【培训课件】电机学课件--直流电动机的电力拖动
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第03章 直流电机的电力拖动(第1部分)PPT课件
（1）首先取转速的方向为正方向； （2）对于电磁转矩，若与相同，则取“+”；反之，若与方
向相反，则取“-”； （3）对负载转矩而言，若与方向相反，则取 “+”；方向相
同则取“-”；
根据上述正负号选取规则，式（3-3）运算结果存在下列三种情况：
1.若 Tem 时TL，则 =常n 值，系统稳态运行；
2.若 Tem 时TL，则
式中，j
n nL
TL
t
TL ( ) L
t
TL (n nL
)
TL
t j
为传动机构总的转速比； L 为工作机构输出轴的机械角速度； T L
（3-4） 为工作
机构的实际负载转矩； t 为传动机构的总效率。
（2）当生产机械驱动电动机时，传动机构的损耗是由生产机械承担的。于是有：
根据上式，折算后的负载转矩为：
15
图3.9 恒功率负载的转矩特性
实际生产机械大都是上述典型负载特性的组合。如实际的通风机负载转矩特性可表示
11
3.2 各类生产机械的负载转矩特性
定义： 生产机械的负载转矩与转速之间的关系 n 即f (T为L)生产机械的负
载转矩特性，它与电动机的机械特性相对应。
大多数生产机械可归纳为：
恒转矩负载 风机与泵类负载
恒功率负载
A、恒转矩负载的转矩特性
特点： 负载转矩不受转速变化的影响。在任何转速下，负载转矩总是保
，dd n电t 机0 处于加速状态；
3.若 Tem 时TL，则
，dd n电t 机0 处于减速状态。
6
考虑到对实际的大多数拖动系统而言，在电机和生产机械之间存在诸如减速箱、皮 带等传动机构，构成了所谓的多轴拖动系统。在使用式（3-3）时需进行多轴系统到单轴 系统的折算，具体折算方法介绍如下：
向相反，则取“-”； （3）对负载转矩而言，若与方向相反，则取 “+”；方向相
同则取“-”；
根据上述正负号选取规则，式（3-3）运算结果存在下列三种情况：
1.若 Tem 时TL，则 =常n 值，系统稳态运行；
2.若 Tem 时TL，则
式中，j
n nL
TL
t
TL ( ) L
t
TL (n nL
)
TL
t j
为传动机构总的转速比； L 为工作机构输出轴的机械角速度； T L
（3-4） 为工作
机构的实际负载转矩； t 为传动机构的总效率。
（2）当生产机械驱动电动机时，传动机构的损耗是由生产机械承担的。于是有：
根据上式，折算后的负载转矩为：
15
图3.9 恒功率负载的转矩特性
实际生产机械大都是上述典型负载特性的组合。如实际的通风机负载转矩特性可表示
11
3.2 各类生产机械的负载转矩特性
定义： 生产机械的负载转矩与转速之间的关系 n 即f (T为L)生产机械的负
载转矩特性，它与电动机的机械特性相对应。
大多数生产机械可归纳为：
恒转矩负载 风机与泵类负载
恒功率负载
A、恒转矩负载的转矩特性
特点： 负载转矩不受转速变化的影响。在任何转速下，负载转矩总是保
，dd n电t 机0 处于加速状态；
3.若 Tem 时TL，则
，dd n电t 机0 处于减速状态。
6
考虑到对实际的大多数拖动系统而言，在电机和生产机械之间存在诸如减速箱、皮 带等传动机构，构成了所谓的多轴拖动系统。在使用式（3-3）时需进行多轴系统到单轴 系统的折算，具体折算方法介绍如下：
电机学课件第2章直流电机电力拖动课件
调速控制电路
采用可控整流器、直流斩波器等电路实现直流电 机调速控制。
