《電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速》第03講（直流電機(jī)機(jī)械特性）

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講項(xiàng)目1直流電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

任務(wù)1直流電動(dòng)機(jī)情景3

直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性教學(xué)目標(biāo)1.熟悉直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；

2.掌握直流電機(jī)的機(jī)械特性。教學(xué)重點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩教學(xué)難點(diǎn)機(jī)械特性教學(xué)方法探究式、演示、情境交融、啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)法教學(xué)手段多媒體教學(xué)、動(dòng)畫演示教學(xué)作業(yè)布置

作業(yè)題1-32教學(xué)過(guò)程：情景3

直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性

1、直流電動(dòng)機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩

（1）電樞電動(dòng)勢(shì)電樞繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為電樞電動(dòng)勢(shì)。電樞電動(dòng)勢(shì)是指直流電機(jī)正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也就是每個(gè)支路里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式為N為電樞繞組，p為磁極對(duì)數(shù)，a為電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)；電動(dòng)勢(shì)常數(shù)CE僅取決于電機(jī)結(jié)構(gòu)。磁通

的單位為Wb，轉(zhuǎn)速n為r/min，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea為V?？梢娭绷麟姍C(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)結(jié)構(gòu)、氣隙磁通和電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。3

（2）直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其電樞中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)電機(jī)軸帶動(dòng)負(fù)載，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為反向電動(dòng)勢(shì)與電樞所加外電壓相平衡；發(fā)電運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正向電動(dòng)勢(shì)向外輸出電壓，供給直流負(fù)載。電樞繞組流過(guò)電樞電流產(chǎn)生的電磁力與電機(jī)電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為電樞電流Ia的單位為A，電磁轉(zhuǎn)矩T的單位為N.m。

直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流和氣隙磁通成正比。4

2、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

（1）固有機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指在一定電壓和勵(lì)磁電流條件下，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為T=CMIa

，可得直流電機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式5固有機(jī)械特性曲線如圖1-10所示。其中n0叫做理想空載轉(zhuǎn)速，

叫做機(jī)械特性的斜率。Ra很小故β小，可見直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性硬。

圖1-10固有機(jī)械特性圖1-11串接電阻機(jī)械特性

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（2）人為機(jī)械特性1）電樞回路串入電阻R機(jī)械特性變?yōu)槿缦碌男问綑C(jī)械特性曲線如圖1-11所示?？梢婋姌谢芈分写胍粋€(gè)電阻后，理想空載轉(zhuǎn)速n0保持不變；機(jī)械特性斜率β增加，特性變軟；隨R增大，轉(zhuǎn)速降△n增大，特性變得更軟。7

2）改變電壓U改變電壓時(shí)的機(jī)械特性方程為改變電壓U時(shí)的機(jī)械特性曲線如圖1-12所示。

圖1-12改變電壓機(jī)械特性圖1-13弱磁機(jī)械特性比較發(fā)現(xiàn)，改變電樞電壓時(shí)，空載轉(zhuǎn)速n0隨電壓降低而降低，斜率保持不變?？梢姼淖冸妷簳r(shí)的人為機(jī)械特性是與固有機(jī)械特性平行的一簇斜線。8

3）弱磁

在額定磁通下運(yùn)行時(shí)直流電機(jī)已經(jīng)接近飽和，改變磁通實(shí)際上是減弱磁通。對(duì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，具體方法是在勵(lì)磁回路中串接電阻來(lái)達(dá)到減弱磁通的目的。弱磁時(shí)的機(jī)械特性方程為