下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第9章章 直流电动机直流电动机9.19.1 直流电机的构造直流电机的构造直流电机的构造直流电机的构造9.29.2 直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理9.49.4 并励电动机的起动与反转并励电动机的起动与反转并励电动机的起动与反转并励电动机的起动与反转9.39.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性9.59.5 并励并励并励并励( (他励他励他励他励) )电动机的调速电动机的调速电动机的调速电动机的调速下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第9章章 直流电动机直流电动机 1. 1. 了解直流电动机的基本构造和工作原理。了解直流电动机的基本构造和工作原理。了解直流电动机的基本构造和工作原理。了解直流电动机的基本构造和工作原理。 2. 2. 掌握他励（并励）和串励直流电动机的电掌握他励（并励）和串励直流电动机的电掌握他励（并励）和串励直流电动机的电掌握他励（并励）和串励直流电动机的电 压与电流的关系式，接线图、机械特性。压与电流的关系式，接线图、机械特性。压与电流的关系式，接线图、机械特性。压与电流的关系式，接线图、机械特性。 3. 3. 搞清他励（并励）和串励直流电动机的起搞清他励（并励）和串励直流电动机的起搞清他励（并励）和串励直流电动机的起搞清他励（并励）和串励直流电动机的起 动、反转和调速的基本原理和基本方法。动、反转和调速的基本原理和基本方法。动、反转和调速的基本原理和基本方法。动、反转和调速的基本原理和基本方法。本章要求本章要求下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.1 直流电机的构造直流电机的构造 直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。机驱动。直流电机的优点：直流电机的优点：直流电机的优点：直流电机的优点： (1) (1) 调速性能好调速性能好调速性能好调速性能好, , 调速范围广调速范围广调速范围广调速范围广, , 易于平滑调节。易于平滑调节。易于平滑调节。易于平滑调节。 (2) (2) 起动、制动转矩大起动、制动转矩大起动、制动转矩大起动、制动转矩大, , 易于快速起动、停车。易于快速起动、停车。易于快速起动、停车。易于快速起动、停车。 (3) (3) 易于控制。易于控制。易于控制。易于控制。应用应用应用应用: : 1) 1) 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井矿山竖井矿山竖井矿山竖井 提升机以及起重设备提升机以及起重设备提升机以及起重设备提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。等调速范围大的大型设备。等调速范围大的大型设备。等调速范围大的大型设备。 2) 2) 用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页NSNS9.1.1 直流电动机的构造直流电动机的构造极掌极掌极掌极掌极心极心极心极心励磁绕组励磁绕组励磁绕组励磁绕组机座机座机座机座转子转子转子转子直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路 直流电机由定直流电机由定子子(磁极磁极)、转子、转子(电枢电枢)和机座等和机座等部分构成。部分构成。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2. 转子转子转子转子( (电枢电枢电枢电枢) ) 由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。1. 1. 磁极磁极磁极磁极永磁式永磁式永磁式永磁式: : 由永久磁铁做成。由永久磁铁做成。励磁式励磁式励磁式励磁式: : 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，磁极上绕线圈，线圈中通过直流电， 形成电磁铁。形成电磁铁。励磁励磁励磁励磁: : 磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称 为励磁。为励磁。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢绕组：单个绕组元件组成。电枢绕组：单个绕组元件组成。电枢绕组：单个绕组元件组成。电枢绕组：单个绕组元件组成。用来在电机中产生磁场。用来在电机中产生磁场。用来在电机中产生磁场。用来在电机中产生磁场。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1. 1. 他励电动机他励电动机他励电动机他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。