直流电机启动控制
启动方式
通过软启动、星三角启动等方式实现直流电机的平稳启动。
启动电流
启动过程中电流较大，会对电网造成冲击。
启动控制电路
采用电阻限流、电抗限流等方式实现直流电机启动控制。
直流电机制动控制
1 2
制动方式
通过能耗制动、反接制动等方式实现直流电机的 制动。
根据调速方式分类
可分为有级调速和无级调 速直流电机电力拖动系统。
直流电机电力拖动系统的特点
调速性能好
直流电机可以通过改变 输入电压或电流实现平 滑调速，具有良好的线
性调速性能。
启动转矩大
直流电机启动时能够提 供较大的转矩，适用于 需要重载启动的场合。
控制精度高
直流电机电力拖动系统 可以通过控制器实现精 确的速度和位置控制。
直流电机的工作原理
当直流电源通过电刷和换向器加在电枢绕组上时，电流在电枢绕组中产生磁场。 磁场与主磁极相互作用，产生转矩，使转子旋转。
随着转子的旋转，电枢绕组中的电流方向不断改变，以保持磁场与电流方向的同步。
直流电机的励磁方式
他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组独立，励磁 电流由外部电源提供。
自励直流电机
负载变化对温升的影响
当负载增加时，直流电机的温升也会相应增加。因此，需要合理选 择电机容量和散热方式，以避免过热。
04
直流电机电力拖动系
通过改变电枢电流、电枢电压、励磁电流等参数， 实现直流电机的调速。
调速性能
调速平滑、范围宽、效率高，但调速过程中会产 生较大的转矩波动。
生产效率。
在电力、水利、化工等产业中， 直流电机用于泵、风机等设备的
采用可控整流器、直流斩波器等电路实现直流电 机调速控制。
直流电机启动控制
启动方式
通过软启动、星三角启动等方式实现直流电机的平稳启动。
启动电流
启动过程中电流较大，会对电网造成冲击。
启动控制电路
采用电阻限流、电抗限流等方式实现直流电机启动控制。
直流电机制动控制
1 2
制动方式
通过能耗制动、反接制动等方式实现直流电机的 制动。
根据调速方式分类
可分为有级调速和无级调 速直流电机电力拖动系统。
直流电机电力拖动系统的特点
调速性能好
直流电机可以通过改变 输入电压或电流实现平 滑调速，具有良好的线
性调速性能。
启动转矩大
直流电机启动时能够提 供较大的转矩，适用于 需要重载启动的场合。
控制精度高
直流电机电力拖动系统 可以通过控制器实现精 确的速度和位置控制。
直流电机的工作原理
当直流电源通过电刷和换向器加在电枢绕组上时，电流在电枢绕组中产生磁场。 磁场与主磁极相互作用，产生转矩，使转子旋转。
随着转子的旋转，电枢绕组中的电流方向不断改变，以保持磁场与电流方向的同步。
直流电机的励磁方式
他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组独立，励磁 电流由外部电源提供。
自励直流电机
负载变化对温升的影响
当负载增加时，直流电机的温升也会相应增加。因此，需要合理选 择电机容量和散热方式，以避免过热。
04
直流电机电力拖动系
通过改变电枢电流、电枢电压、励磁电流等参数， 实现直流电机的调速。
调速性能
调速平滑、范围宽、效率高，但调速过程中会产 生较大的转矩波动。
生产效率。
在电力、水利、化工等产业中， 直流电机用于泵、风机等设备的
直流电机的电力拖动模板PPT课件
3)当Tem TL 或 dn 0 时,系统处于减速运行状态，即处于动态。 dt
常把
GD 2 375
dn dt
或(Tem
TL
)称为动负载转矩,把
TL 称为静负载转矩.
