直流电动机方程式详解介绍

直流电动机的结构及电路如图3-3-4 所示。

图3-3-4　他励直流电动机的结构示意图及电路图

电动机惯例：Ea与Ia反向，T 与n 同方向，TL与n 反方向。

1.电动势平衡方程式

根据电路的基尔霍夫定律可以写出电枢回路的电动势平衡方程式：

式中　Ra——电枢回路总电阻；

　　　Ia——他励电动机，Ia=I；并励电动机，Ia=I-If。

对于电动机：U＞Ea，Ea与Ia反方向。

2.功率平衡方程式

电机在机电能量转换中，一部分能量不能被利用，这部分能量称为损耗。直流电机的损耗可分为：

Pm：由各类摩擦引起的机械损耗。

PFe：铁心损耗（磁滞与涡流之和）。

Pcua：电枢回路铜耗Pcua=Ia2Ra。

Pf：励磁回路铜耗Pf=UIf=RfIf2。(www.xing528.com)

Ps：附加损耗。

因此，功率平衡方程式，就是扣除损耗的过程。

上式说明：当他励直流电动机接上电源U 时，电枢绕组中流过电流Ia，电网向电动机输入的电功率P1=UI=UIa中的小部分消耗于电枢铜耗，大部分作为电磁功率转换成机械功率。

但转变成机械属性的 Pem还要扣除铁耗、机械损耗、附加损耗才是输出的机械功率P2。

式（3-3-9）的功率平衡关系可用功率流程图形象的表示（见图3-3-5）。

图3-3-5　功率流程图

3.转矩平衡方程式

式中　T2——电动机轴上输出的机械转矩，它与轴上所带的负载转矩TL相平衡，即T2=TL；

　　　T0——电动机空载转矩，与转向相反，由空载损耗产生，数值很小。

电动机稳定运行时，拖动性质的T 与制动性质的TL+T0相平衡。

电动机转矩的常用计算公式：