9.1.2 直流电机的分类直流电机的分类 直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机励电动机、串励电动机和复励电动机2. 2. 并励电动机并励电动机并励电动机并励电动机 励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。UUfIaM+_+_If他励他励他励他励IaUM+_If+_IE并励并励并励并励下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4. 4. 复励电动机复励电动机复励电动机复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。一电源上。一电源上。一电源上。3. 3. 串励电动机串励电动机串励电动机串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。串励串励串励串励UIa+_IfM复励复励U+_IMIa下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.2 直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.2 直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理IU+SbNacd 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里极有效边的电流方向向里, N极有效边的电流方向向外。电动机电极有效边的电流方向向外。电动机电枢枢绕组通电后绕组通电后中受力中受力(左手定则左手定则)按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转。U+U+电刷电刷换向片换向片U+IFFTn换向器作用：换向器作用：将外部直流电将外部直流电转换成内部的转换成内部的直流电，以保直流电，以保持转矩方向不持转矩方向不变。变。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页U+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷 线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。相反。相反。相反。KE: 与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数n: 电动机转速电动机转速 ：磁通磁通1. 1. 电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势 E=EK n下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页U+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷 由图可知，由图可知，由图可知，由图可知，电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势E E与电枢电流或外与电枢电流或外与电枢电流或外与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称反电势反电势反电势反电势。 式中：式中：式中：式中：U U 外加电压外加电压外加电压外加电压 R Ra a 绕组电阻绕组电阻绕组电阻绕组电阻2. 2. 电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式RaIaE+UM下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页K KT T: : 与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数 : : 线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通I Ia a：电枢绕组中的电流电枢绕组中的电流电枢绕组中的电流电枢绕组中的电流3. 3. 电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩单位单位单位单位: : ( (韦伯韦伯韦伯韦伯) )，I Ia a ( (安安安安) ) ，T T ( (牛顿牛顿牛顿牛顿 米米米米) ) 直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流( (电枢电流电枢电流电枢电流电枢电流I Ia a) )与磁与磁与磁与磁通通通通 相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为电磁转矩公式为电磁转矩公式为电磁转矩公式为4. 4. 