第5页/共53页
运动方程式中转矩正、负号的规定
首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向， 然后规定：
（1）电磁转矩Tem 与转速 n 的正方向相同时为正，相反时为负。
小，所以起动电流将达很大值。
过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用
户的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会
损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。
为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电
阻或降低电枢电压起动。
22
第22页/共53页
电枢回路串电阻起动——起动时在电枢回路串入起动 电阻Rst
前面分别分析了负载的机械特性和电动机的机械特性。当将电动机与负载 机械构成电力拖动系统时就有一个两者机械特性的配合问题，配合恰当，才
处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动，导致系统的转
速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡
状态，或者当扰动消失后系统回到原来的转速下继续运行，则系统是稳定的，
人为机械特性
使用直流电动机时，其固有特
性往往不能满足要求，这时可改变
电源电压U，每极磁通和电枢回路
串接的附加电阻Rsa三个量中的某个
量，从而改变电动机的机械特性，
这样得到的机械特性称为人为机械
特性。
(1)电枢回路串接电阻时的人为
U=UN,=N,电枢回路
串接电阻）
Chapter 02第二章 直流电动机的电力拖动.ppt
固有机械特性
电力拖 动基础
❖ 1．机械特性方程
❖ 图2—1所示，是他励直流电动机电枢电路原理图，
R 为电枢回路串接的附加电阻，rL为励磁回路绕组电阻。
❖ 由2—1图中可以列出他励直流电动机的电压平衡方程
式：
❖
U Ea Ia Ra R (2—1)
❖ 式中U为电源电压；
❖Ea 为电动机反电动势；
❖ 。该电流为起动电流，对应的2点转矩，叫做起
动转矩。
2.1.1．固有机械特性
电力拖 动基础
❖当保持 U U N, N ,电枢回路不串接
附加电阻时,所得到n＝f(T)特性曲线称为电机的固
有机械特性,又称为自然机械特性。机械特性方程
式为：
❖n U N Ra T
Ce N
Ce
C
T
2 N
（2—4）
❖
n
UN Ce N
Ra R
Ce
C
T
2 N
T
n
n
（2—5）
❖ 依据式（2—5）可知，电枢回路串接电阻人为特
性的特点：
电力拖 动基础
❖（1）因为 U U N , N ，所
以
n
UN Ce N
常数
。
❖（2）由于RΩ＞0，当式（2—5）中RΩ分别为：
❖RΩ1＜RΩ2＜RΩ3 时，得一族人为机械特性曲线如
2
，
可见斜率，
1 2
，
Δn=βT ，T 一定时， Ф下降 ，Δn增大，特性变软。
❖由此可见,在弱磁 时,得到一族不平行人为特性。
❖ 从前面分析中可知，减弱磁通Ф时，理想空载U N转 速平n方0升成高反，比而。且这n是0与因Ф为成理反想比空，载转时速，降外Δ施n与电压ФUN 与电机反电势Ea相等，
直流电机的电力拖动-135页PPT资料
nCU edNCeCRT a N2Tem
（4-8）
图 4-5 改变电源电压Ud时的人为机械特性
第4章 直流电机的电力拖动
3. 改变磁通Φ时的人为机械特性 此时Ud=UN，电枢回路不串接电阻（Re=0）、减弱磁通 时的人为机械特性方程为
n UN
Ce
CeCRTa2 Tem
（4-9）
图 4-6 改变磁通Φ时的人为机械特性
理想转速：
n0
UN
CeN
220162 r0/min 0.136
额定电磁转矩：
T N 9 . 5 C e N 5 I N 9 . 5 0 . 1 5 6 3 . 6 8 8 6 . 4 N 9 5 m
第4章 直流电机的电力拖动
因此，固有机械特性是过（0，1612 r/min）和（89.4 N·m，1500 r/min）两点的直线。
