并励直流电动机的转速公式
实习一：直流并励电动机
实验一直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电动机的调速方法。
二.预习要点1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时，η, n ,T分别随P2变；机械特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。
即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。
三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
五．实验方法1．并励电动机的工作特性和机械特性。
（2）测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U =U N =220V I f =I f N =0.0748A K a = Ω 2．调速特性（1）改变电枢端电压的调速表1-9 I f =I fN = 0.0748 A,T 2=0.60 N.m（2）改变励磁电流的调速(3)能耗制动一7接线 直流电机电枢调节电（MEL-09） MEL-03中两只900双刀双掷开关）六．注意事项1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
并励直流电机实验报告
实验二直流并励电动机1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电动机的调速方法。
1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时，η, n ,T分别随P2变；机械特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。
即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而到达调速的目的。
1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量〔MEL-13〕、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源〔含直流电压、电流、毫安表〕4．直流电压、毫安、安培表〔MEL-06〕。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板〔MEL-05〕。
S 〔2〕测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U =U N =220V I f =I f N =A K a = Ω 2．调速特性〔1〕改变电枢端电压的调速表1-9 I〔2〕改变励磁电流的调速一7接线：直流电机电枢fMEL-09〕MEL-03中两Ω电阻并联。
刀双掷开关〔MEL-05〕六．注意事项1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功时机受到冲击。
2．，在实验过程中要除去零误差。
3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。
直流电机的基本方程式
直流电机的基本方程式一．直流发电机的基本方程式以并励机为例：（一）.电压平衡方程直流发电机发出的电势E a产生电流I a，I a在电枢回路总电阻R a（包括电枢绕组电阻及两个电刷的接触电阻）上产生压降I a R a，则输出电压U＝E a－I a R a，可见发电机E a>U。
电路如图：（二）.转矩平衡方程式直流发电机是把机械能转变为电能，因此由原动机输入的机械转矩T1是驱动转矩；电磁转矩T是制动转矩；即使电机空转也存在的、对应电机机械摩擦、铁损耗等的空载转矩T0一定是阻转矩，当驱动＝制动时，电机恒速旋转。
因此发电机稳定运行时的转矩平衡方程为：T1=T+ T0（三）功率平衡方程式其功率流程图如图：从原动机输入机械功率P1，扣除了机械方面的损耗p机，就是机转变为电的部分称为电磁功率P M，再扣除了电方面的损耗p电，就是输出的电功率P2＝UI，对并励发电机I＝I a－I f。
额定时的P2就是P N=U N I N。
其中：p机是机械方面的损耗，它也是电机空载运行时就存在的损耗，故称空载损耗p，它包括了机械摩擦损耗mp、铁耗Fe p、附加损耗ad p（≈0.01~0.05P N），即:p 机＝0p ＝m p ＋Fe p ＋ad p ；p 电是电方面的损耗称为铜耗，它包括了电枢回路铜耗cua p ＝2a I R a 和励磁回路铜耗cuf p ＝UI 2fU R ＝2f I ＝f R ，即p 电＝cua p ＋cuf p 由功率流程图可列功率平衡方程：机械方面：10M P P p =+；电方面：2M cua P P p =-－cuf p ；把机械方面的功率平衡方程两边除以Ω，就得到了转矩平衡方程。
其中：T 1＝1P Ω；T 0＝0P Ω；T ＝M PΩ。
可见电磁功率M P ＝T Ω——这是用机械量表示的电磁功率。
把电压平衡方程U ＝E a －I a R a 的两边乘以I a ：UI a = E a I a －2a I R a ∵I a ＝I ＋I f ，则：UI a = U(I+I f )= E a I a －2a I R a ， ∴UI= E a I a －2a I R a －UI f ＝E a I a －cua p －cuf p其中：UI 就是P 2；对比电方面的功率平衡方程可知：E a I a 就是电磁功率P M 。
直流电动机的工作特性
Tem
n
T2
转矩表达式 Tem CTΦN Ia
ห้องสมุดไป่ตู้
T0
考虑电枢反应的作用，转矩上升的速度 0
Ia
比电流上升的慢。
3、效率特性
定义：当 U 、U N I f时，I fN
η f(I a )
由方程式可得 η P1
P
1
P0
Ra
I
2 a
P1
UN Ia η
空载损耗为不变损耗，不随负载电流
η
变化，当负载电流较小时效率较低，输入
η
n UN RaIa UN Ra Rf
CEΦ CEΦ kf CEIa
kf CE
Tem
当负载电流为零时，电机转速趋于无穷
n
大，所以串励电动机不宜轻载或空载运行。
转矩特性
Tem
CTΦIa
k
f
CT
I