转矩平衡关系转矩平衡关系转矩平衡关系转矩平衡关系 电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩T T为驱动转矩为驱动转矩为驱动转矩为驱动转矩, , 它使电枢转动。它使电枢转动。它使电枢转动。它使电枢转动。在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即T T= =K KT T I Ia a下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。转矩平衡过程转矩平衡过程转矩平衡过程转矩平衡过程T T2 2: : 机械负载转矩机械负载转矩机械负载转矩机械负载转矩T T0 0: : 空载转矩空载转矩空载转矩空载转矩 例：例：例：例：设外加电枢电压设外加电枢电压 U 一定，一定，T=T2 (平衡平衡)，此时，此时，若若T2突然增加，则调整过程为突然增加，则调整过程为达到新的平衡点达到新的平衡点(Ia 、 P入入 ) 。T2 n Ia T E 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性特点特点: 励磁绕组与电枢并联励磁绕组与电枢并联由图可求得由图可求得由上分析可知：由上分析可知： 当电源电压当电源电压U和励磁回路的电阻和励磁回路的电阻Rf一定时一定时, 励励磁电流磁电流If和磁通和磁通 不变，即不变，即不变，即不变，即 = = 常数常数常数常数。则则IaUM+_If+_IE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.3 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性令：令：T T= =K KT T I Ia a = = K KT T I Ia a 即：并励电动机的磁通即：并励电动机的磁通 = = 常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流成正比。成正比。成正比。成正比。 由以下公式由以下公式求得求得求得求得IaUM+_If+_IE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页式中：式中：n= f (T) 特性曲线特性曲线n0nNTN 并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化时，时，时，时， 转速转速转速转速 n n 的变化不大的变化不大的变化不大的变化不大硬机械特性（自然特性）。硬机械特性（自然特性）。硬机械特性（自然特性）。硬机械特性（自然特性）。改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线动画动画n0T n n下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例例例: : 有一并励电动机，其额定数据如下：有一并励电动机，其额定数据如下：P=22KW, UN=110V, nN=1000r/min, = 0.84, 并已知并已知Rf= 27.5 ，Ra= 0.04 , 试求试求: (1) 额定电流额定电流I , 额定额定 电枢电流电枢电流Ia及及额定励磁电流额定励磁电流If ; (2) 损耗功率损耗功率 PaCu , 及及 PO ; (3) 额定转矩额定转矩T; (4) 反电动势反电动势E。解：解：(1) P2是输出功率，额定输入功率为是输出功率，额定输入功率为额定电流额定电流额定励磁电流额定励磁电流额定电枢电流额定电枢电流下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（2）电枢电路铜损）电枢电路铜损励磁电路铜损励磁电路铜损总损失功率总损失功率空载损耗功率空载损耗功率（3）额定转矩）额定转矩（4）反电动势）反电动势下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.4 并励电动机的起动与反转并励电动机的起动与反转起动起动起动起动直流电动机不允许在额定电压直流电动机不允许在额定电压直流电动机不允许在额定电压直流电动机不允许在额定电压U UN N下直接起动。下直接起动。下直接起动。下直接起动。I Iastast太大会使换向器产生严重的火花太大会使换向器产生严重的火花, ,烧坏换向器；烧坏换向器；起动时起动时起动时起动时, , , ,n n =0 =0 1. 起动问题：起动问题：(1) 起动电流大起动电流大(2) 起动转矩大起动转矩大 起动时，起动转矩为起动时，起动转矩为(1020)TN , 造成机械冲造成机械冲击，使传动机构遭受损坏。击，使传动机构遭受损坏。一般一般一般一般I Iastast限制在限制在限制在限制在(1.52.5)(1.52.5)I IN N。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2. . . .起动方法起动方法起动方法起动方法 3. 3. 3. 3.