第4章 直流电机的电力拖动
第4章 直流电机的电力拖动
4.1 他励直流电机的机械特性 4.2 他励直流电机拖动时的运行状态 4.3 其他直流电机的运行机械特性 4.4 直流电机拖动系统的控制方法 小结
第4章 直流电机的电力拖动
4.1 他励直流电机的机械特性
电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Tem之 间的关系，即n=f （Tem）。 4.1.1 机械特性的一般表达式
图 4-1 他励直流电动机的电路原理
第4章 直流电机的电力拖动
他励直流电动机的基本方程式为：
电枢电势方程式 电磁转矩 电压平衡方程式 电枢总电阻 磁通
励磁电流
Ea=CeΦn Tem=CTΦIa Ud=IaRΣ+Ea RΣ=Ra+Re Φ=f（If）
if
【培训课件】电机学课件--直流电动机的电力拖动(2024版)
•30
§4.1 能耗制动
1、实现能耗制动的方法
将电枢从电源上断开，通 过制动电阻RB闭合。电枢电流 Ia变为由Ea产生，与原来方向 相反，电磁转矩 随之反向， Tem与n反向，进入制动状态， 制动过程中，电动机靠系统的 动能发电，消耗在电枢回路的 电阻上，故称为能耗制动。
•电动 •制 动
•31
2、能耗制动时的机械特性
•一、一般直流电机不允许直接起动 • 从公式可以看出直接起动电流很大，能够达到10-20倍的额定电流。这将引起 严重的后果。应设法限制电枢电流的不超过额定电流的1.5~2倍。
•二、解决方法 •1、对直流电机起动的要求：足够大的Tst ， Ist要限制在一定的范围内，起动设 备要简单可靠。 •2、限制Ist的方法：电枢回路串电阻起动，降低电枢电压起动。 •无论哪种方法都应保证电动机的磁通达到最大值。
•11
§2
§1 机械特性的表达式 §2 固有机械特性和人为机械特性 §3 机械特性的求取 §4 电力拖动系统稳定运行条件
•12
§1 机械特性的表达式
机械特性：电动机处于稳定运行状态时，电动机的电磁转矩Tem 与转速n的关系曲线称为电动机的机械特性。 （ Tem与n 都是机械量）
•其中：
•称为理想空载转速
【培训课件】电机学课 件--直流电动机的电力拖
动
2024年11月24日星期日
§1
§1.1 电力拖动系统的运动方程式 §1.2 负载的转矩特性
•2
§1.1 电力拖动系统的运动方程式
在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要使用 各种各样的生产机械。各种生产机械的运转，一般采用电动机来拖动， 这种用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系 统。
§4.1 能耗制动
1、实现能耗制动的方法
将电枢从电源上断开，通 过制动电阻RB闭合。电枢电流 Ia变为由Ea产生，与原来方向 相反，电磁转矩 随之反向， Tem与n反向，进入制动状态， 制动过程中，电动机靠系统的 动能发电，消耗在电枢回路的 电阻上，故称为能耗制动。
•电动 •制 动
•31
2、能耗制动时的机械特性
•一、一般直流电机不允许直接起动 • 从公式可以看出直接起动电流很大，能够达到10-20倍的额定电流。这将引起 严重的后果。应设法限制电枢电流的不超过额定电流的1.5~2倍。
•二、解决方法 •1、对直流电机起动的要求：足够大的Tst ， Ist要限制在一定的范围内，起动设 备要简单可靠。 •2、限制Ist的方法：电枢回路串电阻起动，降低电枢电压起动。 •无论哪种方法都应保证电动机的磁通达到最大值。
•11
§2
§1 机械特性的表达式 §2 固有机械特性和人为机械特性 §3 机械特性的求取 §4 电力拖动系统稳定运行条件
•12
§1 机械特性的表达式
机械特性：电动机处于稳定运行状态时，电动机的电磁转矩Tem 与转速n的关系曲线称为电动机的机械特性。 （ Tem与n 都是机械量）
•其中：
•称为理想空载转速
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动
2024年11月24日星期日
§1
§1.1 电力拖动系统的运动方程式 §1.2 负载的转矩特性
•2
§1.1 电力拖动系统的运动方程式
