他励直流电动机的机械特性研究

他励直流电动机的机械特性是指在电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，转速n与电磁转矩T之间的关系特性，即n=f（T），或转速n与电枢电流Ia的关系n=f（Ia），后者也就是转速特性。机械特性将决定电动机稳定运行、启动、制动以及调速的工作情况。

图1-23　车床与恒功率负载特性

图1-24　鼓风机与通风机型负载特性

1.固有机械特性

固有机械特性是指当电动机的工作电压和磁通均为额定值时，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性，其方程式为

固有机械特性如图1-25中R=Ra的曲线所示，由于Ra较小，故他励直流电动机的固有机械特性较硬。图中n0为T=0时的转速，称为理想空载转速。ΔnN为额定转速降。

2.人为机械特性

人为机械特性是指人为地改变电动机参数（U、R、Φ）而得到的机械特性，他励电动机有以下三种人为机械特性。

1）电枢串接电阻的人为机械特性

此时U=UN，Φ=ΦN，R=Ra+Rpa。人为机械特性与固有特性相比，理想空载转速n0不变，但转速降Δn相应增大，Rpa越大，Δn越大，特性越“软”，如图1-25中曲线1、2所示。可见，电枢回路串入电阻后，在同样大小的负载下，电动机的转速将下降，稳定在低速运行。(www.xing528.com)

图1-25　他励直流电动机固有机械特性及串电阻时人为机械特性

2）改变电枢电压时的人为机械特性

此时Rpa=0，Φ=ΦN。由于电动机的电枢电压一般以额定电压UN为上限，因此改变电压通常只能在低于额定电压的范围变化。

与固有机械特性相比，转速降Δn不变，即机械特性曲线的斜率不变，但理想空载转速n0随电压成正比减小，因此降压时的人为机械特性是低于固有机械特性曲线的一组平行直线，如图1-26所示。

图1-26　他励直流电动机降压时的人为机械特性

3）减弱磁通时的人为机械特性

减弱磁通可以在励磁回路内串接电阻Rf或降低励磁电压Uf，此时U=UN，Rpa=0。因为Φ是变量，所以n=f（Ia）和n=f（T）必须分开表示，其特性曲线分别如图1-27（a）和（b）所示。

图1-27　他励直流电动机减弱磁通时的人为机械特性

（a）n=f（Ia）；（b）n=f（T）

当减弱磁通时，理想空载转速n0增加，转速降Δn也增加。通常在负载不是太大的情况下，减弱磁通可使他励直流电动机的转速升高。