2 a
0
Ia
当负载电流较大时，磁路饱和，串励电动机的工作特性与 他励电动机相同。
功率大部分消耗在空载损耗上；负载电流
增大，效率也增大，输入的功率大部分消
耗在机械负载上；但当负载电流增大到一
定程度时铜损快速增大此时效率又变小。 0
Ia
二、串励直流电动机的工作特性
当负载电流较小时，电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励
磁电流呈线性关系。即：
转速特性
Φ k f I f k f Ia
η n Tem
直流电动机的工作特性
一、他励（并励）直流电动机的工作特性
1、转速特性
定义：当 U 、U N I f时，I fN n f(I a )
由方程式可得
n
UN CEΦ
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按励磁方式不同可分为他励、并励、串励和复励四种。
下面一常用的他励和并励电动机为例介绍其机械特性、起动、反转和调速，他励和并励电动机只是连接方式上的不同，两者的特性是一样的。
直流电机的接线图图是他励和并励直流电动机的接线原理图。
他励电动机的励磁绕组与电枢是分离的，分别由励磁电源电压Uf和电枢电源电压U两个直流供电；而在并励电动机中两者是并联的，由同一电压U供电。
并励电动机的励磁绕组与电枢并联，其电压与电流间的关系为：U=E+RaIa 即：Ia=（Ra为电枢电压）If=I=Ia+If≈Ia当电源电压U和励磁电路的电阻Rf（包括励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）保持不变时，励磁电流If以及由它所产生的磁通Φ也保持不变，即Φ=常数。
则电动机的转距也就和电枢电流成正比，T= KTΦIa= KIa这是并励电动机的特点。
当电动机的电磁转距T必须与机械负载转距T2及空载损耗转距T0相平衡时，电动机将等速转动；当轴上的机械负载发生变化时，将引起电动机的转速、电流及电磁转距等发生变化。
，称为：n===－Ｔ＝n0－式中并励电动机的起动与反转并励电动机在稳定运行时，其电枢电流位：Ia＝，因电枢电阻Ra很小，所以电动机在正常运行时，电源电压U与反电动势E近似相等。
在起动时，n=０，所以E＝kEΦn＝０。
这时电枢电流及起动电流为Iast=，由于Ra很小，因此起动电流I ast可达额定电流IN的10～20倍，这时不允许的。
同时并励电动机的转距正比于电枢电流Ia，这么大的起动电流引起极大的起动转距，会对生产机械的传动机构产生冲击和破坏。
限制起动电流的方法就是在起动时的电枢电路中串接起动电阻Rst，见图。
这时起动电枢中的起动电流的初始值为：Iast=则起动电阻为：Rst=－Ra一般：Iast=（1.5～2.5）IN起动时，可将起动电阻Rst放在最大值处，待起动后，随着电动机转速的上升，再把它逐段切除。
注意：直流电动机在起动或工作时，励磁电路一定要保持接通，不能断开（满励磁起动）。
直流并励电动机的机械特性和调速
尝试一直流并励电动机的机械特性和调速一、尝试目的1、掌握用尝试方法测取直流并励电动机的机械特性。
2、掌握直流并励电动机的调速方法。
二、预习要点1、什么是直流电动机的机械特性？2、直流电动机调速道理是什么？三、尝试工程1、机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2，得到n=f〔T2〕2、调速特性〔1〕改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f〔U a〕〔2〕改变励磁电流调速保持U=U N，T2=常数，测取n=f〔I f〕四、尝试方法1、尝试设备2、屏上挂件摆列挨次D31、D42、D51、D31、D443、并励电动机的机械特性1〕按图1-1接线。
校正直流测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。
Rf1选用D44的1800Ω阻值。
R f2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。
R1用D44的180Ω阻值。
R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。
图1－1 直流并励电动机接线图2〕将直流并励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转标的目的应符合转速表正向旋转的要求。
3〕M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值〔100 mA〕，再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值：U＝U N，I＝I N，n＝n N。
此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。
4〕保持U＝U N，I f=I fN，I f2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。
测取电动机电枢输入电流aI，转速n和校正电机的负载电流I F〔由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2〕。
共取数据9-10组，记录于表1-1中。
4、调速特性〔1〕改变电枢电压的调速1〕直流电动机M运行后，将电阻R1调至零，I f2调至校正值，再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻R f1，使M的U=U N，I=0.5I N，I f＝I fN记下此时MG的I F值。
并励直流电机实验报告
答：由直流电动机机械特性的表达式可知，转速与电枢电压成正比、 与磁通量成反比，所以降低电压时转速下降。
3.当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转 速的升高，为什么？
答：由于磁通与励磁电流在额定磁通以下时基本成正比，所以励磁电 流减小时，主磁通也随着减小。由机械特性的表达式可知，当磁通减小时，
二、预习要点
1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪 表。