在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要使用 各种各样的生产机械。各种生产机械的运转，一般采用电动机来拖动， 这种用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系 统。
电力拖动与控制课件：第二章 直流电动机的电力拖动
减弱磁通可用于平滑调速。 由于磁通只能减弱，所以只能从额定转速 向上调速。 受到电动机换向能力和机械强度的限制， 向上调速的范围是不大的。
电枢反应对机械特性的影响 :
当电刷放在几何中性线上，而电枢电流不 大时，电枢反应可以忽略不计。但是当电枢 电流较大时，由于磁路饱和的影响，电枢反 应会产生明显的去磁作用，使每极磁通量略 有减小，结果使转速n上升,机械特性呈上翘 现象,如图2-7。这对电动机的运行稳定性不利。
图2-7 电枢反应对机械 特性的影响
为了避免机械特性的上翘， 往往在主磁极上加一个匝数 很少的串励绕组，用串励绕 组的磁势抵消电枢反应的去 磁作用。这时电动机实质上 已变为积复励电动机，但是 由于所加绕组磁势较弱，一 般仍可将它视为他励电动机。
四、根据电动机的铭牌数据计算和绘制 机械特性
电动机的铭牌上给出电机的额定功率PN、额 定电压UN、额定电流IN和额定转速nN等数据。 由这些已知数据，可计算和绘制机械特性。
实际空载转速n0’为
n0 n0 T0
2．堵转点
B点为堵转点。
在B点：n=0 ，因而Ea=0 ； 电枢电流Ia称为堵转电流Ik ； 与Ik 对应的电磁转矩称为堵转转矩。
T
Tk
CT
U Ra
Rc
二、固有机械特性
电动机本身固有的特性称为固有机械特性。 它应具备的条件是：
① 电源电压 U=UN ② 励磁磁通 N
nRN
n0
Ra Rc 9.55(Ce N
)2
TN
计算出n0 后，过（n0 ,0）,（nRN ,TN）两点 连一条直线，即得到电枢串电阻的人为机械 特性曲线。
（2） 降低电源电压人为机械特性的绘制
选择两个工作点： 理想空载点：n=n0 ,，T=0 额定工作点：n=nN , ，T=TN 降低电源电压时，理想空载转速随之降低：
第2章直流电机的电力拖动.ppt
注意：静差率δ 不仅与机械特性的硬度有关，还与
N
理想空载转速n0的高低有关。
n n n 0 N N T T T T N N n n 0 0
最低转速nmin受静差率指标的限制。
3. 调速的平滑性 定义：相邻两级转速中，高一级转速ni与低一级转速ni-1之比， 用平滑系数 表示，即
二、降压起动 从式中可看出降低端电压可降低起动电流 1、起动过程
2、起动计算
I st
UN Ra
三、电枢回路串电阻起动
U E U nC U N a N e N N I st R R R a a a
1）起动瞬间，n=0 2）Ra很小
1、起动过程
2、电枢回路串电阻的分级起动电阻 的计算 1）几个要求
一、评价调速方法的主要指标
调速范围 静差率 调速的平滑性 调速时电动机的容许输出 调速的经济性 1. 调速范围 调速范围是指电动机在额定负载时，最高转速nmax与最低转 速nmin之比。用符号D表示，即
n D max T T N n min
最高转速nmax受电动机换向能力和机械强度的限制。 一般取为电动机的额定转速nN。
CD段
U E U C n N a N e CD I z R R R R a z a z
I=0反向理想空载点，开始电流为又正
D点：
DE段
U E U C n N a N e DE I z R R R R a z a z
E点：位能性恒转矩负载最终稳定点
⑸计算各级电阻
R R 1 . 911 0 . 396 0 . 757 1 a R R 1 . 911 0 . 757 1 . 446 2 1 R R 1 . 911 1 . 446 2 . 764 3 2
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U
电动
S
RB 制动 IaB
Ea
M
Tem n TemB
If
2、能耗制动时的机械特性
n
B
n0
A
Ra
B
0
Ra RB
TL
Tem
C 从机械特性曲线看制动过程（A、B、C、三点）
4、选择RB的原则