注意事项注意事项注意事项注意事项(1) (1) 电枢串电阻起动法电枢串电阻起动法电枢串电阻起动法电枢串电阻起动法(2) (2) 降压起动法：降压起动法：降压起动法：降压起动法： 直流电动机在起动和工作时，励磁电路一定要直流电动机在起动和工作时，励磁电路一定要接通接通, ,不能让它断开不能让它断开, ,而且起动时要满励磁。否则，而且起动时要满励磁。否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生事故：磁路中只有很少的剩磁，可能产生事故：在满磁下将在满磁下将在满磁下将在满磁下将R Rst st置最大处，逐渐减小置最大处，逐渐减小置最大处，逐渐减小置最大处，逐渐减小R Rst st使使使使n n升高。升高。升高。升高。最大起动电压最大起动电压最大起动电压最大起动电压U Ust st为为为为下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1)(1)如果电动机是静止的，由于转矩太小如果电动机是静止的，由于转矩太小如果电动机是静止的，由于转矩太小如果电动机是静止的，由于转矩太小( ( ( (T=KT=KT T I Ia a) ) , , 电机将不能起动电机将不能起动电机将不能起动电机将不能起动，这时反电动势为零，电枢电流，这时反电动势为零，电枢电流，这时反电动势为零，电枢电流，这时反电动势为零，电枢电流很大，电枢绕组有被烧坏的危险。很大，电枢绕组有被烧坏的危险。很大，电枢绕组有被烧坏的危险。很大，电枢绕组有被烧坏的危险。 (2(2) )如果电动机在有载运行时断开励磁回路，反电动势如果电动机在有载运行时断开励磁回路，反电动势如果电动机在有载运行时断开励磁回路，反电动势如果电动机在有载运行时断开励磁回路，反电动势E E立即减小而使电枢电流增大，同时由于所产生的立即减小而使电枢电流增大，同时由于所产生的立即减小而使电枢电流增大，同时由于所产生的立即减小而使电枢电流增大，同时由于所产生的转矩转矩转矩转矩不满足不满足不满足不满足负载负载负载负载的需要，电动机必将减速而停转，的需要，电动机必将减速而停转，的需要，电动机必将减速而停转，的需要，电动机必将减速而停转，更加促使电枢电流的增大，以至烧毁电枢绕组和换更加促使电枢电流的增大，以至烧毁电枢绕组和换更加促使电枢电流的增大，以至烧毁电枢绕组和换更加促使电枢电流的增大，以至烧毁电枢绕组和换向器。向器。向器。向器。 (3)如果电机在空载运行，可能造成飞车，使电机遭如果电机在空载运行，可能造成飞车，使电机遭受严重的机械损伤，而且因电受严重的机械损伤，而且因电枢枢枢枢电流过大而将绕组电流过大而将绕组烧坏烧坏。（ E Ia T T0 n 飞车）飞车）下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2.反转反转反转反转例：例：串励的单相手电钻，利用励磁电流和电枢电流两串励的单相手电钻，利用励磁电流和电枢电流两者的方向同时改变时而转向不变的原理，采用特别的者的方向同时改变时而转向不变的原理，采用特别的串励电动机，使手电钻用单相交流电源或直流电源供串励电动机，使手电钻用单相交流电源或直流电源供电均可。电均可。电磁转矩：电磁转矩：T=KT=KT T I Ia a (1) (1) 改变励磁电流的方向。改变励磁电流的方向。改变励磁电流的方向。改变励磁电流的方向。 (2) (2) 改变电枢电流的方向。改变电枢电流的方向。改变电枢电流的方向。改变电枢电流的方向。注意：注意：注意：注意：改变转动方向时，励磁电流和电枢电流两改变转动方向时，励磁电流和电枢电流两改变转动方向时，励磁电流和电枢电流两改变转动方向时，励磁电流和电枢电流两者的方向不能同时变。者的方向不能同时变。者的方向不能同时变。者的方向不能同时变。改变直流电机转向的方法有两种：改变直流电机转向的方法有两种：改变直流电机转向的方法有两种：改变直流电机转向的方法有两种：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.5 并励并励( (他励他励) )电动机的调速电动机的调速并励并励并励并励( ( ( (他励他励他励他励) ) ) )电动机电动机电动机电动机与异步电动机相比，虽然结与异步电动机相比，虽然结构复杂，价格高，维护也不方便，但在调速性能上构复杂，价格高，维护也不方便，但在调速性能上由其独特的优点。由其独特的优点。 1. 调速均匀平滑，可以无级调速调速均匀平滑，可以无级调速( (注：异步机改注：异步机改 变极对数调速的方法叫有级调速变极对数调速的方法叫有级调速) )。 2. 调速范围大，调速比可达调速范围大，调速比可达200 以上以上( (调速比等调速比等 于最大转速和最小转速之比）于最大转速和最小转速之比）, ,因此机械变速因此机械变速 所用的齿轮箱可大大简化。所用的齿轮箱可大大简化。主要优点：主要优点：主要优点：主要优点：由转速公式由转速公式:可见直流电机调速方法有三种。可见直流电机调速方法有三种。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页可见：在可见：在可见：在可见：在U U 一定的情况下，改变一定的情况下，改变一定的情况下，改变一定的情况下，改变 可改变转速可改变转速可改变转速可改变转速n n 。