答：在一个三相系统中,任何一相都可以成为另一相的参考点(或基准 点)。Y 型接法通常选择中性点作为参考点，即便是三相三线制也将中性点 作为参考点。Y 型接法的好处是每一相的电压、电流和功率都可以独立测量。 如果将三相中的某一相作为参考点，就可以用两只瓦特计测量整个三相系 统的功率。
1．MEL－1 电机教学实验台主控制屏（含指针式交流电压表、交流电流 表）
2．功率及功率因数表（MEL-20） 3．三相心式变压器（MEL-02） 4．三相可调电阻 900Ω（MEL-03） 5．波形测试及开关板（MEL-05） 6．三相可调电抗（MEL-08）
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茂名学院自动化专业实验室实验报告
P1
电动机输入电流：I =Ia +IfN 由工作特性求出转速变化率： Δn= nO nN ×100％
nN
解：对第一组数据，有：P2=0.105×1600×1.18=198.24w I =Ia +IfN =1.1+0.0748A=1.1748A P1=220×1.1748=258.46w η= P2/ P1×100％=198.24/258.46=77％ Δn=（1600-1600）/1600 ×100％=0.00％ 同理可得其他数据，见表 1-8。
电机拖动的几个实际问题
问：1、并励电动机的速率特性n＝f（Ia）为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？2、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？3、当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？4、并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”？为什么？答：分析直流并励电机必须考虑“反电动势”。
只要把握住这一点，你的四个问题迎刃而解了。
1。
励磁电流不变，电枢端电压不变，转速下降之后，反电动势减小，电枢电流会变大，电磁转矩变大。
也可以这样分析，负载转矩变大，电机转速下降，反电动势减小，电枢电流变大，电磁转矩变大，电机在比较低的速度下保持恒速运行。
2。
电磁转矩与电枢电流成正比，减小电枢端电压，电枢励磁电流也会下降，电动机在新的转速下保持恒速运行。
3。
转速不变时，反电动势与励磁电流成正比，减小励磁电流，反电动势会减小，电枢电流变大，电动机会加速，直到比较高的转速，保持恒速运行。
4。
不一定，如果励磁回路断线，电磁转矩立即减小，如果电机在负载运行，因为没有足够的电磁转矩，电机会停转，电枢电流立即上升，超过额定值，长时间之后电枢绕组烧坏。
空载运行时，因为铁芯剩磁的存在，电枢会转动，但是因为磁场弱，反电动势太小，所以转速会一直上升，电枢高速运行，导致“飞车”事故。
1.并励电动机的速率特性为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机的运行有何影响2..当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会硬起电动机转速降低？3..当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？4.并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”，为什么问题补充：分析一下在改变电枢电压的调速和和改变励磁电流的调速电枢电流的变化规律以及比较两种调速方法的优缺点1、由于负载、阻尼的阻碍影响，曲线肯定是下降的；上翘的那是对串励电机才是；上翘的曲线（串励）适用于电钻类设备；2、直流电动机转速公式中，N与电枢电压成正比、与磁通量成反比，所以降低电压转速下降（直流电动机调速的最普遍方法就是调压）；3、道理同上，转速与磁通量成反比；4、理论上是，但由于负载、阻尼的存在，实际上不一定飞车，最多的可能是堵转。
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并励直流电动机的转速公式
一、引言
并励直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
了解并励直流电动机的转速公式对于理解其工作原理和性能至关重要。
二、并励直流电动机的基本原理
并励直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的装置。
其基本原理是利用直流电源提供的电流通过电枢产生磁场，与永磁励磁产生的磁场相互作用，从而产生转矩，驱动电动机旋转。
根据电动机的基本原理，可以推导出并励直流电动机的转速公式。
转速公式的推导需要考虑电动机的电磁转矩和机械转矩之间的平衡关系。
1. 电磁转矩：
电磁转矩是由电动机的电磁场产生的，可以通过下式计算：
Te = Kt * Ia * φ
其中，Te表示电磁转矩，Kt为电磁转矩系数，Ia为电动机的电流，φ为电动机的磁通。
2. 机械转矩：
机械转矩是电动机输出的转矩，可以通过下式计算：
Tm = J * dw/dt
其中，Tm表示机械转矩，J为电动机的转动惯量，dw/dt为转速的变化率。
3. 平衡关系：
在电动机正常运行的情况下，电磁转矩和机械转矩达到平衡，即Te = Tm。
将电磁转矩和机械转矩的公式代入平衡关系中，可以得到：
Kt * Ia * φ = J * dw/dt
四、并励直流电动机的转速公式
根据平衡关系的推导，可以得到并励直流电动机的转速公式：
dw/dt = (Kt * Ia * φ) / J
根据转速公式，可以看出转速与电动机的电流、磁通和转动惯量之间存在关系。
在实际应用中，可以通过调节电流和磁通的大小，来控制电动机的转速。
五、应用举例
以工业生产中的输送带驱动为例，假设输送带的负载恒定，需要通过并励直流电动机来驱动。
可以根据负载的大小，调节电动机的电流和磁通，从而控制电动机的转速，使得输送带的运行速度得以控制。
六、总结
并励直流电动机是一种常用的电动机类型，其转速公式可以通过电磁转矩和机械转矩的平衡关系推导得到。
掌握并励直流电动机的转
速公式对于理解电动机的工作原理和性能具有重要意义。
在实际应用中，可以通过调节电流和磁通的大小，来控制电动机的转速，满足不同工作需求。
了解并励直流电动机的转速公式有助于工程师和技术人员在设计和维护过程中做出准确的判断和调整。