因为
IaB
Ea Ra RB
I max
(2 2.5)IN
所以
RB
Ea (2 2.5)IN
Ra
5、能耗制动的优点
二、解决方法 1、对直流电机起动的要求：足够大的Tst ， Ist要限制在一定的范围内，起动设 备要简单可靠。 2、限制Ist的方法：电枢回路串电阻起动，降低电枢电压起动。 无论哪种方法都应保证电动机的磁通达到最大值。
§3.1 电枢回路串电阻起动
一、起动过程
U
n
nn0N
Tnem3 I
n1
S
S1 S2 S3
h
f3 d2
b 1
M
g Ra
Ra Rst 1 Rst 2 Rst 3
e Ra Rst1 R1
c Ra Rst1 Rst 2 R2
a Ra Rst1 Rst 2 Rst 3 R3
TL IL
T2 I2
T1
Tem
I1
I
二、起动电阻的计算
在已知起动电流比β和电枢电
阻前提下，经推导可得各级串联电 阻为:
Φ1
n0
Φ2 Φ1 ΦN
ΦN
Tem
Tk 2 Tk 1 Tk
§3 机械特性的求取
一、固有机械特性的的求取
步骤：（1）估算 R a
Ra
(1 2
2)UN IN
3
I
2 N
PN
（2）计算
C e N
EN nN
UN
I N Ra nN
TN TCNTNCTINN IN 9.59.55C5CeeNN IINN
电力拖动系统的组成：电源、控制设备、电动机、传动和工作机构。
一、运动方程式
1、单轴系统
U
M
Tem
TL
J
d dt
Tem n
TL
2、实用表达式
通常将转动惯量J用飞轮矩GD2来表示，它们之间的关系为 J=mp
式中 m与G－转动部分的质量与重量； p与D－惯性半径与直径（m）； g=9.81m/s2 －重力加速度；
§5
§5.1 评价调速的指标 §5.2 调速方法 §5.3 调速方式与负载类型的配合
调速：为了提高生产效率或满足生产工艺的要求，许多生产机 械在工作过程中都需 要调速。
电力拖动系统的调速可以采用： 机械调速：改变传动机构速比。 电气调速：改变电动机参数。即人为的改变电 动机的机械特性。
注：由负载变化引起的电机速度变化不称为速度调节， 而称为速度变化。
起动过程：电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。 起动转矩Tst：电动机起动瞬间的电磁转矩。 起动电流Ist：起动瞬间的电枢电流。
一、一般直流电机不允许直接起动 从公式可以看出直接起动电流很大，能够达到10-20倍的额定电流。这将引起
严重的后果。应设法限制电枢电流的不超过额定电流的1.5~2倍。
Tem
二、人为机械特性
1、电枢串电阻时的人为机械特性
保持U U N ,Φ不变Φ,N只在电枢回路中串入电阻 的人为R特S 性
n
n0
n
UN CeΦN
Ra RS
C
e
CT
Φ
2 N
Tem
Ra
是一族通过理想空载点并 具有不同斜率的人为特性。
Ra RS Tem
2、降低电枢电压时的人为机械特性 保持R Ra ,Φ不变Φ，N 只改变电枢电压时的人为特性：
Rst1 (β 1 ) Ra Rst 2 (β 1 ) βRa βRst1 Rst 3 (β 1 ) β 2 Ra βRst 2 Rstm (β 1 ) β m1 Ra βRstm1
计算各级起动电阻的步骤：
（1）求Ra
（2）根据过载倍数求T1,I1
(3) 选取m
（4）计算
（5）求
§4
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4
能耗制动 反接制动 回馈制动 直流电动机的反转
制动的概念：从某一稳定转速开始减速到停止或限 制位能负载下降速度的一种运行过 程。
电机的两种运行状态：
制动状态：电磁转矩Tem的方向与转速n的方向相反。 电动状态：电磁转矩Tem的方向与转速n的方向相同。
（3）计算理想空载点
（4）计算额定工作点数据
二、人为机械特性的的求取
在固有机械特性 方程 n n0 的βT基em础 上，根据人为特性所 对应的参数 或 或RS变
化，U 重Φ新计算 和 ， 然后n得0 到人β 为机械特
性方程式。
§4 电力拖动系统稳定运行条件
一、稳定运行的概念
电力拖动系统在某种扰动作用下，离开原来的平衡状态，但 仍能在新的条件下达到平衡状态，或者在扰动消失后仍能自动恢 复原平衡状态，则该系统是稳定的。
