等于一個換向片。y=yk=1二、單疊繞組

單疊繞組的特點是相鄰元件(線圈)相互疊壓,合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1，即：。單疊繞組的綻開圖是把放在鐵心槽里、構(gòu)成繞組的全部元件取出來畫在一張圖里，展示元件相互間的電氣連接關(guān)系及主磁極、換向片、電刷間的相對位置關(guān)系。單疊繞組分析實例：1.數(shù)據(jù)計算y＝y(tǒng)k＝1計算數(shù)據(jù)y

和y1畫繞組展開圖安放電刷和磁極實例：p＝2，槽數(shù)Ze＝元件數(shù)S＝換向片數(shù)K＝161°畫出勻整分布的平行豎線代表電機各槽的元件邊，下層邊用虛線，上層也用實線畫；〖有多少個槽數(shù)，則畫多少個平行線，每個槽有一條實線和一條虛線，分刷表示上層邊和下層邊?！?°標出槽量：畫出第一個元件，跨從1~5。綻開圖中可以把一個元件畫成一匝?！剂粢庠亩瞬恳媽ΨQ。〗3°第一個元件的引出線端畫出換向器的兩根橫平行線，并標出換向片量；換向片是與上層邊槽號要相同。123456789101112131415161234567891011121314151616++——12.單疊繞組綻開圖元件1：上元件邊在1槽，下元件邊放在相距y1=4即5槽下層。元件2：上元件邊在2槽，下元件邊放在相距y1=4即6槽下層。以此類推1.槽展開2.繞組放置3.安放磁極電刷123456789101112131416152345678910111213141615槽綻開繞組放置安放磁極、電刷NSNSττττ+－++－－3.繞組放置1123456789101112131416152345678910111213141615NSNSττττ+－++－－某一瞬間電刷、磁極放置磁極：磁極寬度約0.7τ,勻整分布，N、S極交替支配。電刷：連接內(nèi)、外電路。為了在正負電刷間獲得最大直流電勢以及產(chǎn)生最大的電磁轉(zhuǎn)矩，電刷放在被電刷短路的元件電勢為零的位置。電勢為零的元件：在一個主極下的元件邊電勢具有相同的方向。在磁極的幾何中心線上電勢為零。電刷放置：電刷放置在使電刷的中心線與主磁極軸線對準的換向片上。元件連接依次表繞電樞一周，全部元件相互串聯(lián)構(gòu)成一閉合回路。繞組電路圖：結(jié)合電刷的放置，得到該瞬時的電路圖這是單疊繞組的重要特點之一。

由此可知，每個極下的元件組成一條支路，單疊繞組的支路數(shù)等于極數(shù)，這里為4極，即有4個支路。單疊繞組的的特點：1）同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極數(shù)與支路數(shù)相同。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動勢最大，電刷間電動勢等于并聯(lián)支路電動勢。3）電樞電流等于各支路電流之和2a=2p3.5直流電機的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩設(shè)氣隙磁場的分布如圖所示，則每根導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢為式中，－導(dǎo)體所在處的氣隙磁密；－導(dǎo)體的有效長度； －導(dǎo)體相對氣隙磁場的速度。

一、電樞繞組的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生:電樞旋轉(zhuǎn)時,主磁場在電樞繞組中感應(yīng)的電動勢簡稱為電樞電動勢電樞繞組的電動勢應(yīng)為一條支路各串聯(lián)導(dǎo)體的電動勢的代數(shù)和，則

令

為平均氣隙磁密，則上式改寫為

將代入上式得出直流電動勢電動勢公式：式中:)(電動勢常數(shù)為電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)其中可見，直流電機的感應(yīng)電動勢與電機結(jié)構(gòu)、氣隙磁通及轉(zhuǎn)速有關(guān)。二、直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩

電樞表面任一點處的載流導(dǎo)體上的電磁轉(zhuǎn)距為

式中－平均氣隙磁密。

載流導(dǎo)體上的總電磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)為

其中為電機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，有可見，制造好的直流電機其電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通及電樞電流成正比。性質(zhì):發(fā)電機——制動(與轉(zhuǎn)速方向相反)；電動機——驅(qū)動(與轉(zhuǎn)速方向相同)。1、直流電機負載時的負載磁場三、直流電機的電樞反應(yīng)直流電機帶上負載后，電樞繞組中有電流，電樞電流產(chǎn)生的磁動勢稱為電樞磁動勢。電樞磁動勢的出現(xiàn)使電機的磁場發(fā)生變更。右圖為一臺電刷放在幾何中性線的兩極直流電機的電樞磁場分布狀況。假設(shè)勵磁電流為零，只有電樞電流。由圖可見電樞磁動勢產(chǎn)生的氣隙磁場在空間的分布狀況，電樞磁動勢為交軸磁動勢。

當(dāng)勵磁繞組中有勵磁電流，電機帶上負載后，氣隙中的磁場是勵磁磁動勢與電樞磁動勢共同作用的結(jié)果。電樞磁場對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)與電刷的位置有關(guān)。電樞反應(yīng)磁場和主極磁場兩者垂直，又它們合成的磁場軸線必定不在主磁極的中心線上，而發(fā)生了磁場歪扭，氣隙磁密過零的地方偏離了幾何中線

兩磁場合成時，每個主磁極下，半個磁極范圍內(nèi)兩磁場磁力線方向相同，另半個磁極范圍內(nèi)兩磁場磁力線方向相反。與空載的主極磁場相比，電樞反應(yīng)使合成磁場每極總磁通削減，這就是電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)一、直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程二、功率關(guān)系三、他勵直流發(fā)電機的運行特性四、并勵直流發(fā)電機3.6直流發(fā)電機一、直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程在列寫直流電機運行時的基本方程式之前，電壓、電流、磁通、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等，應(yīng)先規(guī)定好正方向。正方向的選擇是隨意的，但是一經(jīng)選定就不要再變更了。有了正方向后，各有關(guān)物理量都變成代數(shù)量了。即:各有關(guān)物理量假如其瞬時實際方向與它的規(guī)定正方向—致，就為正，否則為負。一、直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程圖中：U—電機負載兩端的端電壓；Ia—電樞電流；Tl—原動機的拖動轉(zhuǎn)矩；T—電磁轉(zhuǎn)矩；T0—空載轉(zhuǎn)矩；n—電機電樞的轉(zhuǎn)速；Φ—主磁通；Uf—勵磁電壓；If—勵磁電流等

發(fā)電機慣例一、直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程基爾霍夫其次定律：對任一有源的閉合回路，全部電動勢之和等于全部壓降之和(ΣE＝ΣU)。按圖中虛線方向繞行。其中共有三個壓降及一個電動勢Ea。三個壓降:(1)負載上壓降U；(2)正、負電刷與換向器表面的接觸壓降;(3)電樞電流Ia在電樞回路串聯(lián)的各繞組(包括電樞繞組、換向極繞組和補償繞組、電刷電阻等)總電阻Ra上的壓降。

他勵時，勵磁電流由其他電源單獨供電，故直流發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)電路圖有式中：：電樞回路總電阻；正、負電刷電壓降，一般為0.6～2伏；Ct：與線圈的結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)（與線圈大小，磁極的對數(shù)等有關(guān)）：線圈所處位置的磁通Ia：電樞繞組中的電流二、電磁轉(zhuǎn)矩單位：（韋伯），Ia（安培），T（牛頓米）由轉(zhuǎn)矩公式可知：(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的條件：必需有勵磁磁通和電樞電流。(2)變更電磁轉(zhuǎn)矩的方向：變更電樞電流的方向或者變更磁通的方向。發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時作用在電樞上的三個轉(zhuǎn)矩：（1）原動機輸入給發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩T1；（2）電磁轉(zhuǎn)矩T；（3）空載轉(zhuǎn)矩T0——機械摩擦、鐵損耗引起的。是一個制動性轉(zhuǎn)矩，恒久與轉(zhuǎn)速n的方向相反三、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩平衡方程四、勵磁特性公式直流發(fā)電機的勵磁電流每極氣隙磁通五、功率平衡方程原動機輸入給發(fā)電機的機械功率