9.5.1 改变磁通调速改变磁通调速 保持电枢电压保持电枢电压U不变，改变励磁电流不变，改变励磁电流If (调调Rf)以改变磁通以改变磁通 。由式由式R Rf f I If f n n 一般只采用减少励磁电流一般只采用减少励磁电流一般只采用减少励磁电流一般只采用减少励磁电流( (减弱磁通减弱磁通减弱磁通减弱磁通) )的方法调速的方法调速的方法调速的方法调速, , 即即即即改变磁通调速的方法：改变磁通调速的方法：改变磁通调速的方法：改变磁通调速的方法：减小磁通，减小磁通，减小磁通，减小磁通，n n只能上调。只能上调。只能上调。只能上调。改变改变改变改变 时的机械特性如图。时的机械特性如图。时的机械特性如图。时的机械特性如图。T TL LTn（ 减减减减小小小小）R Rf f增增增增加加加加 O动画动画下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页调速过程调速过程调速过程调速过程: : : :直至直至直至直至T=TT=TC C达到新的平衡。达到新的平衡。达到新的平衡。达到新的平衡。电压电压电压电压U U保持保持保持保持一定一定一定一定, , , ,减小磁通减小磁通减小磁通减小磁通 。Rf E I n Ia E 瞬间瞬间瞬间瞬间T T T TT 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1)调速平滑，可得到无级调速；但只能向上调，受调速平滑，可得到无级调速；但只能向上调，受 机械本身强度所限，机械本身强度所限，n不能太高。不能太高。(2) 调速设备简单，经济，电流小，便于控制。调速设备简单，经济，电流小，便于控制。(3) 机械特性较硬，稳定性较好。机械特性较硬，稳定性较好。(4) 对专门生产的调磁电动机对专门生产的调磁电动机, ,其调速幅度可达其调速幅度可达, 例如例如5302120 r/min及及3101 240 r/min 。 减小减小减小减小 调速的特点：调速的特点：调速的特点：调速的特点：(1) 若调速后若调速后若调速后若调速后 I Ia a 保持不变，电动机在高速运转时其保持不变，电动机在高速运转时其保持不变，电动机在高速运转时其保持不变，电动机在高速运转时其负载转矩必须减小。负载转矩必须减小。负载转矩必须减小。负载转矩必须减小。(2) 这种调速方法只适用于恒功率调速这种调速方法只适用于恒功率调速这种调速方法只适用于恒功率调速这种调速方法只适用于恒功率调速( ( ( (如用于切削如用于切削如用于切削如用于切削机机机机床床床床) ) ) )。使用调磁调速时应注意：使用调磁调速时应注意：使用调磁调速时应注意：使用调磁调速时应注意：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.5.2 改变电压调速改变电压调速由转速公式知：由转速公式知：由转速公式知：由转速公式知：调电压调电压调电压调电压U U，n n0 0变化，但斜变化，但斜变化，但斜变化，但斜率不变，所以调速特性率不变，所以调速特性率不变，所以调速特性率不变，所以调速特性是一组平行曲线。是一组平行曲线。是一组平行曲线。是一组平行曲线。n0n0电电电电压压压压降降降降低低低低Tc特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线n0nT0改变电压调速的特点改变电压调速的特点改变电压调速的特点改变电压调速的特点: : : :(1)工作时电压不允许超过工作时电压不允许超过U UN N ，而而n n U U, 所以调速所以调速 只能向下调只能向下调。(2)机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳 定性好。定性好。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。均匀调节电枢电压，可得到平滑无级调速。(4)调速幅度较大。调速幅度较大。调速过程调速过程调速过程调速过程: : : :保持保持保持保持I If f 为额定为额定为额定为额定, , , ,减小电枢减小电枢减小电枢减小电枢电压电压电压电压。U Ia T T T T = = T TC C稳定稳定稳定稳定n E Ia T T 改变电压调速需要用电压可以调节的专用设改变电压调速需要用电压可以调节的专用设改变电压调速需要用电压可以调节的专用设改变电压调速需要用电压可以调节的专用设备，投资费用较高。备，投资费用较高。备，投资费用较高。备，投资费用较高。 近年来已普遍采用晶闸管整流电源对电动机近年来已普遍采用晶闸管整流电源对电动机近年来已普遍采用晶闸管整流电源对电动机近年来已普遍采用晶闸管整流电源对电动机进行调压和调磁，以改变它的转速。进行调压和调磁，以改变它的转速。进行调压和调磁，以改变它的转速。进行调压和调磁，以改变它的转速。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例: : 有一他励电动机，有一他励电动机， 已知已知U=220V , Ia=53.8A, n=1500r/min Ra=0.7 。