3、机械特性
n UN CeΦN
Ra RB CeCT ΦN2
Tem
n0 βTem
B
n n0 A
4、从机械特性曲线看制动 过程
5、功率关系
Ra
TL
C D
0
TL
Tem
6、优点 设备简单，操作方便。
n0
Ra RB
一、倒拉反转反接制动 （只适用于位能性恒转矩负载）
1、实现方法
他励电动机拖动位能性负载，电枢回路串入较
1．反抗性恒转距负载特性 特点：TL的大小恒定不变，方向总是与运动方向相反。负
载转矩特性在第一和第三象限，如图1所示，例如 金属的压延，机床的平移机构等。
n
TL
2、位能性恒转矩负载特性 特点：TL的大小和方向均与转速无关，不随机变化。
其负载转矩特性在第一和第四象限，如图 所 示，例如重物的提升与下放等。
n
TL
二、恒功率负载特性 特点：TL的大小基本上与转速n成反比，即负载功率为常数，故
称恒功率负载特性。如图 所示，是一条双曲线。切削机 床属于此类。
n
TL
三、泵与风机类负载特性
特点：TL的大小基本上与转速n的平方成正比。 其特性如图 所示，在第一，三象限，是一条抛
物线。例如风机、水泵、油泵等。
n
二、稳定运行的条件
（1）必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点， 即存在Tem=TL
(2)充分条件：在交点的转速以上存在Tem＜TL，而在交点的转速以 下存在Tem＞TL
n
nA
A
Tem
0
TL
稳定运行
n
nB
B
Tem
0
TL
不稳定运行
§3
§3.1 电枢回路串电阻起动 §3.2 降压起动
§4.2 反接制动
一、电压反接制动 1、实现方法
如图所示，使k断开、F闭 合，使电枢电源反接的同时串 入一个制动电阻RB,这时由于U 反向,反向的电枢电流很大， 产生很大的反向Tem，从而产 生很强的制动作用，进入制动 状态。 2、制动电阻
U
电动
S
制动
Ia
IaB
RB
Ea
M
Tem n
TemB
If
n U CeΦN
Ce
Ra CT ΦN2
Tem
是位于固有特性下方， 且与固有特性平行的一 组直线。
n n0
n01 U1 UN
UN U1
Tem
3、减弱磁通时的人为机械特性
保持R Ra ,U不变U N，只改变励磁回路调节电阻 的人R为Sf特性：
n UN CeΦ
Ra CeCT Φ2
Tem
n02 n
n01 Φ2
大时上翘，如图所示 。
机械特性的硬度 :越大，特性越陡，称为软特性；
越小，特性越平，称为硬特性； 表明机械特性曲线的下垂程度。
§2 固有机械特性和人为机械特性 一、固有机械特性 当 U U N ,Φ Φ时N ,的R 机 R械a特性称为固有机械特性：
其 方程式为：
n
UN CeΦN
Ra Ce CT ΦN2
§5.1 评价调速的指标
调速指标：为了评价各种调速方法的优缺点，对调速
方法提出的一定的技术经济指标。
1、调速范围
D nmax nmin
2、静差率
% nN 100% n0 nN 100%
n0
n0
D nmax nmin
nmax n0' nN
nmax
n0'
(1
nN n0'
)
nmax
nmax
T2
T1
检验是否满足T2≥(1.1—1.3)TL，若不满
足，另选T1或m值，直到满足条件。
三、三点起动器（简单了解） 人工手动办法起动
§3.2 降压起动 当直流电源电压可调时可采用降压起动方法。
发展：过去可调的直流电源采用直流的发电机-电动机 组，现在多用晶闸管整流电源代替。
优点：起动平稳，起动过程中能量损耗小。
直流电动机的电力拖动
§1 电力拖动系统的运动方程式和负载的转矩 特性 §2 他励直流电动机的机械特性 §3 他励直流电动机的起动 §4 他励直流电动机的制动 §5 他励直流电动机的调速
§1
§1.1 电力拖动系统的运动方程式 §1.2 负载的转矩特性
§1.1 电力拖动系统的运动方程式
在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要使用 各种各样的生产机械。各种生产机械的运转，一般采用电动机来拖动， 这种用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系 统。