電磁功率空載損耗P0

包括：機械摩擦損耗Pm鐵損PFe附加損耗Ps

將上式同乘以轉(zhuǎn)子的機械角速度得

電磁功率一方面代表電動勢為的電源輸出電流時發(fā)出的電功率，一方面又代表轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時克服電磁轉(zhuǎn)矩所消耗的機械功率。電磁功率

發(fā)電機：機械能轉(zhuǎn)化為電能；

電動機：電能轉(zhuǎn)化為機械能。

電磁功率用表示，則電樞回路繞組電阻及電刷與換向器表面接觸電阻是銅損耗輸出的電功率自勵發(fā)電機中還應(yīng)減去勵磁損耗輸出電壓將上式同乘以電樞電流得綜合兩式，用功率流程圖來表示。

直流發(fā)電機的功率流程圖功率流程圖形象，直觀地表達了多項功率、損耗之間的相互關(guān)系，學(xué)者應(yīng)當(dāng)駕馭。同理，直流電動機的功率流程圖也可以畫出，留意到，雖然圖形并沒什么變更，但其物理概念已經(jīng)大大變更了。確定要學(xué)會畫。六、直流電機的可逆性

電機的可逆性：從原理上講，任何電機既可作為發(fā)電機、亦作為電動機運行。發(fā)電機運行；電動機運行。即依據(jù)Ea與U的大小推斷直流電機的運行狀態(tài)。3.7直流電動機運行原理一、可逆運行原理二、他勵直流電動機穩(wěn)態(tài)運行的基本方程三、他勵直流電動機的功率關(guān)系四、直流電動機的工作特性

3.7直流電動機運行原理一、他勵直流電動機穩(wěn)態(tài)運行的基本方程式他勵時，勵磁電流由其他電源單獨供電，故直流電機的穩(wěn)態(tài)電路圖（電動機）

式中：：電樞回路總電阻；

正、負電刷電壓降，一般為0.6～2伏；二、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，在電機運行時，必需和外加負載和空載損耗的阻轉(zhuǎn)矩相平衡，即T2：負載轉(zhuǎn)矩T0

：空載轉(zhuǎn)矩三、功率平衡方程把電壓方程式兩邊都乘以電樞電流

電磁功率將上式同乘以轉(zhuǎn)子的機械角速度得電磁功率直流電動機方程總結(jié)如下：電壓平衡方程式電磁功率轉(zhuǎn)矩平衡方程式額定輸出轉(zhuǎn)矩電動勢公式轉(zhuǎn)矩公式額定電磁轉(zhuǎn)矩工作特性：當(dāng)U=UN，時，η,n,T分別隨變；四、直流電動機的工作特性1、轉(zhuǎn)速特性

據(jù)轉(zhuǎn)速公式得出轉(zhuǎn)速特性曲線。從今曲線可求出，其轉(zhuǎn)速從空載到額定負載時轉(zhuǎn)速變更的程度。-圖：他勵電動機的轉(zhuǎn)速特性注：①他勵（或并勵）電動機在運行時，勵磁繞組確定不能斷開。若If=0，電樞電流快速增大，若負載較小，則會造成"飛車"事故；2、轉(zhuǎn)矩特性

轉(zhuǎn)矩方程特性曲線得出轉(zhuǎn)矩圖：他勵電動機的轉(zhuǎn)矩特性式中：

－直流電機的不變損耗，

－直流電機的可變損耗，

3、效率特性圖：他勵電動機的工作特性各種電機的效率曲線具有相同的形態(tài)。因為效率的定義相同，損耗的性質(zhì)也相同。把電機的總損耗分為不變損耗和可變損耗兩大部分。一般直流電機的效率等于75％～94％。3.8他勵直流電動機的機械特性一、機械特性的一般表達式二、固有機械特性三、人為機械特性四、機械特性的求取3.8他勵直流電動機的機械特性一、機械特性的表達式

直流電動機的機械特性是指電動機在電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動機處于穩(wěn)態(tài)運行時，電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：由電機的電路原理圖可得機械特性的表達式：稱為理想空載轉(zhuǎn)速。實際空載轉(zhuǎn)速二、