今将电枢电压降低一今将电枢电压降低一 半，而负载转矩不变，问转矩降低多少？半，而负载转矩不变，问转矩降低多少？解解: 由由T=KT Ia可知，在保持负载转矩和励磁电可知，在保持负载转矩和励磁电 流不变的条件下，电流也保持不变。流不变的条件下，电流也保持不变。电压降低后的转速电压降低后的转速电压降低后的转速电压降低后的转速nn对原来的转速对原来的转速对原来的转速对原来的转速n n之比为之比为之比为之比为下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.5.3 电枢回路串电阻调速电枢回路串电阻调速 电枢中串入电阻电枢中串入电阻, ,使使 n 、 n0不变，即电机的特性曲线不变，即电机的特性曲线变陡变陡( (斜率变大斜率变大) )，在相同力，在相同力矩下矩下, ,n 。特性曲线如图。特性曲线如图。Rann0T 电枢回路串电阻调速需电枢回路串电阻调速需电枢回路串电阻调速需电枢回路串电阻调速需在电枢中串入专用电阻，电阻增大则转速下降，在电枢中串入专用电阻，电阻增大则转速下降，在电枢中串入专用电阻，电阻增大则转速下降，在电枢中串入专用电阻，电阻增大则转速下降，因此因此因此因此 n n 只能下调。只能下调。只能下调。只能下调。特点：特点：(1) 设备简单，操作方便。设备简单，操作方便。(2)机械特性软，稳定性差。机械特性软，稳定性差。(3)能量损耗大，只用于小型直流机。能量损耗大，只用于小型直流机。Ra + R电电电电阻阻阻阻增增增增大大大大下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.额定功率额定功率额定功率额定功率P PN N: : : : 电机轴上输出的机械功率。电机轴上输出的机械功率。2.额定电压额定电压额定电压额定电压U UN N : : : : 额定工作情况下的电枢上加额定工作情况下的电枢上加 的直流电压。（例：的直流电压。（例：110V，220V，440V） 3.额定电流额定电流额定电流额定电流I IN N : : : : 额定电压下轴上输出额定功额定电压下轴上输出额定功 率时的电流（并励包括励磁和电枢电流）。率时的电流（并励包括励磁和电枢电流）。 三者关系：三者关系：三者关系：三者关系：P PN N=U=UN NI IN N （ ：效率）效率）4.额定转速额定转速nN: 在在PN , UN , IN 时的转速。时的转速。 直流电机的转速一般在直流电机的转速一般在500500r/min 以上。特以上。特 殊的直流电机转速可以做到很低（如每分殊的直流电机转速可以做到很低（如每分 钟几转）或很高（每分钟钟几转）或很高（每分钟30003000转以上）。转以上）。注意注意注意注意: : : : 调速时对于没有调速要求的电机，最大转速调速时对于没有调速要求的电机，最大转速 不能超过不能超过1.2nN 。 。直流电动机的额定值直流电动机的额定值直流电动机的额定值直流电动机的额定值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3) 恒功率负载（恒功率负载（P 一定时，一定时，T和和n 成反比成反比) )，要选，要选 软特性电机拖动。如：电气机车等。软特性电机拖动。如：电气机车等。直流电动机特性类型的选择直流电动机特性类型的选择直流电动机特性类型的选择直流电动机特性类型的选择: : : :(1) 恒转矩的生产机械恒转矩的生产机械( (TL一定，和转速无关一定，和转速无关) )要选要选 硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。(2) 通风机械负载，机械负载通风机械负载，机械负载 TL 和转速和转速 n 的平方的平方成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。 直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小区别。区别。9.5.4 电动机的电动机的连接连接 (1) (1) 绕组的阻值范围绕组的阻值范围绕组的阻值范围绕组的阻值范围电枢绕组的阻值在零点几欧姆到电枢绕组的阻值在零点几欧姆到12欧姆。欧姆。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页他励他励(并励并励)电机的励磁绕组电机的励磁绕组的阻值有的阻值有几百欧姆几百欧姆。串励电机的励磁绕组串励电机的励磁绕组的阻值的阻值与电枢绕组的相当与电枢绕组的相当。（2 2）绕组的符号）绕组的符号）绕组的符号）绕组的符号 (1) (1) 绕组的阻值范围绕组的阻值范围绕组的阻值范围绕组的阻值范围电枢绕组电枢绕组的阻值在的阻值在零点几欧姆到零点几欧姆到12欧姆。欧姆。S1T1B1C1H1 BC1Q1S2T2B2C2H2 BC2Q2电枢绕组电枢绕组他励绕组他励绕组并励绕组并励绕组串励绕组串励绕组 换向极绕组换向极绕组补偿绕组补偿绕组起动绕组起动绕组始端始端始端始端绕组名称绕组名称绕组名称绕组名称末端末端末端末端